L ời cam đoan
3.2.3.2 Dầu cây Jatropha
Theo thống kê chính thức năm 2005, Việt Nam còn khoảng 4,3 triệu ha đất đồi núi chưa được khai phá. Cụ thể, miền Tây Bắc Việt Nam có 1,26 triệu hécta, miền Đông Bắc còn 1,26 triệu. Đi xuống phía Nam, các khu vực như Bắc Trung bộ, duyên hải Nam Trung bộ, Tây Nguyên cũng còn gần 2 triệu hécta đất chưa trồng trọt [28]. Theo các chuyên gia, nếu từ nay đến năm 2020, khoảng 1 triệu ha trong khoảng diện tích bỏ hoang đó được biến thành đất canh tác các loại cây dùng để làm nguyên liệu chế tạo nhiên liệu sinh học thì sản lượng sẽ rất lớn.
Trong những năm gần đây, giới nghiên cứu tại Việt Nam và chính quyền đư rất chú ý đến một loại cây mang tên khoa học là jatropha curcas, tên tiếng Việt là ''cây cọc rào, cây cọc giậu hay cây dầu mè'', nó có một tên mới là ''cây diesel'' do khả năng cho dầu của nócó thể dùng cho động cơ diesel.
Theo Tiến sĩ Lê Võ Định Tường thuộc Phân viện hoá học các hợp chất thiên nhiên tại Thành phố Hồ Chí Minh, đặc điểm của loại cây này là sức chịu hạn rất cao, có thể sống ở những nơi ít mưa (250mm/năm), hạn hán 8 - 9 tháng vẫn không chết, cho nên rất dễ trồng. Loại cây này cho rất nhiều hạt, khi ép ra có thể thu được dầu diesel sinh học với tỷ lệ từ 1 đến 3 tấn cho mỗi hécta. Dầu thu được lại không cần chế biến phức tạp, có thể dùng thẳng cho các loại động cơ diesel, hoặc pha chung với diesel từ dầu mỏ [28].
Cây Jatropha curcas L., thuộc chi Jatropha, họ Thầu dầu. Chi Jatropha có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp, ghép từ hai chữ Iatrós (bác sĩ) và trophé (thức ăn), ám chỉ công dụng làm thuốc của cây này. Curcas là tên gọi thông thường của cây Physicnut ở Malabar, n Độ. Tên thông dụng ở các nước hiện nay là Jatropha, ở Việt Nam gọi là cây cọc giậu, cọc rào, cây li, dầu mè...
46
Hình 3.6: Cây Jatropha
3.2.3.2.1 Ngu n gốc
Jatropha là một loài cây đư xuất hiện trên trái đất khoảng 70 triệu năm. Nguồn gốc từMexico (nơi duy nhất tìm thấy hóa thạch của cây này) và Trung Mỹ, được người BồĐào Nha đưa qua Cape Verde, rồi lan truyền sang châu Phi, châu Á, sau đó được trồng ở nhiều nước, trở thành cây bản địa ở khắp các nước nhiệt đới, cận nhiệt đới trên toàn thế giới.
Từ năm 1991, Giáo sư người Đức là Klause Becker của Trường Đại học Stuttgart đư nhận đơn đặt hàng của Tập đoàn Daimler Chrysler hợp tác với hưng tư vấn của Áo tiến hành nghiên cứu cây Jatropha ở Nicaragua để làm nguyên liệu sản xuất diesel sinh học, từ đó dấy lên cơn sốt Jatropha trên phạm vi toàn cầu [8]. Hiện nay nhiều nước trên thế giới đang chạy đua phát triển cây này, nhất là các nước n Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Malaixia, Indonexia, Philippin, Mianma và nhiều nước Châu Phi, nhằm phục vụ nhu cầu năng lượng tại chỗ và xuất khẩu.
3.2.3.2.2 Đ c điểm
Jatropha là loài cây hiện chưa xác định được nó du nhập Việt Nam từ khi nào, nhưng được trồng khá phổ biến làm bờ rào ở nhiều tỉnh trên cả nước. Cây Jatropha có thể nhân giống bằng hạt hoặc bằng hom cành. Cây sinh trưởng và phát triển ở nơi có độ cao 0 – 500 m so với mặt biển, trên các vùng đất xấu, khô hạn với lượng mưa từ 300 mm/năm trở lên. Quảcó ba ngăn trong chứa hạt
47
hình oval, màu đen, kích thước khoảng 2 × 1 cm, khi phơi khô có thể lấy hạt ra dễ dàng.
Hình 3.7: Hạt nhân Jatropha
Cây Jatropha có nhiều lợi ích, công dụng. Trước hết, các bộ phận của loài cây cọc rào này có thể tạo ra các sản phẩm như: Phân bón, gỗ, than gỗ, làm dược liệu. Hạt Jatropha sau khi ép dầu còn cho 70% bã chứa trong đó khoảng 20% protein làm phân hữu cơ phục vụ nông nghiệp rất tốt.
3.2.3.2.3 Giá tr sử dụng
Jatropha vốn dĩ là một cây dại hoặc bán hoang dại mà người dân các nước ở vùng Đông Nam Á và Châu Mỹ La Tinh trồng chỉ để làm bờ rào và làm thuốc, nhưng với những phát hiện mới của khoa học, đư cho thấy Jatropha có tiềm lực giá trị cực kỳ to lớn, được đánh giá rất cao, là một loại cây hết sức quý giá mà loài người phải quan tâm khai thác tốt những giá trị sinh học của cây này.
3.2.3.2.4 V kinh t , xã h i
Phát hiện quan trọng nhất từ Jatropha là lấy hạt làm nguyên liệu sản xuất dầu diesel sinh học. Hạt Jatropha có hàm lượng dầu có thểđạt tới trên 30%. Từ hạt ép ra dầu thô, từ dầu thô tinh luyện được diesel sinh học và glyxerin. Mặc dầu diesel sinh học được sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu: cải dầu, hướng dương, đậu tương, dầu
48
cọ, mỡđộng vật…, nhưng sản xuất từ Jatropha vẫn có giá thành rẻ nhất, chất lượng tốt, tương đương với dầu diesel hóa thạch truyền thống.
Nếu một hecta Jatropha đạt năng suất 8 - 10 tấn hạt/ha/năm có thể sản xuất được 3 tấn diesel sinh học. Loại dầu này sẽ thay thế được một phần dầu diesel truyền thống đang cạn kiệt, giảm thiểu được lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính, là loại dầu cháy hết và không có lưu huỳnh, là dầu sạch, thân thiện với môi trường. Hạt Jatropha sau khi ép dầu, 30% là sản phẩm dầu, 70% là khô dầu, có hàm lượng protein khoảng 20%, dùng làm phân hữu cơ quý, nếu khử hết độc tố có thể làm thức ăn gia súc.
Jatropha còn tạo ra hiệu ứng xã hội cực kỳ to lớn. Do trồng ở các vùng miền núi nghèo túng, cây Jatropha sẽ tạo nhiều việc làm và thu nhập khả quan cho đồng bào các dân tộc, trong khi cho đến nay, trên đất dốc còn lại của các vùng này vẫn chưa tìm kiếm được bất cứ cây gì khả dĩ trồng được trên diện tích lớn, có thu nhập cao, lại có thịtrường ổn định.
3.2.3.2.5 V môi tr ng
Jatropha là cây sống lâu năm, che phủ đất cực kỳ tốt, tuổi thọ 50 năm, sinh trưởng phát triển được ở hầu hết các loại đất xấu, nghèo kiệt, đất dốc, đất trơ sỏi đá, khó cháy do thân cây mọng nước, gia súc không ăn do cây có mùi hôi. Bởi vậy cây Jatropha trồng trên các vùng đất dốc sẽđược coi là cây "lấp đầy" lỗ hổng sinh thái ở các vùng sinh thái miền núi, chống xói mòn, chống cháy rừng, nâng cao độ phì của đất. Jatropha còn có thể trồng ở các vùng đất sa mạc hóa, bãi thải khai thác khoáng sản, góp phần phục hồi hệ sinh thái các vùng này. Vì vậy cây Jatropha được đánh giá là tạo ra hiệu ứng to lớn về bảo vệmôi trường.
49
Hình 3.8: Quy trình sản xuất Biodiesel
3.2.3.2.6 Bã sau khi ép dầu làm phân hữu cơ và th c ăn chăn nuôi
Bảng 3.5: Hàm lượng % các chất trong bánh dầu Jatropha [17]
Thành phần Hàm lượng (%) Trong bánh dầu Jatropha Trong phân bò N 5,7 – 6,48 2 P2O5 2,6 – 3,1 1,5 K2O 0,9 – 1,0 2 CaO 0,6 – 0,7 4 MgO 1,26 – 1,34 1
50
Hàm lượng trên được sử dụng làm phân hữu cơ rất tốt để bón cho các loại cây trồng, nhất là cho vùng sản xuất nông nghiệp hữu cơ, nông nghiệp sạch, vừa góp phần sản xuất sản phẩm sạch, vừa nâng cao độ phì của đất. Trong thành phần hạt Jatropha có độc tố curcin, có thể gây tửvong cho người và gây hại cho vật nuôi. Phân tích hai giống được sử dụng trong vườn giống của Trường Đại học Thành Tây, Quận Hà Đông, Hà Nội, hàm lượng dinh dưỡng trong bã khô dầu:
- Protein đạt 25,87 - 29,91%.
- Xơ đạt 21,41 - 29,77%.
- Tro đạt 4,86 - 5,11%.
- Chất béo đạt 28,61 - 31,67%.
- Sắt đạt 177,89 - 177,94 mg/kg, nhiều chất khoáng khác [8].
Toxalbumin curcin là độc tố chính trong hạt. Chỉ cần ăn 2 hạt Jatropha đư có thể gây đau bụng và nôn mửa, nửa tiếng sau khi ăn.
Nếu khử hết độc tố thì bã khô dầu Jatropha trở thành một loại thức ăn giàu đạm cho các loài gia súc, gia cầm, tạo ra nguồn thức ăn chăn nuôi quý, góp phần giải quyết nhu cầu thức ăn công nghiệp sẽ thiếu hụt trầm trọng đối với ngành chăn nuôi trong tương lai gần.
3.2.3.3 Tình hình tr ng Jatropha 3.2.3.3.1 Trên th gi i
n Độđư xác định Jatropha là cây cho hạt có dầu thích hợp nhất để sản xuất diesel sinh học. Từ năm 2001, nhiều bang ở n Độ đư có chương trình khuyến khích trồng Jatropha trên quy mô lớn ở các vùng đất hoang hoá, được nhà nước hỗ trợ giống và các nguồn vật tư đầu vào nhằm tạo việc làm, xóa đói giảm nghèo, phát triển bền vững xã hội nông thôn n Độ. Chính phủ n Độ đặt chỉ tiêu trồng 11 triệu ha cây Jatropha vào năm 2012 để có đủ nguyên liệu sản xuất diesel sinh học phối trộn theo tỷ lệ 20%. Trong tương lai n Độ tiếp tục mở rộng trồng Jatropha trên phạm vi cả nước, đưa diện tích trồng trên 33 triệu ha, trong số hơn 133 triệu ha đất đang bị bỏ hoang [8].
51
Châu Á, Mianma, Lào phát triển trồng Jatropha với tốc độ nhanh. Trung Quốc là nước quan tâm phát triển mạnh Jatropha trong vài năm gần đây. Cho đến thời điểm này, Jatropha vẫn là một cây dại, mới được đưa vào đối tượng cây trồng được khoảng trên 15 năm, cũng có thể coi Jatropha là cây công nghiệp trẻ nhất trong lịch sử trồng cây công nghiệp của loài người. Dự báo thị trường dầu Jatropha sẽ hình thành ít nhất cũng phải sau vài ba năm nữa.
Hiện nay rất nhiều nước và công ty đầu tư cho trồng cây Dầu mè:
- Indonesia quyết định đầu tư trồng 10 triệu ha, Trung Quốc kế hoạch đến năm 2010 sẽ trồng 13 triệu ha và Công ty D1 OILS của Anh liên doanh với công ty Chinese Chua Technology Company Ltd. đầu tư trồng 2 triệu ha và xây dựng các nhà máy chế biến biodiesel cho thị trường Trung Quốc.
- Liên doanh Lào-Italia đư triển khai trồng 100.000 ha Dầu mè ở tỉnh Bolikhamsay, Công ty Eco-Carbone của Pháp dự kiến đầu tư 3 dự án, mỗi dự án trồng 10.000 ha Dầu mè ở cả 3 miền Bắc – Trung – Nam cùng với các nhà máy chế biến biodiesel ở đây và có nhiều công ty của Hàn Quốc, Mỹ, Malaysia, Anh, n Độ… đang có phương án đầu tư vào Việt Nam trong lĩnh vực này [8].
3.2.3.3.2 Vi t Nam
Cây Jatropha là một cây trồng rất dễ tính, có phổ thích nghi rộng, có thể trồng được ở hầu hết các vùng nhiệt đới, á nhiệt đới, ở độ cao từ 7 – 1600 m so với mực nước biển, nhiệt độ bình quân năm từ 11 - 280C, lượng mưa/năm từ 520 – 2000 mm, chịu được đất sỏi sạn, đất nghèo kiệt, độ dốc tới 30 - 400, chịu hạn, chịu đất xấu, không cháy, không bị gia súc ăn, rất ít sâu bệnh. Như vậy, ở Việt Nam cây Jatropha có thể trồng được ở mọi nơi của vùng đồi núi, vùng đất cằn cỗi, trừ vùng đất ngập nước, gồm:
- Các vùng miền núi phía Bắc.
- Các vùng miền núi miền Trung.
- Các vùng đất cát ven biển dọc miền trung từ Hà Tĩnh đến Bình Thuận.
Theo Tiến sĩ Thái Xuân Du, Trưởng phòng Công nghệ tế bào thực vật, Viện Sinh học nhiệt đới, chiết xuất thành công dầu diesel từ hạt dầu cọc rào (tỷ lệ dầu tới
52
35 - 40%), đư có thể mở ra một hướng đầu tư mới cho các doanh nghiệp Việt Nam [8].
Hiện nay một số doanh nghiệp ở nước ta đang quan tâm vào lĩnh vực này, Công ty trách nhiệm hữu hạn Năng lượng Xanh (thành phố Hồ Chí Minh) triển khai Dự án trồng khoảng 500 ha cây dầu cọc rào trên địa bàn tỉnh Bình Định và đư được Uỷ Ban Nhân Dân tỉnh chấp thuận triển khai dự án. Vừa qua nhóm nghiên cứu của tiến sỹ Du tiến hành trồng thử nghiệm tại tỉnh Bình Phước, kết quả cho thấy: điều kiện khí hậu, đất đai ở nước ta phù hợp với phát triển cây dầu cọc rào, với ưu điểm sinh trưởng nhanh, và bắt đầu cho ra quả sau khi trồng từ 6 - 12 tháng [8].
Công nghệ sản xuất biodiesel sau khi ép dầu từ hạt cây dầu cọc rào tương đối đơn giản. Đềán “Nghiên Cứu, Phát Triển và Sử Dụng Sản Phẩm cây Cọc rào (Jatropha curcas L.) ở Việt Nam giai đoạn 2008 - 2015 và tầm nhìn đến 2025”, với mục tiêu :
- 2008 : 2010 thử nghiệm, khảo sát và sản xuất thử 30.000 ha
- 2015 : 300.000 ha
- 2025 : 500.000 ha.
Hiện nay, đư có hàng chục đơn vị trong và ngoài nước đầu tư trồng Jatropha ở nhiều vùng sinh thái khác nhau với diện tích lên tới hàng trăm hécta.
Công ty Năng lượng Xanh Việt Nam hợp tác với Trung tâm Công nghệ Sinh học (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) đư đưa mô hình trồng Jatropha trên đất cát, đất khô hạn, đất đồi… vào các tỉnh Đắc Lắc, Ninh Thuận, Bình Định, Bình Phước, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế, Vĩnh Phúc, Phú Thọ là những tỉnh đất khô hạn, đất đồi, lượng mưa ít… cho kết quả khả quan: cây Jatropha có thể thích nghi với hầu hết vùng đất ở Việt Nam.
Trên cơ sở kết quả khảo nghiệm nói trên, Công ty BP (Anh) và Jatro (Úc) cùng với GEVN đang nghiên cứu đề án đầu tư 100 triệu USD trồng Jatropha ở Việt Nam, Lào, Campuchia với diện tích lên tới 1 triệu ha.
Công ty TNHH Trường Thịnh cũng dự định trồng 15.000 ha ở Gia Lai, 100.000 ha ở Bình Thuận, Kon Tum, Đắk Lắk. Công ty này đảm nhận vùng sản
53
xuất để cung cấp sản lượng phục vụ cho nhà máy với vốn đầu tư khoảng 250 triệu USD.
Các tỉnh thành Việt Nam đư được trồng thử nghiệm cây Jatropha như Bình Thuận ( Hàm Thuận Nam, Hàm Thuận Bắc, Bắc Bình, Tuy Phong), Ninh Thuận, Đồng Nai, Bình Phước, Thành Phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Khánh Hòa, Phú Yên, Quảng Ngãi, Nghệ An, Thanh Hóa, Lâm Đồng (Đức Trọng), Sơn La, Hà Nội (Sóc Sơn), Điện Biên, Lai Châu, Bắc Cạn, Cao Bằng, Lạng Sơn, Hòa Bình, Hà Nam…
3.2.3.4 Các lo i cây có dầu khác
Các cây hướng dương, cây đậu nành, cải dầu có thể làm nguyên liệu biodiesel để sản suất ở Việt Nam. Cây hướng dương, và cải dầu thích nghi tốt ở điều kiện sinh thái Việt Nam. Cây hướng dương và cải dầu với thời gian sinh trưởng ngắn: 90 - 120 ngày đư cho nhiều dầu và chất lượng dầu rất tốt.
Nhưng giá trị kinh tế của các loại cây này rất to lớn trong việc sản xuất dầu ăn và các loại thực phẩm khác, đồng thời sản lượng của nó không đủ để đáp ứng nhu cầu sản xuất Biodiesel nên việc nghiên cứu ứng dụng để sản xuất là không phù hợp ở điều kiện Việt Nam hiện nay.
Hạt dầu cao su cũng đang được nghiên cứu để sản xuất, hiện nay ở Việt Nam cũng chiết dầu từ hạt để làm chất đốt. Diện tích rừng cao su hiện nay ở Việt Nam khoảng 549.000 ha (năm 2007), chủ yếu tập trung ở các tỉnh thành phía Nam [9]. Công trình nghiên cứu về sử dụng dầu Biodiesel từ hạt cao su cũng đư tiến hành ở một số nước trên thế giới, cho kết quảnhư các loại dầu Biodiesel khác. Công đoạn sản xuất tương đối đơn giản, năng suất cao.
Nếu thu góp được tất cả hạt của cây cao su, ngay từ bây giờ Việt Nam có thể sản xuất được 54.250 tấn dầu cao su, tương ứng với gần 1 triệu tấn diesel sinh học B5. Hạt cao su chín rụng vào khoảng tháng 7 và 8 dương lịch. Các cơ sở đồn điền cao su đều đư có sẵn máy móc và phương tiện ép dầu.
54
3.2.4 Biodiesel t t o biển
Một tài nguyên vô cùng phong phú mà Việt Nam chưa quan tâm đúng mức để khai thác để sản xuất nhiên liệu sinh học đó là môi trường nước, trong đó vấn đề quan tâm chính là tảo.
Dầu mỏ bắt nguồn từ sự phân hủy tảo, chất hữu cơ trầm tích, phiêu sinh, vi sinh vật ở thời cổ đại. Tảo là thực vật có khả năng lục hóa, lấy năng lượng mặt trời biến CO2 thành đường.