Nhiên liệu sinh học - giải pháp bền vững, khả thi để giảm lệ thuộc vào xăng dầu

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Các nhà nghiên cứu của Sandia đã xem xét toàn bộ quy trình móc xích để sản xuất nhiên liệu sinh học bao gồm: tạo nguyên liệu khối khối thô, bảo quản và vận chuyển, xây dựng các nhà máy chuyển đổi và chuyển đổi từ dạng thô sang ethanol. Ảnh: Randy Wong

Nghiên cứu chuyên sâu gần đây do phòng thí nghiệm Sandia và tập đoàn General Motors tiến hành phát hiện ra rằng cây xanh, rác thải lâm nghiệp và các vụ mùa làm nhiên liệu sản xuất năng lượng có thể thay thế bền vững gần 1/3 nhu cầu sử dụng xăng dầu tính đến năm 2030.

 Mục tiêu của “Nghiên cứu Triển khai 90 tỉ ga-lông Nhiên liệu sinh học” sẽ đánh giá liệu có thể và làm cách nào để sản xuất bền vững một khối lượng nhiên liệu xen-lu-lô sinh học, giả thuyết là các tiến bộ khoa học phải triến triển với tốc độ mong muốn. Nghiên cứu được tiến hành trong khoảng thời gian là 9 tháng.

Các nhà nghiên cứu đã đánh giá được tính khả thi, khả năng ứng dụng, hạn chế và năng lực để sản xuất 90 tỉ ga-lông ethanol mỗi năm – một khối lượng đủ để thay thế 60 tỉ ga-lông trong 108 tỉ ga-lông xăng dầu dự tính để đáp ứng nhu cầu sử dụng hằng năm tính đến năm 2030. Sản xuất 90 tỉ ga-lông ethanol mỗi năm vượt xa mục tiêu của Cơ quan Năng lượng Hoa Kỳ đặt ra năm 2006.

“Nghiên cứu 90 tỉ ga-lông” đưa ra giả thuyết 75 tỉ ga-lông sẽ sản xuất từ nguồn xen-lu-lô phi thực phẩm, và 15 tỷ còn lại sẽ lấy từ nguồn ethanol chết xuất từ bắp. Nghiên cứu đã khảo sát 4 nguồn nhiên liệu sinh học: sản phẩm dư thừa trong nông nghiệp như cùi bắp rơm lúa mạch; sản phẩm dư thừa lâm nghiệp; các vụ mùa dành riêng cho sản xuất năng lượng gồm cả loại cỏ lâu năm; và các cây gỗ luân canh ngắn ngày như cây dương, liễu. Nghiên cứu cũng xem xét chi phí sản xuất, thu hoạch, bảo quản và chuyên chở các nguồn nhiên liệu này đến các nhà máy chế biến nhiên liệu sinh học mới xây dựng.

Kết quả quan trọng của nghiên cứu:

Sử dụng công cụ mới phát triển có tên Mô hình Triển khai Nhiên liệu sinh học hay BDM, các nhà nghiên cứu tại Sandia khẳng định rằng đến năm 2022 thì 21 tỉ ga-lông ethanol xen-lu-lô có thể sản xuất được mỗi năm mà không cần thay thế các vụ mùa hiện có. Chuẩn Năng lượng Thay thế, một phần trong đạo luật Độc lập và An ninh Năng lượng 2007 kêu gọi tăng khối lượng nhiên liệu sinh học lên 36 tỉ ga-lông mỗi năm cho đến năm 2022.

Nghiên cứu này – chỉ tập trung vào ethanol chiết xuất tinh bột và xen-lu-lô- kết luận rằng mức tăng lên đến 90 tỉ ga-lông có thể đạt được một cách bền vững vào năm 2030 với các chỉ số về môi trường và kinh tế thực tế.

Các kết quả khác:

Nghiên cứu cũng kết luận rằng 90 tỉ ga-lông ethanol từ sinh khối sinh học mỗi năm có thể được sản xuất và phân phối theo cam kết dài kì của chính phủ và với tiến bộ khoa học liên tục.

Hỗ trợ liên tục bởi R&D và thương mại hóa khởi điểm là tối quan trọng vì tiến bộ khoa học bền vững và phê chuẩn thương mại là một yêu cầu để sản xuất khối lượng khổng lồ ethanol với chi phí thấp như trong nghiên cứu.

Đầu tư trong nước cho sản xuất nhiên liệu sinh học cần có kế hoạch gần như bằng đầu tư cho sản xuất xăng đầu lâu dài cho nhu cầu nội địa.

Nhiên liệu sinh học xen-lu-lô có thể cạnh tranh bình đẳng với dầu lửa với giá 90 đô một thùng, giả sử tổng chi phí được giảm thiểu khi công nghệ nhiên liệu sinh học tân tiến thực sự lớn mạnh.

Sản xuất nhiên liệu sinh học xen-lu-lô trên qui mô lớn đạt được bằng mức hoặc ít tiêu thụ nước hiện tại cho việc sản xuất dầu tại mỏ và thanh lọc dầu thô.

Quá trình chế biến công nghiệp mà nhờ đó các dạng sinh khối phi thực phẩm được chuyển đổi sang dạng đường phù hợp cho sản xuất nhiên liệu sinh học là trọng tâm của nghiên cứu này.

Phân tích của phòng thí nghiệm Sandia cũng bao gồm vấn đề sử dụng đất, nguồn nước sẵn có, và năng lượng cho sản xuất sinh khối xen-lu-lô, vận chuyển nguyên liệu thô và các khả năng tiềm tàng khác thúc đẩy phát triển và sử dụng nhiên liệu sinh học xen-lu-lô. Khi tiến hành nghiên cứu, Sandia đã sử dụng các mô hình xem xét các khả năng cho phát triển công nghệ ethanol cả hện tại và tương lai.

Bước phát triển hơn nữa trong tương lai của BDM của Sandia đã được lên kế hoạch và không cố định số lượng đối tác tham gia. Trợ lý phát triển kinh doanh của phòng thí nghiệm Sandia Carrie Burchard cho biết với những tiến bộ của công cụ phần mềm hiện nay, chúng ta sẽ được cung cấp các hệ thống tổng quát nhằm hiểu thêm về ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học.

Sandia khuyến khích hợp tác lâu dài với tất cả các nhà chế tạo ô tô lớn của Mỹ và đã từng hợp tác với General Motors trong một số hoạt động nghiên cứu ô tô. Sandia cũng đóng vai trò quan trọng trong Viện Joint BioEnergy (JBEI) và trong vài dự án năng lượng vận tải và nhiên liệu sinh học khác.

(ScienceDaily - Sở KHCN Đồng Nai )