Triển vọng sản xuất nhiên liệu sinh học từ cỏ

Nhu cầu về nhiên liệu sinh học tiếp tục tăng cao trong khi người Mĩ vẫn đang tìm mọi cách để mở rộng nguồn năng lượng tái tạo và giảm thiểu tình trạng biến động giá năng lượng. Ethanol được chiết xuất từ ngô hiện vẫn là nguồn nhiên liệu chính, tuy nhiên nhu cầu ethanol lại đang lấn vào nguồn ngô dùng trong thực phẩm, vì vậy rất có thể sẽ đẩy giá thực phẩm lên cao.

Nhận thức được điều này, Chính phủ Hoa Kì đã đặt ra nhiệm vụ sản xuất 79 tỷ lít nhiên liệu sinh học hàng năm từ nguồn sinh khối ngoài ngô vào năm 2022. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois, Chicago đã tập trung nghiên cứu một số loại cỏ phổ biến thay vì tìm một loại cây trồng khác ngô, vì xét về mọi mặt, cỏ có khả năng cố định đạm và lưu giữ các-bon tốt hơn, khối lượng ethanol thu được cao hơn và yêu cầu về nước cũng ít hơn.

Switchgrass và Miscanthus là hai loại cỏ được lựa chọn. Trong đó, cỏ Switchgrass khá phổ biến, có xuất xứ từ miền Trung Tây nước Mĩ, còn Miscanthus là dòng cỏ lai vô tính, vốn được trồng rộng rãi ở châu Âu.

Theo nhận định của Madhu Khanna, Giáo sư nông nghiệp và kinh tế: “Đây là một cách tốt hơn để đạt được mục tiêu của chúng ta trong việc đảm bảo an ninh năng lượng và làm dịu đi những tác động của biến đổi khí hậu”. 

Tuy nhiên, theo Atul Jain, Giáo sư về khoa học khí quyển thuộc Đại học Illinois, để nghiên cứu được tiềm năng phát triển những loại cỏ này, cần phải có một đánh giá tổng hợp về các yếu tố kinh tế xã hội và các khía cạnh lý sinh, bao gồm các yếu tố về đất, nước, chất dinh dưỡng sẵn có và điều kiện khí hậu. Các nhà nghiên cứu, do đó, không chỉ xem xét tiềm năng sản xuất nhiên liệu sinh học ở cỏ mà còn phải tập trung xác định các điều kiện và khả năng thích nghi của từng loại cỏ, ở từng khu vực khác nhau. 

Cân nhắc chi phí 

Kết quả nghiên cứu đăng trên Tạp chí Global Change Biology Bioenergy cho thấy, năng suất hai loại cỏ có sự khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện của từng khu vực. Cỏ trồng ở Trung Tây bao giờ cũng có năng suất thấp hơn so với phía Bắc và cao hơn nhiều so với phía Nam nước Mỹ. Hoặc cùng được trồng ở Trung Tây nhưng cỏ Miscanthus lại cho năng suất rất cao, gấp 3 lần so với cỏ Switchgrass. 

GS. Khanna khẳng định, có một số yếu tố có thể tác động đến lợi nhuận của việc phát triển các loại cây trồng, trong đó có chi phí về việc trồng các loại cỏ cũng như chi phí bảo vệ, lưu trữ và vận chuyển chúng. Một vấn đề nữa là giá trị đất khi trồng cỏ. Người nông dân sẽ phải chuyển đổi đất trồng ngô và đậu tương sang trồng cỏ, điều này đồng nghĩa với việc họ sẽ phải từ bỏ lợi nhuận thu được từ những mảnh đất vốn đang được trồng ngô hay đậu tương. 

Mặt khác, cỏ Miscanthus và Switchgrass phải mất ít nhất 2 năm mới cho thu hoạch, nhiều hơn một năm so với các cây trồng khác. Chi phí thu hoạch cũng chiếm đến 1/3 chi phí sản xuất sinh khối. 

Thêm vào đó, tổng chi phí “sản xuất” cho mỗi loại cỏ cũng có sự khác nhau. Cỏ Miscanthus cho năng suất cao hơn, nhưng chi phí ban đầu lại tốn kém hơn, đặc biệt chi phí về giống khá đắt đỏ. Dù vậy, chúng lại có tuổi thọ dài hơn, nên tần suất trồng ít hơn. Điều quan trọng là cả hai loại cỏ này đều có thể phát triển trên những vùng đất thoái hóa, không canh tác được hoặc trên lớp đất có lợi suất thấp, không phù hợp cho việc sản xuất lương thực.

Theo GS. Khanna, chúng ta có thể nhận thấy lợi ích từ việc trồng và phát triển cỏ Miscanthus cũng như Swithchgrass khi chúng được trồng ở những nơi có sản lượng ngô và đậu tương thấp. Cụ thể, tại một số vùng như Nam Illinois hoặc Missouri, nơi ngô không được trồng nhiều như vùng Trung và Bắc Illinois hoặc Iowa, các loại cỏ có khả năng cạnh tranh cao hơn. Tuy nhiên, ngay cả khi biết được điều đó, chúng ta vẫn cần phải suy nghĩ về các chi phí “sản xuất” chúng. Đó là điểm mấu chốt.