Nhiên liệu chế tạo từ rác thải

Con người cố gắng tìm nhiều cách để bảo vệ môi trường đang dần bị ô nhiễm nặng nề. Làm cách nào để chúng ta có thể tồn tại hòa hợp với thiên nhiên? Một trong những vấn đề được quan tâm nhất hiện nay, đó chính là vấn đề rác thải. Mới đây, người ta đã phát minh ra cách biến đổi các chất thải rắn tạo ra nhiên liệu lỏng thông qua quá trình khí hóa. Quá trình này sử dụng nhiệt chuyển đổi các chất rắn từ cacbon sang khí tổng hợp, sau đó các khí này được chưng cất thành ethanol, một loại cồn được bổ sung vào nguồn cung cấp xăng dầu cho xe cộ.

Khí tổng hợp có thể được tạo ra từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau như nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí tự nhiên), nước thải, gỗ, chất thải nông nghiệp và cả các loại chất thải rắn từ sinh hoạt và công nghiệp.

Ý tưởng biến đổi các loại chất rắn thành nhiên liệu lỏng đã có từ lâu. Quá trình khí hóa đã được phát hiện ở Bỉ từ năm 1609, bằng cách sử dụng gỗ và than đá. Khí tổng hợp này đã được sử dụng cho đèn đường. Không chỉ vậy, hồi thế chiến thứ hai, khi tình trạng khan hiếm nhiên liệu đang vô cùng trầm trọng, các loại xe của châu Âu đều được thiết kế các động cơ để sử dụng được khí tổng hợp làm từ gỗ vụn.

Làm sao để từ rác thành nhiên liệu?

Việc trước nhất là phải phân loại rác.

Bước đầu tiên đó chính là cần phân loại rác ở các điểm tập trung rác. Các loại thủy tinh và kim loại sẽ không tham gia vào quá trình khí hóa này mà được đưa đi tái chế ở nơi khác, Những loại rác thải khác như gỗ, cỏ, lốp xe là các loại rác thải được ưu tiên sử dụng. Theo lời phát biểu của ông Wes Bolsen, giám đốc Marketing của công ty sản xuất năng lượng tái tạo Mỹ Coskata thì “Các chất bị đốt nóng rồi chảy ra sẽ không phải là lựa chọn tốt. Thay vào đó, các chất bị đốt nóng rồi chuyển sang thể khí sẽ là lựa chọn thông minh hơn”. Bất kỳ loại chất liệu nào có cấu tạo từ cacbon đều được chọn lựa để xem xét dùng trong quá trình khí hóa.

Khi rác thải đã được phân loại, chúng ta sẽ bắt đầu với quá trình khí hóa. Hãy thử tưởng tượng thùng rác của bạn giờ chỉ còn cà rốt và các loại rau, chúng sẽ phân hủy dần và biến thành phân trộn. Trong điều kiện không có ô xi, nếu như thùng rác bị đậy kín, các liên kết carbon trong rau củ sẽ bị phá vỡ. Và kết quả mà chúng ta thu được, chính là chất khí tự nhiên, gần giống như khí tổng hợp mà ta đã nói ở trên.

Một số thử nghiệm cho thấy loại khí tổng hợp tự nhiên này có thể sử dụng được trên các loại xe như Honda Civic NGV. Tuy nhiên, không phải loại xe nào cũng sử dụng được loại khí này, chính vì vậy, công ty sản xuất năng lượng tái tạo Mỹ Coskata đã tìm cách chế biến loại nhiên liệu từ chất khí này. Đại diện công ty này cho biết sau khi quá trình biến đổi khí sang ethanol hoàn tất, sản phẩm tạo ra có thể đáp ứng nhu cầu khát nhiên liệu của các loại xe mà không cần thay đổi cấu tạo của các loại xe này.

Honda Civic NGV và khí tự nhiên

Khi khí tự nhiên đã được tạo ra, công ty này sẽ sử dụng một loại vi khuẩn trong môi trường nước để biến đổi từ chất khí sang lỏng. Những con vi khuẩn này sẽ hít khí CO, CO₂, H₂ và chỉ còn để lại ethanol. Việc tiếp theo cần làm là chưng cất ethanol ra khỏi nước. Như vậy, ethanol đã được thu về.

Lợi ích của việc sử dụng rác

Dù bạn đi xe mới có ba năm,hoặc là ba mươi năm thì bạn cũng đều biết rằng ổn định giá xăng là điều khó xảy ra. Tình hình chính trị bất ổn, thiên tai và cả nền kinh tế trì trệ, đều có thể ảnh hưởng đến giá xăng. Và kết quả của xu hướng ảnh hưởng này, chính là giá xăng được đẩy lên cao, và cứ cao lên tiếp. Tìm kiếm nhiên liệu thay thế chính là vấn đề được đặt ra không chỉ cho các nhà nhiên liệu học, mà cả chính phủ và các nhà kinh tế học.

Không chỉ là vấn đề giá cả, vấn đề môi trường cũng đang là vấn đề rất nóng. Khí thải ra từ các loại nhiên liệu truyền thống chỉ làm ô nhiễm thêm bầu khí quyển. Và lượng khí này thải ra từ các loại phương tiện thì không phải là ít. Giảm lượng thải này cũng chính là giảm gánh nặng cho môi trường. Ethanol có thành phần cấu tạo chứa ít carbon hơn xăng thường. Xe chạy bằng ethanol có lượng khí thải CO₂ thấp hơn xe chạy xăng gần một nửa.

Những bãi rác khổng lồ

Bộ năng lượng Mỹ cho biết, lượng khí tổng hợp mới đáp ứng được yêu cầu về môi trường và các quy định ngặt nghèo về khí thải. Hơn nữa, việc cung cấp ethanol cũng dần phổ biến hơn. Ethanol đã được cho phép buôn bán và sử dụng rộng rãi. Nguồn chế tạo ethanol cũng thật đặc biệt, từ ngô cho tới đồ ăn thừa, bột giấy hay gỗ mục. Chính vì vậy, các thành phố tập trung quá nhiều rác như Chicago (Hoa Kỳ) đang cố gắng tìm kiếm hệ thống xử lý rác thải như của công ty Coskata.

Đây mới chỉ là thông tin cơ bản về loại nhiên liệu có nguồn gốc từ rác thải. Dĩ nhiên, loại nhiên liệu này cũng có những hạn chế nhất định như ethanol không bay hơi nhanh ở môi trường lạnh, khiến cho việc khởi động động cơ vào sáng mùa đông khó hơn hay ethanol sản sinh ít năng lượng hơn xăng, nên để các phương tiện đạt được cùng hiệu quả công suất sẽ phải tốn nhiều nhiên liệu hơn. Dù sao đi chăng nữa, tái chế rác thải thành nhiên liệu cũng là sáng kiến tích cực trong bối cảnh hiện nay. Chúng ta vẫn đang trông chờ nhiều hơn nữa những báo cáo khả quan từ các nhà khoa học.