Xăng sinh học Phần 3 potx

Xăng sinh học Phần 3 VIỆT NAM VÀ XĂNG-SINH-HỌC. Trong thời kỳ Đệ nhị thế chiến, xe hơi ở Việt Nam chạy ethanol chế biến từ gạo. Mặc dầu có nhiều mỏ dầu với trữ lư ợng rất khổng lồ (khoảng 600 triệu barrel ư ớc tính năm 2006, 1 barrel » 159 lít), nhưng Việt Nam phải nhập cảng xăng v à diesel cho xe cộ và kỹ nghệ còn phôi thai của mình. Chẳng hạn năm 2005, Việt Nam khai thác được 32,4 triệu tấn than và 18,5 triệu tấn dầu thô, nhưng đã phải nhập 11,45 triệu tấn xăng và diesel. Trước trào lưu sử dụng xăng-sinh-học của thế giới, Việt nam cũng đã b ị lôi cuốn theo trào lưu này. Từ cả chục năm nay, báo chí trong nước cũng thường đề cập đến việc phát triển xăng-sinh-học trên th ế giới, nhất là khi giá cả xăng dầu tăng vọt. Tháng 7/2006 tại Sài Gòn, và tháng 10/2007 tại Hà Nội, hàng trăm nhà khoa học và kinh doanh ở Việt Nam hội thảo chung quanh vấn đề xăng-sinh-học. Qua các cuộc hội thảo này và báo chí trong nước vào thời điểm này thì chính phủ Việt Nam chưa chuẩn bị gì cho chiến lược, ngoài một số cá nhân chuyên gia và nhà kinh doanh có tầm nhìn xa, chạy trước thời cuộc. Chẳng hạn, về nguyên liệu thì bàn về sử dụng lúa gạo, mía đường, để tạo ethanol; cây dầu- lai (miền Bắc gọi là cây dầu-mè – Jatropha curcas), mở cá ba-sa (khoảng 40,000 tấn/năm). Hội thảo cũng cho biết 3 lý do chính chưa phát triển ngành xăng-sinh-học là: (i) số lượng nguyên liệu sản xuất xăng- sinh-học là tinh bột ngũ cốc, mật rỉ đường và mở cá ba-sa còn hạn chế; (ii) chưa có đầu tư thích đáng vì chưa có hổ trợ của chính phủ, (iii) chính phủ chưa có chính sách. Chung qui, các nhà khoa học và kinh doanh đang mong chờ chính phủ ban hành chính sách và luật lệ rõ ràng. Các công ty mía đường (như Lam Sơn ở Thanh Hoá), Sài Gòn Petro, Công ty Rượu Bình Tây, Công ty Chí Hùng, v.v. cũng đã có dự án sản xuất ethanol làm nhiên liệu, khi chánh ph ủ phất cờ cho phép. Tuy nhiên, hiện nay chưa có một nhà kinh doanh nào dám bỏ tiền vào nghiên cứu và đầu tư khi chính phủ chưa có chính sách quy định, chưa có phối hợp ăn khớp giữ các Bộ, thủ tục nhiêu khê: thủ tục đất đai canh tác thì quản lý bởi Bộ Nông nghiệp; quy định tiêu chu ẩn sản xuất pha chế xăng-sinh-học thì quản lý bởi Bộ Khoa học-Công nghệ; và sử dụng xăng dầu phải có ý kiếng của Bộ Giao thông- Vận tải, v.v. Theo báo “Khoa Học Phổ Thông” ngày 14/12/2006, thì “Bộ Công nghiệp VN đang xây dựng đề án “Phát triển nhi ên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020”, theo đó “Giai đoạn 2011-2015, sẽ phát tri ển mạnh sản xuất và sử dụng nhi ên liệu sinh học thay thế nhiên liệu truyền thống, mở rộng quy mô sản xuất và mạng lưới phân phối phục vụ cho giao thông và các ngành s ản xuất công nghiệp khác. Đến năm 2020, công nghệ sản xuất sinh học ở VN sẽ đạt trình độ tiên tiến trên thế giới, với sản lư ợng đạt khoảng 5 tỷ lít xăng E10 và 500 triệu lít dầu biodiesel B10/năm” Ngày 20/11/2007, Thủ tướng chính phủ đ ã ký phê duyệt “Đề án phát triển nhiên-liệu- sinh-học đến năm 2015, tầm nhìn đ ến năm 2025” trong đó đặt mục tiêu đến năm 2015, sản lượng ethanol và dầu thực vật đạt 250 nghìn tấn, đáp ứng 20% nhu cầu xăng dầu của cả nước bằng xăng E5 (pha 5% cồn) và dầu B5 (Diesel pha 5% dầu sinh học), và đến năm 2025, đạt 1.8 triệu tấn, đáp ứng 100% nhu cầu của cả nước bằng xăng dầu pha nhiên liệu sinh học trên. Và khoảng thời gian từ nay đến 2010 là nghiên cứu và ban hành luật lệ li ên quan đến sản xuất và sử dụng xăng-sinh-học. Việt Nam với đất hẹp (diện tích canh tác khoảng 9.3 triệu ha), dân đông (85 triệu năm 2007, trung bình mỗi đầu người 0.11 ha), lại ngh èo (GDP trung bình toàn dân là US$726/đầu người năm 2006, của nông dân chỉ khoảng 1/2), vùng sản xuất nông nghiệp chính là đồng bằng Cửu Long và Sông Hồng đã quá tải. Đất canh tác hiện nay phải tiếp tục sản xuất nông phẩm thiết yếu cho đời sống người dân (chánh yếu là lúa, hoa màu phụ, cây kỹ nghệ) để tự túc và xuất cảng. Vì vậy Việt Nam phải tìm nguồn nguyên liệu thực vật nào để sản xuất xăng-sinh- học mà: (i) không tranh giành đất đai với canh tác hoa màu, chăn nuôi gia súc, nuôi cá tôm hiện tại, (ii) không được phá thêm rừng, (iii) thích hợp trên diện tích đất bỏ hoang cằn cổi, sa mạc hoá, tổng cộng khoảng 10 triệu ha, gồm đất đồi trọc ở Miền Bắc (4.77 triệu ha), Bắc Trung Việt (1.9 triệu ha), phía Nam Trung Việt (1.63 triệu ha), và Tây nguyên (1.05 triệu ha), (iv) có hiệu quả kinh tế cao, và (v) tăng lợi tức, giúp xoá đói giảm nghèo cho nông dân. Sau đây, tác giả gợi ý một vài nguyên liệu. 1. Sản xuất diesel-sinh-học từ hạt cao- su. Việt nam hiện nay đã có 250,000 ha cao su trưởng thành, và diện tích sẽ gia tăng nhiều trong tương lai (có thể tới 1 triệu ha). Nếu thu góp được tất cả hạt của 250,000 ha này, ngay t ừ bây giờ Việt Nam có thể sản xuất được 54,250 tấn dầu-cao- su, tương ứng với 1 triệu tấn diesel-sinh- học B5. Dầu hột cao su chứa 18.9% saturated acid (palmitic acid và stearic acid), và 80% unsaturated acid (oleic acid, 24.6 %; linoleic acid, 39.6 %; và linolenic acid, 16.3 %). Hột cao su chín rụng rộ vào khoảng tháng 7 và 8 dương lịch, rất thuân tiện cho các em học sinh nghỉ hè kiếm lợi tức trong việc thu lượm hột. Các cơ s ở đồn điền cao su đều đã có sẵn máy móc và phương tiện ép dầu. 2. Canh tác sorgho-đường (Sweet sorghum) trong mùa hạn trên vùng ruộng sạ ở đồng bằng Cửu Long. Trước 1960, sau khi gặt lúa sạ, tại An Giang Châu Đốc đất bỏ hoang từ tháng 1 đến tháng 5 dương lịch là lúc mùa khô, thiếu nước canh tác. Bắt đầu khoảng sau 1965, nông dân trồng sorgho-h ạt (grain sorghum, lúa miến) trong các tháng này trên đất thiếu nước bơm để làm thực phẩm gia súc và cá, và lúa thần-nông trên một số ruộng đất dọc sông rạch có khả năng bơm nước. Hiện nay, đa số đất còn bỏ hoang trong mùa nắng vì thiếu nước, hay không lợi khi canh tác lúa (vì giá xăng, phân, thuốc quá cao). Các vùng ấm hay nóng ở miền Nam Hoa Kỳ đã canh tác sorgho-đường từ h àng trăm năm nay để sản xuất xi-rô (sirup). Các giống Hoa Kỳ này cho năng suất hột thấp nhưng thân có nhiều đường. Viện Nghiên Cứu Quốc Tế Nông Nghiệp Vùng Khô Hạn (ICRISAT) dùng các giống này để lai tạo thành các “giống lai” vừa cho năng suất hột cao, năng suất thân cao và độ đường cao ở cả hột và thân. Thân sorgho- đường chứa 15 đến 23% đường, thân mía chứa 12-15% đường. Chẳng hạn giống lai “Madhura” được lai tạo để có thân chứa nhiều đường (sweet- stem sorghum hybrid) dùng để chế biến ethanol, sirup và đường kẹo. Giống lai Madhura ngắn hạn (120 ngày), trồng 2 vụ/năm cho năng suất hột tổng cộng từ 2 đến 4 tấn/ha, 5-7 tấn lá khô (cho trâu bò ăn), 15-20 t ấn bả (thân sau khi ép lấy đường, làm thức ăn trâu bò), 3-6 t ấn đường kẹo hay 5-9 tấn sirup (75% đư ờng), hay 3000 - 4000 lít ethanol 95%. Giống SSH-104 có chu kỳ sinh trưởng 100 – 115 ngày, thân chứa 23% đường, một vụ trồng (4 tháng) cho năng suất thân cây 95-125 tấn/ha, so với mía khoảng 65-90 t ấn/ha với vụ trồng dài 10-12 tháng. Tại vùng Imperial Valley c ủa California, 1 ha trồng sorgho-đường trong 1 vụ 4 tháng sản xuất: 5,600 lít ethanol + 20 tấn xác bả khô (có thể biến thành 10 Megawatt-giờ điện). Sorghum chịu hạn hán, chịu được đất phèn, đất mặn, đất kiềm, chịu được nước ngập, ít sâu bọ bệnh tật, ít đòi hỏi phân bón, ít tốn nước tư ới (chỉ bằng 1/4 nhu cầu nước của mía). Mới đây, các khoa học gia đã cài vào bộ máy di truyền sorgho-đường gen chịu đựng đất phèn nặng vì nhôm. Vùng đất phèn Tứ Giác Long Xuyên nên chọn các giống chịu phèn này. Sorgho-đường, cũng như sorgho hạt, chịu được khô hạn, nhu cầu nước tối thiểu là 175 m 3 /ha/vụ, chỉ bằng 1/4 nhu cầu nước để canh tác mía (700 m 3 /ha/vụ), trong lúc lúa nước cần từ 9,000 đến 15,000 m 3 /ha/v ụ . Lá sorgho có m ột lớp sáp ngăn chận thoát hơi nước, nên sorgho sử dụng nước hiệu quả hơn các ngũ cốc khác. Chồi và hoa được sinh sản và phát triển trong một thời gian dài, nên khi gặp khô nóng ngắn hạn không bị ảnh hưởng vào thụ phấn. Nếu khô hạn kéo dài, phát hoa ít và nhỏ hơn, trong lúc thân cây chứa nhiều đường hơn. Sorgho cần 310 lít nước để sản xuất 1 kg chất khô, trong khi bắp cần 370 lít nước. Chỉ cần 4000 m 3 nước để canh tác, sorgho- đường sản xuất được 1000 lít ethanol, trong lúc mía phải cần tới 36,000 m 3 nước [...]... bình tương đương với 2.4 barrels dầu hoả (= 38 1 lít) Cứ mỗi kg chất khô lục bình sản xuất 37 0 lít khí -sinh- học cho năng lượng 22,000 KJ/m3 (580 Btu/ft3), còn methane ròng 100 % cho 895 Btu/ft3 NAS của Hoa kỳ ước lượng rằng 1 ha lục bình ở miền nam Hoa Kỳ sản xuất 70,000 m3 khí -sinh- học (gồm 70% methane, 30 % CO2) Nước phế thải từ lên men sản xuất khí -sinh- học dùng làm phân hữu cơ Tại Ấn độ, 1 tấn lục... khí-đốt -sinh- học và xăng- sinh- học Lục bình cũng dùng để lọc nước phế thải từ nhà máy biến chế thực phẩm, trại chăn nuôi, nước cống rảnh thành phố Rể lục bình hấp thụ các kim loại độc trong nước phế thải như chì, thuỷ ngân, strontium, v.v và chứa các chất này trong rể với nồng độ gấp 10,000 lần nồng độ kim loại chứa trong nước Phần cây tươi chứa 95.5% nước, 0.04% N, 0.06% P2O5, 0.2% K2O, 1% chất tro, và 3. 5%... (như Botryococcus braunii chứa 86%, Spirogyra sp chứa 33 64%; Porphyridium cruentum chứa 4057% trọng lượng chất khô), và lipids (như Scenedesmus dimorphus, chứa 1640%; Prymnesium parvumchứa 22-40%) Các vi sinh gồm tảo, diatoms, và cyanobasteria được gọi chung là “vi-tảo” (microalgae) chứa nhiều dầu và chất béo (trên 30 %) là nguyên liệu chế diesel-sinhhọc Tảo có thể canh tác trong thùng (tank), trong ao,... từ 3 đến 6 tấn hột/ha/năm, tuỳ đất tốt hay xấu Trên đất xấu, cho trung bình 0.9 tấn dầu/ha/năm, đất trung bình 1.6 – 2 tấn dầu/ha/năm Trung bình 4 kg hột ép được 1 lít dầu Cây dầu-lai có thể trồng xen kẻ với cà phê, cây ăn trái và rau hoa Dầu có chất độc (không ăn được), trước đây dùng làm đèn cầy, xà phòng, ngày nay làm diesel -sinh- học Ấn độ dự trù canh tác 14 triệu ha để sản xuất diesel -sinh- học. .. cung cấp diesel -sinh- học cho Hoa Kỳ, thay thế hoàn toàn diesel từ dầu hoả Ngày 11/12/2007, Công Ty Shell tuyên bố thiết lập cơ sở canh tác tảo để biến chế dầu ăn và diesel -sinh- học tại Hawaii, trong các ao hồ chứa nước mặn để canh tác tảo biển Cũng cần biết thêm rằng tại Hawaii đã có nhiều cơ sở thương mại canh tác tảo biển để làm dược liệu từ mấy chục năm nay Tảo Diatom chứa khoảng 30 % dầu, có thể... nhiệt điện đốt than đá đến hồ canh tác tảo để tái tạo Carbon-sinhhọc, thay vì thải CO2 vào khí quyển làm gia tăng nhiệt độ hoàn cầu Việt Nam có bờ biển dài 3, 200 km, nhiều đầm, vũng, ao, hồ, nước ngọt hay nước mặn đều có thể canh tác tảo Dùng tảo vừa để xử lý nước thải từ chuồng trại chăn nuôi, nước thải thành phố, vừa sản xuất diesel -sinh- học, cần nên được nghiên cứu ở Việt Nam ... nước thải ở các nhà máy biến chế hải sản, chăn nuôi gia súc, nơi thải nước cống thành phố Tảo (Algae): là nguồn thực vật đầy hứa hẹn để sản xuất diesel -sinh- học Cũng cần biết rằng dầu hoả bắt nguồn từ huỷ hoại tảo, chất hữu cơ trầm tích, phiêu sinh, vi sinh vật ở thời cổ đại Tảo là thực vật có khả năng lục hoá, lấy năng lượng mặt trời biến CO2 thành đường, từ đó tạo protids và lipids Tảo mọc trong nước... lít ethanol và 200 kg chất phế thải dùng làm phân bón Lên men yếm khí 1 tấn lục bình khô cho 750 m3 khí -sinh- học (600 Btu), trong đó chứa 51.6% methane, 25.4% hydrogen, 22.1% CO2, và 1.2% oxygen Với kỹ thuật hoá-khí (gasification) ở nhiệt độ cao (800°C) với hơi nước, 1 tấn chất khô lục bình sản xuất 1,100 m3 khí-đốt-tổng-hợp (syngas) chứa 16.6% H2, 4.8% methane, 21.7% CO, 4.1% CO2, và 52.8% N Hiện nay,... ban ngày 32 °C Trong một mùa canh tác (4 tháng), 1 ha sorgho hấp thụ 40 tấn C từ không khí qua lục hoá Năng lượng cần thiết để biến nước ép từ thân sorgho-đường (chính là đường) ra ethanol chỉ bằng 50% năng lượng cần thiết để biến hạt bắp (chính là tinh bột) ra ethanol Ần độ cũng nghiên cứu tuyển chọn dòng men hữu hiệu để lên men nước ép từ thân sorgho-đường thành rượu, cho biết dòng men NCIM 33 19 hữu... thể biến chế thành ethanol Nếu đầy đủ ánh sáng, CO2 (hoà tan trong nước), và dinh dưởng, 1 ha tảo cho 100 tấn tảo, và mỗi tấn tảo sản xuất được 410 lít diesel -sinh- học Nếu lên men yếm khí, thì mỗi tấn tảo sản xuất được 6 MJ khí methane Một m3 tảo khô nặng khoảng 448 kg Nghiên cứu ghép gen cho nhiều dầu cũng cho kết quả khả quan Enzyme Acetyl-CoA carboxylase (ACC) chi phối số lượng lipids tích trữ trong . Xăng sinh học Phần 3 VIỆT NAM VÀ XĂNG -SINH- HỌC. Trong thời kỳ Đệ nhị thế chiến, xe hơi ở Việt Nam chạy ethanol. (khoảng 40,000 tấn/năm). Hội thảo cũng cho biết 3 lý do chính chưa phát triển ngành xăng- sinh- học là: (i) số lượng nguyên liệu sản xuất xăng- sinh- học là tinh bột ngũ cốc, mật rỉ đường và mở. chu ẩn sản xuất pha chế xăng- sinh- học thì quản lý bởi Bộ Khoa học- Công nghệ; và sử dụng xăng dầu phải có ý kiếng của Bộ Giao thông- Vận tải, v.v. Theo báo “Khoa Học Phổ Thông” ngày 14/12/2006,