bebinh
11-07-2007, 08:50 AM
Dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên… là những sản phẩm của quá trình biến đổi hóa học, sinh học, vật lý diễn ra cách đây hằng trăm triệu năm từ nguyên liệu ban đầu là xenlulozo. Nguồn tài nguyên thiên nhiên không thể tái tạo trên đang được con người khai thác cho mọi hoạt động sống, có nguy cơ cạn kiệt trong tương lai! Vì vậy, việc tìm ra những nguồn năng lượng mới, không gây ô nhiễm môi trường là một trong ưu tiên hàng đầu của thế giới hiện tại ngày nay.
Bằng cách sử dụng thành phần cấu tạo chính của thực vật là xenlulozo (chiếm trên 90% khối lượng khô trong tế bào), các nhà khoa học thuộc viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Pháp (INRA) dự định lấy thân và lá cây làm nguồn nguyên liệu chính thay vì hạt và củ như hiện nay, để sản xuất xăng và dầu diesel. Phương pháp này sẽ được ứng dụng vào nghành công nghiệp chất đốt sinh học trong vài năm tới.
Trong các nghành sản xuất thì công nghiệp sản xuất chất đốt sinh học còn khá mới mẻ. Tuy nhiên, tương lai của nó lại đang bị đe dọa. Vì để sản xuất ra nhiên liệu xanh, người ta phải sử dụng một lượng lớn loài thực vật tương ứng. Chẳng hạn, với nước Pháp, một trung tâm nông nghiệp của Châu Âu, để đạt được chỉ tiêu chất đốt sinh học chiếm 8% thị phần chất đốt vào năm 2010 thì cần có 2 triệu ha cây làm nguyên liệu.
Song trên thực tế diện tích có thể trồng các loại cây này không ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp chỉ có 1,5 triệu ha. Mặt khác, năng xuất hiện nay của các cây dùng làm nguyên liệu sản xuất chất đốt còn khá thấp, như cây cải dầu chỉ đạt 1500 lít/ha, lúa mì là 2500 lít / ha…
Trong khi đó, phương pháp chiết xuất từ thân cây và lá cho phép đạt con số hơn 5000 lít/ ha ! tức là gấp đôi năng xuất của loài cây cao nhất, do đó gảm áp lực về diện tíc đất trồng. Một điểm đáng chú ý khác là không như lúa mì chỉ sản xuất ra cồn và etanol, chất đốt lấy ừ thân cây sau khi chế biến có thể thích hợp với mọi động cơ.
Ngoài việc khai thác các nguồn nguyên liệu từ các loài cây trồng, các loại gỗ, rác thải thực vật từ quá trình sản xuất nông nghiệp như rơm, trấu và ngũ cốc cũng sẽ là một nguồn nguyên liệu dồi dào khác. Chính vì vậy, tất cả các loài cây đều có thể là giếng dầu đảm bảo an ninh năng lượng cho chúng ta trong tương lai.
Một vấn đề hết sức quan trọng khác là lựa chọn phương pháp để chế biến những nguyên liệu này có hiệu quả. Hiện các nhà khoa học đang nghiên cứu hai phương pháp khác nhau để chế biến chất đốt từ thân và lá cây: phương pháp hóa nhiệt và phương pháp hữu cơ.
Trước hết thân cây và lá cây được làm nóng bằng hơi nước ở nhiệt độ 8000C, lúc này các phân tử xenlulzo bị biến đổi thành các thành phần tương tự như trong thành phần dầu mỏ. Sau đó bằng các phản ứng hóa học, các phân tử này sẽ tự kết hợp lại tạo ra chất đốt (xăng, diesel..). Đó là sản xuất theo phương pháp hóa nhiệt.
Còn ở phương pháp thứ hai, cây sau khi được cắt và bó lại từng bó sẽ được hydro hóa bằng một loại vi khuẩn nấm. Phân tử xenlulzo biến đổi thành các phân tử đường hữu cơ, sau đó được lên men thành etanol.
Bằng cách sử dụng thành phần cấu tạo chính của thực vật là xenlulozo (chiếm trên 90% khối lượng khô trong tế bào), các nhà khoa học thuộc viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Pháp (INRA) dự định lấy thân và lá cây làm nguồn nguyên liệu chính thay vì hạt và củ như hiện nay, để sản xuất xăng và dầu diesel. Phương pháp này sẽ được ứng dụng vào nghành công nghiệp chất đốt sinh học trong vài năm tới.
Trong các nghành sản xuất thì công nghiệp sản xuất chất đốt sinh học còn khá mới mẻ. Tuy nhiên, tương lai của nó lại đang bị đe dọa. Vì để sản xuất ra nhiên liệu xanh, người ta phải sử dụng một lượng lớn loài thực vật tương ứng. Chẳng hạn, với nước Pháp, một trung tâm nông nghiệp của Châu Âu, để đạt được chỉ tiêu chất đốt sinh học chiếm 8% thị phần chất đốt vào năm 2010 thì cần có 2 triệu ha cây làm nguyên liệu.
Song trên thực tế diện tích có thể trồng các loại cây này không ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp chỉ có 1,5 triệu ha. Mặt khác, năng xuất hiện nay của các cây dùng làm nguyên liệu sản xuất chất đốt còn khá thấp, như cây cải dầu chỉ đạt 1500 lít/ha, lúa mì là 2500 lít / ha…
Trong khi đó, phương pháp chiết xuất từ thân cây và lá cho phép đạt con số hơn 5000 lít/ ha ! tức là gấp đôi năng xuất của loài cây cao nhất, do đó gảm áp lực về diện tíc đất trồng. Một điểm đáng chú ý khác là không như lúa mì chỉ sản xuất ra cồn và etanol, chất đốt lấy ừ thân cây sau khi chế biến có thể thích hợp với mọi động cơ.
Ngoài việc khai thác các nguồn nguyên liệu từ các loài cây trồng, các loại gỗ, rác thải thực vật từ quá trình sản xuất nông nghiệp như rơm, trấu và ngũ cốc cũng sẽ là một nguồn nguyên liệu dồi dào khác. Chính vì vậy, tất cả các loài cây đều có thể là giếng dầu đảm bảo an ninh năng lượng cho chúng ta trong tương lai.
Một vấn đề hết sức quan trọng khác là lựa chọn phương pháp để chế biến những nguyên liệu này có hiệu quả. Hiện các nhà khoa học đang nghiên cứu hai phương pháp khác nhau để chế biến chất đốt từ thân và lá cây: phương pháp hóa nhiệt và phương pháp hữu cơ.
Trước hết thân cây và lá cây được làm nóng bằng hơi nước ở nhiệt độ 8000C, lúc này các phân tử xenlulzo bị biến đổi thành các thành phần tương tự như trong thành phần dầu mỏ. Sau đó bằng các phản ứng hóa học, các phân tử này sẽ tự kết hợp lại tạo ra chất đốt (xăng, diesel..). Đó là sản xuất theo phương pháp hóa nhiệt.
Còn ở phương pháp thứ hai, cây sau khi được cắt và bó lại từng bó sẽ được hydro hóa bằng một loại vi khuẩn nấm. Phân tử xenlulzo biến đổi thành các phân tử đường hữu cơ, sau đó được lên men thành etanol.