Xăng sinh học Phần 2

Chia sẻ: Nguyen Phuonganh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

220
lượt xem 97
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

NGUỒN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XĂNG-SINH-HỌC Tất cả thực vật lục hoá đều có thể biến chế thành xăng-sinh-học. Cây nông phẩm chứa đường gồm mía, củ cải đường, sorgho-đường; nông phẩm chứa tinh bột gồm hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa, bắp, sorgho, v.v.; củnhư khoai tây, khoai mì, khoai lang.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Xăng sinh học Phần 2

Xăng sinh học Phần 2 NGUỒN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XĂNG-SINH-HỌC Tất cả thực vật lục hoá đều có thể biến chế thành xăng-sinh-học. Cây nông phẩm chứa đường gồm mía, củ cải đường, sorgho-đường; nông phẩm chứa tinh bột gồm hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa, bắp, sorgho, v.v.; củnhư khoai tây, khoai mì, khoai lang. Mía có hiệu quả kinh tế nhất vì cho năng suất thân (khoảng 170-200 t/ha ở Brazil,
80-100 t/ha ở Úc, Việt Nam khoảng 35-50 t/ha), biến chế ethanol thẳng từ nước ép, bã mía dùng làm năng lượng chạy máy ép và chưng cất ethanol. Mía sản xuất trung bình 15,500 lít ethanol/ha/năm, và cứ 1 tấn chất khô mía sản xuất được 438 lít ethanol. Brazil sản xuất ethanol chính từ mía. Sorgho-đường hiện được ưa chuộng hơn mía ở một số vùng nhiệt đới khô hạn, có hiệu quả kinh tế hơn mía. Sorgho-đường canh tác ở Hoa Kỳ cho 28,500 lít ethanol/ha/vụ-4-tháng. Nông phẩm chứa dầu như đậu nành (sản xuất 379 kg dầu/ha/năm, hay 450 lít dầu/ha/năm), đậu phộng (sản xuất 887 kg dầu/ha/năm), hột-cải-dầu (hột chứa 55% dầu; sản xuất 999 kg dầu/ ha/năm, hay 1,188 lít/ha/năm), hạt bắp (140 lít dầu/ha/năm), v.v. Cây kỹ nghệ cho dầu như dừa-dầu (oil palm, sản xuất 7,061 kg dầu/ha/năm), dừa (coconut, sản xuất 2,260 kg dầu/ha/năm),
cây dầu-lai (Jatropha curcas, sản xuất 1,588 kg dầu/ha/năm), thầu dầu (castor bean, sản xuất 1,188 kg dầu/ha/năm), hướng dương (sunflower, sản xuất 801 kg dầu/ha/năm, hay 954 l/ha/năm), safflower (556 l/ha/năm), v.v. Thực vật hoang dại: tảo (algae) nước ngọt, tảo biển, lục bình (Eichornia crassipes), cỏ Vetiver, cỏ voi (elephant grass, Pennisetum purpureum, sản xuất 13,700 lít ethanol/ha/năm), lác (Cyperus), cỏ tranh (Imperata cylindrica), v.v. Phó sản thực vật từ sản xuất cây nông phẩm và cây kỹ nghệ: rơm rạ, bã mía, thân, gỗ, mạt cưa, trấu, hột cao su (sản xuất 217 kg dầu/ha/năm), hạt bông vải (sản xuất 273 kg dầu/ha/năm. Giấy phế thải: 1 tấn giấy cũ sản xuất khoảng 416 lít ethanol. Rác thành phố: 1 tấn rác sản xuất khoảng 227 lít ethanol. Uế thải chuồng trại gia súc: phân chuồng
(tạo methane-sinh-học rồi chế methanol). HIỆN TRẠNG XĂNG-SINH-HỌC TRÊN THẾ GIỚI Mặc dầu xăng-sinh-học đắt hơn xăng-cổ- sinh, mọi quốc gia trên thế giới đều dần dần chuyển hướng đến sử dụng xăng-sinh- học, vì lý do chính trị muốn ít tuỳ thuộc vào Trung Đông, vì tuân thủ theo quy ước Kyoto giảm sa thải khí nhà kiếngg và sức ép của giới môi sinh, đồng thời phát triển nông nghiệp tạo công ăn việc làm cho vùng thôn quê. Brazil: Bắt nguồn từ khủng hoảng dầu hoả 1972, Brazil có kế hoạch sản xuất xăng- sinh-học, và hiện nay dẫn đầu thế giới về sản xuất và sử dụng xăng-ethanol và diesel-sinh-học. Hiện tại (2006) Brazil đã có trên 325 nhà máy ethanol, và khoảng 60 nhà máy khác đang xây cất, để sản xuất xăng-ethanol từ mía (đường, nước mật, bã mía), và bắp. Để sản xuất diesel-sinh-học
từ hạt cải-dầu và đậu nành, hiện có 10 nhà máy, và 40 nhà máy khác đang xây cất. Năm 2005, Brazil sản xuất 16 tỷ lít ethanol, chiếm 1/3 sản xuất toàn cầu. Năm 2006, Brazil sản xuất được 17.8 tỷ lít ethanol, dự trù sẽ sản xuất 38 tỷ lít vào năm 2013. Chính phủ Brazil mới đây ra chỉ tiêu 2% diesel-sinh-học cho 2008, và 5% cho năm 2013. Ngày nay, diện tích trồng mía ở Brazil là 10.3 triệu ha, một nửa sản lượng mía dùng sản xuất xăng-ethanol, nửa kia dùng sản xuất đường. Tiên đoán là Brazil sẽ canh tác 30 triệu ha mía năm 2020. Vì lợi nhuận khổng lồ, các công ty tiếp tục phá rừng Amazon để canh tác mía, bắp, đậu nành cho mục tiêu xăng-sinh-học vừa tiêu thụ trong nước vừa xuất cảng. Giá xăng- ethanol được bán bằng nửa giá xăng thường tại Brazil. Hoa Kỳ: Hoa kỳ sản xuất Ethanol từ hạt
bắp, hạt sorgho và thân cây sorgho-đường, và củ cải-đường. Khoảng 17% sản lượng bắp sản xuất hàng năm ở Hoa Kỳ dùng để sản xuất ethanol. Hoa Kỳ đặt chỉ tiêu sản xuất E10 để cung cấp 46% nhiên liệu cho xe hơi năm 2010, và 100% xe hơi vào 2012. hãng General Motor đang thực hiện dự án sản xuất E85 từ cellulose (thân bắp), và hiện có khoảng hơn 4 triệu xe hơi chạy bằng E85. hãng Coskata đang có 2 nhà máy lớn sản xuất xăng-ethanol. Hiện tại nông dân Hoa Kỳ chuyển hướng sản xuất lúa mì và bắp cho xăng-sinh-học, vì vậy số lượng xuất cảng hạt ngũ cốc giảm từ nhiều năm nay, làm giá nông phẩm thế giới gia tăng Vì giá cả xăng-sinh-học còn cao hơn xăng thường, chính phủ Mỹ phải trợ cấp, khoảng 1.9 USD cho mỗi gallon (=3.78 lít) xăng-sinh-học, trợ cấp tổng cộng khoảng 7 tỷ USD/năm. Canada: Chỉ tiêu cho năm 2010 là 45%
toàn quốc tiêu thụ xăng E 10. Âu Châu: Cộng-đồng Âu châu (EU) ra biểu quyết chung là mỗi quốc gia phải sản xuất cung cấp 5.75% xăng-sinh-học vào năm 2010, và 10% năm 2020 cho nước mình. Đức là nước tiêu thụ nhiều nhất xăng-sinh- học trong cộng đồng Âu châu, khoảng 2.8 triệu tấn diesel-sinh-học, 0.71 triệu tấn dầu-thực-vật (tinh khiết) và 0.48 triệu tấn ethanol. Công ty sản xuất diesel-sinh-học lớn nhất là ADM Oelmühle Hamburg AG (của Hoa Kỳ), kế đến là MUW (Mitteldeutsche Umesterungswerke GmbH & Co KG) và EOP Biodiesel AG. Nguyên liệu chánh là củ cải-đường để sản xuất ethanol, và dầu-cải và dừa-dầu (nhập cảng từ Mã Lai, Indonesia) cho diesel-sinh-học. Pháp là nước thứ hai tiêu thụ nhiều ethanol-sinh-học trong cộng đồng Âu châu năm 2006, khoảng 1.07 triệu tấn ethanol
và diesel-sinh-học. Công ty Diester sản xuất diesel-sinh-học và Téréos sản xuất ethanol là 2 đại công ty của Pháp. Thuỵ Điển có chương trình chấm dứt hoàn toàn nhập cảng xăng cho xe hơi vào năm 2020, thay vào đó là tự túc bằng xăng- sinh-học. Hiện nay, 20% xe ở Thuỵ Điển chạy bằng xăng-sinh-học, nhất là xăng- ethanol. Thuỵ Điển đang chế tạo xe-hơi-lai vừa chạy bằng ethanol vừa bằng điện. Để khuyến khích sử dụng xăng-sinh-học, chính phủ Thuỵ Điển không đánh thuế lên xăng-sinh-học, trợ cấp xăng-sinh-học rẻ hơn 20% so với xăng cổ sinh, không phải trả tiền đậu xe ở thủ đô và một số thành phố lớn, bảo hiểm xe cũng rẻ hơn. Vương quốc Anh: chỉ tiêu 5% xe giao thông sử dụng xăng-sinh-học năm 2010. Hiện tại các xe bus đều chạy xăng-sinh- học. hãng Hàng Không Virgin (Anh quốc) bắt đầu sử dụng xăng-sinh-học cho máy bay liên lục địa.
Các nước Âu châu nhập cảng dừa-dầu (oil palm) từ Mã Lai và Indonesia để chế diesel-sinh-học. Á Châu Trung quốc: Năm 2005, Trung quốc sản xuất 920,000 tấn ethanol và khoảng 200,000 tấn diesel-sinh-học. Chỉ tiêu sản xuất 4 triệu tấn ethanol và 2 triệu tấn diesel-sinh-học vào năm 2010, và 300 triệu tấn ethanol vào 2020. Hiện tại sản xuất xăng E10 ở 5 tỉnh phía nam, cung cấp 16% nhiên liệu cho toàn xe hơi ở Trung quốc. Trung quốc cũng trợ cấp khoảng 163 USD cho mỗi tấn xăng- ethanol (nhưng không trợ cấp diesel-sinh- học). Vì giá cả nông phẩm gia tăng, và sợ thiếu thực phẩm, hiện nay Trung quốc chỉ cho phép canh tác khoai mì, sorgho-đường và một số hoa màu không quan trọng khác trên đất biên tế (nghèo), không thích ứng
sản xuất nông phẩm như ở Shangdong và Xinjiang Uygur. Hiện tại, Trung quốc có 2 nhà máy lớn là Longyan Zhuoyue New Energy Development (thiết lập năm 2001) và Xiamen Zhuoyue Biomass Energy Co. (thiết lập năm 2006), cả 2 đều ở tỉnh Fujian nam Trung quốc. Ngoài ra còn khoảng hơn 100 nhà máy quốc doanh nhỏ ở Guizhou, Guangxi, Shandong, và Anhui, với khả năng sản xuất từ 300 đến 600,000 tấn diesel-sinh-học/năm, biến chế từ dừa- dầu (nhập cảng từ Mã Lai), hay từ dầu-ăn- phế-thải, dầu hạt-cải (trồng ở thung lủng sông Hoàng Hà), dầu bông vải, dầu trẩu (Aleurites moluccana), hạt dầu-lai (jatropha, trồng vùng đồi núi ở Guizhou, Sichuan, và Yunnan trong chương trình xoá đói giảm nghèo) và các phế thải hữu cơ khác. Hàng năm, Trung quốc tiêu thụ khoảng 22 triệu tấn dầu ăn trong kỹ nghệ thực phẩm,
sa thải khoảng 4.5 triệu tấn dầu đã-sử- dụng (sau khi chiên xào rồi) để chạy vào dây chuyền sản xuất diesel-sinh-học. Để tìm nguồn nguyên liệu khác, các nhà khoa học Trung quốc nghiên cứu cho biết có 1553 loài cây rừng chứa nhiều dầu có khả năng khai thác sản xuất diesel-sinh- học, trong đó là Pistacia chinensis Bungo chứa 40% dầu trong thân mọc trên đồi núi. Trung quốc cũng dự trù trồng 670,000 ha cây dầu-lai (jatropha) để sản xuất diesel- sinh-học. Ấn Độ: Chính phủ có chính sách sử dụng xăng-ethanol E5 hiện nay, sẽ tăng lên E10 và E20 trong những năm tới. Ần Độ gia tăng diện tích trồng cây dầu-lai để sản xuất diesel-sinh-học, và diện tích canh tác mía cho xăng-ethanol. Mã Lai và Indonesia đã phá rừng canh tác thêm dừa-dầu (oil palm) để xuất cảng dầu cho thị trường Âu châu, Hoa Kỳ và Trung quốc cho mục tiêu sản xuất diesel-sinh-
học. Hai quốc gia này dự trù cung cấp 20% nhu cầu dầu cho kỹ nghệ diesel-sinh- học của Âu châu vào 2009. Chẳng hạn, tại Tây Kalimantan thuộc Indonesia trong thập niên 1990s có nửa triệu ha cây dừa- dầu, nay (2006) diện tích dừa dầu tăng lên hơn 3.2 triệu ha, và sẽ gia năng lên nữa trong tương lai. Indonesia có chương trình phá rừng để gia tăng diện tích dừa-dầu toàn quốc lên 20 triệu ha. Liên Hiệp Quốc đã cảnh cáo Indonesia về việc phá rừng quy mô này, và tiên đoán rằng 98% rừng Indonesia sẽ bị phá huỷ vào 2022 với đà phá rừng trồng dừa-dầu hiện nay. Thái Lan. Từ năm 1985, Thái Lan đã bắt đầu nghiên cứu sản xuất xăng-sinh-học. Uỷ ban Nhiên-liệu-sinh-học được thành lập năm 2001 để điều hành, và xăng E10 đã bắt đầu bán ở các trạm xăng từ 2003. XĂNG-SINH-HỌC CÓ THẬT SỰ LÀ CỨU TINH TRÁI ĐẤT?
Toàn cầu đang trên đà gia tăng nhiệt độ, lý do chính là do gia tăng số lượng khí nhà kiếngg phóng thích vào khí quyển do cuộc sống văn minh con người gây nên. Lợi ích của xăng-sinh-học. Đốt xăng-sinh-học sa thải 18-30% khí nhà kiếngg ít hơn đốt xăng-cổ-sinh. Ngoài ra, số khí CO2 sa thải này được cây hấp thụ lại để tái tạo xăng-sinh-học, như vậy coi như không có làm gia tăng khí CO2 trong khí quyển. Tường trình của Viện Nghiên Cứu EMPA Thuỵ Sĩ cho biết trong số 26 loại xăng-sinh-học biến chế từ các nguồn nguyên liệu thực vật khác nhau có 21 loại xăng thải 30% khí-nhà kiếngg ít hơn xăng- cổ-sinh. Đại học Minnesota cho biết ethanol-sinh-học sản xuất từ bắp sa thải CO2 ít hơn 12% so với xăng, và diesel- sinh-học 41% CO2 ít hơn so với diesel từ dầu mỏ. Ô nhiễm môi trường sẽ ít hơn, và sức khoẻ con người nhờ vậy tốt hơn.
Biến chế xăng-sinh-học cần nguyên liệu thực vật nên tạo nhiều công ăn việc làm mới cho nông dân. Trung quốc và Ấn độ khuyến khích sản xuất xăng-sinh-học một phần nằm trong chương trình xoá đói giảm nghèo ở các vùng đất khô cằn, không thích ứng trồng cây lương thực. Ngoài ra, đây cũng là cơ hội giúp khoa học tiến nhanh, tiến mạnh trong nghiên cứu đi tìm năng-lượng-xanh hiệu quả cho toàn cầu, thay thế năng lượng từ nhiên-liệu-cổ- sinh sẽ kiệt quệ vào cuối thế kỷ này. Bất lợi của xăng-sinh-học Mặc dầu xăng-sinh-học sa thải ít khí-nhà- kiếngg hơn xăng-cổ-sinh, tường trình của Viện Nghiên Cứu EMPA Thuỵ Sĩ cũng cho biết là có 12 loại xăng-sinh-học có ảnh hưởng xấu trầm trọng vào môi sinh thế giới hơn xăng-cổ-sinh, trong số đó là ethanol biến chế từ bắp của Hoa Kỳ, từ mía của Brazil, diesel-sinh-học từ đậu nành của Brazil và từ dừa-dầu của Mã Lai
và Indonesia. Nhà khoa học được giải thưởng Nobel là Paul Crutzen cho biết lượng khí N2O thải từ đốt xăng-sinh-học chế từ dầu-cải, dừa- dầu và bắp góp phần vào gia tăng nhiệt toàn cầu còn mãnh liệt hơn đốt nhiên-liệu- cổ-sinh, bởi vì xăng-sinh-học thật sự thải vào không khí nhiều khí-nhà-kiếng hơn xăng-cổ sinh. Nếu chỉ tính từ việc đốt xăng thì xăng-sinh-học quả thật cho ít khí- nhà-kiếng, nhưng nếu tính từ lúc sửa soạn đất đai, canh tác, phân bón, thuốc sát trùng, tưới nước, thâu hoạch, chế biến, v.v. để thành xăng-sinh-học, tất cả các khâu này đều cần rất nhiều năng lượng lấy từ nhiên-liệu-cổ-sinh, thì sử dụng xăng-sinh- học, vừa đắt tiền hơn, vừa sa thải nhiều khí-nhà-kiếng hơn xăng-cổ-sinh, chưa kể tai hại thảm khốc vào môi sinh khi phá thêm rừng Amazon của Nam Mỷ (để trồng thêm mía và đậu nành), rừng nhiệt đới ở Đông Nam Á (để trồng dừa-dầu) và Phi
châu (bắp, sorgho), khai khẩn đất than-bùn ở Âu Châu (củ cải-đường). Chẳng hạn, để sản xuất ethanol từ bắp ở Hoa Kỳ, người ta tính rằng cần tới 35 % năng lượng nhiều hơn (kể từ khi gieo đến khi thành ethanol) số năng lượng mà ethanol cho ra khi đốt. Trung bình, để sản xuất được 1 lít ethanol 95% từ bắp thì cần 1.1 lít xăng-cổ-sinh để canh tác và biến chế. Tuy nhiên, số năng lượng để sản xuất ethanol từ bắp này, thay vì lấy từ nhiên-liệu-cổ sinh, nay có thể lấy từ nguồn năng lượng tái tạo khác như mặt trời, gió, hay sinh-khối, v.v. Ngoài ra, hiệu quả năng lượng chạy động cơ của diesel- sinh-học biến chế từ hạt hướng-dương chỉ bằng 46% tổng năng lượng để tạo ra (kể từ lúc gieo trồng). Năng lượng chế tạo ra diesel-sinh-học từ đậu nành (kể từ gieo trồng) cao gấp 3.2 lần năng lượng cần để khai thác xăng-cổ-sinh. Đại học Princeton (Hoa Kỳ) cũng cho biết thay vì tiết kiệm 20% khí CO2 thải vào khí quyển, canh tác
bắp và phương pháp biến chế xăng-ethanol hiện nay thật sự làm gia tăng gấp đôi khí- nhà-kiếng sa thải (Science, 2008, Vol. 319, No. 5867, trang 1238-1240). Xăng-sinh-học cạnh tranh với nông phẩm của người và gia súc, làm giá nông phẩm gia tăng trên thị trường thế giới hiện nay (khoảng 50% so với 3 năm trước đây), làm ảnh hưởng đến chăn nuôi gia súc và tôm cá, làm cạn kiệt kho thực phẩm an toàn của thế giới. Để có lợi nhuận nhiều, nông dân ở Hoa Kỳ và Âu châu chuyển hướng giảm diện tích lúa mạch (barley, làm rượu bia, không lợi để làm ethanol), đồng cỏ để trồng bắp, lúa mì, củ-cải-đường. Ngoài ra, vì để sản xuất xăng-sinh-học các quốc gia giàu đã giảm viện trợ nông phẩm thặng dư cho các nước nghèo đói. Chẳng hạn, trung bình hàng năm Anh quốc sản xuất thặng dư 3.5 triệu tấn lúa mì, số lượng này đủ tạo xăng-ethanol cung ứng 3.5% xăng tiêu thụ
ở Anh quốc. Thay vì số lúa mì này bán cho chính phủ trong chương trình viện trợ dân nghèo ở Phi Châu như trước kia, nông dân bán cho các công ty sản xuất xăng-ethanol. Chương trình viện trợ nông phẩm thặng dư của Hoa Kỳ PL 480 (Thực phẩm cho Hoà bình, Food for Peace) cho các quốc gia nghèo cũng bị ảnh hưởng tương tự. Gia tăng phá rừng. Hiện nay, khoảng 12 triệu ha – tức khoảng 1% diện tích canh tác toàn thế giới – được dùng sản xuất xăng-sinh-học: mía và bắp để biến chế ethanol; dầu-hạt-cải (oil seed rape) và dừa- dầu (oil palm) để biến chế diesel-sinh-học. Năng lượng dùng canh tác phải tính từ lúc cày xới, máy gieo hạt, phân bón, thuốc sát trùng, tưới nước, máy thâu hoạch, phơi sấy khô, lên men, chưng cất v.v. Tổng số năng lượng này cao hơn năng lượng sinh ra từ xăng-sinh-học. Ngoài ra, khi phá rừng, cày xới đất, chất hữu cơ trong đất bị thiêu huỷ
và lượng CO2 sa thải vào khí quyển rất lớn. Nghiên cứu của Đại Học Minnesota (Hoa Kỳ) cho biết phá rừng nhiệt đới (như Brazil, Malaysia, Indonesia hiện nay), biến cải đất than bùn và đồng cỏ (như Hoa Kỳ và Âu Châu hiện nay) để canh tác cho mục tiêu xăng-sinh-học sẽ là một tai hoạ cho thế giới, vì sẽ sa thải CO2 vào khí quyển từ 17 đến 420 lần nhiều hơn số lượng của số xăng-cổ-sinh tương đương sa thải. Các nghiên cứu gần đây cho biết cứ mỗi ha rừng nhiệt đới bị phá huỷ để trồng dừa-dầu hay bắp hay đậu nành, khoảng 700 tấn CO2 phóng thích vào không khí, và lượng CO2 tiết kiệm được từ sử dụng xăng-sinh- học chỉ là một phần nhỏ, phải mất 300 đến 400 năm mới huề vốn CO2 này (Science, 2008, Vol. 319, No 5867, trang 1235- 1238). Thế giới sẽ không còn đất để sản xuất
nông phẩm, bởi vì, giả sử rằng Hoa Kỳ muốn tự túc bằng sử dụng hoàn toàn xăng- sinh-học, thì cần phải sử dụng 75% diện tích canh tác của toàn thế giới để canh tác mới đủ xăng-sinh-học cho Hoa Kỳ. Vì vậy, sản xuất xăng-sinh-học từ sản phẩm lương thực của con người và gia súc, chuyển hướng lấy đất màu mỡ vốn trồng cây lương thực, việc phá rừng, phá đồng cỏ, cải tạo đất than-bùn để canh tác sản xuất nguyên liệu biến chế xăng-sinh-học, dùng nhiên-liệu cổ-sinh để canh tác và biến chế xăng-sinh-học sẽ là tai hoạ cho nhân loại chứ không phải là vị cứu tinh để thoát khỏi ám ảnh hâm nóng toàn cầu. Xăng-sinh-học thật sự là vị cứu tinh nếu được biến chế từ các phế thải rác rến thành phố, dư thừa thực vật (rơm, rạ,..), phó sản của nhà máy (mạt cưa, trấu, bã mía, ..), từ thực vật hoang dại, hay thực vật được canh tác trên vùng đất biên tế