Trung học Nng Lm Sc Cần Thơ
  Xang sinh hoc (2)
 

Tiếp theo trang 1

Xăng-Sinh-Học
Trần-Dăng Hồng

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 mổi 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 Mả 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 hửu 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.
Mả LaiIndonesia 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 kiến 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 kiến 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 Sỉ 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 kiến 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 nhiểm 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-kiến hơn xăng-cổ-sinh, tường trình của Viện Nghiên Cứu EMPA Thuỵ Sỉ 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 Mả 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 mảnh liệt hơn đốt nhiên-liệu-cổ-sinh, bởi vì xăng-sinh-học thật sự thải vào không khí nhiều khí-nhà-kiến hơn xăng-cổ sinh. Nếu chỉ tính từ việc đốt xăng thì xăng-sinh-học quả thật cho ít khí-nhà-kiến, 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-kiến 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-kiến 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 hửu 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 mở 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 (mạc cưa, trấu, bả mía, ..), từ thực vật hoang dại, hay thực vật được canh tác trên vùng đất biên tế không thích ứng cho cây lương thực. Năng lượng để sản xuất và biến chế xăng-sinh-học cũng phải “xanh”.
           
VIỆT NAM VÀ XĂNG-SINH-HỌC.
Trong thời kỳ Đệ nhị thế chiến, xe hơi ở Việt Nam chạy ethanol chế biến từ gạo. Mặc dầu có nhiều mỏ dầu với trử lượng rất khổng lồ (khoảng 600 triệu barrel ước tính năm 2006, 1 barrel » 159 lít), nhưng Việt Nam phải nhập cảng xăng và diesel cho xe cộ và kỹ nghệ còn phôi thai của mình. Chẳng hạn năm 2005, Việt Nam khai thác được 32,4 triệu tấn than và 18,5 triệu tấn dầu thô, nhưng đã phải nhập 11,45 triệu tấn xăng và diesel.
Trước trào lưu sử dụng xăng-sinh-học của thế giới, Việt nam cũng đã bị lôi cuốn theo trào lưu này. Từ cả chục năm nay, báo chí trong nước cũng thường đề cập đến việc phát triển xăng-sinh-học trên thế giới, nhất là khi giá cả xăng dầu tăng vọt. Tháng 7/2006 tại Sài Gòn, và tháng 10/2007 tại Hà Nội, hàng trăm nhà khoa học và kinh doanh ở Việt Nam hội thảo chung quanh vấn đề xăng-sinh-học. Qua các cuộc hội thảo này và báo chí trong nước vào thời điểm này thì chính phủ Việt Nam chưa chuẩn bị gì cho chiến lược, ngoài một số cá nhân chuyên gia và nhà kinh doanh có tầm nhìn xa, chạy trước thời cuộc. Chẳng hạn, về nguyên liệu thì bàn về sử dụng lúa gạo, mía đường, để tạo ethanol; cây dầu-lai (miền Bắc gọi là cây dầu-mè – Jatropha curcas), mở cá ba-sa (khoảng 40,000 tấn/năm). Hội thảo cũng cho biết 3 lý do chính chưa phát triển ngành xăng-sinh-học là: (i) số lượng nguyên liệu sản xuất xăng-sinh-học là tinh bột ngủ cốc, mật rỉ đường và mở cá ba-sa còn hạn chế; (ii) chưa có đầu tư thích đáng vì chưa có hổ trợ của chính phủ, (iii) chính phủ chưa có chính sách. Chung qui, các nhà khoa học và kinh doanh đang mong chờ chính phủ ban hành chính sách và luật lệ rỏ ràng. Các công ty mía đường (như Lam Sơn ở Thanh Hoá), Sài Gòn Petro, Công ty Rượu Bình Tây, Công ty Chí Hùng, v.v. cũng đã có dự án sản xuất ethanol làm nhiên liệu, khi chánh phủ phất cờ cho phép. Tuy nhiên, hiện nay chưa có một nhà kinh doanh nào dám bỏ tiền vào nghiên cứu và đầu tư khi chính phủ chưa có chính sách quy định, chưa có phối hợp ăn khớp giữ các Bộ, thủ tục nhiêu khê: thủ tục đất đai canh tác thì quản lý bởi Bộ Nông nghiệp; quy định tiêu chuẩn sản xuất pha chế xăng-sinh-học thì quản lý bởi Bộ Khoa học-Công nghệ; và sử dụng xăng dầu phải có ý kiến của Bộ Giao thông-Vận tải, v.v.
Theo báo “Khoa Học Phổ Thông” ngày 14/12/2006, thì “Bộ Công nghiệp VN đang xây dựng đề án “Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020”, theo đó “Giai đoạn 2011-2015, sẽ phát triển mạnh sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học thay thế nhiên liệu truyền thống, mở rộng quy mô sản xuất và mạng lưới phân phối phục vụ cho giao thông và các ngành sản xuất công nghiệp khác. Đến năm 2020, công nghệ sản xuất sinh học ở VN sẽ đạt trình độ tiên tiến trên thế giới, với sản lượng đạt khoảng 5 tỷ lít xăng E10 và 500 triệu lít dầu biodiesel B10/năm
Ngày 20/11/2007, Thủ tướng chính phủ đã ký phê duyệt “Đề án phát triển nhiên-liệu-sinh-học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” trong đó đặt mục tiêu đến năm 2015, sản lượng ethanol và dầu thực vật đạt 250 nghìn tấn, đáp ứng 20% nhu cầu xăng dầu của cả nước bằng xăng E5 (pha 5% cồn) và dầu B5 (Diesel pha 5% dầu sinh học), và đến năm 2025, đạt 1.8 triệu tấn, đáp ứng 100% nhu cầu của cả nước bằng xăng dầu pha nhiên liệu sinh học trên. Và khoảng thời gian từ nay đến 2010 là nghiên cứu và ban hành luật lệ liên quan đến sản xuất và sử dụng xăng-sinh-học.
Việt Nam với đất hẹp (diện tích canh tác khoảng 9.3 triệu ha), dân đông (85 triệu năm 2007, trung bình mổi đầu người 0.11 ha), lại nghèo (GDP trung bình toàn dân là US$726/đầu người năm 2006, của nông dân chỉ khoảng 1/2), vùng sản xuất nông nghiệp chính là đồng bằng Cửu Long và Sông Hồng đã quá tải. Đất canh tác hiện nay phải tiếp tục sản xuất nông phẩm thiết yếu cho đời sống người dân (chánh yếu là lúa, hoa màu phụ, cây kỹ nghệ) để tự túc và xuất cảng. Vì vậy Việt Nam phải tìm nguồn nguyên liệu thực vật nào để sản xuất xăng-sinh-học mà:
(i) không tranh dành đất đai với canh tác hoa màu, chăn nuôi gia súc, nuôi cá tôm hiện tại,
(ii) không được phá thêm rừng,
(iii) thích hợp trên diện tích đất bỏ hoang cằn cổi, sa mạc hoá, tổng cộng khoảng 10 triệu ha, gồm đất đồi trọc ở Miền Bắc (4.77 triệu ha), Bắc Trung Việt (1.9 triệu ha), phía Nam Trung Việt (1.63 triệu ha), và Tây nguyên (1.05 triệu ha),
(iv) có hiệu quả kinh tế cao, và
(v) tăng lợi tức, giúp xoá đói giảm nghèo cho nông dân.
 
Sau đây, tác giả gợi ý một vài nguyên liệu.
1. Sản xuất diesel-sinh-học từ hạt cao-su. Việt nam hiện nay đã có 250,000 ha cao su trưởng thành, và diện tích sẽ gia tăng nhiều trong tương lai (có thể tới 1 triệu ha). Nếu thu góp được tất cả hạt của 250,000 ha này, ngay từ bây giờ Việt Nam có thể sản xuất được 54,250 tấn dầu-cao-su, tương ứng với 1 triệu tấn diesel-sinh-học B5. Dầu hột cao su chứa 18.9% saturated acid (palmitic acid và stearic acid), và 80% unsaturated acid (oleic acid, 24.6 %; linoleic acid, 39.6 %; và linolenic acid, 16.3 %). Hột cao su chín rụng rộ vào khoảng tháng 7 và 8 dương lịch, rất thuân tiện cho các em học sinh nghỉ hè kiếm lợi tức trong việc thu lượm hột. Các cơ sở đồn điền cao su đều đã có sẳn máy móc và phương tiện ép dầu.
2. Canh tác sorgho-đường (Sweet sorghum) trong mùa hạn trên vùng ruộng sạ ở đồng bằng Cửu Long. Trước 1960, sau khi gặt lúa sạ, tại An Giang Châu Đốc đất bỏ hoang từ tháng 1 đến tháng 5 dương lịch là lúc mùa khô, thiếu nước canh tác. Bắt đầu khoảng sau 1965, nông dân trồng sorgho-hạt (grain sorghum, lúa miến) trong các tháng này trên đất thiếu nước bơm để làm thực phẩm gia súc và cá, và lúa thần-nông trên một số ruộng đất dọc sông rạch có khả năng bơm nước. Hiện nay, đa số đất còn bỏ hoang trong mùa nắng vì thiếu nước, hay không lợi khi canh tác lúa (vì giá xăng, phân, thuốc quá cao).
Các vùng ấm hay nóng ở miền Nam Hoa Kỳ đã canh tác sorgho-đường từ hàng trăm năm nay để sản xuất xi-rô (sirup). Các giống Hoa Kỳ này cho năng xuất hột thấp nhưng thân có nhiều đường. Viện Nghiên Cứu Quốc Tế Nông Nghiệp Vùng Khô Hạn (ICRISAT) dùng các giống này để lai tạo thành các “giống lai” vừa cho năng xuất hột cao, năng xuất thân cao và độ đường cao ở cả hột và thân. Thân sorgho-đường chứa 15 đến 23% đường, thân mía chứa 12-15% đường. Chẳng hạn giống lai “Madhura” được lai tạo để có thân chứa nhiều đường (sweet-stem sorghum hybrid) dùng để chế biến ethanol, sirup và đường kẹo. Giống lai Madhura ngắn hạn (120 ngày), trồng 2 vụ/năm cho năng xuất hột tổng cộng từ 2 đến 4 tấn/ha, 5-7 tấn lá khô (cho trâu bò ăn), 15-20 tấn bả (thân sau khi ép lấy đường, làm thức ăn trâu bò), 3-6 tấn đường kẹo hay 5-9 tấn sirup (75% đường), hay 3000 - 4000 lít ethanol 95%. Giống SSH-104 có chu kỳ sinh trưởng 100 – 115 ngày, thân chứa 23% đường, một vụ trồng (4 tháng) cho năng xuất thân cây 95-125 tấn/ha, so với mía khoảng 65-90 tấn/ha với vụ trồng dài 10-12 tháng.
Tại vùng Imperial Valley của California, 1 ha trồng sorgho-đường trong 1 vụ 4 tháng sản xuất: 5,600 lít ethanol + 20 tấn xác bả khô (có thể biến thành 10 Megawatt-giờ điện).
Sorghum chịu hạn hán, chịu được đất phèn, đất mặn, đất kiềm, chịu được nước ngập, ít sâu bọ bệnh tật, ít đòi hỏi phân bón, ít tốn nước tưới (chỉ bằng 1/4 nhu cầu nước của mía). Mới đây, các khoa học gia đã cài vào bộ máy di truyền sorgho-đường gen chịu đựng đất phèn nặng vì nhôm. Vùng đất phèn Tứ Giác Long Xuyên nên chọn các giống chịu phèn này.
Sorgho-đường, cũng như sorgho hạt, chịu được khô hạn, nhu cầu nước tối thiểu là 175 m3/ha/vụ, chỉ bằng 1/4 nhu cầu nước để canh tác mía (700 m3/ha/vụ), trong lúc lúa nước cần từ 9,000 đến 15,000 m3/ha/vụ . Lá sorgho có một lớp sáp ngăn chận thoát hơi nước, nên sorgho sử dụng nước hiệu quả hơn các ngủ cốc khác. Chồi và hoa được sinh sản và phát triển trong một thời gian dài, nên khi gặp khô nóng ngắn hạn không bị ảnh hưởng vào thụ phấn. Nếu khô hạn kéo dài, phát hoa ít và nhỏ hơn, trong lúc thân cây chứa nhiều đường hơn. Sorgho cần 310 lít nước để sản xuất 1 kg chất khô, trong khi bắp cần 370 lít nước. Chỉ cần 4000 m3 nước để canh tác, sorgho-đường sản xuất được 1000 lít ethanol, trong lúc mía phải cần tới 36,000 m3 nước để cho kết quả tương đương. Tổng hợp hết mọi chi phí tại Hoa Kỳ kể từ canh tác cho tới chế biến xong xuôi, sản xuất 1000 l ethanol từ sorgho-đường tốn 81.6 USD, từ bắp tốn 89.2 USD, và từ mía tốn 111.5 USD. Năng xuất toàn cây trung bình 90-120 tấn/ha/vụ (4 tháng).
Năng xuất đường, cũng như năng xuất toàn cây cao nhất khi nhiệt độ không khí trung bình 26-27°C, nhiệt độ đất 18-20°C. Lục hoá tối đa ở nhiệt độ ban ngày 32°C. Trong một mùa canh tác (4 tháng), 1 ha sorgho hấp thụ 40 tấn C từ không khí qua lục hoá.
Năng lượng cần thiết để biến nước ép từ thân sorgho-đường (chính là đường) ra ethanol chỉ bằng 50% năng lượng cần thiết để biến hạt bắp (chính là tinh bột) ra ethanol.
Ần độ cũng nghiên cứu tuyển chọn dòng men hửu hiệu để lên men nước ép từ thân sorgho-đường thành rượu, cho biết dòng men NCIM 3319 hửu hiệu nhất, biến 90% đường thành rượu trong 48-72 giờ.
 
Cây dầu-lai (Jatropha curcas L.). Cũng còn gọi là cây-dầu-mè hay cây-hàng-rào, cùng họ với khoai mì, cao su (Euphorbiaceae). Trên thế giới có khoảng 175 loài, Việt Nam có 5 loài, trong số đó có cây dầu-lai (Jatropha curcas L.). Cây dầu-lai gốc Trung Mỷ, trồng ở Việt Nam từ lâu đời để lấy dầu từ hạt, hạt chứa khoảng 40% dầu. Cây cao 1-5 m, trồng được nơi khô hạn với vủ lượng 200 mm/năm cho tới nơi có vủ lượng 1200 mm/năm, lý tưởng là 600 – 1000 mm/năm. Khô hạn liên tục 3 năm chỉ làm lá rụng nhưng cây không chết. Vùng duyên hải khô cằn Ninh Thuận Bình Thuận với vủ lượng trung bình 600 mm/năm, hiện bỏ hoang, là nơi thích hợp canh tác cây-dầu lai. Cũng canh tác được trên các đồi trọc (vừa bảo vệ chống xoi mòn, vừa cho dầu), đất đang sa-mạc-hoá, đất kiềm vùng duyên hải Trung Việt. Cây không chịu được úng nước, hay đất dốc quá 30 độ, và đất acit (pH <7), pH thích hợp 8-9, thích hợp vùng đất cà giang duyên hải Trung Việt. Không có sâu bọ hay bệnh tật, ngoại trừ đốm lá do Cercospora. Cây trồng bằng hột hay bằng nhánh giâm dể dàng. Nhánh giâm cho trái sau một năm, trồng bằng hạt sau 2 năm. Khoảng cách trồng 2m x 2 m, khoảng 2500 cây/ha. Cho năng xuất hạt cao kể từ năm thứ 4, và thọ khoảng 50 năm. Một cây đơn độc cho 2 kg trái/cây, trung bình năng xuất hột từ 3 đến 6 tấn hột/ha/năm, tuỳ đất tốt hay xấu. Trên đất xấu, cho trung bình 0.9 tấn dầu/ha/năm, đất trung bình 1.6 – 2 tấn dầu/ha/năm. Trung bình 4 kg hột ép được 1 lít dầu. Cây dầu-lai có thể trồng xen kẻ với cà phê, cây ăn trái và rau hoa. Dầu có chất độc (không ăn được), trước đây dùng làm đèn cầy, xà phòng, ngày nay làm diesel-sinh-học. Ấn độ dự trù canh tác 14 triệu ha để sản xuất diesel-sinh-học.
 
Lục bình (Eichornia crassipes). Lục bình xưa nay coi như cỏ dại, sống bềnh bồng trên sông, rạch, ao, hồ, cản trở ghe tàu lưu thông, ngăn cản dòng nước chảy, v.v. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây cho biết lục bình là một nguyên liệu hửu hiệu để sản xuất khí-đốt-sinh-học và xăng-sinh-học. Lục bình cũng dùng để lọc nước phế thải từ nhà máy biến chế thực phẩm, trại chăn nuôi, nước cống rảnh thành phố. Rể lục bình hấp thụ các kim loại độc trong nước phế thải như chì, thuỷ ngân, strontium, v.v. và chứa các chất này trong rể với nồng độ gấp 10,000 lần nồng độ kim loại chứa trong nước. Phần cây tươi chứa 95.5% nước, 0.04% N, 0.06% P2O5, 0.2% K2O, 1% chất tro, và 3.5% chất hửu cơ. Lục bình được dùng làm thức ăn cho trâu bò (lên men dưa lục bình với 2% muối, hay ăn tươi), phơi khô đun bếp, tro làm phân, cọng lục bình phơi khô dùng đan giỏ, thủ công, v.v.
Lục bình tăng trưởng rất nhanh, mỗi năm có thể thâu hoạch 4 lần, tổng năng xuất chất tươi/ha/năm biến thiên giữa 20 và 200 tấn ở Florida canh tác từ trong nước sông hồ (không phân bón), cho 300 tấn nếu canh tác trong nước sa thải của thành phố, từ chưồng trại gia súc. Canh tác tại Ấn độ cho năng xuất khoảng 150 tấn chất tươi/ha/năm. Lục bình không sống được ở nước mặn chứa quá 5 g muối/l.
Lục bình sản xuất chất khô (dry matter) khoảng 60-80 tấn/ha/năm ở miền nam Hoa Kỳ (không phân bón), như vậy cao hơn cỏ voi (57 tấn), mía (55 tấn), sorghum (37 tấn), cây rừng Eucalyptus (15 tấn), thông (9 tấn), hướng dương (6 tấn) canh tác với phân bón.
Năng lượng chứa trong 1 tấn chất khô lục bình tương đương với 2.4 barrels dầu hoả (= 381 lít). Cứ mỗi kg chất khô lục bình sản xuất 370 lít khí-sinh-học cho năng lượng 22,000 KJ/m3 (580 Btu/ft3), còn methane ròng 100 % cho 895 Btu/ft3.   NAS của Hoa kỳ ước lượng rằng 1 ha lục bình ở miền nam Hoa Kỳ sản xuất 70,000 m3 khí-sinh-học (gồm 70% methane, 30% CO2). Nước phế thải từ lên men sản xuất khí-sinh-học dùng làm phân hửu cơ.
Tại Ấn độ, 1 tấn lục bình phơi khô (không phải chất khô) cho khoảng 50 lít ethanol và 200 kg chất phế thải dùng làm phân bón. Lên men yếm khí 1 tấn lục bình khô cho 750 m3 khí-sinh-học (600 Btu), trong đó chứa 51.6% methane, 25.4% hydrogen, 22.1% CO2, và 1.2% oxygen. Với kỹ thuật hoá-khí (gasification) ở nhiệt độ cao (800°C) với hơi nước, 1 tấn chất khô lục bình sản xuất 1,100 m3 khí-đốt-tổng-hợp (syngas) chứa 16.6% H2, 4.8% methane, 21.7% CO, 4.1% CO2, và 52.8% N.
Hiện nay, trên sông Tiền Giang, Hậu Giang và một số sông rạch lớn, một số ít nông dân đóng cọc dọc bờ sông trồng lục bình để lấy sợi dùng đan lác thủ công xuất cảng (như mủ, giỏ xách, ..). Các dề lục bình này cũng bảo vệ được bờ sông tránh xói lở do sóng ghe tàu gây nên, trong khi giữa dòng sông trống trải để ghe tàu lưu thông. Cần phát triển trồng lục bình dọc sông rạch bên trong các cọc, như nông dân canh tác hiện nay. Đặc biệt, lục bình có năng xuất rất cao ở những ao hồ thanh lọc nước thải ở các nhà máy biến chế hải sản, chăn nuôi gia súc, nơi thải nước cống thành phố.
 
Tảo (Algae): là nguồn thực vật đầy hứa hẹn để sản xuất diesel-sinh-học. Cũng cần biết rằng dầu hoả bắt nguồn từ huỷ hoại tảo, chất hửu cơ trầm tích, phiêu sinh, vi sinh vật ở thời cổ đại. Tảo là thực vật có khả năng lục hoá, lấy năng lượng mặt trời biến CO2 thành đường, từ đó tạo protids và lipids. Tảo mọc trong nước ngọt hay nước mặn, từ trong vủng nước nhỏ, ao hồ hay biển. Tuỳ theo loại, tảo giàu protein (như Spirulina maxima chứa 60-70%; Chlorella vulgaris chứa 51-58% protein trọng lượng chất khô), chất bột (carbohydrates) (như Botryococcus braunii chứa 86%, Spirogyra sp. chứa 33-64%; Porphyridium cruentum chứa 40-57% trọng lượng chất khô), và lipids (như Scenedesmus dimorphus, chứa 16-40%; Prymnesium parvum chứa 22-40%).
            Các vi sinh gồm tảo, diatoms, và cyanobasteria được gọi chung là “vi-tảo” (microalgae) chứa nhiều dầu và chất béo (trên 30%) là nguyên liệu chế diesel-sinh-học.
Tảo có thể canh tác trong thùng (tank), trong ao, hồ, biển. Quan trọng là phải đầy đủ ánh sáng (mặt trời hay đèn), đầy đủ CO2 hoà tan trong nước (bằng cách bơm không khí vào nước như nuôi cá, hay bơm khí CO2), chất dinh dưởng như phân bón hoá học, chất hửu cơ như nước thải từ cống rảnh. Nếu canh tác tảo ngoài biển, cần phải bón thêm phân chứa sắt (iron). Loại tảo xanh Chlorophyceae (green algae) cho nhiều carbohydrates hơn lipids, tăng trưởng mạnh ở 30°C, cần nhiều ánh sáng và nước có độ dẩn điện 55 mmho/cm. Tảo cho tỷ lệ dầu cao khi canh tác trong môi trường thiếu chất dinh dưởng, nhưng năng xuất tảo kém nên năng xuất dầu cũng kém ở môi trường canh tác này.
Nghiên cứu mới đây cho biết An Giang có 137 loài tảo nước ngọt, đa số là tảo lục Chlorophyta. Ở vùng nước nhiểm mặn phải chọn giống thích ứng nước mặn, để canh tác. Cần phải nghiên cứu để khám phá khả năng chứa dầu trong các loài tảo này.
Để lấy dầu, giản dị nhất là ép để lấy khoảng 75% dầu chứa trong tảo, phần xác còn pha với dung môi cyclo-hexane để trích lấy dầu còn lại. Xác tảo sau khi ép chứa nhiều chất bột, nên cho lên men để sản xuất ethanol, hay làm thức ăn gia súc.
Năng xuất dầu/ha từ tảo canh tác trong điều kiện lý tưởng cho 200 lần nhiều hơn dầu từ hoa màu, và trong điều kiện canh tác thông thường cho năng xuất dầu cao 30 lần hay tệ lắm cũng 15 lần nhiều hơn canh tác dầu-cải, dừa dầu, đậu nành hay cây dầu-lai (jatropha). Năng xuất tại Hoa Kỳ hiện tại với vi tảo canh tác là 17,300 lít dầu/ha/năm (gấp 3 lần dừa-dầu của Mả Lai), trong các tank phòng thí nghiệm với điều kiện lý tưởng cho 46,000 đến 140,000 lít/ha/năm. Phòng Nghiên Cứu Năng Lượng của Hoa Kỳ ước tính rằng chỉ với diện tích 5 triệu ha trồng tảo, tức khoảng 1% đất nông nghiệp của Hoa kỳ hiện nay (khoảng 500 triệu ha), thì đủ cung cấp diesel-sinh-học cho Hoa Kỳ, thay thế hoàn toàn diesel từ dầu hoả.
Ngày 11/12/2007, Công Ty Shell tuyên bố thiết lập cơ sở canh tác tảo để biến chế dầu ăn và diesel-sinh-học tại Hawaii, trong các ao hồ chứa nước mặn để canh tác tảo biển. Cũng cần biết thêm rằng tại Hawaii đã có nhiều cơ sở thương mại canh tác tảo biển để làm dược liệu từ mấy chục năm nay.
Tảo Diatom chứa khoảng 30% dầu, có thể sản xuất 45.6 tấn dầu/ha/năm. Tảo Botryococcus braunii chứa 86% hydrocarbons cuả trọng lượng chất khô, có thể biến chế thành ethanol.
Nếu đầy đủ ánh sáng, CO2 (hoà tan trong nước), và dinh dưởng, 1 ha tảo cho 100 tấn tảo, và mỗi tấn tảo sản xuất được 410 lít diesel-sinh-học. Nếu lên men yếm khí, thì mỗi tấn tảo sản xuất được 6 MJ khí methane. Một m3 tảo khô nặng khoảng 448 kg.
           

Đọc tiếp trang 3
 
  Số người đọc 224105 visitors (727744 hits) kể từ 12/10/2007  
 
=> Do you also want a homepage for free? Then click here! <=