Nhiên liệu sinh học lợi ích và thách thức

1 LỜI GIỚI THIỆU Hiện nay, thế giới đang phải đối mặt với các vấn đề nóng bỏng đó là: đảm bảo nguồn năng lượng thay thế khi nhiên liệu hoá thạch nhất là dầu mỏ ngày càng trở nên khan hiếm; môi trường tự nhiên ngày càng suy thoái, do sử dụng quá nhiều nhiên liệu hoá thạch và tốc độ đô thị hoá tăng nhanh; hiện tượng nóng dần lên của Trái đất do lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính là một trong những thách thức lớn nhất toàn cầu trong thế kỷ 21; gần 2 tỷ người nghèo còn thiếu nước sinh hoạt và chưa được tiếp cận với nguồn năng lượng tiên tiến. Đảm bảo cung cấp năng lượng nhất là năng lượng tái tạo sẽ góp phần giảm đói nghèo của các nước đang phát triển, làm giảm chênh lệch về trình độ phát triển kinh tế giữa các nước phát triển và đang phát triển trong quá trình hội nhập kinh tế. Mô hình vận hành phát triển kinh tế - xã hội hiện tại dựa chủ yếu vào nhiên liệu hoá thạch là mô hình phát triển không bền vững về an ninh năng lượng lâu dài và làm suy thoái môi trường và hệ sinh thái. Thực hiện mục tiêu về an ninh năng lượng bền vững và bảo vệ khí hậu Trái đất, ngôi nhà chung của nhân loại là trách nhiệm của các quốc gia không phân biệt hệ thống chính trị, sự giàu nghèo hoặc kinh tế khác nhau. Nhiều nước trong vòng vài thập kỷ qua đã có chính sách kết hợp sử dụng tiết kiệm, hiệu quả các nguồn năng lượng hiện có với chính sách khai thác sử dụng các nguồn năng lượng sạch như năng lượng nguyên tử, năng lượng tái tạo trong đó có nhiên liệu sinh học (NLSH), nhưng NLSH vẫn đang là chủ đề gây tranh cãi trong các thảo luận quốc tế. Để làm sáng tỏ thêm vấn đề này,Trung tâm Thông tin KH&CN Quốc gia giới thiệu Tổng luận: “NHIÊN LIỆU SINH HỌC: LỢI ÍCH VÀ THÁCH THỨC” nhằm cung cấp thêm thông tin về sản xuất và sử dụng loại nhiên liệu này. Hy vọng tài liệu sẽ có ích cho độc giả. TRUNG TÂM THÔNG TIN KH&CN QUỐC GIA 2 NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TT Nội dung Viết tắt 1 Nhiên liệu sinh học NLSH 2 Viện Năng lượng và Tài nguyên Ấn Độ TERI 3 Tổ chức Nông lương Liên Hợp Quốc FAO 4 Liên minh châu Âu EU 5 Xí nghiệp nhỏ và vừa SMEs 6 Ngân hàng Thế giới WB 7 Cơ chế phát triển sạch CDM 8 Hội nghị của Liên Hợp Quốc về Thương mại và Phát triển UNCTAD 9 Nhân dân tệ NDT 10 Khí nhà kính GHG 11 Chất thải rắn đô thị MSW 12 Chất thải tách từ nhiên liệu RDF 3 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay dầu mỏ chiếm hơn 35% tổng mức tiêu thụ năng lượng thương mại chủ yếu của toàn thế giới. Xếp thứ hai là than đá chiếm 23% và khí thiên nhiên đứng thứ 3 chiếm 21%. Những loại nhiên liệu hoá thạch này là nguồn phát thải khí nhà kính chủ yếu gây nóng lên toàn cầu và làm biến đổi khí hậu. Các loại NLSH chiếm khoảng 10% tổng mức tiêu thụ năng lượng chủ yếu trên toàn cầu, loại năng lượng này dưới dạng nhiên liệu rắn, khí sinh học, nhiên liệu lỏng như ethanol sinh học và diezel sinh học lấy từ các loại cây trồng như cây mía đường, củ cải đường và các loại cỏ năng lượng hoặc từ gỗ nhiên liệu, than củi, chất thải nông nghiệp và các sản phẩm phụ, những phế thải rừng, phân vật nuôi và các sản phẩm khác. Trong thế kỷ 21, sự chuyển đổi quan trọng từ nền kinh tế dựa vào nhiên liệu hoá thạch sang nền kinh tế dựa vào năng lượng sinh học mà năng lượng sinh học được tạo ra bởi NLSH, sự chuyển đổi này có thể không chỉ có lợi cho người nghèo ở nông thôn mà cho tất cả mọi người trên hành tinh, vì NLSH có thể giúp giảm nhẹ biến đổi khí hậu, sử dụng loại nhiên liệu này sẽ giảm phát thải khí nhà kính. Theo Tổ chức Nông lương Liên Hợp Quốc (FAO), ngành nông - lâm nghiệp có thể cung cấp những nguồn năng lượng sinh học hàng đầu, là yếu tố then chốt để đạt được 2 mục tiêu phát triển Thiên niên kỷ của Liên Hợp Quốc: Xoá đói giảm nghèo và đảm bảo môi trường bền vững. Tăng sử dụng năng lượng sinh học có thể giúp đa dạng hoá các hoạt động nông - lâm nghiệp, ổn định an ninh lương thực, góp phần phát triển bền vững. Tăng sử dụng sinh khối làm năng lượng có thể đẩy mạnh phát triển kinh tế, đặc biệt ở những vùng nông thôn, từ đó thu hút đầu tư, mở ra các cơ hội kinh doanh mới của các doanh nghiệp vừa và nhỏ hoạt động trong lĩnh vực sản xuất NLSH, thuốc chữa bệnh, vận tải, thương mại và sử dụng. 4 Sinh khối là nguồn năng lượng sẵn có ở địa phương có thể cung cấp nhiệt và năng lượng, góp phần thay thế các loại nhiên liệu nhập khẩu, giúp tăng cường an ninh năng lượng quốc gia, giảm nhu cầu nhập khẩu các sản phẩm từ dầu mỏ . Vấn đề nguyên liệu đầu vào cho sản xuất NLSH, nhất là trong lúc tình hình cung cấp lương thực toàn cầu đang có xu hướng giảm, việc lựa chọn các loại cây làm nguyên liệu đầu vào và sử dụng các vùng đất trồng chúng là mối quan tâm của thế giới hiện nay. Hiện nay người ta quan tâm đến việc chuyển đổi sinh khối thành năng lượng và một số nước đã đưa ra những chiến lược và chương trình quốc gia. Để khai thác nguồn nhiên liệu này hiệu quả, cần có các biện pháp quản lý phù hợp trong sản xuất và sử dụng NLSH, đảm bảo được các dịch vụ năng lượng cho người nghèo ở nông thôn. Tuy nhiên, gần đây giá lương thực tăng cao, một phần do diện tích cây lương thực, chẳng hạn như ngô được chuyển sang sản xuất NLSH đã làm tăng mối quan tâm của thế giới. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, NLSH có thể làm trầm trọng thêm phát thải khí nhà kính hơn là giảm thiểu chúng. Trong khi lợi ích tiềm năng của NLSH đã thuyết phục một số chính phủ chớp lấy khả năng này, song nhiều nhà lãnh đạo hiện nay vẫn còn đang phân vân về giá của nhiên liệu, đặc biệt là tác động tới giá lương thực và các tác động bất lợi đối với môi trường. Vấn đề đang được quan tâm nhiều ở các nước đang phát triển là vai trò của các chính phủ và lĩnh vực tư nhân trong việc mở rộng sản xuất và sử dụng NLSH từ sinh khối nông - lâm nghiệp để sản xuất và khai thác hiệu quả nguồn nhiên liệu này. 5 I. NHIÊN LIỆU SINH HỌC VÀ MỐI QUAN TÂM HIỆN NAY 1.1 Khái niệm và các nhóm NLSH NLSH là những nhiên liệu có nguồn gốc từ các vật liệu sinh khối như củi, gỗ, rơm, trấu, phân và mỡ động vật nhưng đây chỉ là những dạng nhiên liệu thô. NLSH dùng cho giao thông vận tải chủ yếu gồm: các loại cồn sản xuất bằng công nghệ sinh học để sản xuất ra Gasohol (Methanol, Ethanol, Buthanol, nhiên liệu tổng hợp Fischer Tropsch); các loại dầu sinh học để sản xuất diesel sinh học (dầu thực vật, dầu thực vật phế thải, mỡ động vật). Hay nói cách khác; NLSH là loại nhiên liệu được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học). Ví dụ như nhiên liệu chế xuất từ chất béo của động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa, ), ngũ cốc (lúa mỳ, ngô, đậu tương ), chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân, ), sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải ), Loại nhiên liệu này có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại nhiên liệu truyền thống (dầu khí, than đá ):  Tính chất thân thiện với môi trường: chúng sinh ra ít hàm lượng khí gây hiệu ứng nhà kính (một hiệu ứng vật lý khiến Trái Đất nóng lên) và ít gây ô nhiễm môi trường hơn các loại nhiên liệu truyền thống.  Nguồn nhiên liệu tái sinh: các nhiên liệu này lấy từ hoạt động sản xuất nông nghiệp và có thể tái sinh. Chúng giúp giảm sự lệ thuộc vào nguồn tài nguyên nhiên liệu không tái sinh truyền thống. Tuy nhiên hiện nay vấn đề sử dụng NLSH vào đời sống còn nhiều hạn chế do chưa hạ được giá thành sản xuất xuống thấp hơn so với nhiên liệu truyền thống. Trong tương lai, khi nguồn nhiên liệu truyền thống cạn kiệt, NLSH có khả năng là nguồn thay thế. Năng lượng sinh học được tạo ra từ NLSH (nhiên liệu rắn, khí sinh học, nhiên liệu lỏng như ethanol sinh học và diezel sinh học) lấy từ các loại cây trồng như cây mía đường, củ cải đường và các loại cỏ năng lượng hoặc từ gỗ nhiên liệu, than củi, chất thải nông nghiệp và các sản phẩm phụ, những phế thải rừng, phân vật nuôi và các sản phẩm khác. NLSH là khái niệm chung chỉ tất cả những dạng nhiên liệu có nguồn gốc sinh học, có thể tạm chia làm mấy nhóm sau: - Xăng sinh học - xăng pha cồn ethanol - Diezel sinh học - diezel pha cồn ethanol hoặc dầu thực vật như dầu dừa, cọ, dầu hạt cải - Sinh khối - rơm rạ, củi, bã mía, trấu, - Khí sinh học - những loại hỗn hợp khí tạo thành do sự phân hủy yếm khí trong nông, lâm nghiệp, chăn nuôi, xử lý chất thải 6 Trong đó, hai dạng NLSH được sản xuất, sử dụng ở quy mô công nghiệp là xăng sinh học và diezel sinh học, ở đây chúng ta quan tâm chủ yếu đến hai dạng này. Diezel sinh học: Là nhiên liệu diezel được sản xuất từ dầu thực vật như dầu canola, dầu đậu nành hoặc mỡ động vật kết hợp với một loại cồn metanol hay ethanol có thể sử dụng cho xe chạy động cơ diezel. Người ta thường pha chế thêm 2 - 10% dầu thực vật hay 5 - 10% cồn ethanol khan vào dầu diezel và dùng thay thế cho diezel truyền thống mà không cần có sự thay đổi nào về động cơ. Tuy nhiên, sử dụng trực tiếp dầu thực vật gây ra một số vấn đề kỹ thuật nên thông thường phải biến tính hóa dầu thực vật trước khi pha chế với diezel. Xăng sinh học: Đây là dạng NLSH đang được sản xuất, sử dụng với khối lượng rất lớn, năm 2004 sản lượng cồn trên thế giới khoảng gần 40 tỷ lít trong đó có đến 60 - 65% được dùng làm nhiên liệu. Sản lượng cồn sản xuất tập trung chủ yếu ở một số khu vực thể hiện ở bảng 1: Bảng 1: Sản lượng cồn sản xuất tập trung chủ yếu ở một số khu vực trên Thế giới TT Khu vực, quốc gia Sản lượng (tỷ lít/ năm) 1 Braxin 14 2 Hoa Kỳ 10 3 Trung Quốc 3 4 LB Nga 2,5 5 Ấn Độ 2 6 Tây Âu 2 Theo dự báo của các chuyên gia, trong vòng 10 năm nữa, ít nhất 60% số xe hơi đang vận hành trên thế giới sẽ sử dụng những loại nhiên liệu sạch thay vì dùng xăng. Hầu hết thân và lá của các loại cây mà chúng ta đang gieo trồng hiện nay, rác thải hay đồ phế thải đều có thể dùng để chiết xuất thành những nhiên liệu sạch thay vì đốt cháy chúng. Có thể liệt kê một số loại sau: - Xenluloza Ethanol Xác thực vật thân gỗ là một trong những ưu tiên số 1 để chiết xuất thành nhiên liệu. Bằng phương pháp sinh học, người ta đã xử lý trước khi chúng phân hủy trong môi trường hơi axít sau đó ngâm trong bồn nước nóng vài ngày. Vi khuẩn và các loại enzym hoạt động tích cực, phá vỡ các phân tử gỗ (xenluloza) thành một loại đường 7 (xylose) có vị ngọt giống như trong kem đánh răng. Chất này giúp lên men toàn bộ xác thực vật và công đoạn cuối cùng là chưng cất thành ethanol. Hiện tại một nhà máy chưng cất nhiên liệu Ethanol quy mô lớn đang khởi động tại bang Iowa (Hoa Kỳ). Vào cuối năm 2011 nhiên liệu Xenluloza ethanol sẽ dùng cho xe hơi. Nhược điểm của phương pháp chưng cất này là tốn nhiều nước. Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: Iogen (Shell), POET, SunEthanol và Verenium. Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít ethanol: 11,2 lít. Hiệu suất: 66%. - Ethanol từ cây ngô Thân cây ngô, thức ăn thừa, thậm chí cả lốp xe cũ là sự kết hợp tuyệt vời để cho ra thứ nhiên liệu ethanol sinh học. Trong môi trường yếm khí, dưới sức nóng của vài nghìn độ C, không có ôxy, hỗn hợp này không cháy mà bị “bẻ gẫy vụn” bởi carbon ôxít, carbon điôxít và hyđrô. Hỗn hợp khí thu được dạng gas sạch, lạnh và chỉ cần chất xúc tác tách được ethanol và nhiều loại cồn khác. Cuối năm 2009, nhiều nhà máy tách ethanol như thế sẽ đưa ra sản phẩm tại bang Pennsilvania và Georgia, hoa Kỳ. Phương pháp điều chế ethanol này không tốn nhiều nước và cho hiệu suất cao. Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: Coskata (General Motors), Range Fuels. Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít ethanol: 3,78 lít. Hiệu suất: 66%. - Dầu chiết xuất từ tảo Sự biến đổi di truyền đặc biệt của loài tảo bởi những phản ứng sinh học cho phép các nhà khoa học nghĩ tới một loại nhiên liệu sạch khá hoàn hảo. Tảo được nuôi trong những túi nhựa lớn với nước và chúng rất thích ứng với khí cácboníc đậm đặc thải ra từ các nhà máy xi măng, khí đốt lò than hay hơi men bia rượu. Sau đó tảo sẽ được tách khỏi nước bằng máy li tâm và chiết xuất thành dầu với một loại dung môi. Quá trình tách dầu tảo cho hiệu suất lớn hơn bất cứ loại thực vật nào hiện có như đậu nành hay dừa, chà là… Tuy nhiên việc nuôi dưỡng chúng khá phức tạp và tốn công. Nhiều nhà máy chiết xuất dầu tảo đang được xây dựng ở Hoa kỳ, vào năm 2012 dầu tảo sẽ có mặt trên thị trường. Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: GreenFuel, HR Biopetroleum (Shell), Solazyme, Solix. Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít dầu tảo: Không. Hiệu suất: 103%. - Dầu mía Đường thô từ mía và các loại cây cùng họ của nó có phản ứng rất mạnh với các chất xúc tác cứng để loại bỏ ôxy trong các phân tử đường và tạo thành năng lượng hyđrô các bon. Bằng phương pháp tinh chế truyền thống, việc tách các phân tử đường thô khá đơn giản, từ đó người ta đã chiết được các loại nhiên liệu như xăng, dầu diesel và khí. 8 Mía và các loại cây chứa đường cho năng lượng rất sạch mà quá trình chiết xuất không quá phức tạp. Tuy nhiên so với các loại thực vật khác thì việc sử dụng đường thô làm nhiêu liệu có giá thành cao hơn. Tập đoàn nhiên liệu và khí đốt Virent công bố vào năm 2012 sẽ bán dầu mía dùng cho xe hơi.Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: Virent (Shell và Honda) Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít dầu mía: Không. Hiệu suất: 100% - Butanol sinh học Cũng như ethanol, quá trình chiết suất butanol cũng từ xác thực vật thuộc họ cây có đường, tuy nhiên được thực hiện dựa trên khía cạnh biến đổi di truyền học của thực vật. Các loại vi khuẩn sẽ giúp lên men và biến đường thô thành cồn. Không cần đến nước, butanol sinh học đậm đặc, dễ chứa cũng như dễ vận chuyển. Butanol là nhiên liệu rất quan trọng cho ngành công nghiệp chế tạo tên lửa. Trước đó theo cách chiết xuất truyền thống chỉ lấy được butanol từ dầu mỏ. Nhiều nhà máy của Anh và Hoa Kỳ đang xúc tiến chiết butanol từ các nguồn nguyên liệu mới. Vào năm 2012 sẽ cho ra đời butanol sinh học. Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: Cobalt Biofuels, Dupont (BP), Gevo, Tetravitae Bioscience. Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít dầu mía: Không. Hiệu suất: 900%. 1.2. Những nguyên tắc cơ bản của sản xuất NLSH Nhìn chung, NLSH gồm các nhiên liệu ở dạng rắn, lỏng, và khí được tách ra từ các chất sinh học và hữu cơ, mục đích chính là để sử dụng làm nhiên liệu cho các loại xe có động cơ và các thiết bị sưởi nóng. Sản xuất NLSH cần sử dụng 2 phương pháp chính: Một là sử dụng các loại cây trồng có hàm lượng đường và tinh bột cao, sau đó sử dụng quá trình lên men để sản xuất ethanol sinh học. Cách khác có thể sử dụng mỡ các động thực vật có chứa hàm lượng dầu thực vật cao, sau đó là quá trình este hóa để sản xuất ethanol sinh học. Ethanol sinh học còn được gọi là cồn ngũ cốc hay cồn este, một loại NLSH được sản xuất từ quá trình lên men các thực vật giàu đường và tinh bột và loại nhiên liệu này được pha trộn với xăng. Ethanol sinh học có thể được chiết xuất từ các cây trồng nông nghiệp như sắn, ngô, cây mía, củ cải đường, kê và các cây trồng tương tự khác. Ethanol sinh học chủ yếu được sản xuất thông qua một quy trình chưng cất ethanol, nhờ đó mà đường và tinh bột từ các nguyên liệu đầu vào được đun sôi và cô đặc tạo thành cồn ngũ cốc. Các bước cơ bản cho sản xuất ethanol ở quy mô lớn, sử dụng tinh bột là: Hóa lỏng- đường hóa- lên men vi sinh - và tinh lọc bao gồm chưng cất, khử 9 nước và qua quá trình biến chất bắt buộc. Các công đoạn chính được thể hiện trong sơ đồ 1: Sơ đồ 1: Các công đoạn chính của sản xuất NLSH Năng lượng chứa trong ethanol xấp xỉ bằng 2/3 năng lượng trong xăng tính theo cùng thể tích. Bởi lẽ đó giá của nó cao hơn, đặc biệt ethanol được sử dụng làm chất phụ gia cho xăng. Tất cả các động cơ xe có thể sử dụng ethanol pha trộn với khối lượng nhỏ, tới 20% (E20) hoặc với nồng độ cao, tới 85% (E85). Các loại nhiên liệu đầu vào khác nhau do các đặc tính và hàm lượng đường thay đổi, lượng ethanol thu được cũng khác nhau. Bảng 2: Sản lượng ethanol theo các cây làm nguyên liệu đầu vào khác nhau TT Loại cây trồng Lượng ethanol/0,4ha (tính bằng gallon) 1 Củ cải đường ( Pháp) 714 2 Cây mía ( Braxin) 662 3 Sắn (Nigeria) 410 4 Lúa miến (Ấn Độ) 374 5 Ngô ( Hoa Kỳ) 354 6 Lúa mỳ (Pháp) 227 Nguồn: Earth Policy Institute. Plan B 2.0: Rescuing a Planet Under Stress and Civilization in Trouble 2006. NLSH được sản xuất bằng phương pháp chuyển hóa este, một quá trình tách dầu hữu cơ để tạo ra cồn (ethanol hoặc methanol) với chất xúc tác là ethyl hoặc methyl ester. NLSH có thể pha trộn với nhiên liệu diesel hoặc sử dụng trực tiếp 100% để chạy Tinh bột Hóa lỏng Đường hóa Lên men Tinh chế Ethanol 10 động cơ. NLSH được chiết xuất từ các cây trồng nông nghiệp hoặc các nguồn từ dầu cọ, dừa, đậu tương, lạc, vừng, hạt cây cải dầu, dầu từ rau thải hoặc dầu từ các vi tảo. Diesel sinh học về tính chất giống như diesel từ dầu lửa, nhưng về bản chất chúng được tách ra từ tự nhiên, nguồn tái tạo. Pha trộn 20% diesel sinh học với 80% dầu lửa (B20) có thể sử dụng trong tất cả các thiết bị đốt diesel gồm, các động cơ đốt trong, các nồi hơi nhiệt chạy dầu không được cải tiến. lượng pha trộn cao hơn gồm diesel sinh học tinh khiết có thể sử dụng trong rất nhiều động cơ đã có chút ít cải tiến sau năm 1994. Các loại rau thải là nguồn dầu dồi dào để sản xuất diesel sinh học nhưng vì nguồn có sẵn không đảm bảo, vì vậy trên thế giới khó có thể kiếm đủ để sản xuất đáp ứng cho các thiết bị dùng diesel. Tương tự, nguồn cung cấp mỡ động vật cũng hạn chế. Hiện nay cây trồng nông nghiệp là nguồn nguyên liệu đầu vào để sản xuất diessel sinh học có thể sử dụng được. Một thông số ảnh hưởng tới khả năng của nguồn nguyên liệu đầu vào để sản xuất một khối lượng lớn diesel sinh học đó là khả năng sản lượng trên diện tích trồng các loại cây nông nghiệp khác nhau. Một số sản lượng đặc trưng của diesel sinh học được thể hiện ở bảng 3. Bảng 3: Đặc trưng của nguyên liệu đầu vào để sản xuất diesel sinh học TT Cây trồng Sản lượng ( lít/ha) 1 Dâm dương thảo ở Trung Quốc 503-970 2 Dầu cọ 508 3 Dừa 230 4 Hạt cải dầu 102 5 Đậu tương 59,2-98,6 6 Lạc 90 7 Cây hướng dương 82 Nguồn: Earth Policy Institute, Klass, Donald “Biomass for renewable Energy, fuels and chemicals”. Academic Press, 1998 Tất cả các nguồn đầu vào và công nghệ sản xuất NLSH nêu trên được gọi là NLSH thế hệ 1. Loại nhiên liệu thế hệ này bị hạn chế bởi việc mở rộng các nguồn có sẵn như sử dụng đất hiện nay để trồng các loại cây thích hợp là có hạn và bằng các công nghệ truyền thống sử dụng để chuyển đổi các nguồn nguyên liệu này thành NLSH còn bị hạn chế bới hiệu quả và phương pháp xử lý. Vì vậy người ta đã hướng tới NLSH thế hệ 2 . Loại NLSH này được sản xuất từ nguồn nguyên liệu sinh khối không phải là lương thực, sử dụng các công nghệ đang được triển khai hiện nay thông qua các thực nghiệm tự nhiên. Các nguyên liệu này được gọi là “sinh khối xenluloza” có nguồn gốc từ chất thải nông nghiệp, chất thải rừng, chất thải rắn đô thị, các sản phẩm phụ từ quá trình chế biến thực phẩm hoặc loại cỏ sinh trưởng nhanh. Hiện nay người ta còn xếp nhiên liệu từ tảo là loại NLSH thế hệ 3. NLSH thế hệ 2 và thế hệ 3 được gọi là NLSH tiên tiến. [...]... là: - Hyđrô sinh học Hyđrô sinh học cũng giống như hyđrô, trừ khi nó được sản xuất từ các nhiên liệu đầu vào là sinh khối Sản xuất hyđrô sinh học sử dụng phương pháp khí hóa sinh khối và loại bỏ mêtan được tạo ra Phương pháp lựa chọn này có thể thực hiện đối với một số loài sinh vật có thể trực tiếp tạo ra hyđrô trong các điều kiện nhất định Hyđrô sinh học có thể được sử dụng trong pin nhiên liệu để tạo... 2.3 Các vấn đề hiện nay và những thách thức về sản xuất NLSH 2.3.1 Lợi ích của việc sản xuất NLSH Một khía cạnh làm cho NLSH được phổ biến là do chúng đem lại lợi ích thực sự, có thể sử dụng như một nguồn nhiên liệu thay thế Một số lợi ích được thể hiện dưới đây: - NLSH có thể giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đắt đỏ, đang cạn kiệt: Do NLSH có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch sử dụng... toàn và linh hoạt trong các điều kiện văn hóa, nhân khẩu học và nhân chủng học tại địa phương, sản xuất NLSH có khả năng tạo ra phát triển kinh tếxã hội tốt hơn đối với cộng đồng và đặc biệt là đóng góp vào công cuộc giảm đói nghèo 2.3.2 Các thách thức Mặc dù NLSH đem lại lợi ích tiềm năng, nhưng nó cũng làm nảy sinh những thách thức nhất định trong sản xuất và sử dụng đó là: - Vấn đề nguyên liệu đầu vào... Đây là loại nhiên liệu gồm 2% dầu thực vật và 98% diesel ( 21 loại B2), được chính phủ Thái Lan kỳ vọng là sẽ giúp nước này giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu, giảm việc dùng nhiên liệu hoá thạch và góp phần ngăn chặn việc trái đất nóng lên Người Thái cũng sẽ tiến hành chuyển đổi 20% lượng phương tiện hiện có sang sử dụng loại nhiên liệu này và sẽ đưa nhiên liệu cồn và dầu thực vật vào sử dụng... 2004 chỉ khoảng 30% nhu cầu nhiên liệu cho giao thông ở khu vực châu Á (trừ Nhật Bản và Hàn Quốc) với tổng khoảng 535 triệu lít nhiên liệu hóa thạch được thay thế bằng ethanol sinh học hoặc diezel sinh học Nếu 10% diện tích cây trồng được chuyển đổi thì chỉ 3% nhu cầu nhiên liệu cho giao thông được thay thế 29 Cũng có những lo ngại về chi phí của sản xuất NLSH đắt hơn nhiên liệu hóa thạch Do chi phí... đang đứng trước thách thức lớn như việc vận chuyển và các cơ sở hạ tầng, cách thức vận chuyển NLSH và nguyên liệu đầu vào khác  Tuy nhiên, việc phát triển NLSH trong tương lai sẽ không phụ thuộc vào kế hoạch năng lượng của Hoa Kỳ Việc giải phóng nền kinh tế toàn cầu khỏi sự phụ thuộc vào nguồn dầu lửa ở Trung Đông, đòi hỏi các công nghệ khác sử dụng các nhiên liệu từ thực phẩm và thức ăn chăn nuôi... nông nghiệp và các nguyên liệu sinh khối khác được coi là các nguyên liệu góp phần làm trung hòa cácbon bởi chu kỳ sống thực tế của nó, thực vật thu cácbon điôxit thông qua quá trình quang hợp.Tuy nhiên, các nguyên liệu đầu vào sử dụng trong quá trình sản xuất NLSH được coi là nguyên liệu tái tạo và có khả năng làm giảm phát thải khí nhà kính (GHG) Tuy nhiên, cho dù các nhiên liệu đầu vào tự chúng... lệ pha trộn dầu diezel sinh học lên 10% vào 2010 Thái Lan Kế hoạch thay thế 20% tiêu thụ nhiên liệu cho xe cộ bằng NLSH và khí thiên nhiên vào năm 2012 Diezel: thay Ethanol: khuyến thế 20% dầu khích về giá bằng cọ cho các giảm thuế phương tiện xe cộ chạy diezel vào tháng 4/2008 Diezel: tài trợ ở mức Thật sự quan tâm tương tự với trợ cấp tới Jatropha và sắn để giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch 26 Sử dụng... nguyên liệu tiềm năng cho sản xuất NLSH như cồn nhiên liệu (ethanol) và các loại diesel sinh học - Tiềm năng nguồn nguyên liệu cho sản xuất cồn nhiên liệu Các phân tích, đánh giá vùng nguyên liệu có khả năng cho sản xuất cồn của Bộ Công nghiệp trước đây, nay là Bộ Công Thương cho thấy: - Tiềm năng về một số loại cây trồng cung cấp nguyên liệu cho sản xuất cồn của Việt Nam như lúa, ngô, sắn, khoai lang và. .. xấu tới môi trường và đa dạng sinh học của các cánh rừng tự nhiên 31 2.4 Xu thế NLSH trong tương lai Cho dù NLSH thế hệ 1 đem lại lợi ích, nhưng nó có những hạn chế đáng kể và mức độ chấp nhận thấp trên các vùng đất không ổn định do vẫn chưa ngã ngũ xung quanh vấn đề sản xuất và sử dụng Khi thời hoàng kim của loại nhiên liệu này mất đi, người ta đã tìm đến NLSH thế hệ 2 Loại nhiên liệu thế hệ này được . gia giới thiệu Tổng luận: “NHIÊN LIỆU SINH HỌC: LỢI ÍCH VÀ THÁCH THỨC” nhằm cung cấp thêm thông tin về sản xuất và sử dụng loại nhiên liệu này. Hy vọng tài liệu sẽ có ích cho độc giả. TRUNG. dạng nhiên liệu rắn, khí sinh học, nhiên liệu lỏng như ethanol sinh học và diezel sinh học lấy từ các loại cây trồng như cây mía đường, củ cải đường và các loại cỏ năng lượng hoặc từ gỗ nhiên liệu, . sinh khối nông - lâm nghiệp để sản xuất và khai thác hiệu quả nguồn nhiên liệu này. 5 I. NHIÊN LIỆU SINH HỌC VÀ MỐI QUAN TÂM HIỆN NAY 1.1 Khái niệm và các nhóm NLSH NLSH là những nhiên