Nhiên liệu sinh học - Biodiesel từ tảo

Chia sẻ: Lưu Quang Vũ | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

319
lượt xem 116
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

2 400 năm trước đây, con người đã biết lấy và sử dụng dầu mỏ , nhưng nền công nghiệp khai thác dầu hiện đại chỉ mới được khai sinh vào những năm 50 của thế kỷ 19.Ngày nay, xăng dầu (sản phẩm từ dầu mỏ) cung cấp khoảng 40% nhu cầu năng lượng thế giới, phần lớn dùng trong phương tiện giao thông vận tải. Riêng Mỹ đã tiêu thụ tới ¼ tổng số lượng dầu mỏ khai thác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nhiên liệu sinh học - Biodiesel từ tảo

Võ Thị Thu Lớp k9 CLC Môi trường
Nội dung chính Bối cảnh Tại sao tảo là chìa khóa của vấn đề? Lịch sử Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm Sản xuất quy mô công nghiệp
Bối cảnh Giao thông tại Mỹ 2 400 năm trước đây, con người đã biết lấy và sử dụng dầu mỏ, nhưng nền công nghiệp khai thác dầu hiện đại chỉ mới được khai sinh vào những năm 50 của thế kỷ 19.Ngày nay, xăng dầu (sản phẩm từ dầu mỏ) cung cấp khoảng 40% nhu cầu năng lượng thế giới, phần lớn dùng trong phương tiện giao thông vận tải. Riêng Mỹ đã tiêu thụ tới ¼ tổng số lượng dầu mỏ khai thác
Bối cảnh Hình ảnh quen thuộc của các lái xe trong giai đoạn khủng hoảng dầu lửa 1973-1974 ở Anh Tuy nhiên, với tốc độ khai thác và sử dụng của con người, lượng dầu mỏ đang cạn kiệt dần và giá dầu thô tăng lên không ngừng. Phần lớn các chuyên gia đều dự đoán chúng ta sẽ cạn kiệt nguồn dự trữ dầu mỏ dễ khai thác trong vòng 50 năm tới.
Bối cảnh Trước thực trang đó, các nước đã đẩy mạnh việc tìm ra những nguồn nhiên liệu mới thay thế cho dầu mỏ, và nhiên liệu sinh học được coi là chìa khóa giải quyết vấn đề. Các nhà KH đã thành công trong việc sản xuất trên quy mô CN nhiên liệu từ nguồn dầu thực vật, từ đường mía hay củ cải, từ gỗ vụn, thậm chí từ nguồn rơm, rạ bỏ đi sau thu hoạch Đậu nành- nguồn cung cấp nhiên liệu sinh học
Bối cảnh Xe chạy băng biodiesel đã phổ biến tại nhiều quốc gia trên thế giới CN mang tính đột phá này đã được áp dụng đại trà tại nhiều QG trên thế giới. Brazil trở thành ông trùm sản xuất nhiên liệu sinh học,tiếp đó là Mỹ. Tại những QG này, việc sử dụng xăng có pha nhiên liệu sinh học đã đưa vào luật.
Bối cảnh Giá một số thực phẩm tăng cao,có thể dẫn đến nạn đói ở các nước nghèo ngày càng trầm trọng hơn. Đơn cử tại Mexico hồi tháng 1/2007, hàng chục nghìn người xuống đường biểu tình do giá bánh bắp (thực phẩm chủ yếu) tăng gấp 3 lần, lên 15 peso (1,36 USD/kg). Nguyên nhân là do nhu cầu nhiên liệu ethanol trên thế giới tăng cao đẩy giá bắp ở nước này lên mức cao nhất trong vòng 10 năm qua
Bối cảnh Trong khi đó tại Mỹ, giá năng lượng tăng cao cộng thêm chủ trương khuyến khích trồng cây nhiên liệu của chính phủ khiến cho nông dân nghĩ rằng trồng những cây nguyên liệu sản xuất ethanol như bắp, mía đường, cây cho hạt có dầu như đậu phộng... sẽ thu lợi cao hơn trồng cây lương thực. Theo các chuyên gia Ngân hàng Thế giới (WB), một khi giá các loại thực phẩm chính tăng, số người thiếu ăn trên toàn thế giới năm 2025 ước tính sẽ tăng đến 1,2 tỉ người, gấp đôi so với dự báo trước đó.Và thực trạng ở đây là, một khi người dân đã thiếu ăn thì nhiên liệu sinh học cũng chẳng để làm gì!Việc trồng các cây trồng lấy nhiên liệu sinh học được coi là nguyên nhân chính gay mất rừng nhiệt đới hiện nay.
Tảo là chìa khóa vấn đề Tảo quang hợp dự trữ cacbon dưới 2 dạng chính: carbonhydrat và lipit.Bằng việc tăng hàm lượng lipit trong tảo rồi chiết xuất nó, người ta có thể tạo ra diesel sinh học từ đó. Bởi vì bản chất của diesel sinh học là sản phẩm của sự ester hóa của methanol hoặc ethanol và acid béo tự do trong dầu thực vật hoặc mỡ động vật, ở đây lả acid béo từ tảo.
Tảo là chìa khóa vấn đề Westalla- tảo lục Năng suất cao Cũng giống như thực vật bậc cao, tảo quang hợp có sắc tố quang hợp nên có khả năng chuyển hóa năng lượng ánh sáng mặt trời thành chất hữu cơ, nhưng khả năng này ở tảo hiệu quả hơn do tảo có cấu trúc tế bào đơn giản hơn, thêm vào đó, tảo sống trong môi trường nước nên việc tiếp nhận nước, CO2, chất dinh dưỡng rất thuận tiện, chính vì vậy năng suất tổng hợp chất của tảo
Tảo là chìa khóa vấn đề Cây cải dầu- nguồn cung cấp nhiên liệu sinh học cho nhiều nước Người ta đã tính được rằng, cứ 1 mẫu tảo có khả năng cho ra 92 000 lít diezen sinh học, trong khi đó mỗi mẫu đất trồng cải dầu chỉ sản xuất được 440 lít biodiesel, đậu cọc rào được 636 lít, dừa được 1 068 lít và cây cọ được 2 392 lít .
Tảo là chìa khóa vấn đề Tảo không cạnh tranh với các cây trồng lương thực về chỗ ở, nguồn nước.Do tảo có thể sống được ở những nơi mà không một loại cây trồng nào Không tđươc. ện sống ốn di tích đất trồng Tảo hấp thụ một lượng lớn CO2, vì vậy người ta thường xây dựng các trang trại tảo ở những nơi thải ra nguốn CO2 lớn, đặc biệt là các nhà máy điện,( các nhà máy nhiệt điện trong quá trình vận hành cho ra 3 loại sản phẩm: điện, khí CO2 và nước thải), và các khu công nghiệp. Bằng những hệ thống ống dẫn, người ta thu CO phát thải ra,đưa vào cung cấp cho tảo
Tảo là chìa khóa vấn đề Những vùng đất khô cằn cũng là những nơi lý tưởng trồng tảo Hay là tảo được trồng trên sa mạc. Theo các nhà khoa học Mỹ, chỉ cần trồng tảo trên 6 triệu ha đất hoang hóa ở Mỹ thì nước này đủ nhiên liệu để dùng mà không cần nhập dầu mỏ. Theo đánh giá của một nhà nghiên cứu sinh học ở Trường đại học California (Mỹ), nếu nước này đưa 15 triệu mẫu đất hoang hóa vào việc nuôi trồng tảo thì có thể sản xuất ra lượng nhiên liệu đủ để không phải phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu dầu mỏ từ Trung Đông.
Tảo là chìa khóa vấn đề Tảo cũng được trồng trong những bể chứa nước thải Nhiều loài tảo sống trong môi trường nước lợ hoặc nước mặn nên vừa không phải tiêu tốn lượng nước ngọt dùng để nuôi tảo( các cây trồng trên cạn phải tiêu tốn lượng nước lớn trong việc tưới tiêu).Đặc biêt, nhiều loài tảo có thể sử dụng nước ngầm nhiễm mặn để phát triển do chúng có khả năng sống trong môi trường nước mặn.
Tảo là chìa khóa vấn đề Khác với việc đốt các nhiên liệu hóa thạch là sinh ra một lượng lớn CO2 thì việc đốt diesel sinh học từ tảo chỉ có phụ phẩm duy nhất là nước và nhiệt Hấp thụ một lượng lớn CO2 là đặc tính rất quan trọng của vi tảo, do vậy việc dùng vi tảo có thể giúp giảm hàm lượng lớn CO2 có mặt trong khí quyển hiện nay. Theo báo cáo công bố ngày 30/11của Quỹ Bảo vệ Thiên nhiên Thế giới (WWF), năng lượng là lĩnh vực gây ô nhiễm môi trường lớn nhất hành tinh Thân thiệthảvới hiện nay), trong đó sản xuất điện bị đánh giá là (sản sinh ra 37% khí n i CO2 m nặ trường gây ô nhiễmôing nhất, như vậy việc trồng tảo ben cạnh những nhà máy điện này đã trực tiếp làm giảm hàm lượng lớn CO2 trong khí quyển. Các nhà khoa học đã chứng minh, việc sử dụng vi tảo giúp giảm từ 70 đến 90% ô nhiễm môi trường. Với những ưu điểm nổi trội trên, vi tảo có thể trở thành một nhiên liệu sinh học giá rẻ(do năng suất cao), không gây ô nhiễm, tiết kiệm năng lượng và
Lịch sử Hiện nay, khi nói về diesel sinh học người ta thường nghĩ ngay đến các cây như cải dầu, hướng dương, cây đậu nành… còn diesel sinh học từ tảo còn khá xa lạ với nhiều người.Thậm chí những khái niệm về diesel sinh học trên các trang web cũng chưa hề đề cập đến vi tảo. Nhưng thực tế thì hướng nghiên cứu này đã ra đời cách đây từ lâu. Ý tưởng đầu tiên của việc dùng vi tảo là nguồn nhiên liệu sinh học ra đời đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1950.Các nhà nghiên cứu khi đó đã phát hiện được khả năng sinh ra một số hợp chất dầu ở vi tảo và việc sử dụng nước thải là môi trường sống và cung cấp chất dinh dưỡng cho tảo.
Lịch sử Ý tưởng đó thật sự có chỗ đứng vào những năm đầu của thập niên 70, khi cuộc khủng hoảng dầu mỏ xảy ra, nó đã báo động cho toàn nhân loại về tình trạng cạn kiệt của nguồn tài nguyên không thể tái tạo được này.tới năm 1978, tổng thống Mỹ Carter đã ký quyết định triển khai dự án phát triển các loài thực vật dưới nước phục vụ cho nhu cầu thay thế dầu mỏ (gọi tắt là APS). Kinh phí dành cho dự án này là 25 triệu đô la. Nhưng sau gần 20 năm, các nhà nghiên cứu thất bại trong việc nuôi cấy tảo phát triển trong môi trường nhân tạo và chiết xuất dầu từ tảo biển. Năm 1996, Tổng thống Clinton quyết định đóng cửa dự án này. Tuy nhiên những nhà khoa học thuộc dự án vẫn tiếp tục công trình nghiên cứu của mình, mặc dù họ không nhận được bất cứ sự trả công nào của chính phủ.
Lịch sử Và gần đây, người ta nhận thấy rằng diesel sinh học từ cây trồng không thể đáp ứng cho toàn bộ nhu cầu xăng dầu đang được sử dụng cho các động cơ ô tô của Mỹ, do bài toán diện tích. Để cung cấp đủ năng lượng cho tất cả số xe hơi đang chạy trên toàn nước Mỹ, diện tích đất canh tác phải đạt đến mức gần 2 tỉ hecta, trong đó 1,2 tỉ hecta đậu tương, 400 triệu hecta cây canola và phần còn lại là dành cho các loại cây lấy dầu khác. Trong khi đó, diện tích đất canh tác nông nghiệp của nước Mỹ hiện nay chỉ là hơn 100 triệu hecta.Và diesel sinh học chiết xuất từ vi tảo lại là cứu cánh cuối cùng. Năm 2004, chính phủ Mỹ đã tái khởi động lại dự án bị Tổng thống Clinton bỏ rơi từ năm 1996. Những kết quả thu được trước đây thực sự có tác dụng cho việc nghiên cứu của các nhà khoa học. Sự thành công trong nghiên cứu nuôi cấy và chiết xuất dầu từ tảo của Mỹ đã thu hút rất nhiều sự quan tâm từ phía Liên minh châu Âu EU, họ dự định sẽ học tập công nghệ này của Mỹ để giải quyết tình trạng thiếu dầu mỏ và ô nhiễm môi trường của các quốc gia trong EU.
Lịch sử Kết quả là, hiện nay, nuôi trồng và chiết xuất dầu từ vi tảo đê sản xuất diesel sinh học đã được tiến hành trên quy mô công nghiệp. New Zealand trở thành quốc gia đầu tiên ứng dụng việc trồng tảo để sản xuất diesel sinh học trên quy mô công nghiệp. Ngày 8-11- 2006, công ty De Beers Fuel Ltd đã xin được giấy phép và tiến hành xây dưng 90 lò phản ứng để sản xuất biodiesel trên diện tích 100 000 acres ở Nam Phi, dự kiến trong năm năm tới diện tích sẽ lên tới 800 000 acres, với kế hoạch sản xuất ra từ 16 đến 24 tỉ lít nhiên liệu sinh học một năm.Và sắp tới, công nghệ này sẽ có mặt ở Việt nam. Mới đây(7/2007), Công ty E.VO Global Group (Úc) đã đến Vĩnh Phúc tìm hiểu cơ hội và môi trường đầu tư, để tiến hành xây dựng nhà máy điện- dầu diesel sinh học từ tảo tại đây
Lịch sử Hình ảnh này sẽ trở nên quen thuộc trong một tương lai không xa: xe cộ sẽ ghé các trạm tiếp nhiên liệu điều chế từ tảo biển? Như vậy, diesel sinh học từ vi tảo thực sự là một hướng mới đầy triển vọng của ngành năng lượng thế giới. Như một nhà khoa học đã nói, công nghệ này đáng để con người vắt kiệt chất xám cho sự ứng dụng hiệu quả của nó.