ĐỀ tÀi nhiên liệu sinh học - nguồn năng lượng...

ĐỀ TÀI

Nhiên liệu sinh học -

nguồn năng lượng tái

tạo trong tương lai

MỞ ĐẦU ............................................................................................. 3

I. VÀI NÉT TỔNG QUÁT VỀ MỘT SỐ NGUỒN NĂNG LƯỢNG... 5

II. NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH - SƠ LƯỢC TÌNH HÌNH KHAI

THÁC VÀ SỬ DỤNG ........................................................................ 8

III. VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG ................................ 19

IV. NHIÊN LIỆU SINH HỌC (BIOFUEL) - CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG

DỤNG................................................................................................ 24

V. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NHIÊN LIỆU SINH HỌC

(BIOFUEL) ....................................................................................... 70

KẾT LUẬN..................................................................................... 106

MỞ ĐẦU

Theo tờ Newsweek, nhằm đối phó với giá dầu mỏ không ngừng tăng,

nhiều nước trên thế giới đề ra biện pháp khẩn cấp nhằm khuyến khích

phát triển các nguồn nhiên liệu thay thế, trong đó sản xuất nhiên liệu

sinh học được nhiều nước lựa chọn vì lợi ích lớn về kinh tế và môi

trường.

Braxin đang là nước đi đầu về sản xuất nhiên liệu sinh học (biofuel).

Ngoài Braxin, rất nhiều nước khác trên thế giới cũng lựa chọn con

đường sản xuất biofuel để giảm ngân sách dành cho nhập khẩu dầu mỏ.

Ở châu Á, Thái Lan đang xây dựng hơn một chục nhà máy sản xuất

etanol từ mía và trấu.

Là nước sản xuất etanol lớn thứ ba thế giới, Trung Quốc đang xây dựng

các nhà máy sản xuất etanol sinh học lớn nhất thế giới từ ngô và đang

sản xuất thí điểm biofuel từ sắn, mía và khoai tây.

Liên hiệp châu Âu (EU) đặt mục tiêu tăng tỷ lệ nhiên liệu xanh lên 6%

vào năm 2015. Nhằm mục tiêu nói trên, EU trợ cấp 45 euro cho nông

dân đối với mỗi ha trồng các loại cây nhiên liệu.

Với sản lượng etanol sản xuất một năm hơn 20 tỷ lít, Mỹ trở thành

nước sản xuất etanol lớn thứ hai thế giới sau Braxin.

Tại gần 30 nước khác, từ Ấn Độ, Indonesia, Malaysia đến Ghana

Malawiâ€¦ diện tích trồng các loại cây nhiên liệu như cọ dầu, đậu tương,

dừa để sản xuất biofuel ngày càng tăng.

Ngày càng nhiều chính phủ trên khắp thế giới yêu cầu sử dụng biofuel

pha trộn với các loại nhiên liệu khác để giảm phát thải lượng khí gây

hiệu ứng nhà kính.

Các hãng dầu mỏ lớn như Shell và British Petroleum cũng đầu tư mạnh

vào việc sản xuất biofuel. Shell trở thành nhà phân phối lớn nhất thế

giới cung cấp etanol sinh học thông qua mạng lưới các trạm bán xăng

của hãng trên toàn cầu. Các công ty nhu Du Pont và Volkswagen cũng

vào cuộc, chiếm một phần trong thị trường trị giá hơn 20 tỷ USD này.

Tại Việt Nam vấn đề nghiên cứu sản xuất và sử dụng biofuel cũng là

một trong những định hướng lớn của Nhà nước. Song do nhiều nguyên

nhân mà trong nhiều năm qua vấn đề này vẫn dậm chân tại chỗ và kết

quả thu được vẫn còn rất nghèo nàn. Đến nay vấn đề này lại được xới

lên và đã có một số dự án đang được thực hiện có kết quả bước đầu.

Các nhà phân tích cho rằng tuy biofuel mới chiếm tỷ lệ nhỏ so với

nhiên liệu hoá thạch được sử dụng hiện nay, nhưng do giá dầu mỏ

không ngừng tăng cao, mối quan tâm bảo vệ môi trường sống cũng như

vấn đề an ninh năng lượng trong tương lai khiến cho sản xuất etanol

nói riêng và biofuel nói chung rất có triển vọng.

Ngay cả khi nhiều nước trên thế giới quan tâm sử dụng nhiên liệu

hydro, biofuel vẫn sẽ là nguồn nhiên liệu thay thế dầu mỏ trong một

tương lai không xa.

I. VÀI NÉT TỔNG QUÁT VỀ MỘT SỐ NGUỒN NĂNG LƯỢNG

1. Nguồn năng lượng hóa thạch (than đá, dầu mỏ - khí đốt)

Đến đầu thế kỷ thứ 19, than, củi, rơm, rạ cung cấp cho con người 50%

năng lượng trong cơ cấu sử dụng nhiên liệu, sau đó các nhiên liệu này

dần dần được thay thế bằng than đá trong suốt nửa đầu thế kỷ XX. Đến

khi động cơ đốt trong được phát minh ra thì dầu mỏ trở thành nguồn

nhiên liệu chính thay thế dần than đá trong công nghiệp. Năng lượng

tính theo đầu người vào năm 1970 ở các nước phát triển là 200.000

kcal/ ngày trong khi đó ở đầu thế kỷ XIX chỉ vào khoảng 70.000 kcal/

ngày. Cho tới năm 2000, năng lượng chủ yếu mà con người sử dụng là

dầu mỏ và khí đốt.

2. Năng lượng mới và năng lượng tái tạo

Do tính hữu hạn của nguồn năng lượng truyền thống nên việc tìm kiếm

các nguồn năng lượng mới để có thể khai thác và sử dụng rộng rãi trở

nên cấp bách. Hiện nay, việc nghiên cứu, thăm dò tập trung chủ yếu

vào ba lĩnh vực: năng lượng có nguồn gốc từ bức xạ mặt trời, năng

lượng địa nhiệt và năng lượng hạt nhân. Trong đó thủy điện, năng

lượng mặt trời (sử dụng dưới dạng nhiệt và điện), năng lượng gió (sử

dụng trực tiếp sức gió và dưới dạng phong điện), năng lượng từ sinh vật

(bao gồm các loại củi, gỗ và khí khi phân hủy các chất hữu cơ, gọi

chung là nhiên liệu sinh học - biofuel) được coi là các dạng năng lượng

có thể tái tạo.

Thực tế, năng lượng dưới dạng biofuel đã được biết đến và sử dụng từ

lâu. Đốt củi, rơm hay rác để sinh nhiệt là hình thức dùng năng lượng

sinh vật khô hiển nhiên nhất. Ở quy mô công nghiệp, đã có những lò

hơi đạt công suất cả chục nghìn kilowat. Ở một số nước trên thế giới,

người ta trồng rừng để có củi đốt lâu dài. Các loại cây lớn nhanh như

cây bạch dương và một số loại cây khác thường được dùng cho mục

đích này. Tại các khu dân cư đông đúc người ta lại đốt rác trong lò để

sản xuất hơi phát điện hoặc dùng để sưởi ấm nhà cửa, điều hòa không

khí, hay dùng trong các dây chuyền chế biến thực phẩm và hóa chất.

Tuy nhiên hiện nay ở các khu vực đốt rác như vậy đang nổi cộm vấn đề

ô nhiễm môi trường vì làm sản sinh ra lượng đioxin quá lớn.

Một hình thức sử dụng năng lượng sinh vật khô nữa là làm than hoa

(người ta đốt củi trong môi trường yếm khí để thành than). Những loại

gỗ thích hợp để sản xuất than thường là loại gỗ rắn. Ở vùng ôn đới loại

gỗ tốt nhất là gỗ sồi, ở vùng nhiệt đới ven biển là g0ỗ tràm, đước.

Trước đây người ta đã phải sử dụng than hoa cho ngành luyện kim,

nhưng hiện nay than này chủ yếu chỉ được sử dụng cho các mục đích

thủ công, dân dụng (lò nướng thịt, lò rèn nhỏ,v.v...).

Một hình thức sử dụng năng lượng sinh vật thứ ba là nhiệt phân để sản

xuất nhiên liệu. Phụ phẩm của quá trình nhiệt phân - một nhánh công

nghệ của ngành hóa học than - là các hợp chất gốc phênol có giá trị

kinh tế. Tuy nhiên hiện nay ngành hóa học than và hyđrocacbua phát

triển mạnh theo hướng sản xuất hóa chất nên phương pháp nhiệt phân

để sản xuất nhiên liệu ít được sử dụng.

Khi một chất hữu cơ bị lên men và phân hủy thì sinh ra khí mêtan có

thể sử dụng làm khí đốt. Người ta gọi loại khí này là khí sinh vật

(biogas). Bã còn lại sau quá trình lên men này có thể dùng làm phân

bón.

Người ta có thể sử dụng quá trình này để xử lý rác, chất thải nông

nghiệp và công nghiệp thực phẩm. Phương pháp sản xuất biogas từ các

chất thải là dùng hầm ủ khí sinh vật (hầm biogas). Ở quy mô nhỏ có thể

dùng biogas để sản xuất hơi nước hay trộn với khí tự nhiên trong mạng

phân phối khí đốt của thành phố. Hiện nay một số nước trên thế giới

đang sử dụng phương pháp này để xử lý rác của các khu dân cư và sản

xuất biogas. Các bãi rác có thể đóng vai trò các hầm ủ khí lớn, tương tự

những mỏ khí tự nhiên nhỏ, và có thể khai thác cho nhiều mục đích dân

sinh. Hiện tại một số tập đoàn Gaz Pháp đang thử khai thác một số bãi

đỗ rác của họ nhằm bảo vệ môi trường đồng thời sản xuất khí đốt.

Thành phố Hồ Chí Minh cũng đã triển khai sử dụng biogas từ bãi rác

để phát điện với công suất ban đầu 750 kW.

Công nghệ phân hủy chất hữu cơ đang trong giai đoạn phát triển trên

quy mô nhỏ. Thành quả sản xuất quy mô lớn sẽ phụ thuộc vào tiến bộ

công nghệ sinh học trong tương lai.

3. Khái niệm về biofuel

Phương pháp làm rượu (vang và các loại rượu nói chung) bao gồm

công đoạn lên men tinh bột, đường, đường quả và một số công đoạn

chế biến khác. Muốn có loại rượu nặng hoặc sản xuất cồn thì phải

chưng cất sản phẩm lên men thu được.

Trên thực tế, ngoài mục đích sản xuất bia, rượu làm đồ uống, người ta

có thể áp dụng phương pháp sản xuất rượu quy mô lớn để sản xuất

nhiên liệu chạy xe hoặc các mục đích khác. Một trong các loại vật liệu

từ thực vật thích hợp cho mục đích này là đường mía. Braxin là nước

đang đi đầu trong lĩnh vực này.

Dầu của các loại quả hoặc hạt có dầu như lạc, hướng dương, cọ, dừa,

v.vâ€¦sau khi được và được xử lý hóa học có thể cho sản phẩm làm

nhiên liệu. Hiện tại ở Paris (Pháp) đang có một số xe buýt bằng biofuel

từ hạt hướng dương.

Các loại nhiên liệu đi từ cồn (etanol) lên men, dầu thực vật được coi là

biofuel.

Các phương pháp sản xuất biofuel đang trong giai đoạn phát triển ban

đầu. Khó khăn ở đây không chỉ là vấn đề công nghệ mà là vấn đề kinh

tế chung, liên quan đến diện tích đất để trồng cây nhiên liệu ở quy mô

lớn. Câu hỏi được đặt ra là cần dành diện tích đất cho mục đích này bao

nhiêu cho đủ và khi đó thì lấy đất đâu đất để trồng cây thực phẩm cho

người và thức ăn cho gia súc? Năng lượng phục vụ cho việc trồng đại

trà cây nhiên liệu như vậy sẽ được cân đối ra sao?, v.vâ€¦

II. NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH - SƠ LƯỢC TÌNH HÌNH KHAI

THÁC VÀ SỬ DỤNG

1. Trên thế giới

1.1. Than đá

Hàng nghìn năm trước đây nguồn năng lượng được con người sử dụng

cho cuộc sống chủ yếu lấy từ củi gỗ, rơm, rạ, cỏ, lá cây, v.v... Than đá

được khai thác sớm nhất vào thế kỷ thứ X ở Đức nhưng không được

con người ưa chuộng vì khó cháy và lại tỏa nhiều khí độc khi đốt.

Đến thế kỷ XV, ngành công nghiệp luyện kim ra đời và ngày càng phát

triển, nhất là đến đầu thế kỷ XIX, với sự ra đời của các nhà máy nhiệt

điện, thì nhu cầu sử dụng than đá mới chiếm tỷ trọng ngày một lớn.

Tuy nhiên, cho đến những năm 60 của thế kỷ XX, lượng than đá khai

thác và sử dụng mới chỉ chiếm dưới 27% tổng năng lượng sử dụng, còn

khí đốt và dầu mỏ thì vẫn coi như không đáng kể.

Từ đầu thế kỷ XX, cơ cấu thành phần nhiên liệu sử dụng có sự thay đổi

lớn. Tỷ lệ dùng than đá, dầu mỏ và khí đốt tăng cao. Theo số liệu năm

1965, tỷ lệ đó là 40%, 33,5% và 16,3% tương ứng. Song đối với từng

khu vực và từng quốc gia, cơ cấu năng lượng sử dụng phụ thuộc vào

trình độ phát triển của nền kinh tế - xã hội của mỗi nước., Chẳng hạn

Ấn Độ vào năm 1965, năng lượng do than đá cung cấp chiếm 40%,

trong khi đó năng lượng cung cấp từ điện năng (trừ nhiệt điện), dầu mỏ,

khí đốt... chỉ là 7%.. Tuy nhiên trong thời gian qua, xu hướng sử dụng

năng lượng từ than đá có sự giảm sút rõ rệt vì dầu mỏ và khí đốt được

khai thác ngày càng nhiều nên giá thành hạ. Gần đây, một xu hướng

mới lại xuất hiện ở nhiều nước, trước tình hình nguồn dầu mỏ và khí

đốt thiếu hụt, giá tăng nhanh. Người ta đang quay trở lại sử dụng than

đá, đồng thời cải tiến kỹ thuật đốt than để dễ diều khiển quá trình cháy

và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Bảng 1. Nhu cầu sử dụng than đá trên thế giới trước thập kỷ 80 của thế

kỷ XX (số liệu năm 1990)

Trữ lượng than đá thế giới được đánh giá là 23.000 tỷ tấn, trong đó

khoảng 30% tập trung ở Liên Xô (cũ), Mỹ và Trung Quốc. Các nước có

trữ lượng than đá lớn hơn 20 tỉ tấn là: Liên Xô (4.122 tỉ tấn), Mỹ (1.100

tỉ tấn), Trung Quốc (1.011 tỉ tấn), Đức (70 tỉ tấn), Canađa (61 tỉ tấn),

Ba Lan (46 tỉ tấn), Nam Phi (26 tỉ tấn), Nhật Bản (20 tỉ tấn). Với nhịp

độ khai thác hiện nay thì việc khai thác than đá có thể tiếp tục chừng

250 năm nữa.

Nhu cầu sử dụng than đá ở một số nước vẫn tăng cao, tuy nhiên số

lượng than khai thác thì lại có nguy cơ giảm xuống. Thực trạng thị

trường than đá thế giới đang trong giai đoạn cung thấp hơn cầu. Hiện

Năm Than đá

(triệu tấn)

Các nhiên

liệu khác

(triệu tấn)

Tổng cộng

(triệu tấn)

Tỉ lệ % năng

lượng từ

than sử dụng

1900 725 50 775 93,6

1940 1.500 600 2.100 71,4

1950 1.550 1.150 2.700 67,4

1960 2.100 2.100 4.200 50,0

1972 2.500 5.300 7.800 32,0

tại Trung Quốc và Nhật Bản là hai nước nhập khẩu than đá lớn nhất thế

giới.

1.2. Dầu mỏ

Từ năm 2000 trở đi, năng lượng chủ yếu được khai thác và sử dụng cho

nhu cầu công nghiệp là dầu mỏ và khí đốt. Riêng dầu mỏ, trữ lượng

toàn cầu (trừ Liên Xô và các nước XHCN cũ) là 65,3 tỉ tấn, và đến năm

1978 trữ lượng này tăng lên 74,9 tỉ tấn do quá trình thăm dò bổ sung ở

một số vùng biển và thềm lục địa. Không kể phần Liên Xô (cũ) thì

khoảng 65% dự trữ dầu mỏ tập trung ở các nước thuộc khối Ả Rập.

Từ nửa sau thế kỷ XX, nhu cầu về dầu mỏ ngày càng tăng và lượng dầu

khai thác cũng tăng lên gấp đôi. Lượng dầu khai thác hàng năm vào

cuối thế kỷ XX gấp 150 lần lượng khai thác hàng năm vào đầu thế kỷ

(Bảng 2). Theo ước tính, với nhịp độ khai thác hiện nay thì trữ lượng

dầu mỏ sẽ cạn trong vòng 30 - 35 năm nữa.

Bảng 2: Sản lượng dầu thô khai thác được trên thế giới từ năm 1900

Năm Sản lượng Năm Sản lượng

1900 19,9 1965 1503,5

1920 96,9 1970 2336,2

1930 196,5 1975 2709,1

1945 354,6 1980 3624,0

1950 524,8 1985 3700,0

1955 770,1 1990 3003,4

1960 1051,5 1994 2982,5

Có tồn tại mâu thuẫn là khu vực sản xuất dầu mỏ nhiều nhất lại là nơi

không tiêu thụ nhiều dầu, nên phần lớn dầu mỏ khai thác được xuất

sang các nước phát triển.

1.3. Khí tự nhiên

Trong nửa sau thế kỷ XX, khí đốt (khí tự nhiên) là nguồn cung cấp

quan trọng sau dầu mỏ. Trữ lượng khí đốt ở độ sâu hiện đang khai thác

(3.000m) là 72,9 ngàn tỉ m3 trong đó có 20% nằm ở đại dương. Nếu

tính ở độ sâu 5000 mét thì trữ lượng khí đốt là 86 ngàn tỉ m3. Mức độ

khai thác khí đốt cũng khác nhau tùy theo khu vực và từng nước là do

nhu cầu thực tiễn của sự phát triển kinh tế - xã hội của mỗi nước.

Do nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên toàn cầu tăng cao, trong khi nguồn

nhiên liệu than đá và dầu mỏ cạn dần, đã khiến giá nhiên liệu nói chung,

nhất là dầu mỏ, tăng cao. Giá dầu mỏ tăng đang làm chao đảo nền kinh

tế nhiều khu vực và thế giới. Mỹ là nước tiêu thụ dầu mỏ lớn nhất thế

giới (khoảng 1 tỷ tấn năm) và phải nhập khẩu 70% nhu cầu sử dụng,

ước 20 - 25 triệu thùng/ngày. Trung Quốc (TQ) hiện đang là nước tiêu

thụ dầu mỏ đứng thứ 2 sau Mỹ, vượt cả Nhật Bản. Theo số liệu của cơ

quan Năng lượng Quốc tế, năm 2003 tổng khối lượng dầu mỏ tiêu thụ

của TQ là 252,3 triệu tấn. Trong năm 2004, con số đó dự kiến sẽ tăng

đến 308 triệu tấn. Theo số liệu của Bộ Thương mại TQ, nước này đang

nhập khẩu dầu mỏ với khối lượng ngày càng tăng và chiếm 1/3 lượng

dầu mỏ tiêu thụ ở TQ. Năm 2004, TQ nhập khẩu 110 triệu tấn dầu thô,

vượt 21% so với năm 2003. Dự báo đến năm 2020, sự thâm hụt dầu mỏ

ở TQ sẽ đạt tới 250 triệu tấn/ năm. Các nguồn dầu mỏ mà TQ đang

hướng tới là Nga, Arập Xeut, Iran, Kazacstan, Tuôcmenistan, Kirgistan,

Xyri. Ngoài ra TQ cũng đang tìm cách tăng cường thăm dò và khai thác

dầu khí trong nước.

Khu vực lãnh hải giàu tiềm năng khí đốt đang là chủ đề tranh cãi gay

gắt giữa Nhật Bản và TQ. Ngoài ra, Chính phủ TQ đang tổ chức các đề

án quy mô lớn nhằm khai thác dầu mỏ và khí đốt trên đại lục.

Nước đông dân thứ hai trên thế giới, đồng thời sử dụng dầu mỏ lớn thứ

3 châu Á bên cạnh TQ, là Ấn Độ.

Ấn Độ là nước đang phải nhập khẩu tới hơn 2/3 nhu cầu dầu thô trong

nước. Từ lâu các công ty dầu khí của Ấn Độ đang tìm kiếm cơ hội đầu

tư ở Iran, mua dầu thô và khí đốt tại Angola, I rắc, Myanma, Xuđăng,

Xyri và Việt Nam.

2. Ở Việt Nam

2.1. Than đá

Theo Quyết định số 20/2003/QĐ-TTg (29/01/2003), Thủ tướng Chính

phủ đã phe duyệt Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam giai đoạn

2003 - 2010 có xét triển vọng đến 2020. Theo đó trữ lượng than đá của

Việt Nam được xác định 3,8 tỉ tấn, trong đó đã đưa vào quy hoạch là

khoảng hơn 2,5 tỉ tấn than đá (chủ yếu tập trung ở vùng Quảng Ninh)

và hơn 0,4 tỉ tấn than bùn. Than Quảng Ninh là than antraxit có chất

lượng tốt, nhiệt lượng cao.

Tình hình khai thác than đá ở Việt Nam từ năm 1955 đến 2005 được

trình bày trong Bảng 3. Hiện nay sản lượng khai thác ngày càng tăng để

đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Việt Nam hiện chiếm 40%

lượng than antraxit xuất khẩu trên toàn cầu.

Đáp ứng nhu cầu thị trường, năm 2004 tổng lượng than các loại tiêu thụ

tại Việt Nam là 25 - 26 triệu tấn (xuất khẩu 8 - 9 triệu tấn). Thị trường

tiêu thụ than trong những tháng cuối năm 2004 và đến năm 2005 vẫn

tiếp tục tăng.

Bảng 3. Sản lượng than khai thác ở Việt Nam giai đoạn 1955-2005

Sản lượng (đơn vị: 1.000 tấn) Năm

Than khai thác Than sạch Than xuất khẩu

1955 641,5 429,9 65,9

1960 2.774,6 2.575,2 1.356,3

1965 4.890,1 4.298,1 2.103,0

1970 2.776,0 2.604,0 364,9

1975 5.574,2 5.061,9 1.219,4

1980 5.572,1 4.988,2 689,5

1985 6.294,9 5.326,7 604,4

1990 5.197,8 4.218,5 676,5

1995 9.369,0 8.155,5 2.728,0

1998 - - 3.600,0

1999 9.629,0 - 3.400,0

2000 11.600,0 - 3.300,0

2001 13.410,0 - 4.300,0

2002 16.400,0 - 6.000,0

2003 18.900,0 - 7.200,0

2004 26.286,4 - 7 - 8.000,0

2005 (6 tháng) 15.526,8 - -

2.2. Dầu mỏ và khí thiên nhiên

Ở nước ta việc tìm kiếm và thăm dò dầu mỏ đã thực hiện từ lâu trong

thời kỳ chiến tranh ở cả 2 miền Nam và Bắc; trong những năm đầu của

thập niên 1960 - 1970 chúng ta đã tìm thấy dầu và khí ở vùng châu thổ

Sông Hồng song chưa xác định được chính xác. Còn ở miền Nam, việc

thăm dò chủ yếu ở thềm lục địa vào những năm cuối của thập niên 60.

Kết quả thăm dò là phát hiện được 3 bồn trầm tích có dầu khí quan

trọng là: bồn Cửu Long, bồn Sài Gòn - Brunây và bồn vịnh Thái Lan.

Tháng 8/1973 Chính quyền Sài Gòn đã tổ chức đấu thầu và đã có 4 tổ

hợp các công ty nước ngoài trúng thầu, bắt đầu tiến hành thăm dò tìm

kiếm vào năm 1974, đến tháng 4/1975 phải bỏ dở khi miền Nam hoàn

toàn được giải phóng.

Tháng 12/1983 Nhà nước ta lại bắt đầu cho thăm dò tìm kiếm trở lại và

đã phát hiện được dầu ở tầng Miocene hạ (5/1984) rồi ở tầng Oligocene

(2/1986). Tấn dầu được khai thác đầu tiên ở mỏ Bạch Hổ vào tháng

6/1986, tháng 9/1988 bắt đầu khai thác chính thức. Số liệu về sản lượng

dầu khí khai thác tại Việt Nam được trình bày tại Bảng 4.

Bảng 4. Sản lượng dầu khai thác ở Việt Nam

Năm khai thác Khối lượng (triệu tấn)

1986 0,04

1987 0,28

1988 0,68

1989 1,49

1990 2,70

1991 3,95

1992 5,50

1993 6,30

1995 7,70

1999 12,00

2000 15 - 20

2001 16,8

2002 16,9

2003 17,6

2004 20,051

2005 (6 tháng đầu năm) 8,988

Riêng về khí và khí hóa lỏng:

Sản lượng (m3 và nghìn tấn) Năm

Khí (triệu m3) Khí hóa lỏng (nghìn tấn)

2004 6269 365

2005 (6 tháng đầu năm) 3507 178

Khối lượng dầu đã khai thác trên đây từ 3 mỏ lớn là Bạch Hổ, Rồng và

Đại Hùng với 133 giếng khai thác và 247 giếng thăm dò. Ngoài ra, một

đường ống dẫn khí đồng hành dài trên 100km từ mỏ Bạch Hổ đã được

dẫn khí vào đất liền đến Bà Rịa từ ngày 01/5/1995 đã cung cấp 1 triệu

m3/ ngày đêm và dự kiến từ năm 2000 cung cấp từ 3 - 4 triệu m3/ ngày

đêm. Ngày 15/12/2000 bắt đầu xây dựng đường ống dẫn khí dài

khoảng 300 km từ mỏ Lan Tây và Lan Đỏ vào bờ.

Ngoài liên doanh dầu khí Việt Xô (VIETXOPETRO), hiện có hơn 10

công ty nước ngoài cũng đang tìm kiếm và thăm dò dầu khí ở các thềm

lục địa phía Nam và phía Bắc.

Trữ lượng dầu thô tiềm tàng ở vùng ngoài khơi phía Nam là 270 triệu

tấn và khả năng còn tăng nhiều nếu tiếp tục thăm dò.

Việt Nam có trữ lượng khí không đồng hành tiềm tàng khoảng trên 360

tỉ m3. Trữ lượng khí đồng hành xác minh được là vào khoảng 57 tỉ m3.

Nguồn tài nguyên này sẽ là tiềm năng nhiên liệu chính cho ngành điện

của Việt Nam, tránh phải sử dụng quá nhiều than gây ô nhiễm.

Nói chung, sản xuất dầu thô và khí của Việt Nam có tiềm năng lớn. Các

mỏ khí mới được phát hiện gần đây đã khơi lại mối quan tâm của các

công ty dầu khí quốc tế. Tuy nhiên tiến độ thăm dò còn chậm. Để khắc

phục tình trạng này, Việt Nam đã đưa ra chiến lược phát triển thăm dò

và khai thác dầu khí. Bảy dự án lớn thuộc ngành công nghiệp dầu khí

đã được Chính phủ xếp vào danh mục dự án quốc gia gọi vốn đầu tư

nước ngoài giai đoạn từ năm 2002 đến năm 2005, trong đó có nhiều dự

án quan trọng như: Dự án nhà máy liên doanh lọc dầu số 2 (công suất

6,5 triệu tấn/ năm), vốn đầu tư 1,5 tỉ USD đặt tại Thanh Hóa; Dự án

đường ống dẫn khí lô B - ô Môn, công suất 1,5 tỉ m3/ năm, cần vốn đầu

tư 300 triệu USD; Nhà máy chế biến sản phẩm sau hóa dầu, vốn 17

triệu USD; Nhà máy sản xuất khí công nghiệp 10 triệu USD tại khu

công nghiệp Hòa Khánh, Đà Nẵng. Ngoài ra, còn có các dự án khai

thác mỏ mới tại Vịnh Bắc Bộ, vùng biển miền Trung, Nam Côn Sơn và

Tây Nam,v.vâ€¦

III. VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG

1. Thế giới đang cần ngày càng nhiều hơn năng lượng

Dân số thế giới sẽ tăng từ con số hiện tại, khoảng 6,3 tỉ người lên tới 9

tỉ người vào năm 2050. Mức độ phồn thịnh trung bình toàn cầu sẽ ngày

càng cao hơn. Càng nhiều người và mức sống càng cao hơn có nghĩa là

sẽ không tránh khỏi sử dụng năng lượng nhiều hơn. Các nước đang

phát triển hiện đang cần nhiều năng lượng hơn bao giờ hết để đáp ứng

yêu cầu tăng cao mức sống. Theo một số kịch bản, thì vào năm 2050

mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu sẽ tăng gấp đôi, nhưng điều này có

thể còn cao hơn thế.

Hiện tại, tính trên toàn cầu, mức năng lượng đang sử dụng hàng ngày

tương đương với khoảng 200 triệu thùng dầu mỏ (khoảng 10 tỷ tấn

/năm). Trong số này, có khoảng 80% năng lượng có nguồn gốc là năng

lượng hóa thạch (dầu mỏ, khí đốt, than đá). Năng lượng hạt nhân, thủy

điện, năng lượng sinh học chiếm gần 20% còn lại. Trong đó, thực tế

năng lượng tái tạo (thủy điện, gió và sinh học truyền thống như gỗ, chất

thải nông nghiệp) chỉ chiếm 10%.

Tỷ lệ tăng sử dụng năng lượng trung bình hàng năm trên thế giới hiện

nay là khoảng 1,5 - 2,0%. Điều này có nghĩa là khối lượng dầu mỏ khai

thác phải tăng lên thêm hàng ngày là 1,5 triệu thùng. Ngành dầu mỏ

toàn cầu sẽ phải hoạt động hết công suất, đồng thời phải luôn tìm kiếm

cơ hội đầu tư thêm và việc mở mỏ mới để bù đắp lại các thất thoát tự

nhiên ở các khai trường (tổng mức thất thoát như vậy đôi khi lên tới 4 -

5%/ năm, tương ứng khối lượng dầu khai thác 3,5 triệu thùng/ ngày).

Trong 5 năm tới ngành dầu mỏ toàn cầu sẽ phải tăng thêm công suất

tương ứng với mức khai thác 28,5 triệu thùng/ ngày (gấp 3 lần mức

khai thác hiện tại của Ả rập Xê út).

Vào thời điểm hiện nay, ngành năng lượng thế giới đang đứng trước ba

nhiệm vụ:

* Tăng sản lượng năng lượng hóa thạch và các loại năng lượng khác.

Vào năm 2050, nhu cầu năng lượng sẽ tương đương 400 thùng dầu/

ngày (một nửa số đó là năng lượng hóa thạch).

* Phải quan tâm phát triển đồng thời các nguồn năng lượng.

* Giảm thải tác hại gây ô nhiễm môi trường do khai thác và sử dụng

năng lượng hóa thạch, đồng thời giảm tác nhân gây tăng hiệu ứng nhà

kính để bảo vệ môi trường.

Trữ lượng dầu mỏ thế giới còn khoảng 1.200 tỷ thùng, khai thác với tốc

độ hiện tại còn độ khoảng 30-35 năm nữa. Trữ lượng than đá còn khá

lớn (tuy ngày càng khó khai thác) nhưng cũng còn khai thác được 250

năm nữa. Nguy cơ thế giới sẽ thiếu năng lượng đang trở thành sự thật

hiển nhiên. Năng lượng hạt nhân, năng lượng tái tạo (thủy điện, sinh

học) sẽ đóng vai trò ngày càng lớn. Năng lượng tái tạo nguồn gốc sinh

học có một ý nghĩa nhất định nhưng chúng ta không thể đốt cháy giai

đoạn. Cần phải có thời gian phát triển, thời gian đó có thể là 10 - 20

năm nữa.

2. Tính cấp thiết của phát triển năng lượng sinh học ở Việt Nam

Phát triển ngành năng lượng sẽ là biện pháp hỗ trợ và thúc đẩy tăng

trưởng kinh tế. Nhu cầu về năng lượng sẽ do tăng trưởng kinh tế, công

nghiệp hóa, đô thị hóa và toàn cầu hóa thương mại quyết định. Từ nay

tới năm 2010, cung cấp năng lượng của Việt Nam sẽ cần phảI tăng

nhanh hơn GDP là 30%. Mặc dù có những thay đổi lớn trong những

năm gần đây nhưng Việt Nam vẫn là một trong những nước có mức sử

dụng năng lượng thấp nhất châu Á. Năm 1996 tiêu thụ năng lượng hiện

đại đầu người tương đương 144 kg quy ra dầu mỏ (bằng 1/7 Thái Lan)

và tiêu thụ điện năng là khoảng 161 kWh thấp nhất trong các nước

đang phát triển. Nếu tăng trưởng GDP hàng năm trung bình là 6% từ

năm 2001 và 7,5% từ 2001 trở đi thì mức tiêu thụ năng lượng hiện tại

phải tăng với tốc độ trung bình là 9%. Đến năm 2010 tổng nhu cầu về

năng lượng hiện tại sẽ gấp 3 lần mức năm 1997. Nhu cầu điện tăng 4

lần, sản phẩm xăng dầu sẽ tăng 2,5 lần. Nhu cầu khí đốt tăng gần 10 lần

và nhu cầu trong nước về than sẽ tăng gấp đôi.

Cho tới nay Việt Nam chưa sử dụng triệt để các nguồn tài nguyên năng

lượng cơ bản của mình.

Ngành năng lượng Việt Nam đang đứng trước nhiều thách thức, chủ

yếu là bốn thách thức trong quá trình chuyển sang công nghiệp hóa và

hiện đại hóa.

Thứ nhất, để đạt được chỉ tiêu tăng trưởng kinh tế, từ nay tới năm 2010,

cung cấp năng lượng của Việt Nam sẽ cần phải tăng nhanh hơn GDP là

30%, trong đó điện phải tăng nhanh hơn 70%. Để đạt được tốc độ tăng

trưởng đó, cung cấp năng lượng phải có hiệu quả - đến năm 2010 phải

tiết kiệm được 2788 MW, tức là một nửa công suất lắp đặt hiện nay và

điều này có thể thực hiện thông qua các chương trình giảm tổn thất và

quản lý cầu. Năng lượng phải được phân bố đều hơn, hiện 80% dân số

ở vùng nông thôn và mức tiêu thụ của họ chỉ chiếm 14% lượng điện

được cung ứng.

Thứ hai, mặc dù Việt Nam còn giàu tài nguyên thiên nhiên, nhưng các

nguồn tài chính vẫn là là hạn chế về trữ lượng, đòi hỏi phải lập kế

hoạch sử dụng một cách thận trọng trong lĩnh vực năng lượng.

Thứ ba, Việt Nam phải đầu tư khoảng từ 5,3 - 5,5% GDP (gấp đôi mức

các nước láng giềng Đông Nam Á khác) vào cơ sở hạ tầng thiết yếu

cho năng lượng. Hơn nữa, mức và cơ cấu giá năng lượng phải được

thay đổi để giải tỏa bớt những sức ép tài chính ngắn hạn và đảm bảo

hiệu quả lâu dài trong các quyết định đầu tư và sử dụng tài nguyên.

Thứ tư, thu hút đầu tư nước ngoài đòi hỏi phải tạo ra được môi trường

kinh doanh thuận lợi, bao gồm cả khuôn khổ pháp lý có tính hỗ trợ.

Do nguồn tài chính hạn hẹp, chiến lược năng lượng của Việt Nam phải

nhằm vào việc sản xuất, cung cấp và sử dụng năng lượng một cách hiệu

quả.

Để giảm suy thoái môi trường, cần có chính sách khuyến khích chuyển

từ nguồn năng lượng truyền thống sang nguồn năng lượng mới và tăng

cường cung ứng những loại nhiên liệu sạch hơn. Sản xuất và sử dụng

Biofuel đáp ứng được các tiêu chí về kinh tế và môi trường nên cần

phải được phát triển.

3. Dự báo nhu cầu - đáp ứng năng lượng của Việt Nam đến năm 2010

và 2020

Việt Nam có triển vọng đạt mức tăng trưởng hàng năm từ 7 - 7,5% từ

nay tới 2010 và khoảng 7,0% từ 2011 - 2020. Tỷ trọng khu vực nông

nghiệp có thể sẽ giảm dần từ 23% xuống 11% vào năm 2020, trong khi

khu vực công nghiệp sẽ tăng từ 38,5% lên 44%.

Người ta dự tính rằng tới năm 2010 tổng mức tiêu thụ năng lượng tối

đa của Việt Nam sẽ vào khoảng 28 - 32 triệu TOE (đương lượng dầu

tính bằng tấn), trong đó than chiếm 18%, dầu khí 57% và điện 25%.

Mức tăng trưởng sử dụng năng lượng trung bình hàng năm của Việt

Nam là vào khoảng 8,8% - 10,4%.

Vào năm 2020, tổng nhu cầu năng lượng kinh doanh của Việt Nam sẽ

đạt mức 53 - 63,6 triệu TOE, trong đó 15%, 56% và 29% là dành cho

than, dầu và khí, điện. Mức tăng trưởng trung bình hàng năm trong giai

đoạn 2010 - 2020 sẽ lên tới 6,6% - 7,1%.

Trong tiêu thụ năng lượng chung, ngành công nghiệp vẫn còn chiếm thị

phần lớn nhất, chiếm tỷ lệ từ 38% năm 2001 lên 42% và 47% tương

ứng 2010 và 2020. Ngành vận tải sẽ tiêu thụ mức chiếm 35% vào 2010

và 33% vào năm 2020. Năng lượng dành cho sinh hoạt sẽ giảm dần từ

23% năm 2001 xuống mức dự tính 19,4% và 17,6% tương ứng 2010 và

2020.

Hiện nay Việt Nam có tỷ lệ độc lập về năng lượng là 120. Tỷ lệ đó có

nghĩa là cán cân ngoại thương về năng lượng rất thuận lợi, kim ngạch

nhập khẩu 100 thì xuất khẩu 120, một tỷ lệ ít quốc gia trên thế giới có

thể đạt được. ưu điểm này là nhờ dầu và khí ở các mỏ dầu khí ngoài

khơi.

Nhưng ưu điểm đó sẽ không tồn tại được lâu vì ba lý do. Thứ nhất là

trữ lượng những mỏ dầu khí của ta rất eo hẹp. Thứ hai là phát triển kinh

tế sẽ quy định phát triển của nhu cầu năng lượng. Với đà phát triển kinh

tế của nước ta nhanh hiện nay thì nhu cầu về năng lượng sẽ gia tăng rất

mạnh. Thứ ba là nước ta đang cơ giới hóa nông nghiệp và phát triển

những ngành kỹ nghệ tiêu thụ nhiều năng lượng như là xi măng, thép,?

Người ta cho rằng tiêu thụ năng lượng của nước ta đang gia tăng với tỷ

lệ mạnh hơn tỷ lệ tăng trưởng kinh tế. Vì ba nguyên nhân đó, chỉ trong

vài năm nữa chúng ta sẽ là một nước nhập siêu về nhiên liệu. Trung

Quốc đã trở nên một quốc gia như vậy và Inđônêxia cũng đang đi vào

con đường đó. Hiện nay Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam đã bắt đầu đi

khảo sát mỏ ở một số nước khác (như là Angiêria).

Việt Nam có thể trở thành nước thiếu năng lượng kể từ năm 2015 trở

về sau.

IV. NHIÊN LIỆU SINH HỌC (BIOFUEL) - CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG

DỤNG

1. Định nghĩa và phân loại

Nhiên liệu sinh học (biofuel) là loại nhiên liệu có nguồn gốc từ sinh

khối - có thể là từ các sinh vật sống hoặc sản phẩm phụ từ quá trình

chuyển hóa của chúng (ví dụ như phân gia súc). Chúng thuộc loại năng

lượng tái tạo (hoàn nguyên) hoàn toàn khác với các loại năng lượng

khác như hóa thạch, hạt nhân.

Biofuel có đặc điểm là khi bị đốt cháy sẽ giải phóng ra năng lượng hóa

học tiềm ẩn trong nó. Nghiên cứu tìm ra các phương pháp hiệu quả hơn

để biến đổi các vật liệu nguồn gốc sinh học thành điện năng thông qua

pin nhiên liệu đang là lĩnh vực hết sức khả quan hiện nay.

Theo bảng phân loại của Wikipedia, biofuel được chia thành ba loại:

- Dạng rắn (sinh khối rắn dễ cháy): củi, gỗ và than bùn.

- Dạng lỏng : Các chế phẩm dạng lỏng nhận được trong quá trình chế

biến vật liệu nguồn gốc sinh học như:

+ Bioalcohol - các loại rượu nguồn gốc sinh học, ví dụ: bioetanol từ

đường mía, ngô đang được sử dụng làm nhiên liệu hoặc phụ gia pha

xăng tại Braxin, Mỹ và một vài nước khác; biometanol (hiện đang được

sản xuất chủ yếu từ khí tự nhiên, song có thể đi từ sinh khối).

+ Dầu mỡ các loại nguồn gốc sinh học, đã được sử dụng làm nhiên liệu

chạy động cơ diezel. Ví dụ: Dầu thực vật sử dụng trực tiếp (SVO) làm

nhiên liệu; Biodiezel (diezel sinh học) - sản phẩm chuyển hóa este từ

mỡ động vật hoặc dầu thực vật; Phenol và các loại dung môi, dầu nhựa

thu được trong quá trình nhiệt phân gỗ, v.vâ€¦

- Dạng khí: Các loại khí nguồn gốc sinh học cũng đã được sử dụng và

ngày càng phổ biến như: Metan thu được từ quá trình phân hủy tự

nhiên các loại phân, chất thải nông nghiệp hoặc rác thải - biogas; Hyđrô

thu được nhờ cracking hyđrocacbon, khí hóa các hợp chất chứa cacbon

(kể cả sinh khối) hoặc phân ly nước bằng dòng điện hay thông qua quá

trình quang hóa dưới tác dụng của một số vi sinh vật; Các sản phẩm khí

khác từ quá trình nhiệt phân và khí hóa sinh khối (các loại khí cháy thu

được trong quá trình nhiệt phân gỗ).

2. Vai trò của biofuel đối với cân bằng môi trường

Biofuel được sản xuất từ sinh khối, là loại vật liệu xuất phát từ sinh vật

(chủ yếu là thực vật) và là một phần trong chu trình cacbon ngắn. CO2

mà cây hấp phụ từ không khí để tăng trưởng suốt quá trình sống của

chúng bằng con đường quang hợp sẽ quay trở lại bầu khí quyển khi

chúng đã bị chuyển hóa thành năng lượng. Để có thể coi đó là nguồn

năng lượng tái tạo thì ít nhất kho sinh khối đó phải được duy trì không

thay đổi. Bởi vì trong chu trình không có lượng CO2 thừa và biofuel

chạy xe phát tán ngược trở lại nên biofuel có thể được coi là yếu tố

"cân bằng về mặt môi trường" thuộc chu trình.

3. Sơ đồ nguyên lý các phương pháp sản xuất nhiên liệu

4. Sản xuất biofuel

Hiện có rất nhiều cách chuyển hóa nguồn sinh khối đa dạng thành

biofuel. Các nguồn nguyên liệu chuyển hóa đó có thể là từ gỗ (dăm bào,

mùn cưa, phế liệu gỗ); đường từ của các loại cây chức đường, tinh bột;

hoặc dầu từ các loại cây có dầu; v.v... Dưới đây là một số nét chính về

sản xuất các loại biofuel.

4.1. Etanol (cồn, rượu etylic)

Etanol là rượu no, đơn chức, chứa 2 nguyên tử các bon, có công thức

C2H5OH, có thể sản xuất theo phương pháp hóa học từ nguyên liệu etan

hoặc etylen. Trên thực tế etanol thường được sản xuất bằng con đường

sinh học. Khi đó sản phẩm etanol được gọi là cồn sinh học hay

bioetanol. Bioetanol (sau đây gọi tắt là etanol) đã được sử dụng rộng rãi

làm nhiên liệu cho ngành giao thông và có thể thay thế hoàn toàn xăng

trong động cơ ô tô. Ở Brazil 60% etanol sản xuất ra ở đây được bán

dưới cồn thô (93% etanol và 7% nước), 40% còn lại được tinh cất thành

cồn khô (trên 99% etanol) để pha vào xăng (với tỷ lệ lên tới 24%).

Công nghệ chiếm ưu thế hiện nay là chuyển hóa sinh khối thành etanol

thông qua lên men rượu rồi chưng cất. Quá trình lên men rượu này là

quá trình chuyển hóa sinh hóa học. Sinh khối sẽ bị men của vi khuẩn

hoặc nấm men phân hủy. Phương pháp lên men có thể áp dụng đối với

nhiều nguồn nguyên liệu sinh khối khác nhau.

4.1.1. Nguyên liệu sinh khối

Nguyên liệu sản xuất etanol thích hợp nhất là đường (từ củ cải đường,

mía), rỉ đường và cây lúa miến ngọt, tinh bột (khoai tây, các loại hạt lúa,

lúa mỳ, ngô, đại mạchâ€¦). Năng suất etanol trung bình dao động từ

2.100 đến 5.600 lít/ ha đất trồng trọt tùy thuộc vào từng loại cây trồng.

Đối với các loại hạt, năng suất etanol thu được vào khoảng 2.800 lít/ha,

tức là vào khoảng 3 tấn nguyên liệu hạt sẽ thu được 1 tấn etanol.

Hiện nay các hoạt động nghiên cứu và phát triển ở châu Âu về lĩnh vực

etanol sinh học ( bioetanol) chủ yếu tập trung vào sử dụng các nguồn

nguyên liệu xenlulo (từ gỗ). Các loại cây trồng quay vòng ngắn (liễu,

bạch dương, bạch đàn), các chất thải nông nghiệp (rơm, bã mía), các

phế thải của công nghiệp gỗ, gỗ thải... đều thích hợp để làm nguyên

liệu sản xuất etanol. Cứ khoảng 2 - 4 tấn vật liệu gỗ khô hoặc cỏ khô đã

có thể cho 1 tấn etanol. Nguyên nhân khiến người ta chuyển sang sản

xuất etanol từ sinh khối xenlulo (gỗ, thân thảo) là vì các loại này sẵn có

và rẻ tiền hơn so với các loại tinh bột ngũ cốc hoặc cây trồng khác, đặc

biệt là với những nguồn chất thải hầu như không có giá trị kinh tế thì

vấn đề càng có ý nghĩa, tuy nhiên quá trình chuyển hóa các vật liệu này

sẽ khó khăn hơn.

4.1.2. Công nghệ chuyển hóa etanol

Như trên đã nói etanol có thể sản xuất từ các loại nguyên liệu sinh khối

khác nhau, nhưng chỉ có một vài loại cây trồng chứa loại đường đơn

giản, dễ tách nên thuận lợi cho quá trình xử lý và lên men. Thông

thường để tách đường hoàn toàn, quá trình tách (chiết hoặc nghiền nhỏ)

cần được thực hiện lặp đi lặp lại vài lần.

Các loại tinh bột ngũ cốc là các vật liệu gồm các phân tử cacbonhydrat

phức tạp hơn nên phải phân hủy chúng thành đường đơn nhờ quá trình

thủy phân.

Hạt được xay, nghiền ướt thành dạng bột nhão. Trong quá trình này đã

có một lượng đường được giải phóng. Nhưng để chuyển hóa tối đa

lượng tinh bột thành đường, tạo điều kiện lên men rượu, bột nhão được

nấu và cho thủy phân bằng enzym (ví dụ amylaza). Trong trường hợp

thủy phân bằng axit thì cần rót axit loãng vào khối bột nhão trước khi

đem nấu. Quá trình lên men được xúc tiến mạnh khi có mặt một số

chủng men rượu. Để thuận lợi cho quá trình lên men, pH của dịch thủy

phân cần điều chỉnh ở mức 4,8 - 5,0. Etanol sinh ra trong quá trình lên

men sẽ hòa tan trong nước. Quá trình lên men rượu này sinh ra CO2.

Nhờ hàng loạt bước chưng cất và tinh cất để loại nước, nồng độ etanol

sẽ được tăng cao tối đa (có thể đạt mức cồn tuyệt đối - etanol khan).

Quá trình chuyển hóa sinh khối là hỗn hợp xenlulo thành etanol chỉ

khác với quá trình lên men tinh bột ở chỗ xử lý nguyên liệu thành

đường đơn sẵn sàng cho quá trình lên men. Thủy phân hỗn hợp xenlulo

khó hơn thủy phân tinh bột vì hỗn hợp xenlulo là tập hợp các phân tử

đường liên kết với nhau thành mạch dài (polyme cacbonhyđrat) gồm

khoảng 40 - 60% xenlulo và 20 - 40% hemixenlulo, có cấu trúc tinh thể,

bền. Hemixenlulo chứa hỗn hợp các polyme có nguồn gốc từ xylo,

mano, galaeto hoặc arabino kém bền hơn xenlulo. Nói chung hỗn hợp

xenlulo khó hòa tan trong nước. Phức polyme thơm có trong gỗ là

lignin (10 - 25%) không thể lên men vì khó phân hủy sinh học, nhưng

có thể tận dụng vào việc khác.

Quá trình xử lý nguyên liệu thành đường tự do sẵn sàng lên men phải

trải qua 2 bước: bước 1 thủy phân bằng axit loãng nồng độ 0,5% để phá

vỡ liên kết hyđro giữa các mạch xenlulo và phá vỡ cấu trúc tinh thể của

chúng thực hiện ở nhiệt độ 200oC. Kết quả thủy phân bước 1 sẽ chuyển

hóa hemixenlulo thành đường C5 và C6 (chủ yếu xylo và mano) dễ lên

men tạo thành etanol đồng thời bẻ gãy cấu trúc xenlulo. Để chuyển hóa

hoàn toàn cấu trúc xenlulo đã gãy thành đường gluco C6, bước thủy

phân thứ 2 sử dụng axit nồng độ 2% được thực hiện ở nhiệt độ 240oC.

Quá trình thủy phân xenlulo thành gluco bằng axit có thể thay thế bằng

men phân hủy xenlulo.

Sản phẩm etanol khan có thể sử dụng làm nhiên liệu ô tô cả dưới dạng

tinh khiết lẫn dạng pha trộn với xăng.

Etanol có thể làm phụ gia cấp oxy cho xăng (nồng độ 3%) giảm phát

thải khí CO đồng thời làm phụ gia thay thế chì tetraetyl, hoặc cũng có

thể thành nguyên liệu sản xuất etylterbutyleter (ETBE)- một phụ gia

cho xăng. Etanol còn được dùng làm yếu tố tăng chỉ số octan cho xăng

và qua đó giảm nổ và cải thiện tiếng ồn động cơ.

4.1.3. Thực trạng công nghệ và tính kinh tế

Lên men đường và sản xuất etanol là công nghệ cổ truyền, đang được

áp dụng trên phạm vi kinh doanh rộng. Để giảm chi phí sản xuất và hạ

giá thành sản phẩm hơn nữa thì cần cải tiến công nghệ và tìm kiếm các

nguồn sinh khối rẻ hơn (giá nguyên liệu chiếm 55 - 80% giá sản phẩm

cuối). Các công ty của Mỹ và Canađa hiện đang tiếp tục nghiên cứu tận

dụng nguồn sinh khối, là hỗn hợp xenlulo và các nguồn phế thải khác.

Để dùng làm nhiên liệu, etanol phải ở dạng cồn tuyệt đối (xấp xỉ 100%),

hiện nay người ta đang tiếp tục cải tiến khâu loại bỏ triệt để nước từ sản

phẩm bằng cách sử dụng phương pháp lọc màng phân tử.

Còn một công nghệ sản xuất etanol khác là thông qua con đường khí

hóa nguyên liệu, xong rất phức tạp và không kinh tế.

Chi phí đầu tư ngắn hạn cho một cơ sở sản xuất etanol từ hạt ngũ cốc

tại châu Âu, dự tính 290 euro/kW nhiệt (đối với nhà máy 400 MW

nhiệt). Nếu đầu tư dài hạn chi phí có thể giảm 40%. Nếu nhà máy sản

xuất etanol từ nguồn gỗ, chi phí đầu tư ngắn hạn khoảng 350 euro/ kW

nhiệt, nếu đầu tư dài hạn chi phí giảm 50%.

Chi phí sản xuất etanol từ đường và ngũ cốc tại châu Âu và Mỹ hiện

khá cao: 15 - 25 euro/ GJ (1Giga Jun = 109 Jun) đi từ củ cải ngọt và 20

euro/ GJ đi từ ngô, tức là etanol có giá 0,32 - 0,54 euro/ lit. Nếu sản

xuất từ nguồn xenlulo, giá etanol còn 0,11 - 0,32 euro/ lít. Nếu nguyên

liệu đầu vào có giá 42 euro/ tấn thì giá thành 1 lít etanol sẽ hạ xuống

0,28 euro. Nếu nguyên liệu tận dụng không mất chi phí thì giá 1 lít

etanol còn 0,17 euro. Vì nhiệt lượng của etanol thấp hơn so với xăng

nên thực tế chi phí sử dụng etanol sẽ cao hơn xăng với thể tích tương

đương.

4.1.4. Sử dụng etanol

Chỉ số octan ở etanol cao nên rất thích hợp với hệ đánh lửa động cơ đốt

trong của ô tô, song chỉ số xetan thấp nên không thích hợp lắm với

động cơ diezel. Giải pháp kỹ thuật đối với điều này là người ta sẽ đưa

vào nhiên liệu này một lượng nhỏ dầu diezel hoặc là sử dụng phụ gia.

Bảng 5.So sánh một số chỉ tiêu giữa etanol, xăng và ETBE

Đặc tính nhiên liệu Etanol ETBE

Công thức hóa học

Trọng lượng phân tử (kg/kmol)

Chỉ số octan (RON)

Chỉ số octan (MON)

C2H5OH

46

109

92

C4H9-OC2

102

118

105

Chỉ số xetan

Áp lực bay hơi Reid là số đo độ

bay hơi của nhiên liệu (kPa) ở

15oC

Khối lượng riêng (kg/l) ở 15oC

Giá trị calo thấp hơn (MJ/kg) ở

15oC

Giá trị calo thấp hơn (MJ/l) ở

15oC

Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu (kg

không khí/ kg nhiên liệu)

Nhiệt độ sôi (oC)

11

16,5

0,80

26,4

21,2

9,0

78

-

28

0,74

36

26,7

-

72

Chỉ số octan của etanol cao hơn xăng nên có tác dụng giảm tiếng ồn

động cơ tốt hơn, hơn nữa etanol chứa oxy nên hiệu quả nhiên liệu ở

động cơ được cải thiện hơn. Pha trộn với tỉ lệ hợp lý giữa etanol và

xăng sẽ làm tăng hiệu quả động cơ xe. Các loại xe chạy nhiên liệu xăng

pha etanol được gọi là xe chạy nhiên liệu gasohol. Thông thường

gasohol có tỉ lệ pha trộn 10% etanol 90% xăng không pha chì (E10).

Nếu xe được cải thiện bộ phận đánh lửa ở động cơ, có thể chạy với

nhiên liệu gasohol E85 (85% etanol và 15% xăng). Đa số các loại xe

thiết kế ở Mỹ hiện nay có thể chạy nhiên liệu tùy ý cả E85 lẫn chạy

hoàn toàn xăng ( E0). Dùng gasohol có tỷ lệ pha trộn từ 10 - 30%

etanol vào xăng thì không cần cải tiến động cơ xe.

4.2. Metanol (rượu metylic, cồn gỗ, cacbinon)

Cũng như etanol, metanol được sử dụng làm nhiên liệu cho xe ô tô từ

lâu, đặc biệt là ở Mỹ. Metanol có thể sản xuất từ khí tổng hợp - sản

phẩm khí hóa sinh khối và các nguồn khác đồng thời cũng có thể đi từ

khí tự nhiên. Metanol được sản xuất từ nguồn nguyên liệu đi từ sinh vật

đang được khuyến cáo phát triển sử dụng làm nguyên liệu tái tạo thay

thế nhiên liệu dầu mỏ.


Metanol có thể được sản xuất từ sinh khối, thường là củi gỗ. Để sản

xuất 1 tấn metanol cần gần 2 tấn gỗ khô, có nghĩa năng suất sẽ là 550

lít metanol/ 1 tấn gỗ. Năng suất metanol từ nguyên liệu thân thảo khô

(cỏ khô) còn thấp hơn, đạt khoảng 450 l/tấn.

4.2.2. Công nghệ chuyển hóa sản xuất metanol

Metanol thu được thông qua quá trình chuyển hóa khí tổng hợp. Để thu

được khí tổng hợp từ nguyên liệu sinh khối, người ta tiến hành khí hóa

sinh khối dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ cao. Khí tổng hợp sau khi

khử bỏ tạp chất sẽ được đưa vào lò phản ứng có xúc tác để tạo thành

metanol. Công nghệ trước đây sử dụng xúc tác kẽm cromat trong điều

kiện áp suất cao (300 - 1000 atm) và nhiệt độ cao (khoảng 400oC), thực

hiện trong pha khí.

Công nghệ hiện nay chủ yếu tiến hành trong pha lỏng với xúc tác hợp

lý hơn ở nhiệt độ và áp suất thấp hơn nhưng cho hiệu quả cao hơn.

Công nghệ chuyển hóa metanol hiện nay cho phép đạt được hiệu suất

tới 95%.


Công nghệ khí hóa sinh khối hiện chưa đạt mức phát triển rộng rãi. Vấn

đề kỹ thuật lò khí hóa (nhiệt độ chưa khống chế được) và yêu cầu sản

phẩm khí sạch hơn đang cần được nghiên cứu hơn nữa. Nói chung vấn

đề nghiên cứu và phát triển đang tập trung vào việc tối ưu hóa xúc tác

và áp suất, đồng thời giảm bớt tiêu thụ oxy nhằm mục đích tăng sản

lượng và chất lượng khí thu được, tăng tối đa lượng cacbon chuyển hóa

đồng thời giảm tối thiểu các tạp chất.

Hiện tại, chi phí đầu tư ngắn hạn cho một cơ sở sản xuất metanol từ

sinh khối, công suất 400 MW nhiệt, vào khoảng 700 euro/ kW nhiệt.

Đầu tư lâu dài vào cơ sở lớn hơn chi phí giảm 25 - 30%. Hiệu suất ngắn

hạn có thể đạt 50 - 55%. Đối với cơ sở sản xuất dài hạn lớn hơn (1000

MW nhiệt) con số này có thể còn 60 - 65% so với đầu tư nhỏ.

Chi phí đầu tư cho công nghệ tổng hợp metanol trong pha lỏng thấp

hơn công nghệ tổng hợp trong pha khí là 5 - 23%.

Chi phí sản xuất metanol ngắn hạn hiện khoảng 0,14 - 0,20 euro/ lit (9 -

13 euro/ GJ). Trong tương lai, chi phí này có thể giảm xuống còn 0,1

euro/ lít (7 euro/ GJ). Cũng như etanol, metanol có nhiệt lượng thấp

hơn xăng nên chi phí sử dụng cũng cao hơn xăng.

4.2.4. Sử dụng metanol

Metanol có thể ứng dụng trong hầu hết loại xe cộ và có thể được sử

dụng như là nhiên liệu riêng hoặc pha trộn với xăng. Metanol có chỉ số

xetan thấp (5 so với 50 ở diezel dầu mỏ) nên tinh chất đánh lửa kém, rất

khó thích hợp với động cơ diezel, tuy nhiên nhờ chỉ số octan cao nên sử

dụng thay thế xăng ở động cơ xe ô tô lại cho kết quả tốt.

Hầu như 1,2 tỉ galon metanol được sản xuất tại Mỹ hiện nay được sử

dụng làm nguyên liệu sản xuất MTBE (metylterbutyleter) một phụ gia

xăng. Để làm nhiên liệu trực tiếp, metanol chỉ phù hợp cho một số loại

xe có động cơ hoạt động với tỷ số nén cao.

Metanol còn được sử dụng làm chất chống đông đường ống dẫn dầu,

làm dung môi, làm nguyên liệu sản xuất các hóa chất và vật liệu khác

(chất dẻo, gỗ dán, sơn, chất nổ, v.vâ€¦) Metanol có tính độc cao và dễ

cháy, khi cháy không thành ngọn lửa nên cần hết sức cẩn thận khi tiếp

xúc và sử dụng.

Bảng 6 dưới đây đưa ra con số so sánh giữa metanol MTBE và xăng.

Bảng 6. So sánh một số chỉ tiêu gữa metanol, xăng và MTBE

Tính chất nhiên liệu Metanol MTBE



Chỉ số octan (RON)

Chỉ số octan (MON)

CH3OH

32

110

92

C4H9-OCH3

88

116

100

Chỉ số xetan

Áp lực bay hơi Reid (kPa) ở 15oC


Giá trị calo thấp hơn (MJ/kg) ở 15oC

Giá trị calo thấp hơn (MJ/l) ở 15oC

Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu (kg không

khí/ kg nhiên liệu)

Nhiệt độ sôi (oC)

5

31,7

0,73

19,8

15,6

6,5

65

-

57

0,74

35,2

26,0

-

53

4.3. Biodiezel (metyleste của một số loại dầu, mỡ động thực vật)

Dầu diezel có nguồn gốc hữu cơ được gọi là biodiezel phân biệt với

diezel nguồn gốc dầu mỏ được gọi là petrodiezel.

Biodiezel được sản xuất từ dầu thực vật và mỡ động vật. Dầu thực vật

ép từ các loại quả hạch và hạt chứa dầu từ lâu đã được sử dụng làm

nhiên liệu. Việc sản xuất dầu thực vật làm nhiên liệu chạy xe cộ cũng

giống như sản xuất dầu ăn. Hiện nay ở châu Âu, dầu thực vật làm

nguyên liệu sản xuất biodiezel chủ yếu có nguồn gốc từ hạt cây cải dầu

và biodiezel ở đây được mang tên este metylic (hay metyleste) hạt cải

dầu (còn được gọi là RME - rapeseed metylester).


Dầu thực vật được sử dụng sản xuất biodiezel thường được chiết tách

từ các loại hạt một số cây có dầu hoặc mỡ động vật như hạt cải dầu,

đậu tương, cọ, hướng dương cải hoa vàng, tảo, dầu thực vật thải của

công nghệ sản xuất dầu ăn, mỡ lò mổ, v.vâ€¦

Ở châu Âu để sản xuất được 1 tấn RME, cần khoảng 2,5 tấn dầu hạt cải

dầu, với diện tích đất trồng 0,77 ha (1,3 tấn/ha).

Năng suất dầu (m3/ha đất trồng trọt) đối với một số loại cây như sau:

đậu tương 0,40 - 0,50; cải vàng 1,3; cải dầu 1,0 - 1,4; cọ dầu 6,1. Một

số loại rêu tảo đặc biệt có năng suất sinh dầu rất cao 100-200 m3/ha.

Người ta cho rằng dầu thực vật là nguồn sản xuất biodiezel chất lượng

cao nhất nhưng nguồn nguyên liệu này khá khan hiếm, chính vì vậy mà

các nguồn dầu thực vật thải, mỡ động vật (biolipid) thậm chí cả rêu, tảo

cũng đang là nguồn nguyên liệu bổ sung đầy hứa hẹn, mặc dù quá trình

tiền xử lý sẽ phức tạp hơn.

4.3.2. Công nghệ chuyển hóa biodiezel

Hạt hoặc sinh khối chứa dầu thực vật được sử dụng trong sản xuất

biodiezel sẽ được ép hoặc chiết bằng dung môi (như hexan) để tách dầu.

Phương pháp sau cho năng suất dầu hiệu quả cao hơn.

Dầu thực vật có thể sử dụng thẳng làm nhiên liệu diezel cho động cơ

diezel (SV) với điều kiện phải cải tiến động cơ thích hợp vì loại dầu

này có một số đặc tính bất lợi đối với động cơ bình thường (độ nhớt cao,

không ổn định về nhiệt, có chứa nước và chỉ số xetan thấp). Người ta

đã khắc phục các nhược điểm trên của dầu thực vật bằng phương pháp

este hóa nó để biến các phân tử cấu trúc mạch nhánh của dầu

(triglyxerit) thành phân tử cấu trúc mạch thẳng nhỏ hơn (metyleste),

phù hợp với thành phần diezel dầu mỏ. Metyleste của dầu thực vật

chính là biodiezel.

Phần lớn các metyleste được sản xuất thông qua quá trình este hóa dầu

thực vật với xúc tác và metanol. Triglixerit dầu thực vật sẽ tác dụng với

metanol với sự có mặt của xúc tác. Quá trình este hóa xảy ra ở nhiệt độ

từ 50 - 66oC, áp suất 1,4 bar, trong hệ thống lò kín.

Bước đầu tiên trong quá trình sản xuất biodiezel là trộn metanol với

chất xúc tác - thường là NaOH (hoặc KOH) để tạo ra natri (hoặc kali)

metoxit. Lượng metanol cần dư để đảm bảo chuyển hóa hoàn toàn

triglyxerit dầu thực vật thành este, bởi vì các phản ứng đầu tiên xảy ra

với axit béo tự do trong dầu sẽ xà phòng hóa. Hỗn hợp xúc tác/ metanol

được rót vào bình phản ứng kín để tránh bay hơi metanol. Sau đó dầu

thực vật được bổ sung. Khuấy đều hỗn hợp, để yên từ 1 - 8 giờ. Nồng

độ của axit béo tự do và nước phải được xử lý hợp lý, bởi vì nếu nồng

độ này quá cao sẽ gây khó khăn trong quá trình xà phòng hóa và khó

tách glyxerin phụ phẩm.

Sau khi dầu thực vật được este hóa, hỗn hợp được trung hòa bằng axit.

Metanol được thu hồi và tái sử dụng.Trong hỗn hợp còn lại hai sản

phẩm chính là biodiezel và glixerin, nên hình thành 2 lớp trong bình

phản ứng. Glyxerin nặng hơn ở bên dưới được tách khỏi bình cùng với

xà phòng và sẽ được trung hòa. Muối kali thu được từ quá trình trung

hòa này có thể thu hồi để làm phân bón. Glyxerin tinh khiết còn lại có

thể sử dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp mỹ phẩm hoặc dược

phẩm. Sau khi tách glyxerin, dung dịch màu vàng hổ phách là

metyleste. Metyleste được rửa bằng nước để khử tạp chất còn lại. Độ

tinh khiết của metyleste thu được đạt khoảng 98%. Có thể thu được

metyleste tinh khiết hơn nữa nếu xử lý bằng phương pháp chưng cất.

Biodiezel có thể bảo quản lâu dài hơn dầu thực vật và có thể sử dụng

cho các động cơ diezel.

Về nguyên tắc sản xuất biodiezel từ dầu ăn thải và mỡ động vật cũng

tương tự như với dầu thực vật ép thẳng. Tuy nhiên do dầu ăn thải

thường không ổn định về cả hàm lượng nước lẫn axit béo tự do trong

dầu, vì vậy trước khi este hóa cần xác định rõ hàm lượng từng thành

phần để xử lý và bổ sung xúc tác và metanol cho hợp lý.

Mỡ động vật cũng là các triglyxerin với hàm lượng khác dầu thực vật

nên cần điều chỉnh trước khi este hóa. Quá trình este hóa để sản xuất

biodiezel có thể sử dụng xúc tác là axit nhưng hầu hết biodiezel ngày

nay được sản xuất với xúc tác kiềm vì nhiệt độ phản ứng thấp, hiệu suất

thu hồi sản phẩm cao, thời gian phản ứng và phản ứng phụ ở mức thấp.


Công nghệ este hóa dầu thực vật là công nghệ lâu đời đã được áp dụng

rộng rãi khắp thế giới.

Giá thành sản xuất metyleste từ dầu hạt cải (RME) ở châu Âu hiện vào

khoảng 0,5 euro/ lít (15 euro/GJ), chi phí này phụ thuộc vào giá sinh

khối sử dụng và công suất nhà máy. Chi phí đầu tư ngắn hạn cho một

nhà máy 400 MW nhiệt khoảng 150 euro/kW nhiệt. Chi phí đầu tư dài

hạn cho nhà máy lớn hơn, năng suất nhiệt 1000 MW có thể giảm xuống

30%. Các yếu tố quan trọng khác quyết định giá RME là năng suất và

giá trị sản phẩm phụ sau quá trình sản xuất như là bánh ép bã hạt giầu

đạm làm thức ăn gia súc và glyxerin tinh khiết thu hồi được.

Các dự án dài hơn ở châu Âu hiện nay cho thấy trong tương lai giá

RME sẽ giảm xuống 50%, chỉ còn khoảng 0,2 euro/ lít. Nhưng do nhiệt

năng của RME thấp nên giá của nó sẽ cao hơn so với 1 lít diezel.

4.3.4. Sử dụng biodiezel

Biodiezel phù hợp với động cơ diezel, cả về độ nhớt, khối lượng riêng

lẫn chỉ số xetan vì nó giống với diezel dầu mỏ. Bảng 7 cho các thông số

so sánh giữa biodiezel và diezel dầu mỏ.

Bảng 7. So sánh một số chỉ tiêu giữa biodiezel (RME) và diezel

Tính chất nhiên liệu Biodiezel RME



Chỉ số xetan


Trị giá calo (MJ/kg) ở 15oC

Trị giá calo (MJ/l) ở 15oC



Hàm lượng oxy (Wt%)

Metyleste

296

54

0,88

37,3

32,8

32,8 (20oC)

9,2 - 11

Độ nhớt (mm2/ giây) ở 20oC

Điểm cháy (oC)

7,4

91 - 135

Các loại xe chạy động cơ diezel thông thường cần phải cải tiến khi sử

dụng biodiezel làm nhiên liệu. Biodiezel cho chất lượng đánh lửa tốt,

hiệu suất động cơ cao hơn, phát thải giảm nhưng mùi của nó khi chạy

xe có thể gây khó chịu cho một số người.

Các tiêu chuẩn đảm bảo biodiezel có thể sử dụng tốt trong động cơ

diezel là:

- Biodiezel phải có độ tinh khiết cao

- Khử bỏ hết glyxerin

- Khử bỏ hết cồn

- Khử bỏ hết xúc tác

- Không còn axit béo tự do

Các thông số này hiện nay đã được quy định trong tiêu chuẩn ASTM D

7651. Biodiezel tinh khiết (B100) hiện đang được sử dụng pha trộn với

diezel dầu mỏ. Bản thân biodiezel là dung môi nên nếu sử dụng loại

B100 nhiều có thể gây hại cho động cơ xe. Thông thường các xe cộ ở

Mỹ áp dụng tỷ lệ pha trộn B20 (20% biodiezel và 80% diezel dầu mỏ).

Các tỉ lệ pha chế khác có thể là B2, B5.

* Lợi ích khi sử dụng biodiezel:

- Không độc - là nguồn năng lượng tái tạo, dễ phân hủy sinh học.

- Làm giảm đáng kể mức gây ô nhiễm so với diezel dầu mỏ:

+ Lưu huỳnh: -100% (không chứa lưu huỳnh)

+ Bụi: -55 - (-94%)

+ Các chất gây ung thư: -94%

+ CO2: -80%

+ Phát tán hydro (gây hại tầng ozon): -55 - (-95%)

+ CO: -45%

- Có thể sản xuất ở trong nước, giảm lệ thuộc vào dầu nhập ngoại, tăng

việc làm.

- Có thể sản xuất rẻ từ các nguồn phế thải.

- Sử dụng thẳng hoặc pha trộn bất cứ tỉ lệ nào với diezel dầu mỏ một

cách thuận lợi đem lại hiệu suất động cơ cao.

- Có thể phân phối trên diện rộng nhờ hạ tầng cơ sở phân phối nhiên

liệu sẵn có.

- Tiềm năng trở thành nhiên liệu thay thế lớn

- Có thể làm dung môi cho các công việc khác hoặc tẩy rửa

- Dễ bảo quản

- Ít độc hơn diezel dầu mỏ 10 lần.

4.4. Dầu nhiệt phân bio-oil (pyrolysis oil) - dầu diezel chiết xuất

Loại dầu này được sản xuất thông qua quá trình nhiệt phân nhanh.

Khi bị phân hủy nhiệt, sinh khối được chuyển hóa vắng mặt oxy. Với

quá trình này, sản phẩm lỏng được tạo ra dưới dạng sản phẩm trung

gian với nhiều ứng dụng đa dạng, trong đó có thể làm nguyên liệu sản

xuất dầu diezel.


Bất kể loại sinh khối nào cũng có thể sử dụng làm nguyên liệu cho quá

trình phân hủy nhiệt, nhưng sinh khối là hỗn hợp xenlulo thích hợp hơn

cả. Trước khi được đưa vào lò phân hủy, nguyên liệu phải được sấy

khô (đến độ ẩm dưới 10% trọng lượng) và băm nhỏ (đến kích cỡ nhỏ

hơn 6 mm).

4.4.2. Công nghệ nhiệt phân chế tạo dầu sinh học (bio-oil)

Vì không có mặt oxy nên sinh khối không cháy, nhưng ở nhiệt độ cao

các phân tử sinh khối bị phân hủy tạo ra các sản phẩm như than, dầu

(bio-oil) và khí. Thành phần các sản phẩm phân hủy nhiệt phụ thuộc

vào nhiệt độ phân hủy, tốc độ đốt nóng, thời gian đốt đồng thời cũng

phụ thuộc vào thành phần sinh khối ban đầu. Quá trình nhiệt phân

nhanh là quá trình sản xuất dầu sinh học tối ưu. Do quá trình phân hủy

xảy ra ở nhiệt độ rất cao, nên tạo ra nhiều sản phẩm khí. Nhiên liệu

lỏng được thu được sau khi làm lạnh hỗn hợp chất khí này.

Bên cạnh quá trình nhiệt phân nhanh còn quá trình phân hủy nhiệt

chậm xẩy ra ở nhiệt độ khoảng 400oC. quá trình này chậm hơn và thời

gian ủ kéo dài hơn, thậm chí kéo dài hàng ngày. Sản phẩm chính thu

được từ quá trình này là than gỗ (charcoal).

Quá trình nhiệt phân nhanh xảy ra ở nhiệt độ 500 - 650oC với thời gian

ngắn, chỉ từ 0,5 đến 5 giây và cho sản phẩm hữu cơ ở dạng khí và than.

Chất hữu cơ dạng khí này được ngưng tụ cho dầu sinh học (bio-oil).

Khi nhiệt phân sinh khối nhanh ở nhiệt độ cao hơn nữa (700 - 1000oC)

với thời gian cực ngắn (dưới 1 giây), tốc độ gia nhiệt của các hạt cao

( cao hơn 10.000oC/ giây) và sản phẩm hữu cơ dạng khí sinh ra bị làm

lạnh cực nhanh thành thể lỏng sẽ cho hiệu suất chuyển hóa cao. Khi đó

lò phản ứng (phân hủy) dùng để nhiệt phân sẽ là công cụ hữu hiệu

chuyển hóa sinh khối rắn thành chất lỏng.

Nguyên liệu sau khi băm nhỏ và sấy đúng yêu cầu sẽ được nạp vào lò

phản ứng. Có một vài kiểu lò phản ứng như lò tầng sôi, lò quay,v.v...

Đối với lò phản ứng tầng sôi, nguyên liệu được đưa vào 1 tầng chứa cát

bên trong. Các hạt sinh khối bị nung nóng nhờ khí nóng thổi qua chúng

từ đáy lò khi tốc lực của khí nóng đủ mạnh, các hạt nguyên liệu tạo

tầng sôi trong lò và phản ứng xảy ra.

Quá trình nhiệt phân nhanh xảy ra ở nhiệt độ 500 - 650oC với thời gian

ngắn, chỉ từ 0,5 đến 5 giây và cho sản phẩm hữu cơ ở dạng khí, và than.

Chất hữu cơ dạng khí này được ngưng tụ cho dầu sinh học (bio-oil).

Với lò quay chóp nón, nguyên liệu đạt yêu cầu được trộn với cát nóng

và được đưa vào phần đáy lò, nhờ tác động quay mà chúng được đưa

tới phần chóp nón. Do không cần thổi khí nóng vào như lò tầng sôi nên

sản phẩm sau phản ứng dễ xử lý, không bị nhiễm tạp. ưu thế thiết kế

gọn nhẹ đã làm cho kiểu lò quay chóp nón được cung cấp nhiệt nhanh

và vận hành nhanh, cho năng suất dầu sinh học thu được khá cao (đối

với gỗ đạt 75 - 80% tính theo trọng lượng). Nhưng nhược điểm ở đây là

yêu cầu sinh khối phải mịn (< 2mm) trong khi sinh khối đưa vào lò

thường thô hơn (có thể lớn hơn 10-13 mm), độ ẩm cũng cao hơn

( khoảng 15%).

Các sản phẩm sau khi nhiệt phân được đưa sang bộ phận xyclon để tách.

Than tách ra có thể được sử dụng cấp nhiệt để sấy sinh khối hoặc phục

vụ ngay quá trình phân hủy nhiệt. Thành phần khí chuyển sang bộ phận

làm lạnh, ngưng tụ thành bio-oil. Phần khí không ngưng tụ được chủ

yếu là CO, CO2, CH4 và H2 được tận dụng đốt cấp nhiệt để sấy nguyên

liệu sinh khối hoặc sử dụng trong động cơ chạy khí.

Dầu phân hủy nhiệt chứa nhiều thành phần giá trị (phenol,

levoglucosan và hydroxyaxetaldehyt, v.vâ€¦), có thể sử dụng vào nhiều

lĩnh vực như sản xuất hóa chất, y dược, công nghiệp và thực phẩm bên

cạnh vai trò làm nhiên liệu cấp năng lượng. Riêng trong lĩnh vực sử

dụng năng lượng, bio-oil có thể sử dụng làm nhiên liệu trong nhà máy

điện (gia nhiệt nồi hơi, lòâ€¦) hoặc làm diezel sử dụng thay thế diezen

dầu mỏ để chạy động cơ. Trong trường hợp này bio-oil cần phải được

tinh chế và làm tăng độ ổn định.


Các hoạt động nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực phân hủy nhiệt

sinh khối chủ yếu đang tập trung vào việc cải tiến lò phản ứng để làm

tăng nhanh quá trình phân hủy nhiệt hơn nữa. So với các phương pháp

đốt và khí hóa, kỹ thuật này vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu.

Thị trường bio-oil chưa hình thành, mặc dù đề tài này đã được nghiên

cứu phát triển suốt 20 năm qua. Việc phát triển kỹ thuật mới chỉ nhằm

mục đích có sản phẩm đáp ứng ngành sản xuất hóa chất chứ chưa nhằm

vào vấn đề giải quyết năng lượng. Hiệu suất chuyển hóa sinh khối

thành bio-oil thực tế có thể đạt mức 60 - 70%. Mức này đã bị hạ thấp

nhiều khi kỹ thuật hydro hóa được đưa vào ứng dụng để tăng chất

lượng dầu. Vào năm 2000, các nhà khoa học đã dự đoán nhờ kỹ thuật

hydro hóa (khử oxy) mà sắp tới hiệu suất chuyển hóa của quá trình

nhiệt phân có thể đạt 67%, tuy nhiên đây là vấn đề khó và cần nhiều

thời gian và công sức. Hiệu suất trung bình hiện tại mới chỉ đạt 50%.

Vì mới chỉ có ít cơ sở nghiên cứu sản xuất dầu sinh học theo phương

pháp phân hủy nhiệt và hiện tại quy mô áp dụng còn hạn chế nên chưa

đặt ra vấn đề kinh doanh. Vào năm 2000, người ta mới dự kiến và đưa

ra con số dự báo đối với một nhà máy khoảng 400 MW nhiệt là 100

euro/ kW nhiệt. Chi phí đầu tư dài hạn đối với nhà máy 1000 MW nhiệt

sẽ giảm được khoảng 20%. Đối với nhà máy phân hủy nhiệt áp dụng kỹ

thuật hydro hóa quy mô 400 MW nhiệt, chi phí đầu tư ngắn hạn dự tính

vào khoảng 350 euro/kW nhiệt, nhà máy quy mô 1000 MW nhiệt, chi

phí đầu tư dài hạn dự tính giảm 15%.

Ngoài sự phụ thuộc vào quy mô nhà máy và công nghệ phân hủy nhiệt,

chi phí đầu tư còn phụ thuộc vào chi phí nguyên liệu đầu vào và chi phí

xử lý nguyên liệu ban đầu. Các nghiên cứu cho thấy giá thành bio-oil

có thể 75 - 300 euro/ tấn theo giá nguyên liệu 0 - 100 euro/ tấn.

4.4.4. Sử dụng bio-oil

Bio-oil là một chất lỏng điển hình, thường có màu đen, có thành phần

hóa học khác nhau. Khối lượng riêng của dầu này khá lớn (1,2 kg/lit),

cao hơn nhiều so với dầu có nguồn gốc dầu mỏ, nhưng năng lượng lại

thấp hơn, chỉ từ 16 - 19 MJ/kg (so với 42 - 44 MJ/kg đối với sản phẩm

nguồn gốc dầu mỏ ) là do chứa nhiều oxy liên kết. Bio-oil phân cực tự

nhiên khiến nó không trộn lẫn hoàn toàn với hydrocacbon, nhưng lại

tan trong nước, không giống dầu có nguồn gốc dầu mỏ. Bio-oil chứa ít

nitơ hơn sản phẩm dầu mỏ, hầu như không có kim loại nặng và lưu

huỳnh trong thành phần. Ở nhiệt độ cao, dầu này dễ bị phân hủy. Khi bị

phân hủy, ngoài các phản ứng hóa học thông thường, còn có các phản

ứng polyme hóa xảy ra. Các axit hữu cơ hình thành làm cho dầu có tính

axit, pH có thể 2 - 4. Dầu có mùi đặc biệt và chứa một vài thành phần

là chất kích thích gây ung thư.

Do đặc tính như vậy, nên không thể sử dụng trực tiếp loại dầu này như

nhiên liệu cho xe cộ, mà phải nâng cao chất lượng và tăng độ ổn định.

Tuy vậy, quá trình hydro hóa hoặc dùng xúc tác xử lý bio-oil thành

nhiên liệu rất khả thi, nhưng chi phí hiện nay còn cao. Vấn đề kỹ thuật

hiện nay là phải khử được các tạp chất trong sản phẩm. Tuy vậy chất

lượng bio-oil dùng làm nhiên liệu diezel sẽ vẫn thấp hơn nhiều so với

chất lượng diezel dầu mỏ.

4.5. Dầu sinh học Bio-crude HTU - diezel chiết suất tương ứng

Từ những năm 1980, cơ sở nghiên cứu của Công ty Shell ở Hà Lan đã

thực hiện nghiên cứu công nghệ nâng cao hiệu quả nhiệt hydro (Hydro

Thermal Upgrading - HTU). Với công nghệ này, sinh khối sẽ được

phân hủy trong nước để thu chất lỏng giống như dầu thô, được gọi là

bio-crude - dầu thô sinh học. Mục tiêu của công nghệ này là thu năng

lượng từ sinh khối, biến nó thành nhiên liệu (chạy xe cộ) có nhiệt lượng

cao hơn. Tuy nhiên, vì điều kiện kinh tế không đáp ứng được nên thực

nghiệm phải bỏ dở. Vì nhiên liệu sinh học được quan tâm trở lại vào

những năm 1990, nên công nghệ nói trên đã được Công ty Dutch

Biofuel sau này do các cựu nhân viên Shell thành lập tiếp tục nghiên

cứu phát triển.


Công nghệ HTU có thể được sử dụng để chuyển hóa hàng loạt nguyên

liệu sinh khối khác nhau. Các nguyên liệu thích hợp, khả thi có thể là

cả rác thải rắn đô thị và chất thải nông nghiệp. Thiết bị công nghệ này

được thiết kế đặc biệt dành cho các sinh khối ướt như bã củ cải, bùn

nhớt, quặng dầu, hoặc rác thải hữu cơ. Sinh khối không cần phải sấy

khô, hỗn hợp nước chứa 10 - 30% chất liệu hữu cơ được coi là thích

hợp.

4.5.2. Công nghệ chuyển hóa bio-crude

Trong công nghệ HTU, sinh khối khô (hoặc ướt) tham gia phản ứng

trong môi trường lỏng là nước ở áp suất cao và nhiệt độ khá thấp. Sản

phẩm chính của công nghệ chuyển hóa HTU là bio-crude giống như

dầu thô nguồn gốc dầu mỏ. Quá trình chuyển hóa được mô tả trong

hình 7 trang sau.

Bước đầu tiên trong quá trình chuyển hóa là tiền xử lý nguyên liệu sinh

khối. Vì thiết bị của công nghệ HTU được thiết kế đặc biệt cho nguyên

liệu ướt, nên sinh khối khô trước tiên phải được ngâm trong môi trường

nước. Quá trình này được thực hiện ở nhiệt độ 200 - 250oC và áp suất

30 bar (30,4 atm). Sự có mặt của nước ảnh hưởng rất lớn tới tính chất

của nguyên liệu sinh khối và sản phẩm cuối cùng thu được.

Khi sinh khối ướt được chuyển liên tục vào vùng phản ứng nóng, quá

trình chuyển hóa xảy ra ở áp suất 120 - 180 bar ( 121,6-182,4 atm) và

nhiệt độ 300 - 350oC. Trong một thử nghiệm pilot tại Hà Lan, thời gian

để phản ứng chuyển hóa HTU thử nghiệm xảy ra hoàn toàn chỉ từ 5 đến

10 phút. Tuy nhiên năng lượng tiêu thụ trong quá trình này rất cao.

Ngoài sản phẩm chính là bio-crude (50%), công nghệ HTU còn tạo ra

khí (30%); trong đó 70 - 90% lượng khí là CO2 và 20 - 30% là H2.

Ngoài ra còn có metan và CO. Sản phẩm phụ thu được là dung dịch

nước, chứa 5% hợp chất hữu cơ. Nước thải có thể sử dụng làm môi

trường lên men kỵ khí tạo ra biogas. Cả biogas lẫn gas thu được từ quá

trình HTU có thể dùng làm nhiên liệu đốt lò.

Bio-crude là chất lỏng hữu cơ nhớt, màu đen, là hỗn hợp của nhiều loại

hydrocacbon. Nó không trộn lẫn với nước và vì có hàm lượng oxy thấp

(10 - 15% oxy liên kết) nên chúng bền hơn so với bio-oil phân hủy

nhiệt. Bio-crude có hàm lượng nitơ và lưu huỳnh rất thấp và giá trị

nhiệt năng thấp (30 - 36 MJ/kg).

Bio-crude có thể tách thành 2 thể nặng và nhẹ, đều có thể là nguyên -

nhiên liệu phục vụ nhiều mục đích khác nhau. Phần nặng hơn chứa tất

cả chất thành phần của bio -crude và khoáng, có thể sử dụng làm chất

trợ cháy trong nhà máy điện chạy than. Chúng cũng có thể được sử

dụng làm xăng dung môi (nafta) để sản xuất các hóa chất. Phần nhẹ và

tinh khiết hơn có thể sử dụng để tạo thành phần nhiên liệu diezel. Để

chuyển hóa bio-crude thành nhiên liệu diezel đủ chất lượng cho xe vận

tải truyền thống, thì cần nâng cao chất lượng của phân đoạn này nhờ kỹ

thuật hydro hóa xúc tác. Trong quá trình này, oxy bị khử nhờ bổ sung

hydro. Vì phải bổ sung một lượng lớn hydro nên về mặt kinh tế vấn đề

này không hấp dẫn.

4.5.3. Tình trạng công nghệ và tính kinh tế

Công nghệ HTU mới chỉ được thực hiện ở quy mô pilot (nhà máy sản

xuất thử được xây dựng ở Apeldoorn Hà Lan từ năm 1999). Công nghệ

chuyển hóa chưa tiến hành được với tất cả mọi nguồn sinh khối. Sau

khi đóng cửa 2 năm, hoạt động của nhà máy này gần đây được phục hồi

và hiện đang tiếp tục vận hành. Một nhà máy (công suất 3.000 tấn/

năm) lớn hơn sẽ hoàn thiện vào năm 2006. Vấn đề sản xuất quy mô

thương mại sẽ chưa thể thực hiện trước năm 2008-2009.

Các nghiên cứu về công nghệ chuyển hóa HTU đang tập trung vào xác

định các tính chất hóa học của sản phẩm phức tạp thu được, đồng thời

thử nghiệm với các nguồn sinh khối khác nhau. Các vấn đề kỹ thuật

như tinh chế sản phẩm, xử lý nguyên liệu, các điều kiện phản ứng, xử

lý nước thải, công nghệ hyđro hóa, v.vâ€¦ cần phải được nghiên cứu

tiếp tục. Chính công nghệ lọc dầu là công nghệ đã biết nhưng khi áp

dụng trong điều kiện công nghệ HTU vẫn là chủ đề cần nghiên cứu.

Hiệu suất nhiệt trong công nghệ HTU chuyển hóa sinh khối thành bio-

crude đã đạt mức dự tính 80%. Hiệu quả nâng cấp chất lượng bio-crude

nhờ kỹ thuật hydro hóa có thể đạt mức 60%.

Theo các chuyên gia, chi phí đầu tư ngắn hạn dự tính cho một nhà máy

sản xuất bio-crude bằng công nghệ HTU 400 MW nhiệt có thể vào

khoảng 95 euro/ kW nhiệt. Với nhà máy lớn hơn (1000 MW nhiệt) chi

phí đầu tư dài hạn có thể giảm 25%. Nếu nhà máy được trang bị áp

dụng kỹ thuật hydro hóa, chi phí đầu tư ngắn hạn cho nhà máy 400

MW nhiệt sẽ tăng gấp hơn 5 lần, vào khoảng trên 500 euro/ kW nhiệt

và cũng giảm 25% chi phí nếu dài hạn.

Giá thành sản xuất diezel theo công nghệ HTU phụ thuộc vào chi phí

đầu tư nhưng hết sức nhạy cảm đối với giá nguyên liệu. Dựa vào loại

sinh khối sử dụng, Công ty Dutch Biofuel đưa ra con số giá thành dự

tính sản phẩm diezel HTU vào khoảng 5 - 7 euro/GJ (0,16 - 0,24 euro/

lít) đối với nhà máy quy mô lớn.

4.5.4. Sử dụng diezel HTU

Phát triển công nghệ chuyển hóa HTU là để sản xuất được nhiên liệu

diezel có đặc tính kỹ thuật giống với nhiên liệu diezel thông thường

đang sử dụng. Các đặc tính kỹ thuật nhiên liệu này được xác định bởi tỉ

lệ C/H, có thể điều chỉnh nhờ kỹ thuật hyđro hóa. Chất lượng sản phẩm

diezel HTU có triển vọng cải thiện rất tốt. Chỉ số xetan của nó sẽ cao

hơn của diezel thông thường. Nhiên liệu sẽ sạch và không còn oxy.

Diezel HTU được sản xuất để đáp ứng quy cách phẩm chất diezel dầu

mỏ nên có thể dùng để pha trộn với diezel thông thường ở bất cứ tỉ lệ

nào. Nhiên liệu này cũng có thể đem bán tại mạng lưới phân phối

diezel cơ sở đã sẵn có. Diezel HTU có triển vọng sánh ngang với các

chất liệu diezel truyền thống.

4.6. Sản xuất nhiên liệu qua con đường khí hóa

Sinh khối có thể chuyển hóa nhờ sử dụng công nghệ khí hóa. Bất kỳ

loại sinh khối nào cũng có thể sử dụng làm nguyên liệu khí hóa, kể từ

hỗn hợp xenlulo đến phụ phẩm và chất thải nông nghiệp (rơm, bã mía),

cỏ, các phế phẩm của công nghiệp gỗ, các chất thải rắn đô thị, v.vâ€¦

Quá trình khí hóa sinh khối cho ra sản phẩm là một hỗn hợp các loại

khí, được gọi là khí tổng hợp - syngas.

Hàng loạt biofuel dạng lỏng sẽ được sản xuất nhờ quá trình tổng hợp

loại khí này tùy theo từng điều kiện công nghệ.

Công nghệ khí hóa là quá trình oxy hóa từng phần sinh khối nhờ cách

thức bổ sung dần ôxy từ không khí theo từng lượng vừa đủ.

Ôxy sẽ tác dụng với sinh khối ở nhiệt độ cao, khoảng 900oC. Trong

trường hợp khí hóa trực tiếp, nhiệt cần thiết cho quá trình được tạo ra

nhờ đốt một phần sinh khối được nạp vào lò khí hóa. Cả không khí (có

thể lẫn oxy) được thổi vào lò khí hóa trực tiếp khi đó người ta đã dùng

chính năng lượng nhiệt của một phần vật liệu khí hóa cho quá trình khí

hóa. Nếu chỉ sử dụng ôxy thì syngas sinh ra sẽ không chứa nitơ. Tuy

nhiên, việc tạo ra oxy cho quá trình này làm tăng năng lượng cần sử

dụng, do đó tăng chi phí đầu tư. Quá trình khí hóa gián tiếp sử dụng

một phần nhiệt từ sinh khối cháy hoặc nhiệt do từ bên ngoài lò cung

cấp. Một ưu điểm của quá trình khí hóa gián tiếp này là nó cũng sinh ra

syngas không chứa nitơ mà không cần sử dụng oxy như quá trình khí

hóa trực tiếp. Tuy nhiên, quá trình khí hóa gián tiếp phải trải qua nhiều

bước và phức tạp hơn. Ngoài ra, nó tạo ra hai dòng khí cần phải khử,

làm sạch.

Các kiểu lò thích hợp với quá trình khí hóa sinh khối hiện nay gồm có:

lò khí hóa cố định; lò khí hóa tầng sôi và lò khí hóa dòng cuốn. Lò khí

hóa cố định hoạt động ở nhiệt độ giữa 700 và 1200oC. Chúng được

phân loại dựa theo hướng đi của luồng khí qua lò (ví dụ từ dưới lên,

trên xuống, hoặc ngang qua) hoặc theo hướng dòng chất rắn và dòng

khí (cùng chiều, ngược chiều hoặc chéo chiều). Lò phản ứng cùng

chiều có ưu điểm là có thể cho sản phẩm syngas sạch (ngược lại với lò

phản ứng khác chiều). Tuy nhiên lò phản ứng ngược chiều lại ít khắt

khe đối với nguyên liệu sinh khối và có sức chứa rộng hơn. Lò phản

ứng tầng sôi cho phép chứa hỗn hợp sinh khối với chất liệu nóng, ví dụ

như cát nóng chẳng hạn, và phản ứng sẽ xảy ra trong toàn bộ dung tích

lò. Nhiệt độ đồng nhất trong lò có thể được điều khiển thông qua việc

thay đổi tỉ lệ không khí/ sinh khối. Lò tầng sôi "dễ tính" đối với sinh

khối hơn là lò cố định, nhưng syngas sản phẩm luôn có hắc ín đi kèm

(nhiều hơn so với lò khí hóa cố định cùng chiều) và cần phải khử bỏ.

Lò khí hóa dòng cuốn hoạt động ở nhiệt độ rất cao (1500oC) và tạo ra

syngas sạch không có tạp hắc ín. Tuy quá trình khí hóa khó điều khiển

nhưng hiện tai lại đang được sử dụng rộng rãi nhất. Đây là kiểu lò thể

tích lớn, nhiên liệu cung cấp cho hoạt động dễ điều chỉnh, có thể áp

dụng tùy từng mức từ 1 đến vài trăm megawat. Các lò khí hóa nói

chung đều hoạt động ở điều kiện áp suất gần áp suất thường và sử dụng

không khí làm tác nhân khí hóa.

Syngas sản phẩm của quá trình khí hóa chủ yếu là hỗn hợp CO, CO2,

H2, metan, nước và nitơ. Thành phần khí tổng hợp thay đổi thùy thuộc

vào thành phần nguyên liệu sinh khối và điều kiện hoạt động. Các tạp

chất trong syngas thu được có thể là các bụi than nhỏ, xỉ lò chứa clorua,

lưu huỳnh, kim loại kiềm, hợp chất nitơ và hắc ín. Các tạp chất này có

thể sẽ làm giảm tác dụng của chất xúc tác trong lò reforming khí, lò

trung chuyển, lò tổng hợp và gây ra ăn mòn các bộ phận trao đổi nhiệt

trong turbin khí. Hắc ín có thể gây tác hại cho hệ thống khí hóa. Các

tạp chất có thể được khử bỏ nhờ sử dụng xyclon hoặc màng lọc gốm.

Sau khi được làm sạch, syngas trải qua các bước khử CO2 và reforming.

Tùy theo mục đích sử dụng tiếp theo mà khí tổng hợp được điều chỉnh

cho phù hợp.

4.7. Dimetylete

Dimetylete (DME) hiện đang được sử dụng chủ yếu làm tác nhân khí

phun trong các hộp phun. Nghiên cứu sử dụng DME làm nhiên liệu cho

xe cộ mới chỉ được bắt đầu gần đây. Lý do khiến người ta quan tâm tới

điều này là vào những năm 1990, có một nhóm các nhà nghiên cứu

trong khi tìm phương pháp sản xuất xăng tổng hợp đi từ syngas, thì họ

đã ngẫu nhiên phát hiện ra một phương pháp sản xuất DME từ khí này.

Trước đó DME mới chỉ được sử dụng trong công nghiệp mỹ phẩm và

chưa ai thành công trong việc thử dùng nó làm nhiên liệu cho động cơ

diezel. Điều nổi trội của DME để nó có thể trở thành nhiên liệu hấp dẫn

thay thế diezel là khả năng chất này giảm phát thải NOx khi sử dụng

làm nhiên liệu. Hơn nữa, chất này có thể được sản xuất từ các nguồn

nguyên liệu đa dạng, như sinh khối và khí tự nhiên.

Cũng như metanol, bio-DME được sản xuất thông qua con đường khí

hóa sinh khối thu syngas làm nguyên liệu.


Cứ 3 tấn gỗ hoặc chất liệu có nguồn gốc từ gỗ sẽ sản xuất được 1 tấn

DME. Điều này có nghĩa là năng suất chuyển hóa đạt 500 lít DME/ 1

tấn gỗ.

4.7.2. Công nghệ chuyển hóa bio-DME

DME là ete đơn giản nhất có thể sản xuất trực tiếp từ nguồn syngas

chứa CO và H2. Các phương pháp mới được nghiên cứu trong vòng

hơn chục năm trở lại đây đã cho phép điều chế DME trực tiếp từ CO và

H2 trên những xúc tác đặc biệt. Hiện có 2 hãng của châu Âu là Air

Product và Topsoe Haldor và một hãng của Nhật Bản là JFE sở hữu hai

bí quyết công nghệ đang đi đầu trong phương pháp tổng hợp này:

CO + H2 Â® CH3 - O - CH3 + H2O (Topsoe Haldor)

CO + H2 Â® CH3 - O - CH3 + CO2 (JFE)

Giai đoạn đầu tiên nghiên cứu về chất xúc tác cho phản ứng tổng hợp

DME trực tiếp được tiến hành trong khoảng thời gian từ 1989 - 1995.

Việc nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm

khoảng 5 tấn/ ngày được thực hiện từ những năm 1995 - 2001. Những

cơ sở đầu tiên trên thế giới sản xuất thử DME ở quy mô công nghiệp

mới chỉ được thực hiện từ năm 2002 với công suất 100 tấn/ ngày. Dự

kiến trong vài ba năm tới, người ta sẽ hoàn thiện công nghệ và đưa vào

sản xuất đại trà DME trên quy mô công nghiệp.

So với các loại xăng truyền thống thì nhiên liệu mới DME có nhiều ưu

việt như giảm thiểu được lượng CO2 và NOx phát thải, không sinh ra

SO2â€¦ Song điều quan trọng là đầu vào để sản xuất DME là CO và H2

tương đối dễ kiếm, có thể đi từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như

khí tự nhiên, than đá, dầu nặng phế thải, khí metan tận thu từ các quá

trình xử lý chất thảiâ€¦thông qua quá trình khí hóa. Hạn chế của dạng

nhiên liệu này là việc sử dụng chúng khá phức tạp.

Công nghệ sản xuất DME giống với công nghệ sản xuất metanol nói

trên.

DME cũng có thể sản xuất từ nguồn metanol tinh khiết. Việc sản xuất

này được thực hiện nhờ quá trình khử nước nhờ xúc tác:

2CH3OH Â® CH3 - O - CH3 + H2O

Trước tiên, metanol được gia nhiệt lên tới nhiệt độ 250oC bằng hệ

thống trao đổi nhiệt rồi mới đưa vào lò phản ứng. Phản ứng phát nhiệt

xảy ra trong lò và DME hình thành. Các sản phẩm phản ứng có nhiệt

độ 365oC trước khi rời khỏi lò. Sau khi làm nguội, DME được tách

khỏi nước, metanol và các thành phần khác. Sản phẩm cuối được tinh

chế. Người ta thường kết hợp sản xuất metanol và DME trong cùng

một quá trình.

Như trên đã nói, trước khi được dùng làm nhiên liệu, DME chủ yếu

được sử dụng làm vật liệu khí phun thay thế CFCs trong hộp phun.

Hiện DME vẫn giữ vai trò chủ yếu trong ứng dụng này, chiếm tới 90%

lượng DME sản xuất toàn cầu. DME cũng được sử dụng làm chất cải

thiện khả năng đánh lửa ở động cơ chạy bằng metanol. Ngoài ra DME

còn được sử dụng làm nhiên liệu cho nhà máy phát điện và phục vụ các

nhu cầu dân dụng (nấu ăn và sưởi ấm), tuy nhiên thị trường này hiện

chưa phát triển. Hiệp hội DME quốc tế (IDA) cho biết có triển vọng

cung cấp lượng lớn DME giá rẻ (có nguồn gốc khí tự nhiên) cho nhà

máy phát điện, nhiên liệu xe cộ và phục vụ gia đình từ năm 2005 này

trở đi.


Trên toàn cầu hiện mới có một số nhà máy quy mô nhỏ sản xuất DME

từ metanol. Công nghệ tổng hợp DME trực tiếp từ syngas hiện vẫn

đang tiếp tục nghiên cứu. Một số nhà máy pilot đang được xây dựng để

thực hiện điều này. Công nghệ sản xuất DME từ nguyên liệu sinh khối

cũng mới trong giai đoạn phát triển. Về nguyên tắc, công nghệ tổng

hợp và xử lý các sản phẩm khí hóa từ sinh khối để sản xuất DME cũng

giống như công nghệ đi từ khí tự nhiên.

Giá thành sản xuất DME từ sinh khối chủ yếu được xác định thông qua

chi phí nguyên liệu và đầu tư. Theo dự án Bio-DME của Bộ Năng

lượng Thụy Điển (2002), chi phí đầu tư cho một nhà máy quy mô

thương mại với công suất 200.000 tấn DME / năm dự tính cần 390 triệu

euro hoặc tỷ suất đầu tư khoảng 2.000 euro/ tấn.

Hiệp hội DME quốc tế cho rằng DME đi từ khí tự nhiên có thể đưa ra

thị trường với giá cạnh tranh được với giá diezel truyền thống nguồn

gốc dầu mỏ, nếu dầu mỏ với giá 23 USD/ thùng.

DME sản xuất từ sinh khối sẽ đắt hơn vì chi phí nguyên liệu và vốn cao

gấp đôi, còn chi phí sản xuất và bảo dưỡng cũng cao hơn 75%. Bộ

Năng lượng Thụy Điển dự tính rằng giá thành sản xuất DME từ sinh

khối sẽ vào khoảng 0,27 euro/ lít (14 euro/ GJ). Vì hàm năng lượng của

DME thấp hơn diezel nên chi phí để tương đương 1 lít diezel sẽ vào

khoảng 0,5 euro. Nhờ công nghệ mới của các hãng nói trên, giá thành

DME trong tương lai sẽ đủ sức cạnh tranh với các loại nhiên liệu truyền

thống. Theo số liệu của JFE thì với quy mô sản xuất 100 tấn/ ngày, giá

thành DME tính theo đơn vị năng lượng cũng chỉ tương đương so với

gas hóa lỏng LNG và thấp hơn dầu diezel, gas LPG.

4.7.4. Sử dụng DME

DME thích hợp với động cơ diezel do nhiệt độ đánh lửa thấp và chỉ số

xetan hợp lý. Bảng 8 dưới đây cung cấp các thông số so sánh giữa

DME và diezel.

Bảng 8. So sánh một số chỉ tiêu giữa DME và dầu diezel

Tính chất nhiên liệu DME Diezel

Công thức hóa học CH3OCH3 C12H26


Chỉ số xetan


Trị giá năng lượng thấp hơn (MJ/kg) ở

15oC

Trị giá năng lượng thấp hơn (MJ/l) ở

15oC



Nhiệt độ tự đánh lửa (oC)

46

55 - 60

0,67 (20oC)

28,4

18,8

9,0

235

170 - 200

50

0,84

42,7

35,7

14,53

250

Chỉ số xetan của DME cao hơn diezel dầu mỏ nên thời gian đánh lửa

ngắn hơn và vì thế cháy sạch hơn, không tạo ra bồ hóng trong động cơ

diezel. Đây cũng là một ưu thế của DME. Ngoài ra động cơ diezel chạy

bằng DME giảm tiếng ồn. Nhược điểm ở nhiên liệu này là nhiệt lượng

thấp hơn diezel.

Các tính chất lý học của DME khá giống với LPG. DME là chất khí ở

nhiệt độ và áp suất không khí, nhưng ở 20oC và áp suất 5 bar, nó là chất

lỏng. Điểm sôi ở áp suất thường là -25oC. DME có thể trộn với nhiều

dung môi hữu cơ và hòa tan tốt trong nước. DME rất sạch, không chứa

lưu huỳnh, nitơ và kim loại nặng.

DME không trộn lẫn với diezel nhưng lắp thêm bộ phận phụ trợ vào

động cơ diezel là có thể sử dụng được DME. Vì là chất khí ở điều kiện

áp suất nhiệt độ thường nên phải dùng bình áp suất để chứa DME lỏng.

Điều này cũng có nghĩa là trên xe và trạm phân phối nhiên liệu cần phải

trang bị loại bình chịu áp suất. Cần lưu ý là áp suất bơm DME từ thùng

vào động cơ phải được nâng cao hơn, từ 12 - 30 bar, để tránh chúng bị

tạo thành hơi.

DME an toàn hơn metanol, cháy với ngọn lửa có thể nhìn thấy và đặc

biệt là chúng ít độc.

4.8. Diezel Fischer - Tropsch

Công nghệ Fischer - Tropsch được đưa ra ở Đức từ những năm 1920 và

được áp dụng để sản xuất được nhiên liệu tổng hợp vào những năm

1930. Về cơ bản, đến nay nhiên liệu hóa thạch thường được sử dụng

làm nguyên liệu cho quá trình này. Các phát triển hiện nay tập trung

vào việc sản xuất nhiên liệu Fischer - Tropsch trên cơ sở sinh khối.

Cũng giống như quá trình chuyển hóa metanol và DME, công nghệ

Fischer - Tropsch cũng bắt đầu bằng khí hóa sinh khối lấy sản phẩm để

tổng hợp tiếp tục.


Nhiên liệu lỏng Fischer - Tropsch có thể thu được từ một vài loại sinh

khối. Để sản xuất được 1 tấn diezel Fischer - Tropsch cần khoảng 8,5

tấn gỗ (năng suất thu được sẽ vào khoảng 150 lít/ tấn gỗ). Một giải

pháp sản xuất khác là sử dụng dầu nhiệt phân (bio-oil) làm nguyên liệu

để chuyển hóa.

4.8.2. Công nghệ chuyển hóa diezel Fischer - Tropsch

Người ta thường dùng lò phản ứng có pha tạo vữa hoặc lò cố định làm

lò tổng hợp để sản xuất diezel Fischer - Tropsch dạng lỏng. Dùng các

chất xúc tác sắt và coban: xúc tác coban cho tốc độ chuyển hóa cao,

bền và dễ tái sinh, trong khi xúc tác sắt có độ chịu tải cao đối với tạp

chất và rẻ hơn. Hơn nữa xúc tác chứa sắt còn góp phần làm tăng khả

năng chuyển pha nước - khí và dễ điều chỉnh tỉ lệ H2/CO trong lò phản

ứng. Trong lò tổng hợp, syngas được chuyển hóa thành nhiều phân

đoạn hydrocacbon: hydrocacbon (C1 - C2); nafta (C5 - C11); diezel (C9 -

C20) và sáp (> C20).

Thành phần sản phẩm thu được phụ thuộc vào điều kiện quá trình xử

lý: nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác và kiểu lò phản ứng. Điều kiện cơ bản

để quá trình tổng hợp Fischer - Tropsch thu được sản phẩm mạch dài

(sáp) là nhiệt độ thấp (200 - 250oC áp suất 25 - 60 bar). Nếu quá trình

phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao hơn thì sản phẩm chủ yếu thu được sẽ là

các hydrocacbon nhẹ, có thể lọc để thu xăng và diezel, dung môi và

olefin. Tiến hành hydrocraking có chọn lọc sản phẩm sáp thu được sẽ

cho năng suất cao hơn so với sản xuất diezel phân đoạn trực tiếp từ

syngas.

Khí thừa không chuyển hóa hết sau phản ứng tổng hợp có thể được đưa

trở lại lò phản ứng để tăng năng suất sản phẩm nhiên liệu thu được. Khí

sản phẩm phụ có thể đưa vào chạy tổ hợp phát điện để tận dụng năng

lượng.

Diezel Fischer - Tropsch là nhiên liệu phù hợp để chạy xe hoặc dành

cho nhiều mục đích khác.

Xăng Fischer - Tropsch không thể sử dụng cho động cơ ô tô vì khác với

xăng nguồn gốc dầu mỏ chứa các chất thơm, ở đây nó chủ yếu chứa

hydrocacbon mạch thẳng, với chỉ số octan quá thấp. Vì vậy xăng

Fischer - Tropsch chỉ có thể sử dụng với tỉ lệ pha trộn nhỏ hơn 15% với

xăng nguồn gốc dầu mỏ.


Từ trước đến nay, các trạm chuyển hóa Fischer - Tropsch chỉ sử dụng

nhiên liệu hóa thạch để sản xuất khí tổng hợp, ví dụ như Công ty Shell

xây dựng ở Malaysia một nhà máy sản xuất nhiên liệu lỏng Fischer -

Tropsch từ khí tự nhiên. Tại Nam Phi - Công ty Sasol cũng có một nhà

máy sản xuất sử dụng than làm nguyên liệu. Dùng sinh khối làm

nguyên liệu cho quá trình Fischer - Tropsch còn đang trong giai đoạn

nghiên cứu phát triển. Khả năng khí hóa sinh khối hoặc nhiệt phân sinh

khối (cùng với tạo ra bio-oil) để sản xuất khí tổng hợp cũng đang trong

giai đoạn nghiên cứu.

Các nghiên cứu và phát triển hiện nay đang tập trung vào tinh chế và

làm ổn định syngas, tìm kiếm các xúc tác mới, giảm thiểu các thành

phần tạp chất và mở hướng tận dụng sản phẩm phụ. Sản xuất nhiên liệu

lỏng Fischer - Tropsch kết hợp với nhà máy điện là một lựa chọn đầy

triển vọng.

Về mặt kinh tế, chi phí đầu tư ngắn hạn cho một nhà máy sản xuất

nhiên liệu lỏng Fischer - Tropsch công suất 400 MW nhiệt có thể vào

khoảng 720 euro/ kW nhiệt. Chi phí đầu tư dài hạn đối với nhà máy

quy mô 1000 MW nhiệt có thể giảm 25 - 35%.

Các nghiên cứu khác nhau đã đưa ra giá thành sản xuất hydrocacbon

Fischer - Tropsch chung tương đối thấp từ 11 - 13 euro/GJ thậm chí có

thể thấp hơn, từ 8 - 11 euro/GJ đối với nhà máy lớn đa hệ thống. Về lâu

dài, giá thành có thể giảm xuống thấp hơn 9 euro/GJ. Hiện tại giá thành

nhiên liệu Fischer - Tropsch cao hơn so với nhiên liệu có nguồn gốc

dầu mỏ. Sản phẩm nhiên liệu Fischer - Tropsch có thể được chấp nhận

giá cao hơn vì ưu thế sạch với môi trường hơn và một số tính chất vượt

trội khác. Trong tương lai, việc hạn chế sử dụng xăng và diezel nguồn

gốc dầu mỏ do ô nhiễm có thể sẽ tạo điều kiện để thị trường nhiên liệu

Fischer - Tropsch phát triển.

Hiện thời nếu giá dầu thô ổn định và chưa quá cao, việc sản xuất và

tinh chế nhiên liệu từ dầu mỏ dùng cho xe cộ sẽ còn rẻ hơn so với sản

xuất nhiên liệu 100% bằng phương pháp Fischer - Tropsch.

4.8.4. Sử dụng

Diezel Fischer - Tropsch là nhiên liệu có chất lượng cao và là nhiên

liệu sạch với nhiều ưu điểm sử dụng cho động cơ diezel. Bảng 9 dưới

đây so sánh tính chất hai loại diezel.

Bảng 9. So sánh một số chỉ tiêu giữa diezel Fischer â€“ Tropsch và

diezel dầu mỏ

Tính chất nhiên liệu Fischer-

Tropsch diezel

Diezel dầu mỏ

Công thức hóa học Parafin Quy ước C12H26


Chỉ số xetan


Trị giá calo thấp hơn (MJ/kg) ở 15oC

Trị giá calo thấp hơn (MJ/l) ở 15oC



Hàm lượng oxy (% trọng lượng)

Độ nhớt (mm2/ giây) ở 20oC

Điểm cháy (oC)

> 74

0,78

44,0

34,3

~ 0

3,57

72

170 - 200

50

0,84

42,7

35,7

14,53

0 - 0,6

4

77

Diezel Fischer-Tropsch có nhiều đặc điểm giống diezel dầu mỏ như:

nhiệt lượng, mật độ, độ nhớt và điểm sôi. Trong điều kiện bình thường,

nó cũng ở dạng lỏng như diezel. Ngoài ra, nó còn có một số tính chất

tốt hơn diezel thông thường như: chỉ số xetan cao giúp đánh lửa động

cơ tốt hơn, hàm lượng chất thơm ít nên làm cho động cơ sạch hơn,

không chứa lưu huỳnh, phát tán NOx thấp.

Một ưu điểm nữa của diezel Fischer-Tropsch là thành phần hóa học của

chúng có thể điều chỉnh để phù hợp với hầu hết yêu cầu mà các nhà sản

xuất động cơ đặt ra với chất lượng diezel nhiên liệu.

Diezel Fischer-Tropsch có thể đem trộn với diezel thông thường đồng

thời có thể sử dụng nó cho động cơ hiện tại và sử dụng các trạm phân

phối có sẵn mà không cần phải điều chỉnh gì.

4.9. Nhận xét chung

Hầu hết biofuel trên thế giới hiện nay và cả trong giai đoạn trước mắt

chưa phát triển được trên quy mô thương mại. Mặc dù về tầm nhìn

công nghệ, chi phí phát triển và khả năng triển khai sản xuất kinh

doanh của các loại biofuel này đang có nhiều diễn biến hàng ngày,

nhưng có lẽ cũng chưa thể kịp để triển khai sản xuất chúng ở quy mô

kinh doanh lớn trước năm 2010.

Hiện tại mới chỉ có bioetanol và dẫn xuất của nó (ETBE) được sản xuất

từ ngũ cốc, sinh khối và biodiezel (chủ yếu là RME) được triển khai

trên quy mô kinh doanh trên thị trường châu Âu và một số nước. Trong

thập kỷ tới chúng vẫn là các biofuel chiếm ưu thế, còn công nghệ sản

xuất biofuel thay thế nhiên liệu vẫn trong giai đoạn phát triển.

Bảng 10 dưới đây trình bày tổng thể chi phí đầu tư và sản xuất các loại

biofuel.

Bảng 10. Tổng thể chi phí đầu tư các loại biofuel

Biofuel Chi phí đầu

tư ngắn hạn

(euro/kW nhiệt)

Chi phí đầu tư dài

hạn (euro/kW

nhiệt)

Chi phí

sản xuất ngắn

hạn (euro/ lít)

RME 150 110 0,5

Etanol (cây cho

đường)

290 170 0,32 - 0,54

Etanol (gỗ) 350 180

Metanol 700 530

DME 0,27

Diezel

Fischer - Tropsch

720 - 770 500 - 540

Bio - Oil 1000 790

HTU diezel 535 400

5. Sản xuất biofuel dạng khí

5.1. Metan - Biogas

5.1.1. Giới thiệu chung

Metan là hydrocacbon đơn giản nhất, có công thức hóa học là CH4,

dạng khí. Ngoài tên gọi metan, người ta còn gọi chúng là khí Marsh;

hydrua metyl.

80% lượng phát tán metan toàn cầu là từ nguồn hoạt động sản xuất

nông nghiệp và các hoạt động khác của con người sinh ra. Trong suốt

200 năm qua, mật độ của khí này trong bầu khí quyển tăng gấp đôi,

vượt từ con số 0,8 lên đến 1,7 ppm (phần triệu).

Metan là thành phần chính của khí tự nhiên, là nhiên liệu có vai trò

quan trọng. Vì là hydrocacbon có liên kết đồng hóa trị nên metan rất

bền, rất hạn chế khi sử dụng làm nguyên liệu sản xuất các loại hóa chất

khác.

Metan không mùi, nhưng khi dùng làm nhiên liệu, người ta trộn vào nó

một lượng nhỏ hợp chất chứa lưu huỳnh có mùi mạnh là etylmercaptan

để dễ phát hiện khi xảy ra sự rò rỉ khí. Metan là chất gây hiệu ứng nhà

kính cao gấp 21 lần so với CO2.

Sản phẩm khí từ quá trình phân hủy sinh khối, phân gia súc và phân

người, bùn cống, v.vâ€¦ nhờ vi khuẩn lên men kỵ khí (trong điều kiện

không có oxy không khí) và được gọi là biogas. Biogas chứa nhiều

metan.

5.1.2. Công nghệ sản xuất biogas

Quá trình phân hủy nhờ vi sinh vật trong các hầm ủ biogas trải qua ba

giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất là sinh khối bị thủy phân, phá vỡ mạch

phân tử lớn tạo thành đường, axit amin, axit béo nhờ lên men vi sinh

vật kỵ khí. Giai đoạn 2 là quá trình axetic hóa, trong đó các vi khuẩn

lên men axetic sẽ đồng hóa từng sản phẩm của giai đoạn đầu và biến

chúng thành các axit mạch ngắn, chủ yếu là axit axetic. Giai đoạn 3 là

giai đoạn metan hóa, được thực hiện bởi các vi khuẩn kỵ khí, ở đây các

axit sẽ được chuyển hóa thành metan.

Bể ủ biogas phải hoàn toàn kín đảm bảo môi trường kỵ khí tốt, đồng

thời phải thiết kế để chịu được áp suất, và nhiệt độ tối ưu.

5.2. Hydro (H2)

5.2.1. Giới thiệu chung

Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, dễ cháy (phản ứng với

oxy) và sản phẩm của phản ứng chỉ là nước. Ở nhiệt độ thông thường,

hydro tồn tại dưới dạng khí, có thể bay hơi xuyên qua cả thành bình

đựng ( kể cả bằng thép mỏng) nên rất khó bảo quản và vận chuyển.

Giải pháp bảo quản và và vận chuyển hydro là dùng bình áp suất hoặc

chuyển nó sang dạng lỏng, chứa trong bình chứa đặc biệt chịu áp và giữ

cho nhiệt độ bên trong luôn thấp. Hiện tại đã có một trạm nhiên liệu

bán hydro do công ty Shell đặt tại Washington ( Mỹ) vào tháng

11/2004 và đây được coi là trung tâm nhiên liệu hydro điều tiên trên thế

giới. Hydro lỏng tại trạm này được chứa trong hệ thống nhiệt độ -97oC .

Từ đây hydro dạng khí sẽ được nạp vào bình nén chứa làm nhiên liệu

bơm cho các xe ô tô. Hãng Daimler Chrysler đang nghiên cứu chế tạo

ra loại hình có cấu trúc tổ ong để lưu trữ khí hyđro. Tuy nhiên, hạn chế

của loại hình này là giá thành cao.

Khí hydro không mùi vị có thể cháy hoàn toàn, có đặc tính dễ nổ hơn

nhiều so với xăng. Cùng một khối lượng tương đương, hydro sản sinh

nhiều năng lượng hơn xăng. Hydro là nhiên liệu dễ cháy nhất trong các

loại nhiên liệu hiện nay. Động cơ xe chạy hydro thường có công suất

yếu hơn động cơ chạy xăng cùng dung tích.

Tuy có một số nhược điểm nhưng hydro có thể trở thành nguồn nhiên

liệu hấp dẫn thay thế xăng, vì chúng có thể được sản xuất từ nhiều

nguồn nguyên liệu khác nhau và khi cháy chất thải duy nhất của nó là

nước. Xe chạy bằng khí hydro không thải ra các chất gây ô nhiễm như

xăng.

Một trở ngại đối với việc phân phối hydro là phải lập ra mạng lưới

cung ứng hoàn toàn mới. Nhiên liệu hydro không cần phải sản xuất tập

trung như xăng (dầu), rồi vận chuyển đi khắp nơi, mà có thể sản xuất

tại chỗ cần sử dụng khí này.

5.2.2. Công nghệ sản xuất và khả năng phát triển

Phương pháp sản xuất hydro đơn giản nhất hiện nay là điện phân nước

(H2O). Hydro có thể sản xuất với khối lượng nhỏ ở bất cứ đâu, thậm chí

ngay trong gara ô tô.

Tuy nhiên, hiện nay người ta đang còn băn khoăn về giá hydro cũng

như giá ô tô chạy bằng nhiên liệu này (hàng tỷ USD đang được các

công ty sản xuất ô tô và công ty năng lượng các nước trên thế giới đầu

tư để nghiên cứu chế tạo các kiểu xe chạy bằng hydro). Giá hydro hiện

nay là 2 USD/kg, 1kg hydro cho lượng năng lượng tương đương năng

lượng của 1 galon (3,8 lít) xăng thông thường; còn xe ô tô chạy hydro

(như chiếc Opel Zafira) hiện có giá rất cao, đến 1 triệu USD (tất nhiên

trong tương lai xe sản xuất nhiều thì giá thành của xe sẽ giảm).

Ba lý do khiến người ta chuyển sang sử dụng hydro làm nhiên liệu là:

nguồn năng lượng nguồn gốc hóa thạch đang giảm nhanh và nếu tự túc

được nhiên liệu sẽ giúp giảm nhẹ sự lệ thuộc vào nguồn nhập khẩu.

Ngoài ra, sử dụng hydro làm nhiên liệu góp phần bảo vệ được sự bền

vững môi trường. Vì vậy, mặc dù còn nhiều trở ngại trên con đường

tiến tới nền â€œKinh tế hydroâ �€ , người ta vẫn tin rằng đó là xu thế tất

yếu của tương lai và không thấy lý do nào có thể cản trở sự thành công

của nhiên liệu hydro.

Có thể trong nhiều năm nữa, xe ô tô chạy bằng hydro sẽ được sản xuất

hàng loạt, thay thế các xe sử dụng xăng và diezel hiện thời. Tuy nhiên,

các chuyên gia dự đoán còn cần ít nhất một thập kỷ nữa mới giải quyết

được về cơ bản các vấn đề đặt ra khi sử dụng hydro làm nhiên liệu.

V. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NHIÊN LIỆU SINH HỌC

(BIOFUEL)

1. Phát triển biofuel ở các nước trên thế giới

1.1. Giới thiệu chung

Năng lượng hóa thạch ngày càng cạn dần, yêu cầu bức xúc về vấn đề ô

nhiễm môi trường với những tác động gây thay đổi khí hậu toàn cầu,

v.vâ€¦ là những lý do khiến các nước trên thế giới từ 5 - 10 năm trở lại

đây ráo riết nghiên cứu để phát triển nguồn năng lượng thay thế.

Nhiên liệu sinh học (biofuel) không phải là nhiên liệu mới, đã được áp

dụng đã khá lâu kể từ khi động cơ diezel đầu tiên chạy bằng dầu lạc ra

đời năm 1898 được triển lãm ở Paris ( Pháp). Tác giả của động cơ

diezel đầu tiên - ông Rudolf Diezel đã từng tiên đoàn rằng nhiên liệu từ

sinh khối sẽ là tương lai thực cho động cơ của mình. Hơn 10 năm sau

(1912) ngay cả khi dầu mỏ và than bắt đầu được đề cao, ông cũng vẫn

tuyên bố: "sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu động cơ hiện thời có thể

không còn ý nghĩa, song nó vẫn sẽ trở thành nguồn nhiên liệu quan

trọng như dầu mỏ và than trong về sau này". Cho tới năm 1920 khi các

nhà sản xuất động cơ diezel phải thay đổi động cơ của họ để sử dụng

loại nhiên liệu độ nhớt thấp hơn (diezel dầu mỏ) và không dùng dầu

thực vật nữa thì các cơ sở sản xuất biofuel thời đó mới dần bị loại bỏ.

Còn một sự kiện nữa: động cơ đốt trong ô tô của tác giả Nicola Otto ra

đời năm 1877 lại chạy bằng cồn. Các loại xe ô tô của hãng Ford sản

xuất năm 1928 - 1929 đều được thiết kế để chạy bằng các loại nhiên

liệu khác nhau, trong đó có cồn. Xe ô tô của hãng Studebaker những

năm 1930 được thiết kế để chạy được cả xăng và cồn. Thật ra trong

thời buổi bình minh của triều đại ô tô, cồn được xem là nhiên liệu đề

cao như xăng, dầu sau này. Xăng dầu phát triển mạnh sau đó đã khiến

các nhà cung cấp cồn đơn lẻ khó phát triển, tuy rằng trong giai đoạn

Đại chiến II, ở những vùng khó cung cấp xăng thì cồn vẫn được đề cao

và sử dụng làm nhiên liệu chạy xe.

Ngày nay do nhưng nguyên nhân đã nêu ở trên, các nước trên thế giới

đang có xu hướng tích cực quay trở lại với biofuel. Một bài toán đang

đặt ra: liệu biofuel có thể thay thế hoàn toàn được nhiên liệu hóa thạch

trong tương lai hay không? Người ta hy vọng cho tới năm 2010, biofuel

sẽ được sản xuất và phát triển trên quy mô thương mại toàn cầu. Hiện

tai hầu hết biofuel được sản xuất trên thế giới mới chỉ là bioetanol. Các

nhà sản xuất chính hiện nay là Mỹ, Canađa và Braxin. Tổng sản lượng

bioetanol hiện nay là vài tỉ galon/ năm, trong đó Braxin dẫn đầu với

con số 4 tỉ galon/ năm còn Liên minh châu Âu ( EU) đóng góp phần rất

nhỏ. Tuy nhiên EU lại là nhà sản xuất biodiezel lớn nhất trên thị trường

toàn cầu. Từ năm 1993 đến năm 2001, sản lượng biodiezel của EU tăng

gấp 10 lần, từ mức 80.000 tấn vào năm 1993 lên 780.000 tấn vào năm

2001, Đức là nước sản xuất hàng đầu, theo sau là Pháp, Italia và Áo.

Hiện nay, trên toàn EU, biodiezel được sử dụng chạy động cơ dưới

dạng pha trộn với diezel thông thường. Tại Đức, Áo và Thụy điển,

biodiezel được sử dụng dưới dạng tinh khiết trong các đoàn xe tải nặng.

Bioetanol sử dụng làm nhiên liệu ô tô ở châu Âu tăng gấp 4,5 lần, từ

mức 47.000 tấn vào năm 1993 lên 216.000 tấn vào năm 2001. Pháp,

Tây Ban Nha và Thụy Điển là các nước đóng vai trò lớn trong thị

trường bioetanol ở châu Âu. Bioetanol tại đây cũng được dùng cả dưới

dạng tinh khiết lẫn pha trộn với xăng. Tại Pháp, bioetanol chủ yếu để

chuyển hóa thành phụ gia ETBE pha xăng.

Quy mô sản xuất biofuel toàn cầu mở rộng dần suốt những năm 1980,

trước khi đạt mức phát triển cao hơn nhiều vào những năm 1990. Sản

lượng biofuel toàn cầu hiện đạt khoảng 15 triệu tấn/ năm. Các nước EU

chỉ chiếm mức dưới 6% tổng sản lượng (890.000 tấn vào năm 2000).

Hầu hết sản lượng biofuel toàn cầu tập trung vào bioetanol (năm 2000

đạt 14,6 triệu tấn). Trong Sách trắng về chiến lược và kế hoạch hoạt

động của EU (1997) mục "Năng lượng tương lai: nguồn năng lượng tái

tạo" đã nêu yêu cầu cấp bách phải tăng bằng được thành phần năng

lượng sinh học trong cơ cấu kinh tế, trong đó có biofuel. Người ta cho

rằng hiện tại biofuel chưa có giá cạnh tranh được với dầu mỏ, song để

đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai, cần thiết phải đưa ra thị

trường nguồn nhiên liệu thay thế mới để đón đầu, bởi trong tương lai

khi nguồn năng lượng hóa thạch cạn dầu, giá dầu sẽ biến động tới mức

khó dự đoán nổi. ưu tiên đầu tiên đề cập tới trong Sách trắng của EU là

tìm cách giảm chi phí sản xuất biofuel. Mục tiêu khác là giảm thuế

đánh vào các hoạt động canh tác cung cấp nguyên liệu sinh khối.

Trong Sách xanh, mục "Chiến lược của EU về an ninh năng lượng"

(2000) đã nhấn mạnh tầm quan trọng của sinh khối trong vấn đề đảm

bảo an ninh năng lượng. Người ta cho rằng tiềm năng hết sức to lớn của

rừng và phế thải nông nghiệp hầu như chưa được tận dụng, trong khi

nhiên liệu từ nguồn sinh khối này khi được sử dụng sẽ làm giảm phát

thải gây hiệu ứng nhà kính xuống 40 - 80% so với sử dụng nhiên liệu

hóa thạch.

Tuy nhiên các vấn đề trong Sách trắng và Sách xanh cũng chưa hoàn

toàn thúc ép các nước thành viên EU đề ra chính sách tập trung phát

triển biofuel một cách cụ thể. Từ 6/2001, hai nghị định mới của EU

khuyến khích xúc tiến phát triển biofuel đã được ban hành. Nghị định

thứ nhất bắt buộc các nước thành viên phải có sản phẩm biofuel đưa ra

thị trường vào giai đoạn 2005 - 2010. Nghị định thứ hai cho phép các

nước thành viên được áp dụng mức thuế ưu đãi đối với biofuel, nhất là

đối với các biofuel sử dụng trong ngành giao thông vận tải. Nhiệm vụ

đặt ra cho ngành này là phải sử dụng biofuel thay thế nhiên liệu thông

thường.

Bảng 11 dưới đây dự báo mức sử dụng biofuel làm nguồn thay thế từ

nay tới năm 2020.

Bảng 11. Dự báo mức sử dụng biofuel làm nguồn nhiên liệu thay thế

(giai đoạn 2005-2020)

Năm Biofuel ,% Khí tự nhiên ,% Hydro, % Tổng , %

2005 2 2 - 2

2010

2015

2020

6

7

8

2

5

10

-

2

5

8

14

23

Nghị quyết của EU vào ngày 22/10/2002 yêu cầu thực hiện không

chậm trễ hai nghị định đã ban hành từ tháng 6/2001 và nhấn mạnh một

mục tiêu trong toàn bộ chiến lược năng lượng của EU là phải giảm mức

phát thải do giao thông vận tải xuống mức thấp cho tới zero hoàn toàn

trong giai đoạn sắp tới.

1.2. Các nước thuộc khối EU

Liên hiệp châu Âu (EU) đặt mục tiêu tăng tỷ lệ biofuel lên 6% vào năm

2015. Nhằm mục tiêu nói trên, vừa qua EU trợ cấp 45 euro cho nông

dân đối với mỗi ha trồng các loại cây nhiên liệu. Dưới đây là tình hình

phát triển biofuel tại một số nước thuộc EU.

1.2.1. Pháp: Pháp là nước có lịch sử sử dụng biofuel lâu đời. Kể từ cuối

thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, Pháp đã trồng các loại cây làm nguyên liệu

sinh khối sản xuất biofuel. Với tiềm năng nguyên liệu sinh khối, Pháp

hiện nay đang là một trong những nước sản xuất biofuel hàng đầu ở

châu Âu, cả bioetanol và biodiezel.

Kể từ năm 2001, sản lượng biofuel ở Pháp đã đạt mức 403.000 tấn,

trong đó biodiezel chiếm 310.000 tấn, còn lại 91.000 tấn là bioetanol.

Ngoài hai sản phẩm trên, Pháp còn sản xuất ETBE từ etanol: năm 2000

sản lượng ETBE là 193.000 tấn. Công ty sản xuất biofuel lớn nhất ở

Pháp là Diester Industries. Biodiezel của Pháp chủ yếu đi từ nguyên

liệu dầu hạt cải và dầu đậu tương. Hai loại này dùng để pha trộn với

diezel thông thường. Đối với xe tải lớn, nhiên liệu thường được pha

trộn tỉ lệ 30% biodiezel, còn bình thường tỉ lệ pha trộn là 5%. Bioetanol

của Pháp không sử dụng làm nhiên liệu dưới dạng cồn tinh khiết nhưng

được chuyển thành ETBE dùng làm phụ gia pha xăng.

Hiện tại các loại nhiên liệu pha trộn ở Pháp đang sử dụng cho các xe tải

nặng chạy ở vùng ngoại ô. Suốt thập kỷ qua, nhiều thành phố ở Pháp đã

sử dụng biodiezel cho ngành vận tải công cộng.

Biofuel lỏng là một trong 4 lĩnh vực sản xuất năng lượng sinh học (bio-

energy) ở Pháp. Ngay từ năm 1992, Pháp đã áp dụng giảm thuế sản

xuất biofuel cho những pilot nhỏ. Nhưng sau này, khi EU đưa ra các

quy định cụ thể, Pháp đã áp dụng chế độ giảm 100% thuế sản xuất kinh

doanh biodiezel và 80% đối với bioetanol. Nếu không vì những quy

định gây rào cản trước khi Sách trắng và Sách xanh của EU ra đời, thì

chắc chắn Pháp (một trong 4 nước sản xuất biofuel hàng đầu EU) đã có

thể phát triển hơn nữa.

Mục tiêu của Chính phủ Pháp là sẽ tăng gấp ba lần sản lượng biofuel

vào năm 2007. Trong vòng ba năm tới sẽ có 4 nhà máy sản xuất biofuel

mới, mỗi nhà máy công suất 200.000 tấn/ năm, ra đời, sẽ tạo 6000 việc

làm mới.

Pháp sẽ tăng tỷ lệ bổ sung biofuel từ mức bình thường 1% lên 2% vào

năm 2005 và 5,75% vào năm 2010 theo đúng quy định mới ban hành

của EU.

Riêng đối với biogas, Pháp cũng là một trong một số nước hàng đầu.

Ngay từ năm 1990, cộng đồng dân cư khu vực Lille ở Pháp đã cho thực

hiện dự án thử nghiệm sản xuất biogas từ nước cống thải tại nhà máy

Marquette để làm nhiên liệu. Kết quả là hàng ngày nhà máy này sản

xuất được 15.000 m3 biogas sử dụng cung cấp nhiệt và điện lại cho bản

thân nhà máy và làm nhiên liệu chạy xe bus. (8 xe bus chạy biogas đã

hoạt động suốt từ 1994 tới khi được nâng lên con số 100 xe bus chạy

biogas vào năm 2002). Giá sản xuất 1m3 biogas ở đây là 0,75 euro.

1.2.2. Đức

Ở châu Âu, Đức là nước sản xuất biofuel lớn nhất từ cây cải dầu, góp

phần giảm khối lượng xăng bán ra ở đây.

Sản lượng biofuel ở Đức tập trung chủ yếu vào biodiezel, Đức là nước

dẫn đầu EU sản xuất biodiezel. Năm 2001, sản lượng biodiezel ở Đức

đạt mức 360.000 tấn, cao hơn hẳn so với 246.000 tấn vào năm 2000.

Trong tương lai, Đức sẽ vẫn là nước có tiềm năng sản xuất biodiezel

lớn nhất EU, có thể đạt mức công suất 780.000 tấn/ năm.

Hiện tại Đức có một số cơ sở sản xuất biofuel, công suất trên 60.000

tấn/ năm và một số cơ sở công suất dưới 5.000 tấn/ năm. Hai nhà sản

xuất biofuel chính ở Đức là Conneman và Cognis lại được đặt ở Pháp

chứ không phải tại Đức.

Có khoảng 100 trạm biofuel khắp nước Đức đang bán biodiezel, chủ

yếu là RME, SME (metyleste dầu đậu tương) và các loại dầu gốc thực

vật khác. Các xe sử dụng các loại biodiezel này không cần phải thay

đổi động cơ. Nói chung các loại RME sử dụng ở Đức đều dưới dạng

tinh khiết không pha trộn. Đức là một trong các nước tích cực sản xuất

biofuel ở EU và là một trong ba nước của EU sử dụng biodiezel 100%

cho các loại xe cộ (Áo và Thụy Điển là hai nước cũng đang sử dụng

biodiezel tinh khiết). Hiện tại Đức là một trong 6 nước sản xuất biofuel

ở EU với quy mô kinh doanh. Tuy nhiên nước này cũng là một trong 4

nước phải đương đầu với quy định của EU trước đây về tỉ lệ sản lượng

biodiezel (Đức, Áo, Pháp và Italia).

Ngoài việc áp dụng chế độ miễn thuế sản xuất và kinh doanh biofuel

không theo luật định, Đức thực hiện chế độ cấp giấy phép cho từng

hoạt động sản xuất ở mức độ gây ô nhiễm môi trường trong giới hạn

được phép, ví dụ như: mở một xưởng sản xuất nhiên liệu đi từ gỗ có

công suất từ 100 kW đến 1MW, phần nào gây ảnh hưởng môi trường

thì sẽ phải xin phép cũng như phải xin phép mở xưởng sản xuất biofuel

công suất nhiệt dưới 100 kW; với điều kiện nguyên liệu dầu hạt cải,

rơm, ngô và cỏ miscanthus phải gia công ở nơi khác. Đối với các nhà

máy sản xuất biofuel từ rơm và các chất hữu cơ khác có công suất nhiệt

từ 100 kW đến 1 MW không gây hại môi trường thì không phải xin

phép.

Một công ty sản xuất biofuel hàng đầu ở Đức là Lurgi AG đã coi xây

dựng các nhà máy sản xuất biodiezel và bioetanol làm nhiên liệu thay

thế là một trong các nhiệm vụ kinh doanh chủ chốt của mình. Các nhà

máy và cơ sở sản xuất liên doanh của Công ty này nằm rải rác khắp

nơi: nhà máy sản xuất có công suất hàng năm 56.000 tấn biodiezel và

10.000 tấn glyxerin từ nguồn nguyên liệu dầu hạt cải của Công ty JCN

Neckermann - Biodiezel GmbH tại Đức do Lurgi xây dựng sẽ đi vào

vận hành đầu năm 2005; nhà máy sản xuất etanol của Công ty Saxonian

NAWARO Chemie GmbH cũng do Lurgi xây dựng có công suất

100.000 tấn bioetanol từ 350.000 tấn hạt ngũ cốc sẽ được hoàn thiện

vào 2005; Lurgi đã ký hợp đồng xây dựng nhà máy Megametanol tại

Iran với Công ty Hóa dầu NPC Iran công suất 5.000 tấn metanol / ngày;

một nhà máy sản xuất biodiezel từ hạt cải dầu lớn khác công suất

85.000 tấn/năm sẽ cung cấp hàng năm 40 triệu lít biodiezel cũng được

Lurgi khởi công xây dựng tại Đức đầu năm 2004 đã đi vào vận hành;

Trung Quốc đã ký hợp đồng với Lurgi xây dựng các nhà máy sản xuất

metanol đặt tại Dongfang và Hải Nam. Nhà máy sẽ đi vào vận hành vào

năm 2007.

Nhằm khuyến khích việc sử dụng nhiên liệu xanh, chính phủ Đức đã

cắt giảm thuế đánh vào biofuel.

1.2.3. Tây Ban Nha

Là nước sản xuất chủ yếu bioetanol và ETBE, Tây Ban Nha cùng với

Pháp là 2 nước sản xuất ETBE chính trong EU. Cây nguyên liệu để sản

xuất biofuel tại đây được trồng trên 43.000 ha đất, trong đó 36.000 ha

để trồng cây lấy hạt, 7.500 ha đất còn lại trồng hướng dương. SME

cũng được sản xuất ở Tây Ban Nha.

Tại Tây Ban Nha, chính sách sản xuất và kinh doanh biofuel chia thành

hai khu vực: nhà nước và địa phương. Khu vực nhà nước có nhiều quy

định khuyến khích phát triển biofuel quy mô kinh doanh. Một trong các

quy định đó là biện pháp khấu trừ 10% thuế đầu tư cho các đầu tư sử

dụng nguyên liệu sinh khối sản xuất biofuel (bioetanol và biodiezel).

Một khuyến khích xử lý chất thải sinh học và sản xuất biofuel khác là

áp dụng mức tài trợ từ Ngân quỹ Hoàng gia Tây Ban Nha trị giá 30%

chi phí đầu tư của dự án. Một khoản tài trợ khác (có thể lên tới 70% dự

án) là tài trợ kết hợp của ICO - IDEA (Viện Tín dụng và Viện đa dạng

hóa và tiết kiệm năng lượng) với chiết khấu 5% tỉ lệ lợi nhuận thu được

từ sản phẩm biofuel hoặc các loại năng lượng tái tạo khác.

Đầu tháng 8/2005, Phó Thủ tướng Tây Ban Nha, Maria Teresa

Femandez, cho biết nước này đã thông qua "Kế hoạch Phát triển nhiên

liệu tái sinh giai đoạn 2005-2010", với tổng vốn đầu tư 23,6 tỷ euro (29

tỷ USD), nhằm đảm bảo sản lượng các nguồn năng lượng tái sinh,

chiếm 12% tổng công suất điện tiêu dùng của cả nước vào năm 2010.

Trong tổng số vốn nói trên, vốn đầu tư của chính phủ chỉ chiếm 2,9%,

các công ty điện tư nhân chiếm 77,1%, và phần còn lại do các ngân

hàng, nhà thầu bất động sản và tập đoàn công nghệ đóng góp. Chính

phủ Tây Ban Nha dự kiến sẽ dành 2,855 tỷ euro cho chương trình sản

xuất các nhiên liệu thay thế và 4,95 tỷ euro cho chương trình sản xuất

điện từ các nguồn năng lượng tái tạo.

Ngoài ra, nước này cũng sẽ triển khai các dự án sản xuất điện từ rác

thải sinh học và năng lượng Mặt trời.

Sản lượng điện từ năng lượng gió, một lĩnh vực mà Tây Ban Nha luôn

nằm trong tốp dẫn đầu thế giới , dự kiến cũng sẽ tăng từ 13.000 MW

hiện nay lên 20.155 MW vào năm 2010.

1.2.4. Italia:

Biofuel được sản xuất chủ yếu ở Italia là biodiezel (chủ yếu là RME,

SME) với sản lượng 78.000 tấn/năm. Italia là nước sản xuất đứng thứ 2

trong EU về các sản phẩm này. Chưa có con số chính xác về lượng

bioetanol sản xuất ở nước này, nhưng có một nhà máy sản xuất ETBE,

công suất 90.000 tấn/ năm.

Nguồn sinh khối dùng để sản xuất biodiezel là cải dầu và hướng dương.

Hiện tại Italia có hơn 9.500 ha trồng hướng dương và 550 ha trồng cải

dầu. Nước này có 8 nhà máy sản xuất biodiezel sử dụng nguồn dầu

nguyên liệu từ đây. Công suất dự tính giai đoạn 2008 - 2012 có thể đạt

mức 500.000 tấn/ năm. Hai công ty sản xuất biofuel chính ở Italia là

Bakehte và Navaol.

Kể từ năm 1991, biodiezel đã được bán tại các đô thị, công ty vận tải và

khu vực địa phương Italia. SME được sử dụng dưới dạng tinh khiết

hoặc pha trộn với diezel thông thường theo tỷ lệ 20%, hoặc sử dụng để

đốt các hệ thống sưởi ấm, cung cấp nhiệt cho lò hơi, v.vâ€¦ Thông

thường biodiezel ở Italia được trộn với diezel dầu mỏ theo tỷ lệ 5%.

Italia là nước tích cực trong lĩnh vực sản xuất biofuel ngay từ năm 1991.

Những năm sau đó biodiezel đã được đưa ra mạng lưới phân phối tại

các đô thị, công ty vận tải ở các địa phương. Italia là một trong bốn

nước được EU giao quyền sản xuất một sản lượng xác định biodiel.

Trước đây Italia có quota 125.000 tấn, từ 2001 đã được quyền tăng lên

320.000 tấn. Ngoài ra EU còn cho Italia được miễn giảm thuế nhiên

liệu biodiezel tới cuối năm 2004. Chương trình miễn thuế 3 năm áp

dụng ở Italia đủ để cho nước này đạt mức công suất 300.000 tấn/ năm

(mức thuế áp dụng đối với diezel là 381,7 euro/ 1000 lít) (đây là mức

thuế đã được điều chỉnh đối với biofuel).

Ngoài chính sách khuyến khích đối với biodiezel, còn có quy định ưu

tiên đối với bioetanol và ETBE.

1.2.5. Thụy Điển

Là một trong ba nước chính của EU sản xuất bioetanol. Tuy nhiên,

không như Pháp và Tây Ban Nha, Thụy Điển không sản xuất ETBE.

Sản lượng bioetanol đạt được năm 2000 ở nước này là 20.000 tấn. Với

phương pháp chưng cất cải tiến, sản lượng năm 2001 đạt 40.000 tấn.

Nhà sản xuất bioetanol chính ở Thụy Điển là Ekobransl.

Bioetanol sản xuất ở Thụy Điển được sử dụng dưới dạng nguyên chất

hoặc pha trộn dùng cho động cơ ô tô. Biodiezel cũng đã được ứng dụng

trên quy mô nhỏ, ví dụ RME tinh khiết được sử dụng trong các đoàn xe

tải nặng. Công ty sản xuất ô tô Saab đang nghiên cứu cải tiến các động

cơ để có thể chạy được bằng nhiên liệu thay thế. Hãng Volvo cũng

đang cải tiến động cơ để xe của họ có thể chạy bằng biodiezel tinh

khiết. Thụy Điển cũng tham dự trong dự án Zevs, nhằm quảng bá rộng

rãi các loại xe cộ chạy nhiên liệu thay thế thân môi trường. Stockhom

là một trong 8 thành phố có dự án thực hiện vấn đề này. Các chương

trình hoạt động khác liên quan tới biofuel gồm có chương trình nghiên

cứu của cơ quan năng lượng Thụy Điển về khả năng phát triển biofuel

của nước này.

Chính phủ Thụy Điển đã đưa ra chính sách thuế và một số biện pháp

hành chính để đạt được mục tiêu giảm sử dụng năng lượng hóa thạch,

tăng sản xuất và sử dụng năng lượng thay thế. Biofuel được sản xuất và

kinh doanh ở Thụy Điển được miễn giảm các loại thuế và phí, kể cả

thuế năng lượng lẫn thuế môi trường. Hai biện pháp tài chính gián tiếp

hỗ trợ phát triển biofuel là chỉ đánh thuế CO2 và lưu huỳnh phát thải

(thuế xanh). Các biện pháp tài chính xem ra rất hiệu quả góp phần thúc

đẩy sản xuất và sử dụng biofuel tại Thụy Điển.

Một nhà máy mới do Công ty Skellefteakraft đầu tư xây dựng tại

Storuman (Thụy Điển) sản xuất biofuel làm nhiên liệu cho nhà máy

điện sẽ ra đời trong thời gian tới. Theo dự tính, 6 tấn cải dầu có thể

cung cấp 28 MWh điện năng.

1.2.6. Áo:

Là một nước sản xuất biofuel nhỏ nhất EU, với sản lượng 31.000 tấn

biodiezel/ năm. Hòa nhịp với sự phát triển biofuel toàn cầu, sản lượng

biofuel của Áo cũng tăng lên đáng kể từ những năm 1990. Hiện Áo có

hai nhà máy sản xuất biodiezel quy mô công nghiệp và một số cơ sở

sản xuất nhỏ hơn do các tập đoàn hợp tác nông nghiệp sở hữu. Hầu hết

biodiezel sản xuất ra là RME. Thành phần của SME và metyleste từ

dầu thải còn khá ít. Nhà sản xuất biofuel chính ở Áo là Công ty

Olmijhle. Áo chưa sản xuất bioetanol nhưng lại là nước hết sức quan

tâm tới chương trình sản xuất DME theo công nghệ tiên tiến hiện nay.

RME tại Áo được sử dụng pha trộn với diezel thông thường, loại RME

tinh khiết chỉ được sử dụng cho các đoàn xe tải được phép. Tại thành

phố Graz, dự án pilot sử dụng biodiezel tinh khiết được tiến hành từ

năm 1994. Từ giữa 1994 - 1997, hai xe bus công cộng cũng được phép

sử dụng biodiezel. Kể từ 1999 thành phố này tăng mức xe bus sử dụng

lên 10 chiếc và hiện nay có 40 xe bus chạy khắp Graz sử dụng hoàn

toàn biodiezel. Tại Áo hiện đã có hơn 50 trạm phân phối ECO diezel 50

(50% biodiezel) dành riêng cho các loại xe được phép.

Áo là nước trong EU không bị hạn chế sản xuất biodiezel. Sản lượng

cải dầu trong những năm cuối 1990 sụt giảm đã được chính sách mới

của nhà nước hỗ trợ. Chính sách này có tên "ửpul" nhằm tăng mạnh

nguồn nguyên liệu tái tạo trên cơ sở tăng canh tác. Một biện pháp tài

chính của ửpul là nhà nước thanh toán tiền cho các nông trại và cá thể

trồng cây phục vụ sản xuất biofuel trên đất bỏ hoang.

Một chính sách khuyến khích khác là giảm thuế sản xuất và kinh doanh

biofuel. Ở Áo miễn giảm thuế chỉ được áp dụng cho biodiezel với các

mức sau:

- Nếu sử dụng biodiezel tinh khiết, miễn thuế 100%.

- Nếu tỉ lệ pha trộn cao hơn 5%, chỉ miễn thuế cho phần pha trộn.

- Nếu tỉ lệ pha trộn thấp hơn 5% không miễn thuế.

Ngoài ra, đối với quy mô sản xuất biodiezel còn nhỏ từ nguồn nguyên

liệu sinh khối canh tác, mức thuế sẽ miễn giảm hoàn toàn trong điều

kiện nhiên liệu lại được sử dụng phục vụ cho chính trang trại canh tác.

1.2.7. Anh:

Từ trước tới nay, biodiezel sản xuất tại Anh đều đi từ nguồn dầu thải.

Trong giai đoạn 2001, một số pilot sản xuất và sử dụng nhiên liệu

hydro, etanol, metanol và biogas đã được yêu cầu đưa vào áp dụng thử.

Từ tháng 2/2003, đường lối phát triển năng lượng sạch của Anh đã

được công bố trong Sách trắng: mục tiêu đặt ra giảm 60% phát thải

CO2 vào năm 2050 của nước này cũng đồng nghĩa với việc khuyến

khích phát triển tiềm năng to lớn về biofuel (mặc dù vẫn còn một số do

dự trong đầu tư sản xuất biofuel và ý kiến cho rằng liệu loại năng lượng

này có phải là giải pháp kinh tế nhất trong tương lai nước Anh hay

không).

Anh đã áp dụng chế độ miễn giảm hoàn toàn thuế đối với xe cộ chạy

biofuel trong ngành giao thông.

Mục tiêu sản lượng biofuel năm 2005 của Anh là 12 triệu lít/ tháng với

tỉ lệ tăng trưởng 1% hàng năm từ nay tới 2010/2011. Các biofuel chủ

yếu được sản xuất và kinh doanh ở Anh là biodiezel và bioetanol, trên

cơ sở phát triển đều cả hai loại. Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất

biofuel ở Anh là dầu mỡ thải, chất thải ngành canh tác và chế biến thực

phẩm từ củ cải đường, mía và ngũ cốc (lúa mì ). Một con số tính toán

cho thấy một ha lúa mì có thể cung cấp đủ bioetanol cho 1 xe ô tô chạy

vòng quanh quả đất, giảm 60% phát tán CO2 so với chạy bằng xăng

thông thường.

Để thực hiện mục tiêu phát triển biofuel trong giai đoạn 10 năm tới, các

dự án liên hoàn từ khâu canh tác lấy nguyên liệu sinh khối tới khâu xây

dựng nhà máy sản xuất tại chỗ đã được đưa vào thực hiện ở Anh. Để

phục vụ cho sản xuất biodiezel, cả khu vực ven Scotlen, Đông Bắc,

Đông và Tây Midland đã được quy hoạch trồng cây cải dầu. Nhà máy

sản xuất biodiezel công suất 80.000 tấn/năm ở Scotlen và ba nhà máy

công suất tương tự tại Midland sẽ được xây dựng. Để phục vụ sản xuất

bioetanol, các vùng đất còn lại ở các khu vực trên sẽ được sử dụng canh

tác lúa mì và cây cung cấp dường, đồng thời xây dựng 5 nhà máy sản

xuất bioetanol: một nhà máy công suất 70.000 tấn/năm đặt ở vùng

Yorshire (Tây Bắc nước Anh), một nhà máy 80.000 và 50.000 tấn/năm

đặt ở miền Đông ngoài ra vùng Tây Nam và miền Đông nước Anh mỗi

nơi còn có một nhà máy công suất 80.000 tấn/năm. Cả 9 nhà máy sản

xuất biofuel trong thời gian tới sẽ giúp cho thị trường năng lượng sạch

ở Anh phát triển đạt mục tiêu chung do EU đặt ra.

Ngoài ra, các dự án của Công ty Biofuel Corporation PLC cũng góp

phần xây dựng 2 nhà máy sản xuất biodiezel tầm cỡ quốc tế: một nhà

máy có công suất 250.000 tấn/ năm hoàn thiện vào cuối 2005 và nhà

máy thứ hai khởi công đầu năm 2005 sẽ cung cấp 568 triệu lít

biodiezel/ năm vào năm 2006.

Công ty Global Commodities UK Ltd hiện là nhà sản xuất biodiezel

lớn nhất ở Anh cũng thông báo tiếp tục mở rộng sản xuất tại các vùng

Norfolk, Lowestoft tại Anh.

Hiệp hội dầu và biofuel Anh (BABFO) được thành lập từ gần 10 năm

trước đã góp phần tích cực trong việc vận động tăng cường phát triển

biofuel làm nhiên liệu sạch thay thế trong tương lai.

1.2.8. Các nước khác trong EU:

Các nước còn lại trong EU dưới đây là những nước chưa phát triển

mạnh biofuel: Bỉ, Đan Mạch, Phần Lan, Hy Lạp, Aixơlen, Luých Xăm

bua, Hà Lan và Bồ Đào Nha.

* Bỉ: Là nước sản xuất biofuel ít nhất EU, với sản lượng năm 2000 là

20.000 tấn (dưới 3% tổng sản lượng nhiên liệu sinh học của EU).

Hiện tại Bỉ có cơ sở sản xuất Feluy công suất 30.000 tấn biodiezel/ năm

và một cơ sở sản xuất biofuel nhỏ khác tên gọi là Sissas có công suất

không đáng kể.

* Đan Mạch: Thành phố Copenhagen của Đan Mạch đang cho chạy thử

nghiệm DME cho xe bus (đây là thành phố nằm trong 8 thành phố

trong dự án Zeus). Một ứng dụng khởi đầu khác là phát triển loại xe tải

"thẻ xanh" 3,5 tấn chạy trong thành phố và khu vực hay tắc nghẽn giao

thông để giảm thải ô nhiễm.

Cũng như Pháp, Đan Mạch cũng là nước khuyến khích phát triển sử

dụng biogas ở vùng nông thôn.

"Năng lượng 21" là tên đặt cho chương trình phát triển năng lượng mới

dài hơi ở Đan Mạch. Việc tăng cường phát triển sinh khối là một nhiệm

vụ quan trọng trong chương trình này. Đan Mạch đang đặt hy vọng

năng lượng mới sẽ góp phần đáng kể vào hệ thống năng lượng quốc gia

kể từ năm 2005 trở đi.

Đan Mạch đang hết sức quan tâm tới công nghệ sản xuất DME tiên tiến

để giải quyết vấn đề thiếu nhiên liệu.

Tuy nhiên, cho tới trước thời điểm hiệu lực do EU ban hành, nước này

cũng chưa áp dụng chính sách giảm thuế đối với biofuel, nhưng điều

này chắc chắn sẽ thay đổi trong tương lai.

Chính phủ Đan Mạch đang áp dụng chế độ tài trợ, tối đa là 50%, đối

với các dự án và chương trình phát triển nguồn sinh khối.

* Phần Lan: Nước này chưa có phát triển gì đáng kể đối với biofuel,

ngoài một số kết luận từ các nghiên cứu từ đầu những năm 1990:

biodiel từ hạt cải dầu có chi phí quá đắt, sử dụng không kinh tế. Tuy

nhiên nhà máy sản xuất biodiel đầu tiên của Phần Lan cũng đã bắt đầu

hoạt động từ tháng 10/2001. Đây là một trong những nhà máy lớn trên

thế giới, nhưng biodiezel sản xuất ra không phải để chạy xe cộ, mà để

phục vụ cho nhà máy điện, công nghiệp trồng rừng và cung cấp nhiệt

sưởi cho khu dân cư đô thị.

Là nước quan tâm tới năng lượng sinh học (bio-energy), song để phát

triển nhiên liệu sinh học (biofuel) trên quy mô thương mại với mục

đích là nguồn năng lượng mới thay thế trong tương lai đáp ứng yêu cầu

EU, Phần Lan đang tiến hành nhiều bước nghiên cứu phát triển mới.

Hiện Phần Lan là nước nắm giữ bí quyết công nghệ nhiệt phân gỗ sản

xuất bio-oil phục vụ các mục đích. Từ năm 2002 Phần Lan đã có nhà

máy sản xuất biofuel thử nghiệm công suất 320 kg/giờ.

Phần Lan là thành viên tham gia cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) từ

năm 1992.

* Hy Lạp: Là nước tích cực thử nghiệm sản xuất biofuel tuy rằng chưa

đạt được quy mô kinh doanh. Nguồn sinh khối cung cấp cho các nhà

máy sản xuất thử biofuel ở Hy Lạp là: hướng dương, ngô, ôliu và dầu

ăn thải. Lúa miến là loại cây vùng nhiệt đới đang được dùng làm

nguyên liệu sản xuất bioetanol ở Hy Lạp.

Chính phủ Hy Lạp đã đưa ra một số biện pháp thúc đẩy phát triển

nguồn năng lượng tái tạo của đất nước, cụ thể đã đưa vấn đề này vào kế

hoạch 5 năm của đất nước (1996 - 2000), hỗ trợ vốn đầu vào chương

trình sản xuất bioetanol và đưa ra chính sách giảm thuế sản xuất và

kinh doanh biofuel. Hiện tại Hy Lạp đang thực hiện hai dự án biofuel

nằm trong chương trình hỗ trợ của chính phủ.

* Airơlen: Đã thực hiện nghiên cứu sản xuất biofuel trên quy mô thử

nghiệm: một số pilot đang sản xuất RME cho chạy thử xe tải bằng

RME. Dự án phát triển cây cải dầu cung cấp nguyên liệu cũng đang

được tiến hành. Một nhà máy sản xuất biofuel từ mía đang được nghiên

cứu thực hiện.

Airơlen là nước có nền kinh tế năng lượng phụ thuộc gần như hoàn

toàn vào nhập khẩu (nhập khẩu 90% năng lượng). Đáp ứng yêu cầu của

EU, Chính phủ Airơlen đã đưa ra chính sách miễn giảm thuế đối với

việc sử dụng biofuel, song lại chưa đưa ra chính sách tương tự đối với

cơ sở sản xuất biofuel. Trong tương lai, cũng như các thành viên khác

trong EU, Airơlen sẽ phải áp dụng các biện pháp kinh tế để hỗ trợ phát

triển sản xuất kinh doanh biofuel.

* Luých xăm bua: Nước này đã thực hiện được hai dự án nghiên cứu và

phát triển thành công: thứ nhất là sản xuất nhiên liệu từ gỗ thải; thứ hai

là sử dụng RME làm nhiên liệu chạy thử 40 xe bus. Thành phố Luých

xăm bua là một thành phố nằm trong Dự án 8 thành phố châu Âu sử

dụng nhiên liệu biofuel. Tuy nhiên nước này chưa đưa ra chính sách ưu

tiên cụ thể đối với biofuel, mà mới chỉ đưa vào cương lĩnh chung với ý

tưởng "tăng cường sử dụng nguyên liệu sinh khối nông nghiệp sản xuất

biofuel dành cho ngành vận tải, đồng thời tăng cường canh tác cây cải

dầu để sản xuất biodiezel (RME)".

* Hà Lan: Kể từ 2001 Hà Lan đã cho thực hiện hai dự án:

Dự án thứ nhất là "tổ chức phát triển nguồn nguyên liệu và cơ sở sản

xuất dầu". Kể từ đầu năm 2003, dự án này đã thành lập các cơ sở sản

xuất dầu từ cây hạt cải dầu, đồng thời cho chạy thử nghiệm 15 xe tải

trong thời gian 8 năm liền bằng biofuel.

Dự án thứ hai là kế hoạch đưa thành phố Velo (phía Nam Hà Lan) vào

chương trình thử nghiệm sử dụng biodiezel chạy 80 xe tải trọng lớn

(bước đầu) và chạy các loại xe khác (bước tiếp theo).

Để khuyến khích phát triển biofuel, Hà Lan đã cho áp dụng chế độ

giảm thuế đối với các xe chạy bằng biofuel, đồng thời giảm thuế cho

các cơ sở sản xuất nhiên liệu sinh học nói chung.

Bộ Kinh tế Hà Lan cũng tài trợ cho các chương trình phát triển sinh

khối sản xuất biofuel, mức tài trợ lên tới 4,1 triệu euro trong 2 năm

1997/1998.

Hà Lan là nước khuyến khích sử dụng biogas, và hiện tại khu vực phát

triển nhất là ở nông thôn. Nhiên liệu DME cũng đang được Hà Lan

quan tâm phát triển.

* Bồ Đào Nha: Tại Bồ Đào Nha, SME đang được sử dụng để chạy các

loại xe tải cỡ lớn dưới dạng pha trộn 5 - 30% với diezel thông thường.

Chỉ riêng SME được sản xuất và sử dụng tại nước này, còn RME là

biodiezel quan trọng nhất có khả năng phát triển trên thị trường EU thì

lại chưa được Bồ Đào Nha quan tâm phát triển và sử dụng. Điều này có

thể là do nước này mới chỉ đang sản xuất dầu hướng dương là chính.

Chính sách quan trọng đang được Chính phủ Bồ Đào Nha cho áp dụng

là giảm thuế sử dụng biofuel.

1.3. Châu Mỹ

1.3.1. Bắc Mỹ: Tình hình phát triển năng lượng sinh học ở khu vực này

trước đây là để giải quyết yêu cầu tiêu thụ ngũ cốc dư thừa, còn ngày

nay là để đáp ứng yêu cầu cải thiện môi trường. Nói chung, việc sản

xuất và tiêu thụ biofuel ở Canađa luôn được hưởng chế độ ưu đãi của

chính phủ. Hiện Canađa có khoảng 9.000 trạm cung cấp biofuel ở 6

tỉnh, thành phố. Thông thường Canađa sử dụng công thức B20, tức tỉ lệ

biodiezel pha trộn là 20%. Canađa và Braxin là hai nước sản xuất lượng

lớn etanol trên toàn cầu.

Công ty công nghệ sinh học ONC của Canađa là nơi đầu tiên sản xuất

và sử dụng biodiezel từ dầu cá.

Mỹ là quốc gia tích cực trong vấn đề sản xuất và sử dụng biofuel thay

thế do yêu cầu môi trường và dư thừa ngũ cốc. Ngay từ những năm 70

của thế kỷ XX, khi cuộc khủng hoảng dầu mỏ xảy ra, áp lực phải phát

triển năng lượng thay thế đã gây tác động tích cực đối với việc sản xuất

và sử dụng rộng rãi năng lượng sinh học ở Mỹ. Từ năm 1978, Mỹ đã áp

dụng chế độ giảm thuế cho các nhà sản xuất bioetanol. Năng lượng sinh

học hiện đang được sử dụng rộng rãi khắp 36 bang nước Mỹ. Ngay từ

năm 2002, Mỹ đã sử dụng số lượng bioetanol tương đương với năng

lượng của 1,13 tỉ gallon xăng.

Hiện nay với sản lượng bioetanol sản xuất một năm hơn 20 tỷ lít, Mỹ

trở thành nước sản xuất bioetanol lớn thứ hai thế giới sau Braxin.

Tuy lượng bioetanol hiện nay mới thay thế 3% khối lượng xăng được

sử dụng, Luật Năng lượng mới được QH Mỹ thông qua quy định sẽ

tăng việc sản xuất bioetanol gấp đôi trong những năm tới.

Do dư thừa ngô, từ năm 1986 Mỹ đã có chính sách cung cấp ngô miễn

phí cho các nhà sản xuất etanol. Hiện nay, có khoảng 2 tỉ gallon etanol

tại Mỹ được sản xuất riêng từ ngô và phế thải ngô. Kết quả phân tích

cho thấy, nhu cầu etanol ở Mỹ vào năm 2020 sẽ là 5 tỉ gallon/ năm.

Trong tương lai, với tiềm năng nguyên liệu sinh khối dồi dào và đa

dạng, lượng etanol được sản xuất tại đây có thể sẽ là 9 - 10 tỉ gallon/

năm, vượt xa nhu cầu thị trường ở Mỹ.

Mỹ là nước có sản lượng đậu tương rất lớn nên nước này có ưu thế sản

xuất biodiezel. Ngoài đậu tương, nguồn nguyên liệu sinh khối để phục

vụ cho việc sản xuất biodiezel cũng hết sức đa dạng: ngô, hạt hướng

dương, hạt bông, hạt cải dầu, hạt cải cay, hạt lanh, v.vâ€¦ Hiện tại ở Mỹ

đậu tương là nguồn nguyên liệu phổ biến hơn cả (tương tự như hạt cải

dầu là nguyên liệu phổ biến ở châu Âu) để sản xuất biodiezel. Ngay từ

năm 1990 đã có một nghiên cứu khả thi sử dụng đậu tương sản xuất

biodiezel.

Năm 1992 Ủy ban biodiezel quốc gia được thành lập. Từ các năm 1993

- 1995, biodiezel được sử dụng thử ở 10 xe tải nặng và một du thuyền

chạy vòng quanh thế giới. Năm 1996 đã xuất hiện hai nhà cung cấp

biodiezel lớn. Năm 1998, Tổng thống Bill Clinton thông qua chính sách

khuyến khích sử dụng các loại năng lượng sinh học thay thế dầu mỏ.

Cho tới năm 2000, biodiezel ở Mỹ đã trở thành nhiên liệu an toàn thay

thế duy nhất được Ủy ban môi trường Mỹ xác nhận. Năm 2001, ở Mỹ

đã có 7 công ty lớn quảng cáo kinh doanh sản phẩm biodiezel như là

chất bôi trơn tối ưu đồng thời có 17 nhà cung cấp biodiezel toàn quốc.

Tổng thống Bush (con) ra tuyên bố đặt kế hoạch phát triển mạnh hơn

nữa nguồn năng lượng tái tạo trong đó có biodiezel. Biodiezel đã được

sử dụng cho 80 đoàn xe tải nặng phục vụ các phương tiện giao thông

công cộng. Theo Ủy ban biodiezel quốc gia thì hiện nay tại Mỹ đã có

hơn 400 đoàn xe tải nặng chạy biodiezel và gần 300 điểm bán lẻ

biodiezel trên toàn quốc.

Ngoài các nguồn nguyên liệu sinh khối hiện chiếm ưu thế là ngô và đậu

tương, người ta còn đang tích cực tìm hiểu các nguồn nguyên liệu khác,

ví dụ như cỏ roi ngựa, rêu, tảo, v.vâ€¦ đồng thời lập kế hoạch thực hiện

chương trình phát triển sinh khối, tập trung vào trồng các loại cỏ tại

khu vực đất bỏ hoang chưa tận dụng ở cả Canađa và Mỹ.

Hiện nay Mỹ đã có 79 nhà máy sản xuất bioetanol. Sản lượng bioetanol

năm 2003 đạt 2,81 tỉ gallon thì năm 2004 đã tăng lên tới 3,3 tỉ gallon.

Một số công ty sản xuất biofuel ở Mỹ như: Pacific Biofuel; LA

Biofuel; Shell; Sustainable Systems LLC.; CH Energy Group;

Gencencor. Mỹ là nước đang rất tích cực thực hiện chương trình phát

triển DME trên cơ sở công nghệ mới.

1.3.2. Nam Mỹ: Braxin là quốc gia đầu tiên trên thế giới có công đưa

sinh học thành nhiên liệu phổ biến như ngày nay. Trong những năm

1970 khi xảy ra cuộc khủng hoảng dầu mỏ, Braxin đã chuyển hướng

kịp thời, tìm cách tận dụng lợi thế của mình về ngành mía đường để sản

xuất etanol làm nhiên liệu thay thế một phần năng lượng truyền thống

với mục đích giảm đi sự lệ thuộc vào nguồn dầu mỏ nhập khẩu.

Braxin đang là nước đi đầu về sản xuất biofuel. Nước này đã có 320

nhà máy sản xuất etanol từ cây mía; 50 nhà máy sản xuất etanol từ mía

sẽ được xây dựng trong năm năm tới. Các công ty nội địa và đa quốc

gia sẽ đầu tư 6 tỷ USD vào các đồn điền trồng mía ở Braxin trong năm

năm tới.

Hơn 30 năm phát triển, ngành công nghiệp sản xuất etanol và biofuel

nói chung của Braxin đã trở thành ngành kinh tế trọng yếu của đất nước

với doanh thu hàng năm lên tới gần 10 tỉ USD. Tại Braxin có tới 4,2

triệu ô tô chạy hoàn toàn bằng etanol tinh khiết và 7,2 triệu xe khác

chạy sử dụng nhiên liệu hỗn hợp - xăng pha 20 - 25% etanol. Cả nước

có tới 25.000 trạm cung cấp các dạng năng lượng sinh học.

Etanol tại Braxin sản xuất chủ yếu từ nguồn nguyên liệu mía đường.

Người ta thấy rằng nguyên liệu này hiệu quả hơn so với ngô, mặc dù

Braxin cũng là nước trồng nhiều ngô nhất thế giới. Etanol của Braxin

ngoài việc được sử dụng làm nhiên liệu chạy xe, còn được sử dụng làm

nhiên liệu phục vụ nhiều ngành công nghiệp khác. Chính phủ Braxin đã

đưa ra nhiều chính sách ưu đãi đối với ngành canh tác mía đường cũng

như ngành sản xuất etanol từ nguồn nguyên liệu này nên các trang trại

lớn ở Braxin đã phát triển mạnh mẽ trong suốt 25 năm qua.

Braxin có nhiều kinh nghiệm trong việc trồng mía và sản xuất etanol.

Từ các cánh đồng, mía được chuyên chở tới các khu vực ép và sản xuất

etanol tư nhân thuộc các trang trại lớn nhỏ nằm rải rác khắp nước, ngay

sát cạnh cánh đồng mía. Từ trước năm 1996, sản phẩm etanol được

công ty xăng dầu nhà nước mua với giá quy định (để bảo trợ cho ngành

công nghiệp đường mía - etanol phát triển). Hiện nay, quy định về giá

thu mua etnol đã được bãi bỏ.

Kinh nghiệm từ Braxin cho thấy một tấn mía thu được 145kg bã mía

khô, 138 kg mật (trong đó có 112 kg đường và 23 kg rỉ đường), lên

men rượu sẽ thu được 72 lít etanol. Lượng bã mía này có thể tạo ra 80

kWh điện năng, thừa đủ phục vụ cho bản thân hệ thống sản xuất. Chi

phí sản xuất trung bình, kể cả khâu canh tác, vận chuyển, gia công,

chưng cất cho mỗi gallon etanol là 0,63 USD. Do giá một lít etanol sinh

học được bán ở Braxin chỉ bằng một nửa giá một lít xăng, số lượng các

loại xe sử dụng etanol trực tiếp, hoặc được pha với xăng, sẽ ngày càng

tăng ở đây.

Ngành sản xuất cồn ở Braxin hoàn toàn tư nhân hóa, luôn được đầu tư

cải tiến kỹ thuật trồng mía và sản xuất etanol nên sản lượng etanol hàng

năm đều đạt 3.000 - 3.500 lít/ ha. Suốt từ 1978 đến nay tỉ lệ tăng trung

bình đạt 3,5%/ năm.

Riêng bang Sao Paulo, hàng năm sử dụng tới 2 triệu tấn bã mía để chạy

máy phát điện, do đó đã tiết kiệm được 35 triệu USD tiền nhập khẩu

nhiên liệu dầu.

Bảng 12 thống kê (dữ liệu 2003 - 2004) thể hiện một vài chỉ tiêu kinh

tế ở Braxin.

Bảng 12. Một số dữ liệu về trồng mía và sản xuất etanol ở Braxin

Đất trồng 4,5 triệu hecta = 45.000 km2 (năm 2000)

Công lao động 1 triệu công nhân (50% nông nghiệp, 50% chế biến)

Mía 344 triệu tấn (50 - 50 đường và cồn)

Đường 23 triệu tấn (30% được xuất khẩu)

Etanol 14 tỉ lít = 14 triệu m3 (7,5 tỷ lít khan, 6,5 tỷ lít loại ngậm

nước, trong đó có 2,4% được xuất khẩu)

Bã mía khô 50 triệu tấn

Điện năng 1.350 MW (1.200 cho bản thân nhà máy sản xuất cồn; 150

bán) (số liệu năm 2001)

Hiện nay việc sử dụng etanol làm nhiên liệu chạy ô tô ở Braxin đã thay

thế được cho khoảng 10 tỷ lít xăng/ năm. Braxin đang trở thành "A rập

Xêút" về sản xuất etanol sinh học với loại nhiên liệu chiếm từ 22 đến

26% lượng xăng bán ra ở nước này (có tài liệu nói là gần 40% tổng

lượng nhiên liệu cần thiết cho ngành giao thông).

Từ đầu những năm 1980, Braxin còn chú trọng tới việc sản xuất etanol

từ sắn (sản lượng thu được thấp hơn so với ngô) và từ 1 loại cây họ cọ.

Braxin hiện sản xuất gần nửa lượng cồn toàn cầu (trên 16 tỉ lít/ năm,

trong đó sử dụng trong nước 14,5 tỉ lít, còn xuất khẩu khoảng 1,5 - 2 tỉ

lít/ 2005).

1.4. Khối Đông âu

1.4.1. Liên bang Nga:

Hiệp hội biofuel Nga (RBA) được thành lập vào 8/2003. Năng lượng

sinh học ở Nga đang ở bước khởi đầu phát triển và trong giai đoạn khó

khăn nhất. Hiện mới có 6 công ty Nga đang thu gom và sản xuất loại

nhiên liệu ép từ các phế thải sinh học tại Petecbua. Hàng năm toàn liên

bang Nga sản xuất được 2,5 tỉ lít etanol.

1.4.2. Ba Lan: Hiệp hội sinh khối Ba Lan đã thực hiện dự án "Sản xuất

biofuel quy mô nhỏ phục vụ máy móc nông nghiệp ở Ba Lan" trị giá

28.581 USD từ năm 2000. Họ sử dụng sinh khối từ cây cải dầu để sản

xuất biodiezel phục vụ máy móc nông nghiệp. Ba Lan chưa có chính

sách thuế ưu đãi sản xuất biofuel nên chưa khuyến khích phát triển loại

nhiên liệu này.

1.4.3. Cộng hòa Sec: Biofuel được sử dụng rộng rãi ở nhiều động cơ

diezel, đặc biệt các nhà sản xuất máy kéo chấp nhận cho các máy kéo

của họ sử dụng loại nhiên liệu này.

2. Phát triển biofuel tại các nước trong khu vực

2.1. Trung Quốc:

Trung Quốc đang dành mối quan tâm lớn cho sự phát triển biofuel. Do

tốc độ phát triển kinh tế cao và kéo dài liên tục nên Trung Quốc đang

thiếu hụt năng lượng. Nước này coi việc phát triển năng lượng sinh học

là một trong các giải pháp giảm thiểu chi phí nhập khẩu dầu mỏ, góp

phần đảm bảo an ninh năng lượng.

Sản lượng etanol của Trung Quốc hiện đứng thứ 3 thế giới với con số 3

tỉ lít/ năm. Trung Quốc đang xây dựng 11 nhà máy sản xuất etanol và

đang có kế hoạch xây dựng thêm 60 nhà máy mới trong thời gian tới.

Cuối năm 2003, một nhà máy sản xuất etanol công suất 600.000 tấn/

năm với số vốn đầu tư 350 triệu USD đã được khánh thành tại tỉnh Cát

Lâm. Hiện nhà máy này sản xuất 2,5 triệu lít etanol/ ngày, tiêu thụ 1,92

triệu tấn ngô/ năm. Nước này cũng đang sản xuất thí điểm biofuel từ

sắn, mía và khoai tây. Trung Quốc sẽ có thể cho ra đời nhiều nhà máy

sản xuất etanol khổng lồ như vậy nhờ có khả năng tập trung nguồn

nguyên liệu lớn từ các vùng canh tác quy mô lớn.

Doanh thu về biofuel toàn cầu nămg 2003 vượt qua con số 12 tỉ USD

và có triển vọng tăng lên 34 tỷ USD vào năm 2015. Braxin là nước dẫn

đầu chiếm 45%, Mỹ 20%, Trung Quốc đã sớm trở thành nước có vị trí

thứ 3 và sẽ vươn lên vị trí thứ 2 trong vài năm tới nhờ sự giúp đỡ của

Braxin. Mục tiêu của Trung Quốc là tới năm 2030 sẽ không phải phụ

thuộc vào dầu mỏ nữa. Chính phủ Trung Quốc đã đưa ra chính sách tài

trợ, vay lãi suất thấp và sử dụng ngân sách để hỗ trợ phát triển biofuel.

Tất cả ô tô của Trung Quốc hiện đang chuyển sang hướng sử dụng

biofuel, điện, hoặc lắp đặt động cơ lai. Tăng thị phần năng lượng sạch

là bước cơ bản đáp ứng yêu cầu giảm thiểu CO2 (Trung Quốc là nước

phát thải CO2 lớn thứ 2 sau Mỹ).

2.2. Ấn Độ

Sản lượng etanol hàng năm của Ấn Độ hiện đứng hàng thứ 5 thế giới

với 2 tỉ lít. Trước đây etanol của Ấn Độ được sản xuất chủ yếu từ

nguồn mía đường và rỉ đường. Rỉ đường, sản phẩm phụ của quá trình

sản xuất đường, là nguyên liệu khá rẻ ở nước này. Song hiện nay tại Ấn

Độ còn có nguồn nguyên liệu khác là thân cây lúa miến ngọt có thể

cạnh tranh với rỉ đường (cây này được du nhập từ Mỹ vào Ấn Độ từ

những năm 1960). Etanol sản xuất từ nguồn nguyên liệu sinh khối lúa

miến cho năng suất cao, 3.000 - 4.000 lít etanol/1 ha cây trồng (đạt hiệu

suất thu hồi 95% tính theo khối lượng).

Etanol ở Ấn Độ còn đang chịu sự kiểm soát của chính phủ. Chính phủ

nước này đang tìm các chính sách thích hợp để biến etanol thành dạng

năng lượng có ích hơn so với dùng để nấu ăn và thắp sáng.

Hàng năm tại Mỹ có tới 90% trong số 95 triệu lít biodiezel là từ đậu

tương và tại EU, 80% trong số 163 triệu lít là từ cây cải dầu do các khu

vực này có nguồn nguyên liệu đặc hữu, tập trung (Mỹ có nhiều đậu

tương còn EU có nhiều cải dầu). Riêng đối với Ấn Độ trước đây chưa

có dư dầu ăn nên vấn đề phát triển biodiezel cho xe cộ khó thành hiện

thực. Hiện tại, Ấn Độ đã tìm ra nguồn dầu thực vật không ăn được để

sản xuất biodiezel thành công và vấn đề sản xuất biodiezel để kinh

doanh đang trở thành vấn đề hấp dẫn hơn. Việc sử dụng biodiezel dưới

dạng pha trộn tỉ lệ 20% hoặc nguyên chất 100% cho xe cộ ở Ấn Độ sẽ

giúp nước này giảm được 20% lượng dầu thô nhập khẩu.

Nguồn nguyên liệu cung cấp dầu thực vật ở Ấn Độ là từ cây Jatropha

(một loại cây quả hạnh) chính phủ Ấn Độ đã dự tính đầu tư cho 20 - 30

triệu ha đất bỏ hoang để trồng loại cây này.

Giải quyết được sự khan hiếm nguồn nguyên liệu, biofuel Ấn Độ chắc

chắn có tương lai phát triển sáng sủa.

2.3. Thái Lan

Hiện tại quy mô sản xuất etanol ở Thái Lan còn nhỏ, năng suất và kỹ

thuật canh tác mía và các cây trồng làm nguyên liệu chưa cao nên mặc

dù nước này có quan tâm tới các chương trình biofuel nhưng cho tới

nay vẫn chưa có tiến bộ đáng kể.

Chính phủ Thái Lan vừa ra thông báo áp dụng chính sách sản xuất

gasohol sử dụng rộng rãi khắp thành phố Băng Cốc kể từ tháng 1/2005

với tỉ lệ pha trộn 10 - 20% etanol trong xăng sử dụng.

2.4. Nhật Bản

Nhật Bản là nước tiêu thụ xăng dầu lớn thứ 2 trên thế giới chỉ đứng sau

Mỹ, lên tới 215 triệu tấn trong năm 2003 (theo số liệu của Bộ Kinh tế,

Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản). Trong đó 99% được nhập

khẩu. Do áp lực về vấn đề môi trường ở các thành phố lớn và để tăng

cường an ninh năng lượng, từ lâu Nhật Bản đã chú trọng tìm kiếm các

nguồn năng lượng sạch, tái tạo được.

Etanol và dymetylete (DME) là những loại nhiên liệu được quan tâm ở

Nhật Bản. Từ 6/2004 Nhật Bản cũng đưa ra chính sách phát triển sản

xuất và sử dụng biofuel nhằm làm giảm ô nhiễm môi trường. Nội dung

chính sách này có phần khuyến khích sản xuất các động cơ ô tô có thể

vận hành được bằng nhiên liệu diezel pha trộn biofuel với tỉ lệ cao. Một

nhóm thực hiện dự án cải tiến động cơ được thành lập để thực hiện kế

hoạch này trong 2 năm tới.

Hiện tại ở Nhật Bản có 5 công ty (Taisei Corp; Maruberi Corp;

Sapporo Breweries Ltd; Daiei Inter Nature System Inc và Tokyo Boat

Industries Co) đã thống nhất cùng góp vốn thành lập một công ty liên

doanh vào tháng 4/2005 với số vốn 100 triệu yên (960.836 USD) để

triển khai kế hoạch sản xuất etanol quy mô lớn vào năm 2007 từ nguồn

nguyên liệu gỗ xây dựng thải để làm nhiên liệu cho ô tô. Các công ty

cũng đầu tư hơn 3 tỉ yên xây dựng một nhà máy sản xuất etanol công

suất 30.000 tấn/ năm tại Osaka để cung cấp etanol cho 100 trạm xăng.

Dự kiến nhà máy này sẽ đi vào hoạt động năm 2007. Etanol do nhà

máy này sản xuất ra sẽ có giá khoảng 50 yên /lít và doanh số đạt được

trong năm tài chính 2007 dự kiến là 500 triệu yên. Công nghệ sản xuất

etanol từ gỗ được Công ty Maruberi (Mỹ) giới thiệu. Nguồn nguyên

liệu gỗ thải sẽ do hai công ty Taisei và Daiei cung cấp.

Riêng về chương trình phát triển DME tại Nhật Bản thì sau khi đã có

được những kết quả nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm, trong giai

đoạn 1997 - 2000 Công ty JFE và Trung tâm sử dụng than đã kết hợp

xây dựng và chạy thử dây chuyền sản xuất DME, công suất 5 tấn/ ngày.

Công ty "DME development Co. Ltd" do ông Yotaro Ohno sáng lập

vào tháng 11/2001 với mục tiêu để hỗ trợ cho việc nghiên cứu phát

triển và thương mại hóa sản phẩm nhiên liệu mới DME. Đây là một

công ty cổ phần với sự góp vốn của 10 tập đoàn, công ty lớn của Nhật

Bản thuộc nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau như nhiên liệu,

thương mại, sản xuất xe hơi, điện tử, v.vâ€¦

Tháng 7/2002, một nhà máy sản xuất DME, công suất 100 tấn/

ngày(công suất lớn nhất thế giới ở thời điểm đó), đã được xây dựng tại

thành phố Kushiro. Ngày 19/ 11/2002 nhà máy này đã chính thức chạy

thử nghiệm, sau khi hoạt động liên tục trong hơn 1 tháng rưỡi, đến

tháng 1/2004 người ta đã thu được 1.240 tấn DME chất lượng tốt, với

độ tinh khiết khoảng 99,6%, để chuẩn bị cho thử nghiệm.

Theo dự định tháng 6/2005 sau khi cho kiểm tra lại toàn bộ, nhà máy

đã được vận hành tiếp khoảng 2 tháng nữa.

Người ta thấy chương trình sản xuất, thử nghiệm DME ở Nhật Bản đã

được xúc tiến rất khẩn trương, điều này cho thấy đây là dạng nhiên liệu

rất được quan tâm tại nước này. Theo ý kiến của nhiều chuyên gia, thì

trong thế kỷ XXI, DME sẽ trở thành một dạng nhiên liệu phổ biến trên

thế giới.

Công ty "DME development Co. Ltd" sẽ tiếp tục nghiên cứu sản xuất,

thử nghiệm để hoàn thiện công nghệ và sớm đưa vào sản xuất ở quy mô

đại trà. Nhật Bản dự kiến sẽ sản xuất và tiêu thụ khoảng 200.000 tấn

DME/ năm vào năm 2006 và sẽ tăng lên 300.000 tấn/ năm trong vài

năm sau đó.

Tuy còn tồn tại một số vấn đề cần giải quyết trước khi đưa vào sản xuất

lớn, nhưng người ta tin chắc rằng chương trình DME của Nhật Bản sẽ

thành công, nhất là trong giai đoạn hiện nay khi giá dầu mỏ tăng rất cao

và do áp lực của cơ chế phát triển sạch (CDM) mà các nước công

nghiệp hàng đầu trên thế giới sẽ phải thực hiện.

2.5. Philippin

Bộ Khoa học và Hội đồng kỹ thuật R & D về công nghiệp và Năng

lượng Philippin đang có chính sách tích cực thúc đẩy sử dụng biofuel ở

xe máy và xe ba bánh để giảm ô nhiễm môi trường. Biodiezel ở

Philippin chủ yếu được sản xuất từ dầu dừa (cocometyl este - CME) là

nguồn năng lượng rẻ tiền có thể dùng thay thế xăng chạy xe máy và xe

ba bánh động cơ 2 kỳ (lượng xe máy và xe ba bánh chiếm gần 35%

trong tổng số 4 triệu đầu xe ở Philippin và hiện tại 75% trong tổng số

xe ở Philippin là động cơ 2 kỳ).

Thúc đẩy sử dụng CME mới chỉ là một chương trình mang tính huấn

luyện và thử nghiệm, tuy nhiên ưu thế về dầu dừa của Philippin sẽ giúp

nước này phát triển sản xuất và kinh doanh biodiezel thành công trong

tương lai.

Một nguồn nguyên liệu sinh khối tiềm năng khác để sản xuất etanol ở

Philippin là cây lúa miến ngọt (một loại cây mọc khỏe, cho năng suất

đường nhanh hơn mía; chịu được mặn, khô hạn và nghèo dinh dưỡng

của đất). Philippin đang cho trồng thử nghiệm lúa miến lấy sinh khối

sản xuất etanol.

2.6. Malaysia

Là nước sản xuất nhiều dầu cọ, đồng thời có lượng chất thải lớn từ

ngành sản xuất dầu cọ. Nước này đang có chính sách hỗ trợ sản xuất

biofuel từ nguồn bã cọ phế thải.

3. Biofuel ở Việt Nam

Theo các số liệu báo cáo, sản lượng cồn của Việt Nam hiện nay chỉ

khoảng 50 triệu lít/năm, phân bố chủ yếu tại các vùng:

Đông và Tây Bắc 1,83 triệu lít/ năm

Đồng bằng Bắc bộ 10,2 lít/ năm

Miền Trung và Tây nguyên 7,7 triệu lít/ năm,

TP Hồ Chí Minh và Nam Bộ 19,5 triệu lít/ năm,

Đồng Bằng Sông Cửu Long 12,63 triệu lít/ năm

Nhà máy cồn số 2 của Công ty cổ phần đường mía Lam Sơn (Thanh

Hóa) khi đi vào hoạt động sẽ bổ sung công suất khoảng 25 triệu lít/

năm.

Nếu như ở Việt Nam, nhu cầu sử dụng thực tế (cần 600 triệu lít etanol

để pha chế thay thế 5% lượng xăng dầu đang tiêu thụ hàng năm ở nước

ta (10 triệu tấn) thì con số nói trên thật sự còn quá nhỏ (chưa đến 10%

lượng cần thiết).

Khi xem xét các thông số tương quan giữa diện tích đất trồng và sản

lượng thu hoạch thực tế năm 2002 - 2003 của một số loại cây trồng

(mía, ngô, sắn) có thể dùng làm nguyên liệu sinh khối sản xuất etanol ở

nước ta (bảng dưới đây) thì thấy với khoảng 591.950 tấn rỉ đường thu

được từ các nhà máy đường toàn quốc (số liệu của Bộ Nông nghiệp và

Phát triển Nông thôn năm 2003) số lượng etanol có thể tăng gấp nhiều

lần so với con số hơn 50 triệu lít nói trên và vấn đề đáp ứng đủ 600

triệu lít etanol làm nhiên liệu pha xăng trong tương lai có thể hoàn toàn

khả thi.

Bảng 13. Diện tích và sản lượng một số cây nguyên liệu biofuel ở Việt

Nam

Đất trồng (nghìn hecta) Sản lượng (nghìn tấn) Cây trồng

2002 2003 2002 2003

Mía 320 306 17.120 16.524,9

Ngô 816 909,8 2.511,2 2.933,7

Sắn 337 371 4.438 5,228,5

Nếu huy động cả nguồn nguyên liệu sắn, ngô dư thừa để sản xuất

etanol làm nhiên liệu thì tiềm năng thật sự của nó trong tương lai cũng

không phải là nhỏ. Vấn đề ở đây là chính sách cân đối năng lượng và

lương thực như thế nào. Quá trình phát triển khí sinh học ở Việt Nam

cũng đang có nhiều tiến bộ và cơ hội phát triển. Tuy nhiên một số

phương án về phát triển và sản xuất lớn biofuel ở nước ta vẫn mới đang

trong giai đoạn â€œchuẩn bị khởi hànhâ �€ .

Công nghệ khí sinh học (KSH) vào Việt Nam từ những năm 1960. Sau

năm 1975 công nghệ này là một trong những công nghệ trọng điểm của

Chương trình Quốc gia về Năng lượng mới và Năng lượng tái tạo. Tuy

nhiên, đến năm 1991, Chương trình này bị "chết yểu" dù đã có những

thành công nhất định. Thành công duy nhất mà đến nay chỉ mỗi Viện

Năng lượng làm được là nghiên cứu sử dụng KSH thắp sáng và chạy

máy phát điện. Một số máy phát điện được cải tạo chạy bằng KSH

được áp dụng ở một số vùng sâu, vùng xa. Thành công này còn gắn liền

với sự ra đời của các hầm khí sinh học (KSH) thể tích đến 10m3Â,

Ngoài ra, các loại đèn măng sông dùng xăng và dầu hỏa đã được cải tạo

để sử dụng bằng KSH đều đã hoạt động tốt.

Viện Năng lượng đang nghiên cứu và thiết kế loại bể KSH có kích

thước trên 100m3 để xử lý chất thải từ các trang trại và khu chăn nuôi

tập trung hoặc thay thế bể phốt ở các khu chung cư ngoại vi thành phố.

Công trình đang thử nghiệm là chạy tủ lạnh và ấp trứng gà ở quy mô hộ

gia đình sử dụng KSH. To và lớn hơn là dự án phát triển công nghệ

KSH quy mô công nghiệp xử lý chất thải sinh hoạt và công nghiệp.

Viện Năng lượng đang đề xuất dự án 1,2 tỷ đồng trong đó xây dựng và

vận hành thử nghiệm một hệ thống xử lý chất thải sinh hoạt bằng công

nghệ KSH tại một trường đại học. Đây sẽ là mô hình trình diễn thiết bị

KSH cỡ lớn đầu tiên ở Việt Nam để xử lý chất thải. Lớn hơn nữa, Viện

này sẽ xây dựng dự án 2,4 tỷ đồng nhằm ứng dụng pin nhiên liệu sử

dụng khí mê tan thu hồi từ các hệ thống xử lý chất thải tập trung.

Cho đến nay, thành phố Hồ Chí Minh hiện là đơn vị đi đầu cả nước

trong việc sử dụng năng lượng từ rác thải. Công trình xử lý rác thải Gò

Cát được xây dựng trên diện tích 25 ha, tổng vốn đầu tư 262 tỷ đồng,

do Chính phủ Hà Lan viện trợ không hoàn lại 60% và Công ty Ballast

Nedem Vietnam (Hà Lan) làm tổng thầu xây dựng cung cấp thiết bị.

Trong đó, riêng hạng mục phục vụ cho việc sản xuất điện từ rác đã

được đầu tư trên 3 triệu USD. Sau khoảng 3,5 năm đi vào hoạt động (từ

đầu năm 2002) đến nay, công trường Gò Cát đã tiếp nhận được 2,7

triệu tấn rác và bắt đầu khai thác khí gas từ rác để sản xuất điện. Hiện

tổ máy 1 công suất 750 kw đã hoạt động 24/24 giờ và phát điện lên lưới

quốc gia. Tính đến đầu tháng 8/2005 đã có 170.000 kWh điện phát lên

lưới điện quốc gia.

Dự kiến đến năm 2006, khi 2 tổ máy còn lại đi vào hoạt động thì tổng

công suất sẽ nâng lên 2.430 kW. Thời gian khai thác khí gas của hệ

thống thiết bị trên là 15 năm.

KẾT LUẬN

Cả thế giới đang đứng trước nguy cơ thiếu năng lượng. Những vấn đề

gì sẽ xảy ra khi nguồn năng lượng hóa thạch hoàn toàn cạn kiệt? Bức

tranh môi trường sống toàn cầu sắp tới sẽ ra sao khi không kìm hãm bớt

tốc độ phát thải ô nhiễm hiện tại?? Hàng loạt câu hỏi đang chờ câu trả

lời. Có ý kiến cho rằng, nhiều quốc gia trên toàn cầu còn đang thiếu

đói; đất trồng cây lương thực còn thiếu, lấy đâu ra đất để trồng cây

phục vụ sản xuất năng lượng sinh học. Song vấn đề vừa phải đảm bảo

an ninh lương thực, vừa phải đảm bảo an ninh năng lượng và giảm ô

nhiễm môi trường đang được các quốc gia trên thế giới quan tâm và ráo

riết thực hiện. Từng quốc gia đang đưa ra các chính sách khác nhau để

làm sao đảm bảo được mục tiêu trên. Để giải quyết nguồn nguyên liệu

sinh khối sản xuất năng lượng sinh học, ngoài cây lương thực, các quốc

gia có nguy cơ thiếu nhiều năng lượng đang tìm kiếm các nguồn cây

trồng khác có thể canh tác trên đất hoang hóa, trên cạn, dưới nước,

đồng thời tích cực tìm kiếm công nghệ mới thu hiệu suất cao, tiết kiệm

nguyên liệu, hạ giá thành. Mỹ là nước có chỉ tiêu sử dụng năng lượng

cao nhất thế giới, nhưng chỉ cần 28.000 km2 (3% diện tích toàn nước

Mỹ) là đã đủ nguyên liệu sản xuất đủ lượng biodiesel cho toàn bộ xe cộ

giao thông ở Mỹ. Tiềm năng nguồn sinh khối mới ở Mỹ là: cỏ roi ngựa,

rêu tảo, tận dụng nguồn phế thải công nghệ thực phẩm và nông nghiệp

đang bỏ phí, trồng xen cây lương thực với ngô, đậu tươngâ€¦ Nước Mỹ

hiện dường như đã tìm ra giải pháp đối với nguyên liệu sinh khối một

khi chuyển sang sử dụng năng lượng sinh học thay thế.

Ấn Độ tuyên bố đã tìm ra các loại cây làm nguyên liệu sinh khối cung

cấp năng lượng mọc hoang trên đất bạc màu có tiềm năng lớn, v.vâ€¦

Liên minh châu Âu đang nghiên cứu các công nghệ cải tiến mới đồng

thời tìm ra các vùng đất canh tác còn bỏ hoang cả ở trên cạn và dưới

nước, v.vâ€¦

Tuy Việt Nam là nước mà nguy cơ thiếu năng lượng vẫn còn xa, song

trong trào lưu toàn cầu nói chung, vấn đề phải phát triển nguồn năng

lượng thay thế năng lượng hóa thạch cũng rất cần thiết.

Để phát triển biofuel ở Việt Nam vì các mục tiêu giảm ô nhiễm môi

trường, hiện đại hóa nông thôn, đảm bảo an ninh năng lượng, v.vâ€¦

Việt Nam cần có chính sách đi kèm các biện pháp hỗ trợ phát triển như

kinh nghiệm của một số nước đang đứng đầu trung lĩnh vực sản xuất và

sử dụng biofuel.

ĐỀ tÀi nhiên liệu sinh học - nguồn năng lượng...

Documents