“Cách mạng xanh” cắt cơn khát nhiên liệu toàn cầu

08/08/2011

Một hécta đất sa mạc đầy ánh nắng có thể cung cấp một lượng nhiên liệu sinh học cao gấp 40 lần số nhiên liệu sinh học mà một hécta đất canh tác màu mỡ trồng ngô mang lại.

Một hécta đất sa mạc hoang hóa lại cho ra sản lượng nhiên liệu sinh học cao gấp 40 lần một hécta đất đai màu mỡ... Nghe qua có vẻ nghịch lý, nhưng đó chính là kỳ tích của công nghệ sinh học.

Nhà khoa học Dan Robertson giới thiệu loài tảo "nhả ra" dầu diesel tinh khiết

Các nhà khoa học Mỹ vừa phát triển được các loại tảo “nhả ra” ethanol, dầu lửa và thậm chí cả dầu diesel. Để sản sinh ra những loại nhiên liệu này, chúng chỉ cần ánh nắng Mặt Trời, khí thải CO2 và... nước biển.

Các “trạm cung cấp nhiên liệu sống” của nhà hóa sinh Dan Robertson có màu xanh xẫm và có kích thước chỉ bằng vi khuẩn E.coli. Khi được ánh sáng chiếu vào, chúng “nhả ra” những giọt dầu li ti, vô cùng nhỏ bé.

Nhà khoa học Robertson, phụ trách nghiên cứu của hãng công nghệ sinh học Joule Unlimited ở Mỹ, tự hào lắc qua lắc lại một chiếc bình đựng một chất lỏng màu xanh lá cây trong phòng thí nghiệm được trang bị khá nghèo nàn, có lớp trần bị tróc lở. Thế nhưng, một kỳ tích đã xuất hiện tại cái phòng thí nghiệm trông có vẻ tồi tàn này và giải được bài toán cung cấp nhiên liệu cho toàn thế giới. Robertson và các cộng sự đã tạo ra được một loại tảo xanh nhả ra dầu diesel.

Giới khoa học Mỹ đã ca ngợi đây chính là một cuộc “cách mạng xanh” mới, biến các loài tảo xanh thành những nhà máy sản xuất ethanol, dầu lửa và dầu diesel.

Thu hút đầu tư hàng triệu đô la

Khi các loại nhiên liệu chiết xuất từ tảo bắt đầu được sử dụng thành công trong các động cơ ô tô, tàu biển và máy bay, các nhà đầu tư như dòng họ “Vua dầu lửa” Rockefeller và ông trùm sáng lập ra Microsoft, Bill Gates, đã đua nhau tung nhiều triệu USD vào dự án này.

Chuyên gia Jason Pyle của Sapphire Energy (California) ca ngợi: “Sản xuất thương mại dầu lửa từ các loài tảo chính là biện pháp khả thi nhất, kinh tế nhất”. Phó chủ tịch phụ trách nghiên cứu và phát triển Emil Jacobs của Tập đoàn dầu lửa khổng lồ Exxon Mobil khẳng định: “Sản xuất dầu lửa từ tảo có tiềm năng to lớn, cung cấp các loại nhiên liệu vừa sạch vừa có ý nghĩa kinh tế và trở thành một nguồn cung năng lượng quan trọng trong tương lai”. Tập đoàn Exxon Mobil đã đầu tư 600 triệu USD cho hãng Synthetic Genomics tiến hành nghiên cứu sản xuất nhiên liệu sinh học từ loài tảo.

Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học từ loài tảo không chỉ mang đến cho nhân loại thứ nhiên liệu sạch với giá cạnh tranh, mang lại cho các nhà đầu tư lợi nhuận tiền tỷ mà còn viết một trang sử mới về cung cấp năng lượng.

Ở nước Mỹ, có tới 40% các loại nhiên liệu được pha các “phụ gia sinh học”. Chỉ có điều việc sản xuất ethanol từ ngô đã vấp phải làn sóng chống đối trong khi thế giới còn thiếu lương thực. Một hécta trồng ngô có thể cung cấp gần 4.000 lít ethanol mỗi năm và việc sản xuất ra mỗi lít ethanol tiêu tốn tới 8.000 lít nước. Việc dùng ngô để sản xuất ethanol đã góp phần đẩy giá lương thực toàn cầu leo cao. Chính vì vậy mà không ít các chuyên gia năng lượng cho rằng việc sản xuất ethanol từ ngô và đậu tương là một cách tiệp cận sai lầm.

Không tốn đất canh tác

Trái lại, việc sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo không đòi hỏi đất canh tác. Nó chỉ cần anh nắng mặt trời, nước biển, khí thải gây hiệu ứng nhà kính CO2 và một chút phân bón là đủ. Do các loài tảo tiêu thụ một lượng lớn khi CO2 và sau này cũng chỉ thải ra một khối lượng tương tự, nên nó không tạo thêm khí thải gây hiệu ứng nhà kính trong chu trình sản xuất và đốt cháy nhiên liệu.

Không những thế, sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo cho năng suất rất cao: một hécta đất sa mạc đầy ánh nắng có thể cung cấp một lượng nhiên liệu sinh học cao gấp 40 lần số nhiên liệu sinh học mà một hécta đất canh tác màu mỡ trồng ngô mang lại.

Hãng Sapphire Pyle là một trong những hãng đi tiên phong trong lĩnh vực sản xuất nhiên liệu sinh học từ loài tảo và có tham vọng biến những vùng sa mạc mênh mông ở nước Mỹ thành những “cánh đồng trồng tảo”. Giám đốc điều hành Pyle vẽ ra viễn cảnh: “Chúng tôi sẽ trồng tảo như trồng lúa nước, trên những cánh đồng có diện tích hàng vạn hécta”. Theo ông, để sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo với khối lượng lớn và giá cả cạnh tranh, người ta phải sản xuất với qui mô công nghiệp.

Hãng Saphire dự kiến trong tương lai, giá thành sản xuất 1 thùng nhiên liệu sinh học sẽ vào khoảng 70-100 USD. Với giá dầu thô hiện đã trên 100 USD/thùng (chưa kể phí vận chuyển) và ngày càng leo cao, việc sản xuất tại chỗ nhiên liệu sinh học quả là có sức cạnh tranh và tương lai tươi sáng. Theo tính toán của giới chuyên gia, chỉ cần một nhà máy “trồng tảo” có diện tích 120 hécta cũng đủ sức cạnh tranh với dầu lửa nhập khẩu.

Chỉ có điều, các loài tảo chưa biến đổi gen của hãng Saphire chỉ cho ra dầu thô, trong khi phải trải các công đoạn thu hoạch và chiết xuất tảo khá tốn kém, phức tạp.

Trực tiếp “nhả ra” dầu diesel tinh khiết

Để khắc phục những nhược điểm nói trên, các nhà khoa học như Dan Robertson đã tạo ra những loài tảo biến đổi gen trực tiếp “nhả ra” dầu diesel mà không cần phải qua khâu chiết xuất. Khác với quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ ngô chỉ cho ra chất “phụ gia” ethanol, qui trình sản xuất của phòng thí nghiệm của Robertson cho ra loại dầu diesel tinh khiết không chứa chất lưu huỳnh độc hại. Đó là chưa kể, chúng còn hấp thụ một khối lượng lớn hơn khí thải CO2 gây hiệu ứng nhà kính.

Phòng thí nghiệm này hiện đang sử dụng các “lò phản ứng công nghệ cao”, nơi khí thải CO2 sủi bọt được bơm vào các ống trồng tảo được ghép thành tấm như những chiếc pin mặt trời khổng lồ. Mục tiêu cuối cùng của nhóm Dan Robertson là tạo ra 140.000 lít nhiên liệu sinh học trên diện tích 1 hécta, cao gần gấp 40 lần số nhiên liệu sinh học thu được trên một hécta trồng ngô.

Việc sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo đòi hỏi một khối lượng khí thải CO2 khá lớn và không thể chỉ dựa vào lượng CO2 có sẵn trong không khí. Theo ước tính, một nhà máy “sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo” có tính thương mại lại hấp thụ tới 10.000 mét khối CO2 mỗi ngày. Chính vì vậy, sẽ là kinh tế, nếu nhà máy này được lắp đặt ở các khu vực sa mạc gần nhà máy nhiệt điện.

Không những thế, để thỏa mãn nhiên liệu cho toàn bộ châu Âu, các nhà máy chế tạo nhiên liệu sinh học từ tảo phải có tổng diện tích tương đương với diện tích của Bồ Đào Nha. Chính vì vậy mà nhân loại cần đạt được “một bước tiến vĩ đại nữa” trong lĩnh vực tảo biến đổi gien để tăng gấp 3 công suất sản xuất nhiên liệu sinh học đã đạt được trong phòng thí nghiệm.

Tuy nhiên, CEO Pyle và nhà khoa học Robertson cho rằng thế giới hiện có thừa “diện tích đất sa mạc hoang hóa đầy ánh nắng, thừa khí thải CO2 và có một nguồn nước biển hầu như vô tận”.

Chỉ có điều, các loài tảo lại là món ăn “khoái khẩu” của loài tôm. Nếu không có biện pháp lọc trứng tôm trong nước biển, rất có thể nhiều lò phản ứng trồng tảo lại biến thành các trang trại... nuôi tôm.

Theo Tamnhin.net

“Cách mạng xanh” cắt cơn khát nhiên liệu toàn cầu

Thông báo nhận hồ sơ các Giải thưởng hiệu quả năng lượng năm 2024

Giải pháp chiếu sáng hướng đến sử dụng hiệu quả, tiết kiệm năng lượng

Bản quyền thuộc Vụ Tiết kiệm năng lượng và Phát triển bền vững, Bộ Công Thương