III. PHÁT TRIỂN NHIÊN LIỆU SINH HỌC Ở VIỆT NAM
3.2. Tình hình nghiên cứu, phát triển NLSH tại Việt Nam
o Kết quả bước đầu về nghiên cứu sử dụng NLSH
Việt Nam là một nước được thiên nhiên ưu đãi, hội tụ đủ các nguồn tài nguyên năng lượng. Tuy nhiên, khả năng khai thác, chế biến và sử dụng nguồn tài nguyên năng lượng còn hạn chế. Theo phân tích tình hình phát triển kinh tế và các nguồn cung cấp năng lượng, dự kiến đến năm 2020 nước ta tiếp tục phải nhập khẩu các sản phẩm dầu mỏ, trong khi giá dầu luôn có áp lực rất lớn đến phát triển kinh tế.
Để giải quyết vấn đề này, nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất NLSH đã được tiến hành: sản xuất diesel từ đậu tương, vừng, dầu phế thải; sản xuất ethanol từ mía, ngô, lúa, sắn,...Việc nghiên cứu và sản xuất nhiên liệu sạch sử dụng cho giao thông vận tải đã được giao cho một số cơ quan như Petrolimex, Petro Việt Nam, Đại học Kỹ thuật Đà Nẵng và đã có kết quả ứng dụng bước đầu đáng khích lệ.
Việt Nam cũng đã định hướng được các nhiệm vụ nghiên cứu - đầu tư cả về diesel sinh học (nguồn mỡ cá, dầu ăn phế thải, trồng và chế biến cây Jatropha…), NLSH (nguyên liệu sắn, mía đường, rơm, trấu…), và ethanol sinh học (từ các loại tảo). Hiện nay, đã có ít nhất 4 dự án đầu tư nghiên cứu ứng dụng NLSH.
Đó là dự án Công ty cổ phần NLSH và Dầu khí miền Bắc, quy mô 100 triệu lít ethanol 99,7%/năm, nhu cầu nguyên liệu 200.000 tấn sắn/năm, dự kiến hoàn thành vào năm 2009; dự án Công ty NLSH miền Trung quy mô 100 triệu lít ethanol 99,7%/năm, nhu cầu 200.000 tấn sắn/năm dự kiến đi vào hoạt độngnăm 2010; dự án Công ty TNHH Đồng Xanh quy mô
100.000 tấn/năm và dự án Công ty NLSH - Hóa dầu Sài Gòn quy mô 40 triệu lít ethanol 99,7%/năm.
Việt Nam bắt đầu nghiên cứu diesel sinh học từ 20 năm qua nhưng còn hạn chế trong kết quả nghiên cứu, cũng như chưa có những chính sách khuyến khích từ phía Nhà nước, nên diesel sinh học chưa được ứng dụng rộng rãi.
Nghiên cứu và sản xuất nhiên liệu sạch đã được Petrolimex, Petro Vietnam... triển khai và đã có những kết quả. Đại học Bách Khoa TP.HCM đã pha chế, thử nghiệm để chứng minh ethanol có thể thay thế xăng dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong.
Viện Nghiên cứu rượu bia NGK cũng đã nghiên cứu và đưa ra các kết quả về sử dụng ethanol làm nhiên liệu thay thế cho một số loại động cơ. Công ty Phụ gia dầu mỏ APP đã pha chế, thử nghiệm sản xuất mỡ bôi trơn từ mỡ thực vật hoá học.
Viện Công nghệ thực phẩm đã và đang nghiên cứu sản xuất ethanol từ phế thải nông nghiệp. Nhiều đơn vị trong đó có Công ty phụ gia dầu mỏ (APP), Sài Gòn Petro, Công ty Mía đường Lam Sơn, v.v... đã có kế hoạch pha chế thử nghiệm và tiến tới sản xuất ở quy mô phù hợp và đưa vào sử dụng.
Công ty Cổ phần Cồn sinh học Việt Nam đã đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất cồn công nghiệp với công suất 66.000 m3/năm tại Đắc Lắc. Để đảm bảo nguyên liệu, công ty đã lên kế hoạch trồng 4.000 ha cây tinh bột Tiboca.
Bên cạnh đó là các dự án hợp tác đầu tư liên doanh liên kết giữa Công ty đường Biên Hoà với Công ty của Singapo ký kết hợp tác tháng 8/2007 đầu tư nhà máy sản xuất cồn sinh học công suất 50.000 tấn/năm; dự án hợp tác Công ty Petrosetco Việt Nam và Itochu Nhật Bản đầu tư khoảng 100 triệu USD để xây nhà máy ethanol công suất 100 triệu lít/năm từ nguyên liệu sắn lát tại Khu công nghiệp Phước Hiệp - TP.HCM. Dự kiến, khoảng 99,8% sản phẩm ethanol sẽ được cung ứng cho thị trường phục vụ sản xuất xăng sinh học.
Như vậy, song song với các dự án nghiên cứu khoa học về năng lượng sinh học, việc triển khai phát triển, sử dụng NLSH đã được Việt Nam quan tâm đẩy mạnh và hướng đầu tư sản xuất ở quy mô công nghiệp. Mặc dù chưa thực sự phát triển rầm rộ và NLSH chưa được ứng dụng rộng rãi nhưng việc đầu tư phát triển NLSH ở Việt Nam được coi là hướng đi tất yếu.
o Tiềm năng nguồn nguyên liệu sản xuất NLSH
Việt Nam có nền nông nghiệp chiếm tỷ trọng khá lớn trong cơ cấu nền kinh tế với hơn 12 triệu ha đất canh tác. Sản lượng lúa, mía đường, ngô, sắn,... trong 10 năm trở lại đây đều tăng đáng kể. Đây chính là nguồn 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 mía rất lớn. Khả năng thích ứng với điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu với các loại cây này rất tốt. Một số giống mới cho năng suất cao có thể phát triển quy mô lớn. Sự thích ứng có thể cho phép thành lập các vùng nguyên liệu tập trung.
- Sản lượng hiện có mới chỉ đủ cho sản xuất và tiêu dùng hiện nay, có dư thừa không nhiều, nếu muốn sản xuất cồn quy mô lớn tập trung thì chưa đủ nguyên liệu. Tuy nhiên để phát triển sản xuất cồn quy mô vừa và nhỏ thì có thể đáp ứng và mở rộng diện tích.
- Đối với tình hình thực trạng vùng nguyên liệu của Việt Nam, nên quy hoạch tập trung cho phát triển nguồn nguyên liệu từ tinh bột là sắn và nguồn từ mía đường thành vùng nguyên liệu đủ lớn cung cấp cho nhà máy sản xuất. Bên cạnh đó phải ứng dụng các giống mới có năng suất cao và siêu cao mới đảm bảo cho giá thành cồn hạ. Các biện pháp thâm canh tăng năng suất cũng quan trọng để đảm bảo năng suất cao, sản lượng lớn. Từ các số liệu thống kê ta thấy để phát triển vùng nguyên liệu nên tập trung vào những vùng có diện tích, năng suất và sản lượng lớn.
Theo chiến lược phát triển nông nghiệp nông thôn Việt Nam đến năm 2010 dự báo khả năng mở rộng đất nông nghiệp tối đa là 1,0 triệu ha trong đó lúa nước 127,9 ngàn ha, cây ngắn ngày 362,4 ngàn ha. Các vùng sinh thái nông nghiệp như Tây Nguyên, Đồng bằng sông Cửu Long, Duyên hải Nam Trung Bộ có những khu vực mở rộng cây ngắn ngày tương đối tập trung. Các vùng sinh thái nông nghiệp Đông Bắc, Bắc Hoàng Liên Sơn, Tây Bắc, Duyên hải Bắc Trung Bộ có những diện tích đất mở rộng cho cây ngắn ngày phân tán. Phương hướng phát triển cho 7 vùng kinh tế có liên quan đến cây nguyên liệu sản xuất cồn bao gồm:
- Vùng Trung du miền núi Bắc Bộ: Thâm canh cao diện tích lúa nước, chuyển dần một phần diện tích lúa nương rẫy năng suất thấp và không ổn định sang trồng màu và cây công nghiệp có hiệu quả hơn, xây dựng nương thâm canh, mở rộng diện tích ngô lai để tăng sản lượng lương thực góp phần giải quyết nhu cầu tại chỗ. Lúa đạt 668,9 ngàn ha, sản lượng 4,1 triệu tấn. Ngô đạt 390 ngàn ha, sản lượng 1,45 triệu tấn.
- Vùng Đồng bằng Sông Hồng: Tiếp tục phát triển theo hướng thâm canh, tăng năng suất lúa. Năm 2010 mục tiêu đạt 7,2 triệu tấn lúa, diện tích trồng ngô đạt 200 ngàn ha, sản lượng ngô đạt 800 ngàn tấn.
- Vùng Duyên hải Bắc Trung Bộ: Quản lý tốt diện tích đất lúa, từng bước chuyển diện tích sản xuất cho năng suất thấp sang trồng cây ăn quả có hiệu quả hơn. Năm 2010 diện tích lúa đạt 679 ngàn ha, sản lượng 3,1 triệu tấn, diện tích ngô đạt 140 ngàn ha, sản lượng 595 ngàn tấn. Hình thành vùng nguyên liệu mía công nghiệp cho các nhà máy ở 4 tỉnh trong đó Thanh Hoá, Nghệ An chiếm tỷ trọng cao (gần 70% toàn vùng). Diện tích năm 2010 đạt 79,1 ngàn ha, sản lượng 5,9 triệu tấn.
- Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ: Về an ninh lương thực tiếp tục chuyển đổi cơ cấu mùa vụ, kết hợp biện pháp giống và thâm canh để đưa sản xuất lương thực vào thế ổn định và có tăng trưởng. Đến năm 2010 diện tích gieo trồng lúa đạt 516,8 ngàn ha, sản lượng 2,7 triệu tấn; ngô 70 ngàn ha, sản lượng 257,6 ngàn tấn. Mía là cây chủ lực trong cơ cấu cây trồng của vùng. Tập trung xây dựng các vùng nguyên liệu ổn định có năng suất cao nhằm hạ giá thành sản xuất, tăng sức cạnh tranh. Quy mô diện tích đến năm 2010 là 81,4 ngàn ha, sản lượng 5,3 triệu tấn.
- Vùng Tây Nguyên: Tận dụng triệt để diện tích lúa nước hiện có, mở rộng diện tích ngô lai. Đến năm 2010 diện tích lúa cả vùng đạt 193,5 ngàn ha, ngô đạt 150 ngàn ha. Phấn đấu đến năm 2010 diện tích mía toàn vùng đạt 36 ngàn ha, tập trung ở 2 tỉnh Gia Lai, Đắc Lắc. Mía thâm canh đạt năng suất 70-80 tấn/ha.
- Vùng Đông Nam Bộ: Diện tích lúa đạt 300 ngàn ha sản lượng đạt 1,3 triệu tấn đến năm 2010. Ngô đạt diện tích 150 ngàn ha, sản lượng 601 ngàn tấn. Mía phấn đấu đạt 75 tấn/ha, diện tích 40 ngàn ha.
- Vùng Đồng bằng Sông Cửu Long: Lương thực chỉ phát triển ở mức độ nhất định. Diện tích khoảng 3.898,8 ngàn ha, sản lượng 19,3 triệu tấn. Phát triển 100 ngàn ha ngô sản lượng 549 ngàn tấn, vùng nguyên liệu mía đường, thâm canh tăng năng suất trên 80 ngàn ha đạt sản lượng 5,6 triệu tấn mía đường.
Chiến lược phát triển cây mía nói chung là vừa tập trung xây dựng vùng nguyên liệu bằng giống mới và thâm canh. Tập trung chủ yếu ở địa bàn các tỉnh Trung du Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ. Cải tạo và thay thế những giống mía thoái hoá bằng các giống năng suất mía và hàm lượng đường cao như ROC1, ROC10, Quế đường 11, Việt đường và một số giống khác, mở rộng vùng mía trên đất đồi, đất phèn. Hình thành vùng mía tập trung quanh nhà máy (cự ly dưới 30km). Hình thành 3 khu công nghiệp chế biến đường tập trung là Ninh Bình – Thanh Hoá, Quảng Ngãi – Bình Định, Phú Yên và Tây Ninh. Đến năm 2010 diện tích mía cả nước sẽ đạt 356,5 ngàn ha, sản lượng 20 triệu tấn mía.
Bảng 7: Phân bố sản lượng cồn chủ yếu của cả nước
Tên vùng Sản lượng (Triệu lít/năm)
Tây Bắc và Đông Bắc 1,83
Đồng bằng Bắc Bộ 10,2
Miền Trung và Tây Nguyên 7,7
TP Hồ Chí Minh và Đông Nam Bộ 19,5
Đồng bằng Sông Cửu Long 12,63
Tổng cộng 51,63
Nguồn: Tạp chí Công nghiệp hóa chất số 5 năm 2005
Như vậy, sản lượng cồn của chúng ta hiện rất nhỏ, công suất sản xuất của mỗi nhà máy đều thấp. Với lượng xăng dầu đang được tiêu thụ hàng năm ở nước ta là 10 triệu tấn, nếu đưa vào sử dụng NLSH pha cồn với tỷ lệ chỉ 5% thì cần khoảng 600 triệu lít cồn/ năm. Do vậy nếu chúng ta muốn đưa NLSH trở thành một dạng nhiên liệu phổ biến thì đó vẫn chỉ là kế hoạch trong tương lai, trước mắt lượng cồn trong nước sẽ chỉ đáp ứng để dùng thử nghiệm ở một vài nơi.
- Cây jatropha - nhiên liệu đầu vào cho sản xuất NLSH
Cây jatropha curcas L., thuộc chi Jatropha, họ Thầu dầu. Chữ jatropha có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp, ám chỉ công dụng làm thuốc của cây này. Curcas là tên gọi thông thường của cây Physic nut ở Malabar, Ấn Độ. Tên gọi thông dụng ở các nước hiện nay là jatropha, ở Việt Nam gọi là cây Cọc giậu, Cọc rào, Cây li, Ba đậu nam, Dầu mè...
Nguồn gốc
Jatropha là một loài cây có lịch sử 70 triệu năm, nguồn gốc từ Mehicô (nơi duy nhất có hóa thạch của cây này) và Trung Mỹ, được người Bồ Đào 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 đã nhận đơn đặt hàng của Tập đoàn Daimler Chrysler hợp tác với hãng 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. Hiện nay nhiều nước trên thế giới đang chạy đua phát triển cây này, nhất là các nước Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Malaixia, Inđônêxia, Philipin, Mianma và nhiều nước châu Phi, nhằm phục vụ nhu cầu năng lượng tại chỗ và xuất khẩu.
Giá trị của cây jatropha
Cây jatropha (hay còn được gọi là cây dầu mè, cây ma phong, cây cọc rào, cây D.O v.v… có nguồn gốc từ châu Mỹ) được trồng để lấy hạt làm nguyên liệu cho sản xuất và chế biến thành dầu diezel sinh học, và lấy các phần khác của thân làm thức ăn cho gia súc hoặc làm phân bón hữu cơ. Jatropha vốn dĩ là một cây dại, bán hoang dại mà người dân các nước trồng chỉ để làm bờ rào và làm thuốc, nhưng với những phát hiện mới của khoa học, đã cho thấy jatropha có tiềm lực giá trị cực kỳ to lớn, được đánh giá rất cao, thậm chí đã có những lời ca ngợi có phần quá đáng, nhưng dù sao, jatropha vẫn 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.
Về kinh tế, xã hội
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 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, chất lượng tốt, tương đương với dầu diesel hóa thạch truyền thống.
Nếu 1 ha 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 1 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 cây jatropha có hàm lượng dầu là trên 30% (còn lại 70% là khô dầu có hàm lượng protein, khoảng 30% dùng làm phân hữu cơ quý, nếu khử hết độc tố có thể dùng làm thức ăn gia súc có hàm lượng đạm cao) có chất lượng tốt tương đương vơí dầu diezel từ nhiên
liệu hóa thạch truyền thống. Loại dầu này giúp giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính và đặc biệt không có lưu huỳnh nên rất thân thiện với môi trường. Cụ thể, một hecta trồng cây jatropha giả thiết có thể cho năng suất hạt từ 10tấn hạt/ha/năm sẽ sản xuất được 3 tấn dầu diezel sinh học và 7 tấn bã khô dầu, sẽ tạo ra giá trị khoảng 4.200USD/năm (hơn 60 triệu đồng/ha/năm). Lợi nhuận thu được sẽ phân phối cho nông dân sản xuất nguyên liệu và nhà đầu tư công nghiệp chế biến dầu.
Jatropha còn tạo ra hiệu ứng xã hội cực kỳ to lớn. Do trồng ở các vùng miền núi nghèo, 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 thị trường ổn định.
Về môi trường
Jatropha là cây lâu năm, 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, không cháy, gia súc không ăn. Bởi vậy cây jatropha trồng trên các vùng đất dốc sẽ được coi là cây "lấp đầy" lỗ hổng sinh