Năng lượng sinh học và cuộc cách mạng xanh của thế kỷ 21 pdf

Năng lượng sinh học và cuộc cách mạng xanh
của thế kỷ 21

M
ột thách thức lớn cho nhân loại
trong th
ế kỷ 21 là giảm phát thải khí nhà kính, yếu
tố quyết định gây ra biến đổi khí hậu. Vấn đ
ề chính
được đặt ra là tìm được một nguồn năng lư
ợng
sạch, rẻ, dồi dào để thay thế cho nguồn nhiên li
ệu
hóa thạch, được coi là bẩn và đang đư
ợc dự báo là
sẽ cạn kiệt trong nay mai. Năng lư
ợng sinh học
hiện đang là một hướng đi mà nhiều quốc gia đ
ã
lựa chọn.

Năng lượng sinh học trên thế giới
Hàn Quốc đã xây dựng cho mình một Chiến lư
ợc
tăng trưởng xanh, phát thải ít cac-
bon (Green, low
carbon growth strategy) trong vòng 60 năm t
ới với
các công c
ụ chính là công nghệ, chính sách và thay
đổi lối sống. Đối với lãnh đạo đất nước này, t

ăng
trư
ởng xanh không phải là một sự lựa chọn mà là
sự lựa chọn duy nh
ất. Một trong những mục tiêu
mà Chiến lược đề ra là đ
ến 2050, Hàn Quốc sẽ
hoàn toàn không b
ị phụ thuộc vào nhiên liệu hóa
thạch và giải pháp chính là tăng cường năng lư
ợng
hạt nhân, phát triển năng lượng tái tạo. Năng lư
ợng
sinh học đang được tích cực nghiên c
ứu, phát triển
ở đất nước này với mục tiêu đến n
ăm 2030 năng
lượng tái tạo sẽ đạt 11%, trong đó năng lư
ợng từ
sinh khối sẽ đạt 7,12%. Ngoài các công ngh
ệ chế
tạo bioga thông thường như t
ừ sinh khối, từ chất
thải chăn nuôi, Hàn Quốc đang tích cực phát tri
ển
bioga t
ừ bùn thải. Theo tính toán của các nhà khoa
h
ọc thì cứ 100kg COD bùn thải (từ hệ thống xử lý
nước thải) khi đi vào bể yếm khí sẽ cho ra 40-

45m3
khí mê-tan, 5kg bùn và nước thải có chứa 10-
20kg
COD.
Ở Nhật Bản, Chính phủ đã ban hành Chiến lư
ợc
năng lư
ợng sinh khối (Nippon Biomas Strategy) từ
năm 2003 và hiện nay đang tích c
ực thực hiện Dự
án phát triển các đô th
ị sinh khối (biomass town) và
đã có 208 đô thị đạt danh hiệu này, mục tiêu đ
ến
2010 sẽ đạt 300 thành phố/đô thị.
Ở Đức, Luật Năng lượng tái tạo có hiệu lực từ n
ăm
2000, đã đưa ra cơ chế khuyến khích
ưu tiên phát
lên lưới điện quốc gia những nguồn điện từ n
ăng
lượng tái tạo (mặt trời, gió, thuỷ đi
ện, sinh khối và
địa nhiệt). Sản xuất đi
ện từ bioga từ sinh khối hiện
nay đang rất phát triển với số lượng nhà máy đã đ
ạt
tới 4600 nhà máy với tổng công suất 1700MW n
ăm
2009, và dự kiến sẽ t

ăng lên 5400 nhà máy năm
2015.
Tương tự, ở Trung Quốc đã có Luật năng lư
ợng tái
tạo và hiện nay đã có hơn 80 nhà máy đi
ện sản xuất
từ sinh khối với công suất đến
50MW/nhà máy.
Tiềm năng là có thể đạt được 30GW đi
ện từ loại
hình năng lượng này và Chính phủ hiện
đang thúc
đẩy hợp tác, mời gọi đầu tư. Vi
ệc nghiên cứu phát
triển bioga để chạy máy phát đi
ện từ bùn thải từ
các trạm xử lý nước thải cũng đang được thực hi
ện.
Đây là một hoạt động rất có tiềm năng vì hi
ện nay
trên toàn Trung Quốc đã có đ
ến 1521 nhà máy xử
lý nước thải được xây dựng tính đến n
ăm 2008 và
sẽ tiếp tục tăng, với tỷ lệ nước thải đư
ợc xử lý là
28% (1999), 63% (2008) và 70% (dự kiến 2010).
Ở Canada, trường đại học Lakehead hiện
đang
nghiên c

ứu chế tạo dầu sinh học thông qua việc hoá
l
ỏng các loại sinh khối, chất thải trong nông nghiệp
như phần thải từ cây lúa mì, ngô, v.v Theo
đó,
qua một quá trình thuỷ phân dưới đi
ều kiện nhiệt
độ và áp suất cao t
ừ các loại sinh khối này sẽ thu
được dầu sinh học (bio-crude oil) có thể dùng đ
ể
phát triển biodiesel sau này. Một hư
ớng nghiên cứu
khác là thay th
ế ethanol bằng butanol sinh học bởi
nó cung cấp nhiều năng lượng hơn khi cùng m
ột
đơn vị thể tích. Một số trường đ
ại học, viện nghiên
cứu ở Mỹ và Hàn Quốc đã nghiên cứu đ
ể chế tạo
butanol sinh học từ các loại sinh khối.
Ở Thái Lan, Chính phủ đề ra mục tiêu năng lư
ợng
tái tạo đạt 20% trên tổng năng lư
ợng tiêu thụ vào
năm 2022. Thái Lan đã bãi b
ỏ việc sử dụng dầu
diesel 100% từ 2008, thay vào đó là B2 và d
ự kiến

đến năm 2011 s
ẽ chuyển sang B5. Biodiesel chủ
yếu đư
ợc sản xuất từ dầu cọ (palm oil) với tổng
khối lư
ợng là 1,3 triệu tấn biodiesel/ngày (2008) và
dự kiến đến 2022, số lư
ợng này sẽ là 4,5 triệu
lít/ngày. Thái Lan cũng tích cực thức đ
ẩy việc thu
mua, tái chế các loại dầu ăn th
ải bỏ sau sử dụng từ
các cơ s
ở công nghiệp thực phẩm, từ các nhà hàng,
khách sạn, các hộ gia đình để sản xuất thức
ăn gia
súc và chế biến biodiesel.
Ở Phillipine, Luật nhiên liệu sinh học (Biofuel Act)
được ban hành từ năm 2006 v
ới mục tiêu giảm sự
ph
ụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch. Hiện nay việc
sản xuất B2 và E5 là bắt buộc đ
ối với các nhà sản
xuất, phân phối nhiên liệu ở Phillipine.
Malaysia và Indonesia là hai qu
ốc gia sản xuất dầu
cọ lớn nhất thế giới, riêng sản lư
ợng của Malaysia
là 15,8 tri

ệu tấn (2008) và việc sản xuất dầu
biodiesel đã được thực hiện từ 20 năm nay, m
ặc dù
Luật công nghiệp nhiên liệu sinh học mới đư
ợc ban
hành gần đây (2007). Indonesia, ngoài s
ản xuất
biodiesel từ dầu cọ, hiện cũng đang thúc đ
ẩy thực
hiện Dự án làng tự cung cấp về năng lượng theo
đó
khuyến khích phát triển năng lư
ợng từ sinh khối
như ch
ất thải vật nuôi, chất thải của sản xuất cacao,
v.v… Ngoài dầu cọ, Indonesia đang phát tri
ển
mạnh cây cọc rào (jatropha) đ
ể sản xuất diesel sinh
học.
Phát triển năng lượng sinh học ở Việt Nam
Năng lư
ợng sinh học phải là một thế mạnh của Việt
Nam khi mà nước ta chủ yếu vẫn là một đất nư
ớc
nông nghiệp, có nhiều lọai sinh khối, có điều ki
ện
khí hậu đ
ể phát triển nhiều loại cây làm nguyên
liệu cho nhiên liệu sinh học. Bioga đã đư

ợc phát
triển từ lâu và hiện nay đã đư
ợc phổ biến rộng rãi
trên cả nước. Chương trình khí bioga do B
ộ
NN&PTNT thực hiện đã đạt được số lư
ợng hàng
chục nghìn hầm, trong tương lai gần số lư
ợng này
sẽ đạt đến hàng trăm nghìn hầm, và đã đ
ạt giải
thưởng về năng lượng ở Bỉ n
ăm 2006. Chương
trình này đã và đang cải thiện chất lư
ợng môi
trường nông thôn, đồng thời cung cấp năng lư
ợng
cho nhiều hộ gia đình. Vấn đề tiếp theo là phải t
ăng
cư
ờng, hoàn thiện kỹ thuật, nâng cấp qui mô, tận
dụng hiệu quả nguồn bioga đ
ể phát triển loại hình
năng lượng này.
Về nhiên liệu sinh học, nước ta hiện nay mới
đang
ở giai đoạn đ
ầu của sự phát triển, cụ thể là mới chỉ
dừng ở hoạt động nghiên c
ứu và sản xuất thử

nghiệm. Trên thị trư
ờng Hà Nội và TP HCM hiện
đang phân phối thí điểm loại xăng gasohol E5. M
ột
số cơ sở đã sản xuất ethanol sinh học đ
ể phục vụ
việc chế tạo xăng sinh h
ọc song quy mô còn nhỏ.
Mới đây 2 nhà máy sản xuất ethanol sinh học
ở Phú
Th
ọ và Dung Quất, công suất 100.000 tấn
ethanol/năm đã đư
ợc Petro Việt Nam (PVN) xây
dựng, dự kiến sẽ đi vào sản xuất từ n
ăm 2010. PVN
cũng đang xây d
ựng dự án nhà máy thứ 3, liên
doanh v
ới công ty Itochu (Nhật Bản), dự kiến sẽ
được khởi công xây dựng năm 2010 t
ại tỉnh Bình
Thuận.
Về chính sách pháp luật, Thủ tướng Chính phủ đ
ã
phê duyệt Chương trình phát tri
ển nhiên liệu sinh
học đến 2015, tầm nhìn đến 2025 theo Quyết đ
ịnh
số 177/2007/QĐ-TTg, theo đó: đ

ến 2010 sẽ sản
xuất được 100.000 tấn xăng E5, 50.000 tấn B5, đ
ạt
0,4% nhu cầu; đến 2015 đ
ạt 5 triệu tấn E5 và B5,
đạt 1%; năm 2025 tổng xăng và dầu sinh học sẽ đ
ạt
5% nhu cầu xăng dầu cả nư
ớc. Thực hiện Quyết
định này hiện nay Bộ Công Thương đang tr
ực tiếp
thực hiện những đề tài, dự án cụ thể nhằm thúc đ
ẩy
công ngh
ệ nhiên liệu sinh học. Bộ NN&PTNT
cũng đã xây dựng đ
ề án phát triển cây cọc rào
(jatropha) đ
ể làm nguyên liệu cho phát triển nhiên
liệu sinh học. Nhìn ra các nư
ớc trong khu vực, nói
chung, chúng ta đang đi sau v
ới khoảng cách khá
xa về lĩnh vực này.
Cách mạng xanh của thế kỷ 21
Th
ế kỷ 19 là thế kỷ của khoa học và kỹ thuật với
những thành tựu đã mang lại sự phát triển vư
ợt bậc
của các nư

ớc phát triển ở Tây Âu, Nhật Bản và Mỹ.
Th
ế kỷ 20 là thế kỷ của cuộc cách mạng công nghệ
thông tin với sự ra đời của mạng internet đã xoá b
ỏ
mọi ranh giới về thông tin, tạo cơ h
ội cho toàn thế
gi
ới, tạo ra sự phát triển mạnh mẽ của Trung Quốc,
Ấn Đ
ộ và các nền kinh tế mới nổi. Thế kỷ 21, với
thách thức về biến đ
ổi khí hậu, sự suy giảm tài
nguyên, phải là thế kỷ c
ủa cách mạng xanh, với
mục tiêu là sự tăng trưởng ít cac-
bon, trong đó
năng lượng xanh sẽ đóng vai trò ch
ủ chốt. Cho dù
vẫn còn đó những tranh cãi về tác đ
ộng tiêu cực và
lợi ích của việc phát triển nhiên liêu sinh học, n
ăng
lượng sinh học vẫn sẽ là một hướng đi c
ủa thế giới
trong vi
ệc thực hiện cuộc cách mạng này. Việt
Nam cũng phải quan tâm nhiều hơn n
ữa về phát
triển năng lượng tái tạo, năng lư

ợng sinh học trong
thời gian tới.