Tương lai của diesel sinh học

Vi tảo được coi là nguồn tiềm năng sản xuất dầu diesel sinh học, có thể hoàn toàn thay thế diesel hóa thạch trong tương lai. Ý tưởng sử dụng vi tảo làm nguồn nhiên liệu đang được các nhà khoa học của Trường ĐHCN và Viện Vi sinh vật và CNSH, ĐHQGHN nghiên cứu và đã đạt được kết quả đáng mừng. Đề cập đến vấn đề này, TS. Trần Đăng Khoa cho biết:

Nhiên liệu sinh học bao gồm 3 thế hệ: thế hệ đầu tiên có nguồn gốc từ thực phẩm, chủ yếu là ngô, đậu nành ở Hoa Kì và mía ở Brazil. Nhiên liệu sinh học thế hệ đầu gặp một số khó khăn như không đủ đất nông nghiệp để phục vụ cho cây trồng, việc sử dụng nhiên liệu sinh học cũng làm tăng giá thức ăn động vật, làm tăng chi phí của thực phẩm do đó làm cho giá của nhiên liệu tăng cao và không thân thiện với môi trường. Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai được sản xuất từ sinh khối cellulose. Ưu điểm của nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai là nguyên liệu phong phú và không can thiệp vào sản xuất thực phẩm. Hầu hết các cây năng lượng có thể được trồng trên vùng đất biên. Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ ba được sản xuất từ vi tảo. Tảo phát triển trong các ao, hồ đem lại nhiều hiệu quả hơn so với thực vật bậc cao trong việc hấp thu năng lượng mặt trời đặc biệt là khi nuôi trong các bể phản ứng sinh học. Sản xuất vi tảo cần ít hơn 6 triệu ha trên toàn thế giới để đáp ứng nhu cầu nhiên liệu hiện hành.

Vậy tình hình ở Việt Nam như thế nào, thưa Tiến sĩ?

Nhiên liệu sinh học đã được các nhà khoa học nước ta chú ý đến từ những năm cuối của thế kỉ 20, cho đến nay, đã có một số nghiên cứu điều chế diesel sinh học theo phương pháp este hóa với nguyên liệu là đậu tương, dầu dừa, dầu phế thải, các loại hạt có dầu… cũng như nghiên cứu phản ứng transeste hóa bằng siêu âm, nhiệt phân hay hydro hóa nhưng chỉ là việc làm tự phát và kết quả mới mang tính định hướng hoặc học thuật.

Vậy xu hướng phát triển nhiên liệu sinh học như thế nào?

Từ sau năm 2000, đã có một số xí nghiệp, công ty, đơn vị nghiên cứu tổ chức sản xuất nhiên liệu sinh học dưới dạng pilot được dư luận quan tâm. Ở đồng bằng sông Cửu Long đã dùng diesel sản xuất từ mỡ cá basa và cá tra để chạy máy tàu, thậm chí còn xuất khẩu với giá 0,6USD/lít, nhưng cũng gặp một số trục trặc vì chưa có quy trình công nghệ phù hợp, chưa có tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm, cũng như quy định tỉ lệ pha trộn diesel sinh học tương ứng với các loại động cơ chạy diesel dầu mỏ. Công ty SaigonPetro, Công ty Mía đường Lam Sơn, Công ty rượu Bình Tây cũng đã sản xuất thử nghiệm xăng E5 cho xe ô tô, nhưng chưa đưa vào được thị trường. Từ năm 2008 đến nay, Việt Nam đã có 4 dự án sản xuất ethanol sinh học từ sắn lát hoặc rỉ đường để trộn với xăng thành gasohol. Mẻ cồn đầu tiên của Công ty cổ phần Đồng Xanh (Quảng Nam) đạt 120.000 lít/ngày đã ra lò vào tháng 10/2009, góp phần đưa tổng sản lượng cồn của Việt Nam trong năm 2009 đạt 50 triệu lít/năm. Tuy nhiên, giá cồn trên thị trường trong nước đã tăng từ 5.000 đồng/lít, năm 2001 lên 13.000 đồng/lít, năm 2010, cao hơn giá bán trong khu vực. Có nhiều dự án về sản xuất nhiên liệu sinh học ở Việt Nam sử dụng từ bã mía, rơm rạ, trấu, vỏ cà phê, trái điều, vỏ điều. Việc nghiên cứu và sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo mới chỉ dừng ở mức độ nghiên cứu.

Từ thực tế đó nhóm nghiên cứu của anh đã lựa chọn nghiên cứu và sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo?

Hiện nay, các nguồn tài nguyên thiên nhiên như than, dầu mỏ… đang ngày càng cạn kiệt; diện tích đất nông nghiệp đang dần bị thu hẹp, an ninh lương thực, thực phẩm luôn là mối quan tâm hàng đầu của Việt Nam và nhiều nước trên thế giới. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các nền kinh tế trên thế giới dẫn tới nhu cầu sử dụng nhiên liệu ngày càng tăng. Vấn đề an ninh năng lượng, biến đổi khí hậu và giá dầu leo thang đang là các vấn đề sống còn của mọi quốc gia, bởi vậy việc sử dụng các nguồn năng lượng mới, năng lượng tái tạo, đặc biệt từ nguyên liệu sinh học đang được ưu tiên phát triển.

Công nghệ sinh học hiện nay đã tìm ra hướng giải quyết mới. Đó là sản xuất nhiên liệu sinh học từ sinh khối của vi tảo. Sinh khối và hàm lượng lipid có trong tế bào của vi tảo được coi là “nguồn nguyên liệu tiềm năng” cho sản xuất nhiên liệu sinh học, bởi nó có khả năng quang hợp cao, sản xuất lượng sinh khối lớn và tăng trưởng nhanh hơn so với các loại cây trồng đã được dùng trong công nghiệp sản xuất năng lượng sinh học trước đây. Mặt khác, vi tảo có khả năng sử dụng khí CO2 trong quá trình trao đổi chất, như vậy có thể góp phần làm giảm hiệu ứng nhà kính. Hơn nữa, vi tảo có thể được sử dụng để sản xuất các hợp chất có giá trị cao như carbohydrate, hydrocarbon và các loại dầu tự nhiên. Do vậy, vi tảo được coi là nguồn nguyên liệu tiềm năng để sản xuất dầu diesel sinh học, và có thể hoàn toàn thay thế diesel hóa thạch trong tương lai. Ý tưởng sử dụng vi tảo làm nguồn nhiên liệu đang được các nhà khoa học nhìn nhận một cách nghiêm túc do sự gia tăng của giá dầu mỏ thế giới, nguồn nhiên liệu hóa thạch trong tự nhiên đang dần cạn kiệt và điều quan trọng hơn là sự nóng lên toàn cầu có liên quan đến việc đốt nhiên liệu hóa thạch.

Tính mới của hướng nghiên cứu này là gì, thưa Tiến sĩ?

Nghiên cứu tách chiết dầu diesel sinh học từ vi tảo nước ngọt do có ưu điểm là có thể nuôi rộng rãi tại các vùng không có bờ biển, thời gian sản xuất hầu như quanh năm, sinh khối thu được rất lớn trong thời gian dài. Ngoài các hợp chất và chất béo cổ điển như các acid béo, glycerolipids và sterol, vi tảo còn tổng hợp được nhiều chất béo khác có mối quan hệ chặt chẽ và liên quan đến sự hình thành hydrocarbon.

Anh đánh giá thế nào về tính ưu việt và cạnh tranh so với các sản phẩm khác trên thị trường?

Trên thực tế dầu thực vật, mỡ động vật và nguồn đầu mỡ phế thải đều tỏ ra không đáp úng nhu cầu biodisel trong khi vi tảo lại là một đối tượng rất tiềm năng cho lĩnh vực này nhờ vào khả năng sản xuất sinh khối lớn. Việc áp dụng nuôi vi tảo trên quy mô lớn và nâng cao năng suất lipid phục vụ sản xuất biodiesel hoàn toàn khả thi. Sử dụng vi tảo để sản xuất dầu biodiesel sẽ không làm tổn hại đến sự sản xuất lương thực và các sản phẩm khác từ mùa vụ.

So với diesel truyền thống, sản xuất từ dầu mỏ, thì diesel sinh học có nhiều ưu điểm về mặt bảo vệ môi trường như, chứa ít lưu huỳnh (2-11ppmS), dễ phân hủy bằng vi sinh, giảm ô nhiễm không khí, có tiềm năng lớn thay thế các loại nhiên liệu khác, giảm thiểu ô nhiễm không khí.

Xin cảm ơn Tiến sĩ!

(Theo ĐHQGHN)