NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG và vật LIỆU mới từ SINH KHỐI TRONG bối CẢNH BIẾN đổi KHÍ hậu

NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA SINH KHỐI THÀNH NHIÊN LIỆU, VẬT LIỆU
MỚI ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Nguyễn Thị Mai Hương
1
, Nguyễn Thị Thu Thảo
1
, Huỳnh Thành Công
1
, Trương Thanh Ngọc
1
,
Hồ Sơn Long
1
, Trần Thị Bội Châu
2
, Đào Phạm Duy Quang
1
, Nguyễn Thụy Đoan Trang
1
,
Nguyễn Văn Dũng
1
, Nguyễn Thị Lê
3
, Hồ Sơn Lâm
1,

2
(1)-Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng, Viện KH&CN Vietnam
(2)Trường Đại học Tôn Đức Thắng
(3) Golden Lotus Consultant Design Construction Company.

Tóm tắt:
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, mực nước biển sẽ dâng lên từ 0,2-1mét, nhiều dự án trồng rừng
ngập mặn đã được xây dựng kèm theo các giải pháp thích ứng cho giải quyết các vấn đề này
như nước sạch, năng lượng, vật liệu cũng được đề cập đến. Để nâng cao hiệu quả kinh tế của
rừng ngập mặn cũng như giải quyết các vấn đề năng lượng và vật liệu, việc chuyển hóa sinh
khối thành nhiên liệu và vật liệu mới sẽ góp phần nâng cao thu nhập của người trồng rừng nói
chung, vùng dân cư bị ngập nước nói riêng. Ngoài ra, hướng nghiên cứu này còn góp phần tạo
ra năng lượng và vật liệu không sử dụng dầu mỏ, thân thiện với môi trường, đáp ứng yêu cầu
của một nền kinh tế các bon thấp trong tương lai.
Báo cáo giới thiệu sơ lược về sinh khối, các dạng sinh khối và vai trò của nó trong sản xuất
nhiên vật liệu mới. Một số kết quả trong nghiên cứu chuyển hóa sinh khối thành nhiên liệu và vật
liệu mới cho thấy đây là hướng đi phù hợp với xu thế thời đại và là những giải pháp hữu ích
phục vụ công tác đối phó với tình hình biến đổi khí hậu đã và đang xẩy ra tại Việt nam.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Tại hội thảo lần thứ 2 về "Xây dựng kế hoạch phòng tránh, khắc phục thiên tai,
ứng phó và giảm nhẹ tác động do biến đổi khí hậu" do Bộ Nông nghiệp và phát triển
nông thôn tổ chức ngày 30/8/2010 ở Vĩnh Phúc, các chuyên gia cho biết biến đổi khí hậu
đã tác động tiêu cực đến hầu hết lĩnh vực của nền kinh tế Việt Nam.
Các chuyên gia đã đưa ra nhiều giải pháp cụ thể như: nâng cấp hệ thống đê biển,
đê sông cao thêm 50cm vào năm 2020, nhất là hệ thống đê biển từ Quảng Ngãi đến Kiên
Giang, để ứng phó với mực nước biển đang dâng; trồng 300.000-350.000ha rừng ngập
mặn, rừng chống cát di động ven biển; phân phối sử dụng hợp lý và tiết kiệm nguồn nước
ngọt, cung cấp nước, vệ sinh môi trường cho những vùng bị nhiễm mặn, hải đảo, vùng
hạn hán, lũ lụt, ngập úng, xâm nhập mặn; áp dụng giống mới cho các vùng đặc thù mặn,
hạn, ngập, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, cơ cấu giống để thích ứng với biến đổi khí hậu
Điều phối viên Chương trình Phát triển Liên Hiệp Quốc (UNDP) tại Việt Nam,
khẳng định: trước mắt, băng tan sẽ đe dọa hơn 40% dân số toàn thế giới. Mặt khác, biến
đổi khí hậu sẽ làm cho năng suất nông nghiệp giảm, thời tiết cực đoan tăng, thiếu nước
ngọt trầm trọng trên toàn thế giới, hệ sinh thái tan vỡ và bệnh tật gia tăng

Nhằm giúp Việt Nam ứng phó với biến đổi khí hậu, UNDP sẽ cung cấp nhiều
thông tin cần thiết để các nhà hoạch định chính sách của Việt Nam đưa ra những chiến
lược thích ứng và giảm thiểu tác hại của biến đổi khí hậu vào chiến lược tổng thể phát
triển kinh tế xã hội của quốc gia.[1].
Có thể nói rằng, Chính phủ Việt nam đang cố gắng làm hết sức mình để phòng
tránh, khắc phục thiên tai, ứng phó và giảm nhẹ tác động do biến đổi khí hậu gây ra.
Ngày nay, sự biến đổi khí hậu không còn là những khái niệm chung chung nữa, mà mỗi
người dân, từ thành thị đến nông thôn đều cảm nhận được qua thực tế hàng ngày. Nhiệt
độ không khí trung bình của cả Việt nam đã tăng lên một đến hai độ. Nước mặn đã đi sâu
vào đất liền, mưa nắng thất thường…khi thì úng lụt, khi thì khô hạn kéo dài.
Sự tổn thất của loài người trong các cơn bão, sóng thần hay lũ lụt trên thế giới cho
thấy rằng các biện pháp phòng tránh nhân tạo, dù trình độ khoa học kỷ thuật hiện đại và
nguồn tài chính khổng lồ đến mấy, cuối cùng cũng không ngăn được thiên tai.
Sự thay đổi khí hậu, có thể do con người, có thể do biến đổi chung của hệ mặt trời,
cũng có thể do sự chuyển động của vũ trụ- những điều mà cho đến nay, sự hiểu biết của
loài người còn rất ít. Tuy nhiên, có một điều mà chúng ta biết rất rõ, là trái đất đã tồn tại
hàng triệu năm, đã hứng chịu nhiều thảm họa của vũ trụ, có thể đã gần như diệt vong,
nhưng rồi vẫn tái sinh, vẫn tiến hóa và phát triển.
Rõ ràng, tự nhiên biết cách thích ứng, biết cách chống đỡ, biết cách phát triển phù
hợp với qui luật chung của vũ trụ. Dựa vào tự nhiên để phòng tránh, khắc phục các biến
cố của tự nhiên là phương pháp tối ưu nhất mà con người nên làm. Những bãi biển đẹp
của Nhật bản, Thái lan hay Indonesia, được xây dựng hoành tráng và nhiều tiền nhưng
cũng trở thành bình địa khi sóng thần tràn vào bờ.Trong khi đó, một làng nhỏ của Ắn độ,
dù nằm trong tâm của sóng thần, nhưng thiệt hại hầu như không đáng kể, vì họ có một
khu rừng ngập mặn che chở.
Cho nên, dự án trồng các rừng ngập mặn và rừng chống cát [2] là cách tốt nhất cho
phòng chống biến đổi khí hậu trên nhiều khía cạnh, mà hai trong số nhiều lợi ích đó là
năng lượng và vật liệu mới từ sinh khối.
II. NĂNG LƯỢNG VÀ VẬT LIỆU MỚI TỪ NGUỒN SINH KHỐI:
II.1. Năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng sinh khối nói riêng:

Hiện nay, nhân loại đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng về năng lượng
khi các nguồn nhiên liệu hoá thạch đang dần cạn kiệt và gây ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng. Giải pháp mà con người tìm đến để khắc phục những vấn đề đó chính là các nguồn
năng lượng mới như năng lượng gió, mặt trời, hạt nhân, sinh khối…
Các dự án về năng lượng gió, mặt trời, hạt nhân đang được thực hiện một cách
khẩn trương. Điều chúng ta cần quan tâm là các dạng năng lượng này, không chỉ phải
phù hợp với yêu cầu năng lượng, mà còn phải phù hợp với sự biến đổi khí hậu. Các kịch
bản của biến đổi khí hậu tại Việt nam đã được các nhà khoa học về môi trường cảnh báo,
trong đó hiện tượng mưa nhiều, gió bão sẽ tác động mạnh đến sản xuất năng lượng từ các
nguồn năng lượng kể trên. Những vấn đề của năng lượng hạt nhân (nguồn năng lượng rẻ
nhât) cũng bộc lộ sau thiên tại tại Nhật, khiến nhiều nước phải xem xét lại chính sách hạt
nhân của mình.
Năng lượng từ sinh khối là nguồn năng lượng gần gủi với con người từ xa
xưa.Cho đến nay, đây vẫn là nguồn năng lượng chính của những nước nghèo và đông dân
trên hành tinh chúng ta.
Khác với các nguồn năng lượng tái tạo khác, năng lượng sinh khối không chỉ thay
thế năng lượng hoá thạch mà còn góp phần xử lý ô nhiễm môi trường. Vì vậy, năng
lượng sinh khối ngày nay thường được gắn liền với chủ thuyết nền kinh tế cácbon thấp,
góp phần bảo vệ môi trường, sinh thái, đồng nghĩa với phát triển nông nghiệp, xóa đói,
giảm nghèo, làm cho đất nước xanh hơn, sạch hơn.
Tại Việt Nam, năng lượng có nguồn gốc sinh khối hiện đang được sử dụng theo
bốn cách sau đây[3]:
- Sử dụng trực tiếp như than, củi, rơm, rạ dùng làm chất đốt;
- Khí biogas từ rơm rạ, chất thải chăn nuôi;
- Bioetanol từ sắn, mía, ngô và xenlulozo lên men
- Biodiesel từ hạt có dầu, mở cá, mỡ động vật.
Trong đó phổ biến nhất vẫn là sử dụng trực tiếp và khí Biogas. Các loại hình khác
vẫn còn ở trong giai đoạn thử nghiệm.

II.2.Vật liệu từ sinh khối

Vật liệu từ sinh khối đã được sử dụng hàng ngàn năm nay như gỗ, tre, nứa, lá, mây
làm nhà, những vật dụng trong đời sống con người từ thủa còn mông muội đến lụa, vải,
đồ thủ công mỹ nghệ ngày nay.
Cấu tạo chính của sinh khối là cenllulose, hemicenllulose, lignin. Các chất này
chiếm tỷ lệ trên 70% và là nguồn nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp vật liệu
không dầu mỏ. Ngày nay, các loại vật liệu thân thiện môi trường được quan tâm dưới tên
gọi “composit xanh” đã và đang được nghiên cứu, sản xuất để phục vụ cho việc tạo ra
nhiều loại vật liệu chất lượng cao trong nền kinh tế cacbon thấp.[4-9]
II.3.Nguồn sinh khối:
Một vài số liệu đã được công bố sau đây có thể giúp chúng ta có cái nhìn đúng đắn
hơn với nguồn tài nguyên sinh khối của nước nhà[10]:
Bảng 1: Nguồn sinh khối từ gỗ
Nguồn sinh khối Tiềm năng (triệu
tấn)
Dầu tương đương
(triệu tấn)
Tỷ lệ (%)
Rừng tự nhiên 6,842 2,390 27,2
Rừng trồng 3,718 1,300 14,8
Đất không rừng 3,850 1,350 15,4
Cây trồng phân tán 6,050 2,120 24,1
Cây công nghiệp &
ăn quả
2,400 0,840 9,6
Phế liệu gỗ 1,649 0,580 6,6
TỔNG 25,090 8,780 100,0
Bảng 2: Nguồn sinh khối từ nông nghiệp
Nguồn sinh khối Tiềm năng (triệu
tấn)
Dầu tương đương

(triệu tấn)
Tỷ lệ (%)
Rơm rạ 32,52 7,30 60,4
Trấu 6,50 2,16 17,9
Bã mía 4,45 0,82 6,8
Các loại khác 9,00 1,80 14,9
TỔNG 53,43 12,08 100,0
Từ số liệu trong các bảng trên, có thể thấy nguồn sinh khối của Việt nam khá dồi
dào và phong phú. Để làm rõ hơn vai trò của từng chủng loại, chúng tôi xếp sinh khối
thành các nhóm nguyên liệu để phục vụ cho mục đích nghiên cứu sử dụng như sau:
- Sinh khối cho nguyên liệu làm thuốc: Trong nhóm này, chủ yếu là các loại thảo
mộc tự nhiên hay trồng có công dụng trong đông –y dược. Số lượng này không lớn về
mặt thực vật học nên sinh khối của chúng không có tác dụng để sản xuất nhiên liệu, vật
liệu.
- Sinh khối cho tinh dầu: Đây là nhóm thực vật lớn, sau khi trích ly tinh dầu, bả
chiếm một tỷ lệ cao nên có khả năng sử dụng làm nguyên liệu.
- Sinh khối từ hạt có dầu các loại: Trong nhóm này, ngoài những loại hạt ăn được
và cho dầu thực phẩm, còn nhiều loại hạt từ cây ăn quả hay cây công nghiệp, cho dầu béo
từ 15-40%. Phần còn lại là vỏ hạt và bả.
- Sinh khối từ cây cho tinh bột: Các loại này bao gồm sắn, khoai, lúa. Đây là
nguồn lương thực quan trọng của con người nên việc chế biến chúng thành nhiên liệu, vật
liệu cần phải cân nhắc đến an toàn lương thực cho cả thế giới. Các nguồn phế thải như
rơm, rạ, trấu là nguyên liệu cung cấp năng lượng truyền thống cho con người.
- Sinh khối rừng: trong đó bao gồm rừng tự nhiên, rừng gỗ trong, rừng tre, nứa:
Đây là dạng vật liệu tự nhiên thân thiện với môi trường, nên việc khai thác và chế biến
chúng cần phải có qui hoạch, kế hoạch để bảo vệ nguồn tài nguyên này. Tuy nhiên, từ
đây hàng năm cũng thải ra hàng trăm ngàn tấn mùn cưa, dăm bào, cành nhánh, lá khô có
thể làm nguyên liệu cho sản xuất nhiên vật liệu.
- Sinh khối từ rừng ngập mặn, cỏ lác, lau sậy hay rừng chống cát: Đây là nguồn
sinh khối tự nhiên, không có nhiều lợi ích từ sự phát triển của chúng, tuy nhiên lại đóng

vai trò hết sức quan trọng cho điều hòa sinh trưởng vùng đầm lầy, ngập mặn, ngăn cản
hiện tượng xói lở đất, giữ phù sa, cát bay, bảo vệ xóm làng. Khai thác nguồn sinh khối
này không có nghĩa là chặt phá mà phải biết nuôi dưỡng, cắt tỉa, chăm sóc để chúng có
điều kiện phát triển. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, khi đồng bằng sông Hồng hay sông
Cữu long có thể bị ngập đến 40%, thì không một loài thực vật nào sống được, ngoại trừ
nhóm sinh khối này.
II.4. Tình hình nghiên cứu chuyển hóa sinh khối ở trong và ngoài nước:
Nghiên cứu chuyển hóa sinh khối đã có từ rất lâu.Tinh dầu, cây thuốc, nhựa cây,
gỗ, tre, nứa, song mây…đã được con người sử dụng từ khi còn mông muội.
Với sự phát triển của KHCN, những sản phẩm mới ra đời, trong đó có giấy, tơ
tằm, thuốc nhuộm, vải sợi cho đến những sản phẩm cao cấp hơn như đồ thủ công mỹ
nghệ, bàn ghế tủ giường hiện đại…
II.4.1: Trên thế giới:
a/ Trong lĩnh vực nhiên liệu:
Sản xuất etanol từ tinh bột đã được công nghiệp hóa. Việc lên men xenlulozo
thành đường cũng đã được nghiên cứu và sản xuất công nghiệp. Biodiesel từ một số loại
hạt cho dầu như cọ, cải dầu, hướng dương, dừa…cũng đã được ứng dụng để pha chế với
diesel dầu mỏ. Tổng công suất sản xuất biodiesel của Châu Âu đã vượt ngưỡng 2 triệu
tấn/năm.
Trong những năm trước 2004, người ta thống kê được khoảng 50 nước và vùng
lãnh thổ đã bắt đầu sử dụng biodiesel, thì từ đó đến nay, theo báo cáo thống kê của
IFQC’s “Global Biofuels Center” [11], số nước và vùng lãnh thổ đang sử dụng, đang có
các chương trình đã chiếm gần hết bản đồ thế giới. Riêng Nga, một số nước trung đông,
châu phi là chưa có thông tin. Điều đó chứng tỏ rằng Biodiesel đang từ từ xâm nhập vào
đời sống xã hội loài người và sẽ là một trong những những dạng nhiên liệu quan trọng
trong thế kỷ 21.
Vấn đề này cũng thể hiện rõ ở số lượng các patent được cấp giấy chứng nhận [12].
Thống kê số lượng patent trong các năm từ 2002 đến 2007 cho thấy có sự tăng đều trong
từng năm và đến hết năm 2007 đã có khoảng 2796 patent, trong đó, năm 2007 đã gấp 7
lần năm 2002.

Nếu so sánh số lượng patent trong lĩnh vực biodiesel so với các lĩnh vực năng
lượng mới khác trong năm 2007, chúng ta cũng sẽ thấy bức tranh tương tự :
Biodiesel: 1045 [56%]
Năng lượng mặt trời: 555 [29%]
Năng lượng gió: 282 [15%]
Song song với công tác nghiên cứu, nhu cầu thực tế của Biodiesel trên thị trường
cũng tăng lên đáng kể: Nếu năm 2001, nhu cầu là 2 triệu tấn B-100, thì đến năm 2008,
nhu cầu đã gần 12 triệu tấn [13].
Nhiên liệu mới đi từ sinh khối ở thế hệ thứ hai, hay còn gọi là sunfuel, đã được
nghiên cứu cách đây 35-40 năm[14,15,16], tuy nhiên vẫn còn gặp nhiều khó khăn nên
chưa thể triển khai ra sản xuất. Các yếu tố gây khó khăn chính là tốn quá nhiều năng
lượng và khả năng hòa tan của xenlulozo vào dung môi rất kém. Nhiệt phân sinh khối để
tạo thành CO2 và H2 rồi tiếp tục chuyển thành hydrocacbon như trong quá trình hóa dầu,
đòi hỏi năng lượng và khả năng phác thải ô nhiễm cao. Tan kém trong dung môi làm cho
việc cắt mạch và chuyển hóa xenlulozo thành hydrocarbon bị hạn chế.
Gần đây nhiều công trình nghiên cứu việc lên men visinh xenlulozo để tạo thành
etanol sinh học cho thấy quá trình này đòi hỏi năng lượng lớn cho việc chưng cất và loại
nước trong etanol thành phẩm, dẫn đến giá thành cao tương tự như sản xuất etanol từ tinh
bột.
b/ Trong lĩnh vực vật liệu:
Đã có nhiều công trình nghiên cứu và sản xuất sinh khối thành sản phẩm , trong đó
việc sản xuất giấy hay các dạng xenlulozo làm nguyên liệu cho vải, sợi, hóa chất, chất
dẻo. Nhiều nghiên cứu ứng dụng sợi tự nhiên để thay sợi thủy tinh, sợi hóa học trong vật
liệu composit thân thiện môi trường(composite xanh) cũng đã và đang được chú trọng
nghiên cứu trong thập kỷ đầu của thế kỷ 21.
II.4.2: Ở Việt nam:
Nghiên cứu chuyển hóa sinh khối ở Việt nam cũng được các nhà khoa học ở các
Trường Đại học, Viện nghiên cứu trong cả nước quan tâm. Nhiệt phân dầu thực vật để
nhận hydrocarbon đã được Viện KH&CN VN tiến hành từ những năm 80. Vật liệu
composit cốt tre nứa để sản xuất thuyền cho đồng bằng sông cửu long những năm 90, hố

xí tự hoại cho vùng ngập lũ những năm 2000 đã được Viện khoa học vật liệu ứng dụng
đưa vào triển khai với kết quả tốt.
Những năm gần đây, nhiều đề tài cấp nhà nước về sử dụng sợi thiên nhiên để tạo
ra vật liệu composit xanh cũng được tiến hành.
Trong lĩnh vực nhiên liệu đi từ sinh khối, một số nghiên cứu thăm dò nhiệt phân
sinh khối thành khí CO2,Metan, Hydro cũng được triển khai với kết quả khả quan.
Nghiên cứu và sản xuất bioetanol từ tinh bột, biodiesel từ dầu thực vật Việt nam hay
chuyển hóa rơm rạ thành etanol cũng được đặc biệt quan tâm và có nhiều kết quả ghi
nhận.
Trong xu thế chung của thời đại, năng lượng càng ngày càng trở thành điểm tựa
quan trọng nhất trong phát triển kinh tế, xã hội. Dù ở giai đoạn nào thì con người cũng
cần năng lượng và giải quyết năng lượng là bài toán khó nhất với con người, đặc biệt
năng lượng sạch.
III. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM:
III.1. Nghiên cứu sử dụng hạt của các loại cây ăn quả làm nguyên liệu sản xuất
biodiesel.
Sử dụng công nghệ chiết liên tục với hai loại dung môi khác nhau, có thể nhận
được dầu béo trong một số loại hạt của cây ăn quả như Chôm chôm, Nhãn, Chè. Kết quả
cho thấy trong hạt chôm chôm có thể thu được 22,36% dầu béo, trong hạt nhãn có thể thu
được 23% và trong hạt chè có thể thu được đến 52,4% dầu béo.Tính chất vật lý và thành
phần hóa học của các loại dầu này tương tự như các loại dầu béo khác và có thể làm
nguyên liệu cho sản xuất biodiesel.
Sau khi thu hồi dung môi, dầu béo của cả hai lần chiết được kết hợp lại với nhau
để tiến hành phân tích thành phần hóa học và các chỉ số hóa lý của dầu thu được. Kết quả
cuối cùng của quá trình chiết dầu được thể hiện trong bảng 3:
Bảng 3: Tổng hợp kết quả thu hồi dầu béo từ hạt cây ăn quả:
Hạt Chè 300 80 75 165,4 157,26 52,42
Tổng 900 210 190 580,8 294,76
Kết quả thực nghiệm trong bảng 3 cho thấy:
- Hàm lượng dầu béo trong một số hạt nêu trên khá cao và có khả năng sử dụng

như là nguyên liệu cho sản xuất biodiesel.
- Do chi phí cho nguyên liệu (hạt) rất thấp ( chủ yếu là thu gom, chuyên chở), chi
phí cho dung môi ( phần thất thoát khoảng 10%) không lớn, từ đó giá dầu
nguyên liệu sẽ thấp hơn giá dầu của một số cây cho dầu khác như jatropha, cọ,
dừa…
Một số sản phẩm phụ khác thu được trong quá trình sản xuất các loại dầu này( sáp, các
chất có HTSH…đã được nghiên cứu sử dụng cho các mục đích khác và đã công bố trong
[20, 21]). Các chỉ số vật lý của dầu thu được như trong bảng 4:
Bảng 4: Một số tính chất của dầu béo
III.2.Nghiên cứu chuyển hóa sinh khối thành hydrocarbon lỏng:
III.2.1. Chuyển hóa xenlulozo thô không có áp suất:
+ Xúc tác Raney-Nikel:
Trong tổng số 74,35 % nguyên liệu chuyển hóa thành sản phẩm mới, có:
+ 57,02% thành hydrocacbon không chứa oxy.
+ 14,23% thành sản phẩm chứa oxy:
Các chỉ số
Dầu hạt Chôm Chôm Dầu hạt Trà Dầu hạt Nhãn
Tỷ Trọng 0.882 0.868 0.866
Độ nhớt 33.15 57.75 30.45
I
A
17.23 5.15 49.75
n
D
20
1.4606 1.4679 1.4606
+ 3,1% hao hụt do hình thành các sản phẩm khí, nước và sai số.
Tổng sản phẩm hydrocarbon không chứa oxy bao gồm:
+ 2,6-dimethyl, 3-heptene, C
9

H
18
(3,07%)
+ 2,6-dimethyl heptane, C
9
H
20
(10,1%)
+ 2,6-dimethyl heptene, C
9
H
18
(4,21%)
+ 2,6-dimethyl, 2-heptene, C
9
H
18
(11,32%)
+ 2,6-dimethyl, 1,5-heptadiene, C
9
H
16
(14,09%)
Các hydrocarbon trên đây là xăng không cần phải trải qua giai đoạn reforming như
trong chế biến hóa dầu.
+ Xúc tác Hydroxy-Raney-Nikel:
Trong tổng số 74,54 % nguyên liệu đã chuyển hóa, hình thành:
+ 58,22% hydrocarbon vòng không chứa oxy: chiếm 81,62% tổng sản phẩm,
trong đó, Cymene chiếm 50%.
+ 12,56 % hydrocacbon vòng có chứa oxy.

+ 3,0% hao hụt do hình thành các sản phẩm khí, nước và sai số.
Hầu hết các sản phẩm đều được đóng vòng để tạo ra nhiều hợp chất có giá trị như:
+ 1,4-Cyclohexadiene, 1-methyl- C
7
H
10
(9,13%)
+ m-Cymene, C
10
H
14
(33,15%)
+ p-Isopropenyl toluen, C
10
H
12
(14,76%)
+ Trans-Carveol, C
10
H
16
O (0,86%)
+ Piperitone, C
10
H
16
O (1,16%)
+ Xúc tác oxit kim loại có cấu trúc nano:
Nhiệt phân CMC trên xúc tác Me-nano /C-active trong dòng khí Oxy ở vùng nhiệt độ
180

0
C-190
0
C.
A-Sản phẩm Khí:
Bảng 5: sản phẩm khí trong quá trình nhiệt phân trong O2
STT Tên sản phẩm CuO/C PbO/C Zn/C
1 Propiolic axit
HC≡C-COOH
8,89 7,34 7.98
2 Nitrous Oxide N
2
O 35.8 36,5 38,30
3 Carbon dioxide CO
2
40,35 42,15 39,48
4 Formic acid etylester 2,5 1,25 1,95
87,54 87,24 87,71
Sản phẩm khí chiếm 80%
B-Sản phẩm lỏng:
Bảng 6:Sản phẩm lỏng trong quá trình nhiệt phân trong O2
STT Tên sản phẩm CuO/C PbO/C Zn/C
1 Propiolic axit
HC≡C-COOH
1.18 1,35 1,21
2 Acid axetic 3,10 3,33 3,13
3 Etylic alcohol 63,09 60,87 62,40
4 Formic acid 32,63 34,45 33,26
5 CMC 0 0 0
100 100 100

Sản phẩm lỏng chiếm 20%.
Nhận xét chung:
Các sản phẩm cellulose rất khó tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ, do đó việc
sử dụng chúng làm nguyên liệu cho công nghệ hóa học gặp nhiều khó khăn. Đây cũng là
hạn chế lớn của việc sử dụng biomass thay thế dầu mỏ.
Các nghiên cứu nhiệt phân CMC (hòa tan trong axit formic) trên đây cho thấy, khả năng
cắt mạch CMC trong vùng nhiệt độ 180-190
0
C với sự tham gia của oxit kim loại màu có
kích thước nano để tạo thành các hợp chất hữu cơ có thành phần các bon C2-C3 là hiện
thực.
III.2.2. Chuyển hóa xenlulozo thô có áp suất hydro(2 at):
+Xúc tác Raney-Nikel và Hydroxy-Raney-Nikel
Bảng III.3.1: Sản phẩm mới trong quá trình hydro hóa có áp suất:
STT Tên sản phẩm và đặc trưng MS RN HRN
1
6-methyl-5-hepten-2-one, C
8
H
14
O
{MS: 43 55 69 93 108 126}
0.61 -
2
2,6-Dimethyl-1,3,5,7-octatetraene, C
10
H
14

{MS: 77 91 105 119 134}

- 5.23
3
1,3,8-p-Menthatriene C
10
H
14

.{MS: 77 91 119 134}
-
7.46
4
Cyclohexanol, 2-methylene-5-1methylethenyl-
C
10
H
16
O .{MS: 41 84 91 108 119 137}
4.89 2.24
5 p-Isopropenyl toluen C
10
H
12

{MS: 41 69 91 105 119 143 157 225}
- 3.97
6
Podocarp-7-en-3-one,13.beta methyl-13-vinyl-
C
20
H

30
O.{MS: 41 69 79 91 106 119 135 286}
- 2.18
7 Retinol, C
20
H
30
O
[RT: 53.55].{MS: 69 91 105 119 133 157 199}
-
8,09
8
Podocarp-7-en-3-one,13.beta methyl-13-vinyl-
C
20
H
30
O.{MS: 41 69 91 105 119 286} - 5.35
9 1,6,10,14-Hexadecatetraen-3-ol, 3,7,11,15-
tetramethyl-, (E,E)-, C
20
H
34
O
{MS: 41 69 91 107 119 134 }
-
1.25
10
Copaiferic acid, C
20

H
32
O
2
{MS:
- 1.87
11
2-[4-methyl-6-(2,6,6-trimethylcyclohex-1-
enyl)hexa-1,3,5-trienyl]cyclohex-1-en-
1carboxaldehyde, C
23
H
32
O
{MS: 43 69 93 119 137 289 304}
- 1.81
12
5.alpha Androstan-17.beta ol, 2.alpha.,
3.alpha.,3.alpha epoxy-3-methyl-, C
20
H
32
O
2
{MS: 43 69 93 119 137 289 304}
0.26 1.55
13
13alpha-delta(8)-dihydroabietic acid, C
20
H

32
O
2

{MS: 43 69 93 119 137 289 304} 0.45 3.21
Xúc tác (HRN) đã hình thành 8 chất mới- là phát hiện mới của công trình này.
Tám chất mới này chiếm 47 % và có cấu trúc hoàn toàn khác, tương tự các chất có hoạt
tính sinh học có giá trị cao như Retinol, [C
20
H
30
O] (chiếm 8%), Podocarp-7-en-3-one,
13.beta methyl-13-vinyl-[C
20
H
30
O] (còn có tên là Sandracopimaric acid, chiếm 7,53%).
Đây là những chất có giá trị cao trong việc sản xuất thuốc chữa bệnh. Nếu các
chất có hoạt tính sinh học trong thực vật chiếm từ 0,5-1%, được xem là nguồn nguyên
liệu có khả năng khai thác công nghiệp, thì những chất trên đây, hoàn toàn đáp ứng điều
đó và mở ra khả năng tổng hợp chúng bằng công nghệ mới này.
Trong khi đó, xúc tác raney-nikel không tạo ra các sản phẩm mạch vòng.
III.3: Nghiên cứu vật liệu composit từ sinh khối:
Một số kết quả cụ thể của dạng vật liệu này, đã đăng ký nhãn hiệu hàng hóa
VINAPOL
®
và GPHI với các loại polyme:
- Màng Vinapol
®
PL-AW- Dùng để bọc phân vô cơ, phân visinh.

- Màng Vinapol
®
FfS- Dùng làm bầu ươm cây tự phân hủy.
- Màng Vinapol
®
FfF- Dùng để bọc trái cây khi vận chuyển hay xuất khẩu mà
không cần tẩm hóa chất bên ngoài.
IV. MÔ HÌNH DỰ KIẾN:
Cùng với công ty Golden Lotus Consultant Design Construction Company, Viện
KHVLUD đang xúc tiến tư vấn công nghệ cho dự án trồng nhiều ha dừa nước tại Trà
vinh do Công ty Fist-Flower đề xuất. Các nghiên cứu về thực vật học cho thấy cây dừa
nước có thể chịu được nước mặn và góp phần giữ phù sa cho vùng duyên hải rất tốt.
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng lên thì các loại cây như dừa
nước có vai trò rất lớn trong việc giữ đất và cải tạo khí hậu.
Công dụng của dừa nước đã được biết đến khá lâu và khá đầy đủ. Đây là nguồn tài
nguyên thực vật khá phong phú nhưng chưa được khai thác sử dụng một cách hiệu quả.
Nếu có một chương trình bảo vệ, trồng mới và qui hoạch khai thác có hiệu quả, sẽ mang
lại lợi ích cho người dân.
Sản phẩm chủ yếu của dự án là nhiên liệu sinh học, đây là một dự án phù hợp với
chủ trương phát triển nhiên liệu sinh học của Chính phủ. Công nghệ của Công ty
FirstFlower là công nghệ đã thương mại hoá, có thể tin cậy được.
Các sản phẩm khác như xăng, vật liệu lợp composit, sợi tự nhiên từ phế thải của
cây dừa nước sẽ được Viện KHVLUD nghiên cứu triển khai tại đây để hình thành một
cụm công nghệ chế biến cây dừa nước, làm cơ sở cho các dự án tiếp theo.
V. KẾT LUẬN:
1. Biến đổi khí hậu sẽ làm thay đổi đáng kể cuộc sống của con người ở những vùng
bị ảnh hưởng, cho nên, các giải pháp thích ứng cho việc giải quyết các vấn đề về
biến đổi khí hậu là rất quan trọng và cấp bách.
2. Các giải pháp cần được tiến hành đồng bộ để không gây ảnh hưởng đến đời sống
nhân dân.

3. Việc trồng các loại rừng ngập mặn và chống cát vùng ven biển là cần thiết, nhưng
cũng phải chuẩn bị các công nghệ kèm theo để người dân có thể sống được và có
thu nhập trên những vùng này để họ gắn bó với rừng ngập mặn và chắn cát.
4. Các công nghệ chuyển hóa sinh khối thành nhiên liệu và vật liệu mới của các nhà
khoa học Việt nam có thể giúp ích cho chương trình này với chi phí thấp hơn và
linh hoạt hơn việc nhập công nghệ của nước ngoài.
5. Chúng tôi hy vọng với báo cáo này, các cấp quản lý nhà nước và hoạch định chính
sách đối phó với biến đổi khí hậu của Việt nam có thêm thông tin để đề ra những
chủ trương sát và đúng đắn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
[1]. Hội thảo quốc gia "Phục hồi và quản lý hệ sinh thái rừng ngập mặn trong bối cảnh
biến đổi khí hậu" do Ban nghiên cứu hệ sinh thái rừng ngập mặn (MERD), Tổ chức hành
động phục hồi rừng ngập mặn (Nhật Bản), Ban quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ
(TPHCM) và Viện khoa học và công nghệ Phương Nam phối hợp tổ chức từ 23 đến 25-
11 tại TPHCM.
[2]. Hội thảo “Tác động của biến đổi khí hậu đối với ĐBSCL” do Trung tâm Giáo dục
Truyền thông Môi trường tổ chức trong hai ngày (2-3/10) tại Cần Thơ
/>[3].Ho Son Lam. Renewable Energy in Vietnam-Potentially and Prospects. VICO+C
Joint Seminar on Green technology for next generation. SROMOST&KITECH 2010,
p104-125.
[4]. R.M. Rowel. The state of Art and Future Development of Bio-based composite
Science and Technology Towards the 21 st Century, Proceedings of the Fourth Pacific
Rim Bio-based Composite Symposium, November 2-5, Indonesia (1998), 1-18.
[5]. Mwaikambo L.Y. Review of the History, Properties and Application of Plant Fibres,
African Journal of Science and Technology, Science and Engineering Series, Vol. 7
(2006), 120-133.
[6]. A.J. Bolton. The Potential of Plant Fibres as Crops for Industrial Use, Outlook on
Agriculture, Vol. 24 (2) (1995), 85-89.
[7].A.K. Bledzki, J. Gassan. Composites and Reinforced with Cellulose Based Fibres,
Prog. Polym. Sci., 24 (1999), 221-274.

[8]. Tran Vinh Dieu, Bui Chuong et al. Review: Research and Application of Bamboo
and Jute Finers Reinforced Polymer Composites in Vietnam. Tap chi Hoa hoc, vol. 47
(2), 2009, trang 236-246.
[9]. Brett C. Suddell, William J. Evans, “Natural Fibre Composites in Automotive
Applications”, Chapter 7, pp 231-260, from “Natural Fibres, Biopolymers and
Biocomposites”, Amar K. Mohanty, Manjusri Misra and Lawrence T. Drzal, Eds., CRS
Press 2005.
[10] Nguyển Quang Khải. Trung tâm năng lượng & Môi trường Hà nội.(5/2010)
[11]. Global Biofuels Center
[12]. www.bakerdaniels.com
[13]. BIODIESEL 2020: Global Market Survey, Feedstock Trends and Forecasts
www.bakerdaniels.com
[14].Elliott, D. C., and E. G. Baker.1986. Catalytic Hydrotreating of Biomass
Liquefaction Products to Produce Hydrocarbon Fuels: Interim Report. PNL-5844,
Pacific Northwest Laboratory, Richland, WA.
[15].Gevert, S. B.1987.Upgrading of Directly Liquefied Biomass to Transportation
Fuels.Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden.
[16].
Douglas C. Elliott and Gary F.
LIQUID HYDROCARBON FUELS FROM
BIOMASS Amer. Chem. Soc., Div. Fuel Chem. Preprints 34(4) 1989 pp 1160-1166
[17]. N. Brás, N. M. F. S. A. Cerqueira, P. A. Fernandes, M. J. Ramos, "Carbohydrate
Binding Modules from family 11: Understanding the binding mode of polysaccharides",
International Journal of Quantum Chemistry, Volume 108 Issue 11 (2008), pages 2030 –
2040
[18]. Cooking cellulose in hot and compressed water Shigeru Deguchi, Kaoru Tsujii and
Koki Horikoshi Chem. Commun., 2006, 3293 – 3295
[19].Holt-Gimenez, Eric 2007. Biofuels: Myths of the Agrofuels Transition.
Backgrounder. Institute for Food and Development Policy, Oakland, CA. 13:2
[20]. Hồ Sơn Lâm, “Những kết quả nghiên cứu thực nghiệm công nghệ không bả thải

trong sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt Nam”, Hội nghị Khoa học kỷ niệm 35 năm
VKH&CN Việt Nam-Hà Nội 10/2010, Tiểu ban: Khoa học Vật liệu, tr 75-84
[21]. Hồ Sơn Lâm và các cộng sự: “Nghiên cứu tổng hợp thuốc diệt “bọ đậu đen” trên cơ
sở các chất có hoạt tính sinh học trong hạt có dầu và hệ oxit đồng có cấu trúc nano”. Hội
nghị hóa học toàn quốc lần thứ V, T.48 - 4A/2010, Hà Nội 11-2010, tr 546-550
RESEARCH BIOMASS INTO FUELS AND NEW MATERIALS FOR
APPLICATIONS IN THE CLIMATE CHANGES
Abstract:
In the context of climate change, sea level will rise from 0.2-1 m, many mangrove
reforestation projects have been developed together with appropriate solutions to resolve these
issues as clean water, Energy and materials are also mentioned. To improve the economic
efficiency of mangroves as well as solving problems of energy and materials, the conversion of
biomass into fuels and new materials will contribute to improving incomes of the planters in
general, flooded residential areas in particular. In addition, this research also contribute to
energy and materials used oil, environmentally friendly, meeting the requirements of a low
carbon economy in the future.
Brief report on biomass, and its role in the production of course materials. Some
research results in the conversion of biomass into fuels and new materials show that this is a
direction consistent with the trend of the times and the solution is useful for dealing with the
situation of climate change have occurred in Vietnam.