Liên minh Châu Âu (EU) cũng đã tiến đến việc khuyến khích năng lượng tái sinh
cho tương lai với những đạo luật về điều khoản sử dụng phương tiện giao thông tối thiểu cho các nước thành viên. Năm 2005, 721 nghìn tấn bioethanol được sản xuất nhằm phục
vụ nhu cầu nhiên liệu vận chuyển ở Châu Âu, tăng khoảng 50% so với năm 2004. EU
đang khuyến khích việc sử dụng bioethanol và hướng tới mục tiêu nhiên liệu này chiếm
5.75% trong tổng lượng xăng dầu bán ra vào năm 2010 [76].
Tại Brazin năm 2017, Theo Tập đoàn Unica, các cơ sở sản xuất mía đường tại vùng trung phía nam, đây là khu vực sản xuất mía đường lớn nhất thế giới, đã tăng 56% sản lượng mía dùng cho sản xuất ethanol từ đầu tháng mười, so với con số 53% kể từ cuối tháng chín và 50% của cùng kỳ năm trước. Brazil là nước đứng đầu thế giới về xuất khẩu ethanol từ mía.Trong nửa đầu tháng mười, sản lượng đường của Brazil đạt 1,97
triệu tấn, thấp hơn 12,2% so với cùng kỳ năm trước, trong khi đó, sản lượng ethanol tăng
11,6%, đạt 1,570 tỷ lít.
Ở Ấn Độ, một chương trình bioethanol đã kêu gọi người dân sử dụng xăng E5 trên
cả nước, tiến tới việc sử dụng xăng E10 và E20.
Mỹ cũng đang đầu tư nhiều cho việc tăng sản lượng bioethanol, hiện chiếm 5% khối lượng nhiên liệu bán ra ở Mỹ. Đồng thời, Mỹ hiện là quốc gia sản xuất bioethanol lớn nhất thế giới (năm 2006 đạt gần 19 tỷ lít, trong đó 15 tỷ lít dùng làm nhiên liệu - chiếm khoảng 3% thị trường xăng). Năm 2012 cung cấp trên 28 tỷ lít bioethanol và biodiesel, chiếm 3.5% lượng xăng dầu sử dụng. Năm 2016 Mỹ đã sản xuất trên 15 tỷ gallon và đến năm 2018 xuất khẩu trên 1,6 tỷ gallon [74].
Theo giáo sư trường đại học Georgia, Joy Peterson, đồng thời là Trưởng khoa
Năng lượng sinh học cho biết: “Sản xuất bioethanol từ nguồn năng lượng sinh học tái
sinh từ sinh khối thực vật là vô cùng cần thiết và hữu ích vì chúng rất dồi dào và sẵn có”. Cơng trình nghiên cứu trên đã được Quỹ Nghiên cứu khoa học của Trường Đại học
Georgia cấp bằng sáng chế [77].
Tại Trung Quốc, đầu năm 2003, xăng E10 đã chính thức được sử dụng ở 5 thành phố lớn và đã được mở rộng thêm tại 9 tỉnh đông dân cư khác. Bioethanol nhiêu liệu sẽ tăng trên 2 tỷ lít năm 2010, khoảng 10 tỷ lít vào năm 2020 (năm 2005 là 1.2 tỷ lít) [74].
Ở Đơng Nam Á, Thái Lan đã ban hành luật cho việc sử dụng xăng pha 10%
bioethanol bắt đầu từ 2007.
Tại Việt Nam, ngày 20/11/2007 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số
177/2007/QĐ-TT về việc phê duyệt đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015,
tầm nhìn đến năm 2025 nhằm mục tiêu: “Phát triển nhiên liệu sinh học, một dạng năng
lượng mới tái tạo được để thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch truyền thống, góp phần đảm bảo an ninh lương thực và bảo vệ môi trường”. Trong 2-3 năm gần đây, việc sản
xuất bioethanol làm nhiên liệu đã được quan tâm với nhiều góc độ khác nhau về nghiên
Bảng 1.2. Một số dự án tiêu biểu sản xuất bioethanol nhiên liệu tại Việt Nam [78] (Đơn vị triệu L) Tên dự án Công suất (triệu lít/năm) Vốn đầu tư (tỷ đồng) Nguyên liệu (nghìn tấn sắn lát/năm) Hiện trạng Hoạt động Nhà máy Bioethanol Phú Thọ 100 2.484 220 Chưa hoạt động Nhà máy Bioethanol
Dung Quất (Quảng Ngãi) 100 1.850 220 Đang hoạt động Nhà máy Bioethanol Bình Phước 100 >1.700 230 Đang hoạt động Nhà máy Bioethanol
Đại Tân (Quảng Nam) 125 575 300
Tạm dừng hoạt động Nhà máy Bioethanol
Đại Việt (Đắk Nông) 50 500 -
Tạm dừng hoạt động Nhà máy Bioethanol
Đắk Tô (Kon Tum) 50 700 -
Tạm dừng hoạt động Thơng báo 255 của Văn phịng Chính phủ ban hành ngày 06/06/2017 nêu rõ, Bộ
Công thương cần tính tốn lộ trình, bước đi phù hợp, khả thi để thay thế toàn bộ xăng
khoáng RON 92 bằng xăng E5 RON 92, tiếp tục triển khai xăng E10. Trước đó, mục tiêu phát triển nhiên liệu sinh học đã trở thành nội dung của Quyết định 177 ban hành ngày 20/11/2007 của Thủ tướng Chính phủ.
Tính đến cuối năm 2012, lượng bioethanol nhiên liệu của cả nước đạt 535 triệu
lít/năm, đủ để phối trộn 8,35 triệu tấn xăng E5 (5% ethanol) đảm bảo đủ cung cấp cho thị trường cả nước. Xăng sinh học E5 đã được phép pha trộn và tiêu thụ tại 7 tỉnh, thành phố như Hà Nội, Hải Phòng, Thành phố Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Đà Nẵng, Bà Rịa -Vũng Tàu
và Quảng Ngãi từ cuối năm 2014. Từ 1/12/2015 xăng E5 được tiêu thụ đại trà trên cả
nước. Điều này sẽ giúp các nhà sản xuất bioethanol có được đầu ra.
Tính đến năm 2019, Việt Nam có tới 7 nhà máy sản xuất cồn sinh học (ethanol –
E100) để phối trộn với xăng truyền thống (RON 92, RON 95) tạo ra xăng E5. Nhưng có đến 5 nhà máy đã phải đóng cửa chỉ sau vài tháng hoạt động và chỉ còn 2 nhà máy
của các nhà máy ethanol tại Việt Nam lên tới 400.000 m3/năm (gồm: 200.000 m3 từ ethanol Bình Phước; 200.000 m3 từ ethanol Dung Quất).
Theo tính tốn vào năm 2007, khi các dự án sản xuất nhiên liệu sinh học được lập, giá sắn lát chỉ khoảng 1.200-1.500 đ/kg, đến năm 2011 giá sắn lát đã tăng lên 5.500-
5.800 đ/kg. Năm 2012 giá có giảm chút ít những vẫn khoảng 4.000-4.700 đ/kg. Nếu mỗi
lít bioethanol cần khoảng 2,4 kg sắn lát thì riêng giá vốn cho nguyên liệu chính đã là
11.280 đồng, cộng thêm các chi phí khác như: điện, phụ phẩm, lương lao động, khấu hao
máy móc, lãi vay... giá thành làm ra một lít bioethanol khoảng 18.000-19.000 đồng/lít. Các công ty hiện nay chỉ đầu tư xây dựng các nhà máy sản xuất bioethanol sinh học thế hệ I, sản xuất bioethanol từ lương thực sắn, mía đường. Như vậy, chúng ta chỉ đầu tư vào những công nghệ đã lạc hậu trên thế giới. Điều này không chỉ lạc hậu về mặt khoa học công nghệ và còn tác động xấu tới chiến lược an ninh lương thực Quốc gia [78].
1.3.2. Nguồn sinh khối cho sản xuất bioethanol
Bioethanol chất lỏng thế hệ đầu tiên được làm từ các loại cây trồng có hàm lượng
đường và tinh bột cao, dầu thực vật hoặc mỡ động vật, quy trình khá đơn giản [80]. Tuy
nhiên, nguồn nhiên liệu này ảnh hưởng tiêu cực đến vấn đề an ninh lương thực, bên cạnh
đó cơng nghệ truyền thống sử dụng để chuyển đổi các nguồn nguyên liệu này thành nhiêu
liệu sinh học còn chưa hiệu quả và phương pháp xử lý còn nhiều hạn chế. Nhiên liệu sinh học chất lỏng thế hệ thứ hai được sản xuất bằng cách xử lý sinh học hoặc hóa nhiệt từ lignoxenluloza, 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
như rơm, rạ, bã mía, vỏ trấu, cỏ… Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ ba được chế tạo từ các
loài vi tảo trong nước, trên đất ẩm, sinh ra nhiều năng lượng (7-30 lần) hơn nhiên liệu sinh học thế hệ trước trên cùng diện tích trồng. Tuy nhiên, nguồn nhiên liệu này địi hỏi quy trình hiện đại và một diện tích vơ cùng lớn [81]. Do đó, các nhà sản xuất quan tâm chủ yếu đến nguồn nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai, chính là nguồn phế liệu công - nơng nghiệp và lâm nghiệp có bản chất là lignocellulose. Đó là một nguồn nguyên liệu dồi dào, không những giúp hạn chế được sự cạnh tranh nguồn đất dùng cho sản xuất thực phẩm mà còn giúp cho việc tái sử dụng các nguồn phế liệu một cách hiệu quả nhất.
Hiện nay, với nhu cầu giải quyết nạn khan hiếm năng lượng xăng dầu và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bioethanol quả thật là một nhu cầu cấp bách cho thế giới. Ngồi ra, sự có mặt của bioethanol trong xăng không chỉ giảm thiểu được một phần
lượng xăng nhập khẩu mà cịn góp phần khơng nhỏ vào việc giảm thiểu lượng lớn khí thải độc hại ra mơi trường, hạn chế ô nhiễm mơi trường, góp phần tăng khả năng đảm bảo
an ninh năng lượng của một quốc gia, nhất là các quốc gia khơng có nguồn dầu mỏ [82].
Dựa vào nguyên liệu sản xuất, người ta chia bioethanol gồm 3 thế hệ:
Thế hệ I: Được sản xuất từ các nguồn tinh bột như ngơ, sắn, mía đường trong đó chủ yếu
là tinh bột chứa amylose và một phần nhỏ là amylopectin. Tinh bột gồm amylose (10- 20%) và amylopectin (80-90%).