Không cần ngô hay lúa mì, ethanol thế hệ thứ hai được sản xuất từ... chất thải

  • 333

Nếu như ethanol thế hệ đầu tiên được sản xuất bằng cách lên men đường từ lúa mì hoặc củ cải đường hay tinh bột bắp, thì nay thế hệ thứ hai đã thoát khỏi sự cạnh tranh với ngành sản xuất lương thực.

Năm 1860, khi phát hiện ra dầu hỏa, người Mỹ đã xây dựng nhà máy lọc dầu đầu tiên tại tiểu bang Pennsylvania. Và chỉ 4 năm sau đó, năm 1864, từ dầu mỏ họ đã chiết xuất xăng thành công. Năm 1883, động cơ sử dụng xăng được chế tạo.

Và tới năm 1893, tới lượt động cơ sử dụng xăng sinh học xuất hiện. Như vậy, có thể thấy là con người đã đặt vấn đề nhiên liệu sinh học từ hơn 1 thế kỷ trước, cụ thể là 126 năm.

Xăng sinh học (biogasoline) là loại xăng sử dụng ethanol như một loại phụ gia pha trộn vào xăng thay cho phụ gia chì truyền thống, vốn mang tính độc hại.

Ethanol được chế biến thông qua quá trình lên men của các nông sản lương thực như ngũ cốc, bắp; được pha chế với tỷ lệ thích hợp vào xăng tạo thành xăng sinh học.

Một cái nhìn bên ngoài đầy tươi thắm của Futurol.
Một cái nhìn bên ngoài đầy tươi thắm của Futurol.

Tại nước ta, xăng sinh học được đặt tên E5 (tức 5% ethanol) và đã được bán rộng rãi trên toàn Việt Nam.

Không chỉ tại Việt Nam, trong mong muốn giảm sự lệ thuộc vào nguồn nhiên liệu từ năng lượng hóa thạch, các quốc gia châu Âu cũng đẩy mạnh công cuộc nghiên cứu nhằm để tìm một nguồn năng lượng sinh học tối ưu từ hơn 10 năm nay mà họ gọi là nguồn nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai.

Tại Bỉ, mặc dù theo kế hoạch quốc gia là tăng nguồn nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai lên 7% cho tới năm 2020 nhưng nay vì sự phản đối của nông dân nên phải tuyên bố từ năm 2021 sẽ giảm xuống còn 3,8%.

Lý do của sự phản đối này là nguồn cung cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ thứ nhất đều toàn là nông sản thực phẩm như củ cải đường, ngũ cốc. Do vậy, nếu nhu cầu này giảm sẽ gây thiệt hại cho nông dân. Nhưng điều tai hại là nếu nhu cầu này tăng thì cũng gây thiệt hại cho vấn đề an ninh lương thực toàn cầu.

Điều cần biết là trong việc sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai này, người ta không còn sử dụng nông sản thực phẩm nữa mà chỉ sử dụng các phế phẩm nông nghiệp, phế phẩm lâm nghiệp, cây trồng phi lương thực và các vi tảo.

Bên trong Futurol với các bồn lên men phục vụ cho việc sản xuất ethanol.
Bên trong Futurol với các bồn lên men phục vụ cho việc sản xuất ethanol.

Trong khi đó, sau mười năm nghiên cứu, người Pháp tuyên bố rằng dự án Futurol với quy trình sản xuất ethanol thế hệ thứ hai từ các nhà máy phi thực phẩm hiện đang có mặt trên thị trường và dự kiến ​​sẽ hoạt động trong suốt thập kỷ tới.

Và với Futurol, từ nay việc sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm hoặc chất thải gỗ đã nằm trong tầm tay.

Tọa lạc tại Pomacle-Bazancourt cách thủ đô Paris khoảng 140km về phía đông bắc, đơn vị thí điểm Futurol đã cho thấy ethanol được sản xuất liên tục từ ​​một tấn sinh khối lignocellulose (tế bào gỗ) mỗi ngày.

Nhà hóa học và bình ethanol mới sản xuất được
Một nhà hóa học vui mừng với thành quả: trên tay trái ông là bình ethanol thế hệ hai và trên tay phải là bình dăm gỗ đã cho ethanol.

Nếu như ethanol thế hệ đầu tiên được sản xuất bằng cách lên men đường từ lúa mì hoặc củ cải đường hay tinh bột bắp, thì nay thế hệ thứ hai đã thoát khỏi sự cạnh tranh với ngành sản xuất lương thực vì chỉ sử dụng chất thải nông nghiệp và nguồn phế liệu gỗ khổng lồ.

Được biết, Futurol đã mất tới 10 năm nỗ lực nghiên cứu, chi phí gần 90 triệu Euro cho 11 đối tác của dự án, bao gồm các viện nghiên cứu lừng danh, các nhà công nghiệp tên tuổi (như Total)… và các nhà tài chính. Để đạt được thành quả này, Futurol đã phải đối mặt với những thách thức khoa học và kỹ thuật đáng kể.

Cụ thể là lignocellulose, loại tế bào giúp cho cây cối phát triển thẳng đứng, có tới ba thành phần liên kết chặt chẽ nhau là cellulose, hemicellulose và lignin rất khó chuyển đổi thành đường lên men.

Vì vậy, theo Gilles Ferschneider, giám đốc dự án Futurol, cần phải tìm các con đường biến đổi có khả năng khử polymer cho hemicellulose trước và sau đó là celluloza, cho thành đường đơn, bằng cách lên men, rồi sau cùng mới có được ethanol.

Một chiếc xe tại Pháp với dòng chữ bên hông: Tôi chạy xe bằng ethanol sinh học.
Một chiếc xe tại Pháp với dòng chữ bên hông: Tôi chạy xe bằng ethanol sinh học.

Theo Ủy viên Hội đồng châu Âu Miguel Arias Cañete cho biết trong một cuộc họp báo, hiện nay 94% nhiên liệu sử dụng cho xe hai bánh, bốn bánh, tàu thuyền và máy bay tại châu Âu là từ nhiên liệu hóa thạch.

Có thể nói nguồn nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai này chính là sự thay thế dài hạn thực sự và duy nhất cho loài người.

Cập nhật: 21/02/2019 Theo khampha
  • 333

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook