Như chúng ta đã biết, đứng về mặt địa dư, Việt Nam là quốc gia vùng nhiệt đới, có rất nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển năng lượng sinh học. Mặt khác, hoạt động sản suất nông nghiệp hay ngư nghiệp của Việt Nam hàng năm tạo rất nhiều chất thải hữu cơ, nếu quyết định tận dụng, chế biến thành nhiên liệu, thì đây sẽ là nguồn năng lượng đáng kể.
a) Sản xuất biodiesel từ 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 khoảng 1,26 triệu hecta, miền Đông bắc khoảng 1,2 triệu ha. Đi xuống phía Nam, các khu vực Bắc Trung Bộ, duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên cũng còn khoảng 2 triệu ha đất chưa trồng trọt. Theo các chuyên gia nếu từ nay đến năm 2020, khoảng 1 triệu hecta trong khoảng diện tích bỏ hoang đó được chế biến thành nhiên liệu sinh học thì sản lượng sẽ rất lớn.
Trong những năm gần đây, giới nghiên cứu tại Việt Nam và chính quyền đã 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” hình 2.6, có khả năng cho dầu rất lớn. Đặc biệt có thể trồng trong điều kiện đất đai, khí hậu tại mọi vùng miền của nước ta và có thể cho năng suất cao với những loại giống nhập khẩu tốt.
còn gọi là cây cọ rào rất dễ trồng và chịu hạn cao
Theo tiến sĩ Lê Võ Định Tường thuộc phân viện hóa học các hợp chất
thiên nhiên tại Thành
p
Hình 2.6. Cây Jatropha hố Hồ Chí Minh, đặc điểm của cây này là sức chịu hạn
rất cao, có thể sống ở những nơi ít mưa (250 mm/năm), hạn hán 8 – 9 tháng mà vẫn không chết, cho nên rất dễ trồng. Dầu thu được không cần chế biến phức tạp, có thể dùng thẳng cho động cơ diesel, hoặc pha chung với diesel từ dầu mỏ. Vì vậy, ngày 19/6/2008 Bộ Nông nghiệp và PTNT đã có Quyết định số 1842/QĐ- BNN-LN phê duyệt Đề án “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 năm 2025”.
Dầu diesel sinh học từ Jatropha lại chứa oxy trong phân tử và không có sulfur nên được đốt cháy hết, giảm thiểu khí gây hiệu ứng nhà kính và gây ung thư. Bên cạnh đó, cây Jatropha có thể được dùng làm phân hữu cơ, làm thức ăn gia súc và sinh khối biomasse của vỏ, quả, thân, lá có thể được dùng để sản xuất biogas. Hiện tại đã có rất nhiều các đơn vị nhập khẩu, nhân giống và trồng thử nghiệm. Sau khi Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam hoàn thành giai đoạn 1
công nghệ sản xuất dầu sinh học biodisel. Cty CP Đại Đồng - Touchwood vinh dự trở thành đơn vị tiên phong chịu trách nhiệm mở rộng quy mô sản xuất dầu sinh học cũng như đưa sản phẩm ra thị trường.
Với những nỗ lực vượt bậc trong việc nghiên cứu, ứng dụng tiến bộ khoa học vào sản xuất, trong thời gian ngắn, công ty Đại Đồng - Touchwood áp dụng thành công chương trình canh tác cây lâm sản hiệu quả cao và sản xuất thử nghiệm thành công dầu diesel sinh học từ hạt Jatropa, góp phần phát triển kinh tế kết hợp với phát triển xã hội, chống biến đổi khí hậu và bảo tồn rừng tại VN. Ông Nguyễn Hữu Chỉnh, Tổng Giám đốc Đại Đồng - Touchwood chia sẻ, hiện đơn vị đã kết hợp với Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Tập đoàn Touchwood (Úc), công ty cổ phần Năng lượng xanh Hoa Kỳ, Viện Nghiên cứu dầu & cây có dầu (TP.HCM) trồng thử nghiệm và đại trà hàng ngàn ha cây Jatropha lấy hạt sản xuất dầu sinh học (Biodiesel) tại các tỉnh Hà Giang, Quảng Ninh, Phú Thọ, Sơn La, Hà Nội, Ninh Thuận và 5 tỉnh Tây Nguyên... Chuẩn bị đầu tư trồng mới 220 ha cây Jatropha giống lấy hạt làm giống và nguyên liệu chế biến dầu dieselsinh học tại huyện Chương Mỹ (Hà Nội). Ngoài ra, công ty kết hợp trồng xen các loại cây đàn hương, dó trầm, tre gỗ… để chắn gió, tránh độc canh và trồng xen gừng, nghệ, cây thuốc nam khi trong 3 năm đầu cây thầu dầu chưa phát tán đầy đủ nhằm tăng hiệu quả của dự án.
Theo các tài liệu khoa học, hạt Jatropha có hàm lượng dầu 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 cọ, mỡ động vật… nhưng sản xuất từ Jatropha vẫn có giá thành rẻ nhất, và đạt chất lượng tốt. Mặt khác còn đóng góp vào việc phát triển kinh tế cho các vùng sâu, vùng xa và gúp nông dân có thu nhập ổn định.
Hình 2.7. Hệ thống dây chuyền lọc dầu sinh học của Đại Đồng - Touchwood đặt tại Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam
Loại dầu này sẽ thay thế được 1 phần dầu diesel truyền thống đang cạn kiệt, giảm thiểu lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính, là loại dầu cháy hết và không có lưu huỳnh, thân thiện với môi trường.
Tuy nhiên hiện nay bước đầu việc thử nghiệm trồng cây jatropha tại Việt Nam cho năng suất chưa cao cụ thể như sau: Ở năm thứ 4 sau khi trồng, năng suất cao nhất thuộc về giống VN 08-52 đạt 949 kg/ha, kế đến là giống AĐ 08-34 đạt 688 kg/ha và giống AĐ 08-24 đạt 615 kg/ha. Hầu hết các giống có khối lượng 100 hạt từ 68g-73g. Vì vậy trong giai đoạn tiếp theo chúng ta cần tập trung nghiên cứu đưa vào trồng những giống mới và cách thức canh tác để đạt năng suất cao nhất.
Phát huy năng lượng sinh học còn cho phép một số ngành sản xuất hàng đầu tại Việt Nam thải ra môi trường một số sản phẩm thừa gây ô nhiễm, qua việc xử lý các chất thải này để biến chúng thành nhiên liệu sinh học phục vụ cho đời sống. Một trong những sản phẩm có thể trở thành nguồn nhiên liệu sinh học sau khi được xử lý là mỡ cá basa.
b) Sản xuất biodiesel từ mỡ cá basa
Trong một vài năm gần đây, ngành nuôi cá tra và cá basa ở Việt Nam phát triển rất nhanh. Ở vùng đồng bằng sông Cửu Long từ hơn 250 nghìn tấn một năm, tổng sản lượng cá này đã lên đến hàng triệu tấn hiện nay, chủ yếu phục vụ cho xuất khẩu. Tuy nhiên, để xuất khẩu người ta phải lọc bỏ đi phần đuôi, đầu, da, xương và đặc biệt là mỡ cá. Tính ra hàng năm đồng bằng sông Cửu Long thải ra ít nhất là 30 nghìn tấn mỡ cá tra và cá basa. Tất nhiên loại mỡ này dùng vào việc sản xuất mỡ bôi trơn, thức ăn gia súc. Tuy nhiên khi mỡ thừa không bán được phải thải ra môi trường làm lãng phí và gây ô nhiễm môi trường. Vì lý do đó mà rất nhiều doanh nghiệp đã kết hợp với việc nghiên cứu khoa học để tìm cách tận dụng nguồn mỡ cá, đưa vào sản xuất biodiesel. Hình 2.8 thể hiện việc chiết suất dầu diesel sinh học từ mỡ các Basa.
Hình 2.8. Mỡ cá basa được dùng làm nguyên liệu sản xuất biodiesel
Từ mỡ cá, ông Hồ Xuân Thiên, Công ty Agifish (An Giang), đã nghiên cứu sản xuất thành công dầu biodiesel - một dạng dầu diesel sạch, giá thành chỉ 6.500 đồng/lít. Ngày 4-5, Hội đồng khoa học, trong đó có sự tham gia của một số nhà khoa học, chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực hóa dầu ở TP.HCM, đã công nhận công nghệ sản xuất dầu bio-diesel từ mỡ cá tra, ba sa của ông Hồ Xuân Thiên - Công ty Agifish, An Giang. Tất cả các nhà khoa học đều cho rằng đây là
một đề tài nghiên cứu có giá trị ứng dụng vào thực tiễn cao.
Tới đây, tỉnh An Giang, Saigon Petro và các nhà khoa học, chuyên gia sẽ góp ý, hỗ trợ ông Thiên hoàn thiện thêm qui trình công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, sau đó ứng dụng trên qui mô lớn và phát triển thành một dự án sản xuất dầu biodiesel ở Việt Nam.
Từ năm 2005 đến nay nhà máy chế biến biodiesel Minh Tú vẫn là nhà máy có qui mô sản xuất lớn nhất trong vùng, ứng dụng khoa học kỹ thuật theo qui trình chính qui. Công suất nhà máy đạt 50 tấn/ngày (tương đương khoảng 60.000 lít/ngày). Đặc biệt giá các loại sản phẩm từ nhà máy có giá thành có thể cạnh tranh với các mặt hàng dầu hoả khoáng sản cùng loại. Các mẫu dầu biodiesel sản xuất thử nghiệm sau đó được gửi sang Singapore xác định chỉ tiêu chất lượng, đạt tiêu chuẩn của Hoa Kỳ. [15]
c) Sản xuất biodiesel từ tảo biển
Mặt khác Tảo biển cũng là một nguồn nguyên liệu để sản xuất biodisel phong phú mà không xâm hại đến an ninh lương thực như những loại cây trồng khác. Đặc biệt, tảo có thể tồn tại ở bất cứ nơi nào có đủ ánh sáng, kể cả vùng hoang hóa, nước mặn, nước thải, lại có khả năng làm sạch môi trường nước thải. Để nuôi tảo, chỉ cần ánh sáng, CO2, nước và dinh dưỡng có thể là phân hóa học hoặc phân truồng. Tảo giống thường được nuôi trong phòng thí nghiệm, về sau có thể chuyển qua bề mặt ao để nuôi. Đặc biệt, tảo có hàm lượng dầu cao có thể dùng đẻ chiết tách lấy dầu. Nghiên cứu sử dụng nguồn tảo giống Chlorella trong nước, được cung cấp từ Khoa Thuỷ sản Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM, Khoa Thuỷ sản Trường ĐH Cần Thơ và Trung tâm Quốc gia giống Hải sản Nam Bộ. Thí nghiệm cho thấy tảo Chlorella cho dầu có màu vàng sậm, năng suất chuyển đổi dầu thành biodiesel là 97% sau 2 giờ phản ứng. Hình 2.9 mô tả quá trình nuôi tảo trong phòng thí nghiệm.
Hình 2.9. Phòng thí nghiệm nuôi tảo biển
TS. Trương Vĩnh đề nghị, nên nhập các giống tảo hàm lượng dầu cao để các đơn vị thuỷ sản nghiên cứu triển khai nuôi trồng các vùng ngập mặn, hoang hoá. Đồng thời cần nghiên cứu ứng dụng các thiết bị nuôi quang hợp, chiết tách dầu để tự chế tạo, giảm giá thành sản xuất biodiesl trong tương lai. [11]
Việc sản xuất biodiesel từ tảo không cạnh tranh với đất trồng cho thực phẩm và góp phần giảm thiểu khí nhà kính làm sạch môi trường. Theo nhóm nghiên cứu, đây là một hướng đi triển vọng mà nhiều nước trên thế giới đã đi.
d) Sản xuất biodiesel từ dầu ăn thải
Tại Việt Nam, Các nhà khoa học đã bước đầu sản xuất được nhiên liệu biodiesel (nhiên liệu sinh học) chiết xuất từ dầu ăn phế thải để làm nguồn nhiên liệu cho các động cơ diesel hoạt động. Biodiesel được sản xuất từ dầu rán phế thải có tính ứng dụng vào cuộc sống cao khi sử dụng cho các loại xe tải, xe buýt… góp phần vào việc giảm khí thải độc hại ra môi trường. Biodiesel chiết xuất từ dầu ăn phế thải được sản xuất theo công nghệ mới, tiên tiến. Đó là công nghệ đồng dung môi. Bản chất của công nghệ mới này là sử dụng một dung môi với liều lượng thích hợp, rút ngắn đáng kể thời gian phản ứng, chỉ còn 30 - 40 phút cho một mẻ 350 lít, nhiệt độ phản ứng 30-350C, quá trình tách glycerine, rửa sản phẩm rất ngắn, chỉ mất 1 giờ thay vì phải 6 giờ theo phương pháp cổ
điển. Nhờ vậy sẽ tốn ít năng lượng điện hơn và vì thế giá thành sản phẩm sẽ thấp hơn rất nhiều. Dầu rán phế thải sẽ được đưa vào hệ thống máy móc, thiết bị chế biến sử dụng công nghệ đồng dung môi. Thông qua các phản ứng hóa học bằng công nghệ đồng dung môi, sẽ chiết xuất để tạo ra phân tử biodiesel. Các phân tử này về mặt hóa học giống như dầu diesel thông thường.
Nhận định chung cho thấy ở các thành phố lớn có thể sản xuất biodiesel từ dầu ăn phế thải ra hàng năm. Đơn cử như tại TP HCM đã có nguồn dầu phế thải dồi dào, với lượng dầu ăn phế thải ra khoảng 6-7 tấn mỗi ngày, riêng mỗi nhà hàng tại TP HCM trung bình mỗi ngày thải ra 20-30kg dầu ăn nên nguồn nguyên liệu đầu vào nhằm sản xuất biodiesel là hoàn toàn khả thi. Một số nhà hàng, khách sạn lớn tại TP HCM ủng hộ dự án sản xuất dầu diesel sinh học và sẵn sàng hợp tác thu gom dầu ăn đã qua sử dụng và lượng dầu mỡ tách ra từ nguồn nước thải. Ngoài ra, các nhà máy sản xuất mì ăn liền, chế biến thực phẩm ở TP HCM cũng sẵn sàng thu gom dầu ăn phế thải để sản xuất biodiesel.
e) Sản xuất biodiesel từ các loại dầu thực vật khác
Ngoài ra cây dừa cũng là một trong những loại có sản lượng lớn tại Việt Nam dùng để sản suất ra biodiesel. Cây dừa được trồng chủ yếu tại các tỉnh Tây Nam Bộ, tuy nhiên chúng ta đang phát triển sản xuất dừa để tạo ra những sản phẩm có giá trị kinh tế cao. Để thị trường tiêu thụ dừa được ổn định thì chúng ta cũng cần phải tính đến hướng phát triển sản xuất biodiesel từ dầu dừa.
