Xăng sinh học
Phần 3
VIỆT NAM VÀ XĂNG-SINH-HỌC.
Trong thời kỳ Đệ nhị thế chiến, xe hơi ở
Việt Nam chạy ethanol chế biến từ gạo.
Mặc dầu có nhiều mỏ dầu với trữ lư
ợng rất
khổng lồ (khoảng 600 triệu barrel ư
ớc tính
năm 2006, 1 barrel » 159 lít), nhưng Việt
Nam phải nhập cảng xăng v
à diesel cho xe
cộ và kỹ nghệ còn phôi thai của mình.
Chẳng hạn năm 2005, Việt Nam khai thác
được 32,4 triệu tấn than và 18,5 triệu tấn
dầu thô, nhưng đã phải nhập 11,45 triệu
tấn xăng và diesel.
Trước trào lưu sử dụng xăng-sinh-học của
thế giới, Việt nam cũng đã b
ị lôi cuốn theo
trào lưu này. Từ cả chục năm nay, báo chí
trong nước cũng thường đề cập đến việc
phát triển xăng-sinh-học trên th
ế giới, nhất
là khi giá cả xăng dầu tăng vọt. Tháng
7/2006 tại Sài Gòn, và tháng 10/2007 tại
một nhà kinh doanh nào dám bỏ tiền vào
nghiên cứu và đầu tư khi chính phủ chưa
có chính sách quy định, chưa có phối hợp
ăn khớp giữ các Bộ, thủ tục nhiêu khê: thủ
tục đất đai canh tác thì quản lý bởi Bộ
Nông nghiệp; quy định tiêu chu
ẩn sản xuất
pha chế xăng-sinh-học thì quản lý bởi Bộ
Khoa học-Công nghệ; và sử dụng xăng
dầu phải có ý kiếng của Bộ Giao thông-
Vận tải, v.v.
Theo báo “Khoa Học Phổ Thông” ngày
14/12/2006, thì “Bộ Công nghiệp
VN đang xây dựng đề án “Phát triển nhi
ên
liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn
2020”, theo đó “Giai đoạn 2011-2015, sẽ
phát tri
ển mạnh sản xuất và sử dụng nhi
ên
liệu sinh học thay thế nhiên liệu truyền
thống, mở rộng quy mô sản xuất và mạng
lưới phân phối phục vụ cho giao thông và
các ngành s
ản xuất công nghiệp khác. Đến
năm 2020, công nghệ sản xuất sinh học ở
VN sẽ đạt trình độ tiên tiến trên thế giới,
với sản lư
ợng đạt khoảng 5 tỷ lít xăng E10
và 500 triệu lít dầu biodiesel B10/năm”
Vì vậy Việt Nam phải tìm nguồn nguyên
liệu thực vật nào để sản xuất xăng-sinh-
học mà:
(i) không tranh giành đất đai với canh tác
hoa màu, chăn nuôi gia súc, nuôi cá tôm
hiện tại,
(ii) không được phá thêm rừng,
(iii) thích hợp trên diện tích đất bỏ hoang
cằn cổi, sa mạc hoá, tổng cộng khoảng 10
triệu ha, gồm đất đồi trọc ở Miền Bắc
(4.77 triệu ha), Bắc Trung Việt (1.9 triệu
ha), phía Nam Trung Việt (1.63 triệu ha),
và Tây nguyên (1.05 triệu ha),
(iv) có hiệu quả kinh tế cao, và
(v) tăng lợi tức, giúp xoá đói giảm nghèo
cho nông dân.
Sau đây, tác giả gợi ý một vài nguyên liệu.
1. Sản xuất diesel-sinh-học từ hạt cao-
su. Việt nam hiện nay đã có 250,000 ha
cao su trưởng thành, và diện tích sẽ gia
tăng nhiều trong tương lai (có thể tới 1
triệu ha). Nếu thu góp được tất cả hạt của
250,000 ha này, ngay t
ừ bây giờ Việt Nam
có thể sản xuất được 54,250 tấn dầu-cao-
su, tương ứng với 1 triệu tấn diesel-sinh-
học B5. Dầu hột cao su chứa 18.9%
saturated acid (palmitic acid và stearic
giống Hoa Kỳ này cho năng suất hột thấp
nhưng thân có nhiều đường. Viện Nghiên
Cứu Quốc Tế Nông Nghiệp Vùng Khô
Hạn (ICRISAT) dùng các giống này để lai
tạo thành các “giống lai” vừa cho năng
suất hột cao, năng suất thân cao và độ
đường cao ở cả hột và thân. Thân sorgho-
đường chứa 15 đến 23% đường, thân mía
chứa 12-15% đường. Chẳng hạn giống lai
“Madhura” được lai tạo để có thân chứa
nhiều đường (sweet-
stem sorghum hybrid)
dùng để chế biến ethanol, sirup và đường
kẹo. Giống lai Madhura ngắn hạn (120
ngày), trồng 2 vụ/năm cho năng suất hột
tổng cộng từ 2 đến 4 tấn/ha, 5-7 tấn lá khô
(cho trâu bò ăn), 15-20 t
ấn bả (thân sau khi
ép lấy đường, làm thức ăn trâu bò), 3-6 t
ấn
đường kẹo hay 5-9 tấn sirup (75% đư
ờng),
hay 3000 - 4000 lít ethanol 95%. Giống
SSH-104 có chu kỳ sinh trưởng 100 – 115
ngày, thân chứa 23% đường, một vụ trồng
(4 tháng) cho năng suất thân cây 95-125
tấn/ha, so với mía khoảng 65-90 t
ấn/ha với
vụ trồng dài 10-12 tháng.
Tại vùng Imperial Valley c
quả hơn các ngũ cốc khác. Chồi và hoa
được sinh sản và phát triển trong một thời
gian dài, nên khi gặp khô nóng ngắn hạn
không bị ảnh hưởng vào thụ phấn. Nếu
khô hạn kéo dài, phát hoa ít và nhỏ hơn,
trong lúc thân cây chứa nhiều đường hơn.
Sorgho cần 310 lít nước để sản xuất 1 kg
chất khô, trong khi bắp cần 370 lít nước.
Chỉ cần 4000 m
3
nước để canh tác, sorgho-
đường sản xuất được 1000 lít ethanol,
trong lúc mía phải cần tới 36,000 m
3
nước
để cho kết quả tương đương. T
ổng hợp hết
mọi chi phí tại Hoa Kỳ kể từ canh tác cho
tới chế biến xong xuôi, sản xuất 1000 l
ethanol từ sorgho-đường tốn 81.6 USD, từ
bắp tốn 89.2 USD, và từ mía tốn 111.5
USD. năng suất toàn cây trung bình 90-
120 tấn/ha/vụ (4 tháng).
năng suất đường, cũng như năng suất toàn
cây cao nhất khi nhiệt độ không khí trung
bình 26-27°C, nhiệt độ đất 18-20°C. Lục
hoá tối đa ở nhiệt độ ban ngày 32°C.
Trong một mùa canh tác (4 tháng), 1 ha
sorgho hấp thụ 40 tấn C từ không khí qua
lục hoá.
lai. Cũng canh tác được trên các đồi trọc
(vừa bảo vệ chống xoi mòn, vừa cho dầu),
đất đang sa-mạc-hoá, đất kiềm v
ùng duyên
hải Trung Việt. Cây không chịu được úng
nước, hay đất dốc quá 30 độ, và đất acid
(pH <7), pH thích hợp 8-9, thích hợp v
ùng
đất cà giang duyên hải Trung Việt. Không
có sâu bọ hay bệnh tật, ngoại trừ đốm lá
do Cercospora. Cây trồng bằng hột hay
bằng nhánh giâm dễ dàng. Nhánh giâm
cho trái sau một năm, trồng bằng hạt sau 2
năm. Khoảng cách trồng 2m x 2 m,
khoảng 2500 cây/ha. Cho năng suất hạt
cao kể từ năm thứ 4, và thọ khoảng 50
năm. Một cây đơn độc cho 2 kg trái/cây,
trung bình năng suất hột từ 3 đến 6 tấn
hột/ha/năm, tuỳ đất tốt hay xấu. Trên đất
xấu, cho trung bình 0.9 tấn dầu/ha/năm,
đất trung bình 1.6 – 2 tấn dầu/ha/năm.
Trung bình 4 kg hột ép đư
ợc 1 lít dầu. Cây
dầu-lai có thể trồng xen kẻ với cà phê, cây
ăn trái và rau hoa. Dầu có chất độc (không
ăn được), trước đây dùng làm đèn cầy, xà
phòng, ngày nay làm diesel-sinh-học. Ấn
độ dự trù canh tác 14 triệu ha để sản xuất
diesel-sinh-học.
Lục bình (Eichornia crassipes). Lục bình
cho năng suất khoảng 150 tấn chất
tươi/ha/năm. Lục bình không sống được ở
nước mặn chứa quá 5 g muối/l.
Lục bình sản xuất chất khô (dry matter)
khoảng 60-80 t
ấn/ha/năm ở miền nam Hoa
Kỳ (không phân bón), như vậy cao hơn cỏ
voi (57 tấn), mía (55 tấn), sorghum (37
tấn), cây rừng Eucalyptus (15 tấn), thông
(9 tấn), hướng dương (6 tấn) canh tác với
phân bón.
Năng lượng chứa trong 1 tấn chất khô lục
bình tương đương với 2.4 barrels dầu hoả
(= 381 lít). Cứ mỗi kg chất khô lục bình
sản xuất 370 lít khí-sinh-học cho năng
lượng 22,000 KJ/m
3
(580 Btu/ft
3
), còn
methane ròng 100 % cho 895 Btu/ft
3
.
NAS của Hoa kỳ ước lư
ợng rằng 1 ha lục
bình ở miền nam Hoa Kỳ sản xuất 70,000
m
3
khí-sinh-học (gồm 70% methane, 30%
CO
xói lở do sóng ghe tàu gây nên, trong khi
giữa dòng sông trống trải để ghe tàu lưu
thông. Cần phát triển trồng lục bình dọc
sông rạch bên trong các cọc, nh
ư nông dân
canh tác hiện nay. Đặc biệt, lục bình có
năng suất rất cao ở những ao hồ thanh lọc
nước thải ở các nhà máy biến chế hải sản,
chăn nuôi gia súc, nơi thải nước cống
thành phố.
Tảo (Algae): là nguồn thực vật đầy hứa
hẹn để sản xuất diesel-sinh-học. Cũng cần
biết rằng dầu hoả bắt nguồn từ huỷ hoại
tảo, chất hữu cơ trầm tích, phiêu sinh, vi
sinh vật ở thời cổ đại. Tảo là thực vật có
khả năng lục hoá, lấy năng lượng mặt trời
biến CO
2
thành đường, từ đó tạo protids v
à
lipids. Tảo mọc trong nước ngọt hay nước
mặn, từ trong vủng nước nhỏ, ao hồ hay
biển. Tuỳ theo loại, tảo giàu protein
(như Spirulina maxima chứa 60-
70%;Chlorella vulgaris chứa 51-58%
protein trọng lượng chất khô), chất bột
(carbohydrates) (như Botryococcus
braunii chứa 86%, Spirogyra sp. chứa 33-
64%; Porphyridium cruentum chứa 40-
Nghiên cứu mới đây cho biết An Giang có
137 loài tảo nước ngọt, đa số là tảo
lụcChlorophyta. Ở vùng nước nhiễm mặn
phải chọn giống thích ứng nước mặn, để
canh tác. Cần phải nghiên cứu để khám
phá khả năng chứa dầu trong các loài tảo
này.
Để lấy dầu, giản dị nhất là ép để lấy
khoảng 75% dầu chứa trong tảo, phần xác
còn pha với dung môi cyclo-hexane để
trích lấy dầu còn lại. Xác tảo sau khi ép
chứa nhiều chất bột, nên cho lên men để
sản xuất ethanol, hay làm thức ăn gia súc.
năng su
ất dầu/ha từ tảo canh tác trong điều
kiện lý tưởng cho 200 lần nhiều hơn d
ầu từ
hoa màu, và trong đi
ều kiện canh tác thông
thường cho năng suất dầu cao 30 lần hay
tệ lắm cũng 15 lần nhiều hơn canh tác dầu-
cải, dừa dầu, đậu nành hay cây dầu-lai
(jatropha). năng suất tại Hoa Kỳ hiện tại
với vi tảo canh tác là 17,300 lít
dầu/ha/năm (gấp 3 lần dừa-dầu của Mã
Lai), trong các tank phòng thí nghiệm với
điều kiện lý tư
ởng cho 46,000 đến 140,000
lít/ha/năm. Phòng Nghiên Cứu Năng
Lượng của Hoa Kỳ ước tính rằng chỉ với
methane. Một m
3
t
ảo khô nặng khoảng 448
kg.
Nghiên cứu ghép gen cho nhiều
dầu cũng cho kết quả khả quan. Enzyme
Acetyl-CoA carboxylase (ACC) chi phối
số lượng lipids tích trữ trong cơ thể vi-tảo,
và gen chi phối ACC đã được đánh dấu và
ghép vào bộ máy di truyền của tảo.
Tại Hoa Kỳ có dự án dẩn ống khí
thải CO
2
từ nhà máy nhi
ệt điện đốt than đá
đến hồ canh tác tảo để tái tạo Carbon-sinh-
học, thay vì thải CO
2
vào khí quyển làm
gia tăng nhiệt độ hoàn cầu.
Việt Nam có bờ biển d
ài 3,200 km,
nhiều đầm, vũng, ao, hồ, nước ngọt hay
nước mặn đều có thể canh tác tảo. Dùng
tảo vừa để xử lý nước thải từ chuồng trại
chăn nuôi, nước thải thành phố, vừa sản
xuất diesel-sinh-học, cần nên được nghiên
cứu ở Việt Nam.