Nhiên liệu sinh học ở việt nam

Nhiên liệu sinh học ở Việt Nam
Nội dung
A. Giới thiệu sơ lược về nhiên liệu sinh học.......................................................................2
1. Phân loại chính.............................................................................................................2
2. Ưu điểm.......................................................................................................................2
3. Những hạn chế.............................................................................................................3
4. Khả năng phát triển......................................................................................................3
5. Nhiên liệu sinh học tại Việt Nam.................................................................................3
B. Diesel sinh học................................................................................................................4
1. Sản xuất........................................................................................................................4
2. Các vấn đề khi chuyển sang dùng diesel sinh học.......................................................5
3. Tiềm năng thị trường của diesel sinh học....................................................................6
4. Thành công và triển vọng............................................................................................6
4.1. Trên thế giới..........................................................................................................6
4.2. Tại Việt Nam.......................................................................................................10
5. Các lựa chọn khác......................................................................................................10
C. Xăng sinh học................................................................................................................12
3. Phương pháp chế biến xăng sinh học.........................................................................14
4. Nguồn nguyên liệu sản xuất xăng sinh học...............................................................15
5. Hiện trạng xăng sinh học trên thế giới.......................................................................16
6. Việt Nam và xăng sinh học........................................................................................18
6.1 Thực trạng............................................................................................................18
6.2 Các gợi ý về nguồn nguyên liệu...........................................................................19
D. Sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ ở Việt Nam......................................................24
1. Hướng đi mới để tạo nhiên liệu sinh học từ rơm rạ...................................................24
2. Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ......25
3. Tiềm năng sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ ở nước ta.....................................25


A. Giới thiệu sơ lược về nhiên liệu sinh học
Nhiên liệu sinh học (Tiếng Anh: Biofuels, tiếng Pháp: biocarburant) là loại nhiên liệu

được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học) như nhiên liệu
chế xuất từ chất béo của động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa, ...), ngũ cốc (lúa mỳ, ngô,
đậu tương...), chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân, ...), sản phẩm thải trong công
nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải...),...
Nhiên liệu sinh học có thể ở thể rắn như củi, than củi (than-đá thuộc loại cổ sinh, không
tái tạo); thể lỏng (như xăng-sinh-học, diesel-sinh-học); hay thể khí như khí methane-sinh
học (sản xuất từ lò ủ chất phế thải).

1. Phân loại chính
Nhiên liệu sinh học có thể được phân loại thành các nhóm chính như sau:
•

Diesel sinh học (Biodiesel) là một loại nhiên liệu lỏng có tính năng tương tự và có
thể sử dụng thay thế cho loại dầu diesel truyền thống. Biodiesel được điều chế
bằng cách dẫn xuất từ một số loại dầu mỡ sinh học (dầu thực vật, mỡ động vật),
thường được thực hiện thông qua quá trình transester hóa bằng cách cho phản ứng
với các loại rượu phổ biến nhất là methanol.

•

Xăng sinh học (Biogasoline) là một loại nhiên liệu lỏng, trong đó có sử dụng
ethanol như là một loại phụ gia nhiên liệu pha trộn vào xăng thay phụ gia chì.
Ethanol được chế biến thông qua quá trình lên men các sản phẩm hữu cơ như tinh
bột, xen-lu-lô, lignocellulose. Ethanol được pha chế với tỷ lệ thích hợp với xăng
tạo thành xăng sinh học có thể thay thế hoàn toàn cho loại xăng sử dụng phụ gia
chì truyền thống.

•

Gas sinh học (Biogas) là một loại khí hữu cơ gồm Methane và các đồng đẳng

khác. Biogas được tạo ra sau quá trình ủ lên men các sinh khối hữu cơ phế thải
nông nghiệp, chủ yếu là cellulose, tạo thành sản phẩm ở dạng khí. Biogas có thể
dùng làm nhiên liệu khí thay cho sản phẩm khí gas từ sản phẩm dầu mỏ.

2. Ưu điểm
Trước kia, nhiên liệu sinh học hoàn toàn không được chú trọng. Hầu như đây chỉ là một
loại nhiên liệu thay thế phụ, tận dụng ở quy mô nhỏ. Tuy nhiên, sau khi xuất hiện tình
trạng khủng hoảng nhiên liệu ở quy mô toàn cầu cũng như ý thức bảo vệ môi trường lên
cao, nhiên liệu sinh học bắt đầu được chú ý phát triển ở quy mô lớn hơn do có nhiều ưu
điểm nổi bật so với các loại nhiên liệu truyền thống (dầu khí, than đá...):
•

Thân thiện với môi trường: chúng có nguồn gốc từ thực vật, mà thực vật trong
quá trình sinh trưởng (quang hợp) lại sử dụng điôxít cácbon (là khí gây hiệu ứng


•

nhà kính - một hiệu ứng vật lý khiến Trái Đất nóng lên) nên được xem như không
góp phần làm trái đất nóng lên.
Nguồn nhiên liệu tái sinh: các nhiên liệu này lấy từ hoạt động sản xuất nông
nghiệp và có thể tái sinh. Chúng giúp giảm sự lệ thuộc vào nguồn tài nguyên
nhiên liệu không tái sinh truyền thống.

3. Những hạn chế
Việc sản xuất cồn sinh học từ các nguồn tinh bột hoặc các cây thực phẩm được cho là
không bền vững do ảnh hưởng tới an ninh lương thực. Khả năng sản xuất với quy mô lớn
cũng còn kém do nguồn cung cấp không ổn định vì phụ thuộc vào thời tiết và nông
nghiệp. Bên cạnh đó, giá thành sản xuất nhiên liệu sinh học vẫn cao hơn nhiều so với
nhiên liệu truyền thống từ đó việc ứng dụng và sử dụng nhiên liệu sinh học vào đời sống

chưa thể phổ biến rộng.

4. Khả năng phát triển
Tại thời điểm hiện tại (2010), công nghệ sản xuất cồn sinh học từ các nguồn
lignocellulose chưa đạt được hiệu suất cao và giá thành còn cao. Theo ước tính trong sau
khoảng 7-10 năm, công nghệ này sẽ được hoàn thiện và đáp ứng được nhu cầu sản xuất
và thương mại. Bên cạnh đó, khi nguồn nhiên liệu truyền thống cạn kiệt, nhiên liệu sinh
học có khả năng là ứng cử viên thay thế.

5. Nhiên liệu sinh học tại Việt Nam
Gas sinh học được áp dụng ở nhiều miền quê, bằng cách ủ phân để lấy khí đốt.
Từ năm 2011, Việt Nam có chính sách sử dụng xăng sinh học E5 (hàm lượng Ethanol
5%) làm nguyên liệu thay thế cho xăng A92 truyền thống. Tuy nhiên, nhiều người còn
quan ngại vì tính hút nước và dễ bị oxy hóa của Ethanol có thể làm hư hại buồng đốt
nhiên liệu của động cơ.


B. Diesel sinh học
Diesel sinh học là loại nhiên liệu có những tính chất tương đương với dầu diesel tự nhiên
nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật. Diesel
sinh học nói riêng hay nhiên liệu sinh học nói chung đều là loại năng lượng tái tạo và về
phương diện hoá học thì biodiesel là methyl este (hay ethyl ester) của những axit béo
trong dầu hay mỡ khi được ester hoá bởi các ancol methanol hoặc ethanol.
Biodiesel là một chất lỏng, có màu giữa vàng hay nâu tối phụ thuộc vào nguyên liệu để
chế biến. Methyl ester điển hình có điểm bốc cháy khoảng ~150 0C (3000 F), tỷ trọng
thấp hơn nước (d= ~0,88g/cm3), có độ nhớt tương tự diesel từ dầu mỏ. Nhiều nước trên
thế giới dùng chữ B với ý nghĩa là biodiesel, chữ BA hay E để cho biết hoá hợp với
ethanol. Ví dụ: nhiên liệu chứa 20% biodiesel được ký hiệu là B20, biodiesel tinh khiết là
loại B100. Biodiesel có thể sản xuất từ các loại dầu khác nhau như: dầu thực vật, mỡ
động vật hay từ dầu của tảo, hoặc cả dầu mỡ phế thải sau khi đã được làm sạch.

1. Sản xuất
Dầu dùng để tạo ra biodiesel có thể là dầu ăn (straight vegetable oil - SVO) hoặc dầu thực
vật phế thải (Waste vegetable oil - WVO). Dầu phế thải được sử dụng sau khi đã làm
sạch, lọc, loại bỏ chất bẩn, trung hoà các axit béo tự do. Để sản xuất diesel sinh học
người ta pha khoảng 10% mêtanol vào dầu thực vật và dùng nhiều chất xúc tác khác nhau
(đặc biệt là hiđrôxít kali, hiđrôxít natri và các ancolat). Ở áp suất thông thường và nhiệt
độ vào khoảng 60 °C liên kết este của glyxêrin trong dầu thực vật bị phá hủy và các axít
béo sẽ được este hóa với mêtanol. Chất glyxêrin hình thành phải được tách ra khỏi dầu
diesel sinh học sau đấy.
Thông qua việc chuyển đổi este này dầu diesel sinh học có độ nhớt ít hơn dầu thực vật rất
nhiều và có thể được dùng làm nhiên liệu thay thế cho dầu diesel mà không cần phải cải
biến động cơ để phù hợp.
Chữ đầu tự dùng cho tất cả các methyl este từ dầu thực vật theo DIN EN 14214 là PME
(có giá trị toàn châu Âu từ 2004).
Tùy theo loại của nguyên liệu cơ bản người ta còn chia ra thành:
•
•
•

RME: Mêthyl este của cây cải dầu (Brassica napus) theo DIN EN 14214 (có giá
trị toàn châu Âu từ 2004)
SME: Mêthyl este của dầu cây đậu nành hay dầu cây hướng dương.
PME: Mêthyl este của dầu dừa hay dầu hạt cau.

Bên cạnh đó còn có mêthyl este từ mỡ nhưng chỉ có những sản phẩm hoàn toàn từ dầu
thực vật (PME và đặc biệt là RME) là được dùng trong các loại xe diesel hiện đại, khi
được các nhà sản xuất cho phép.

2. Các vấn đề khi chuyển sang dùng diesel sinh học
Khi muốn chuyển sang sử dụng diesel sinh học thì chính sách thông tin của nhà sản xuất
xe có thể trở thành một vấn đề lớn. Thường thì chỉ sau khi tốn nhiều thời gian kiên trì đặt
câu hỏi người ta mới nhận được thông tin về việc là liệu một kiểu xe nhất định đã được
cho phép dùng diesel sinh học hay không và mặc dù là diesel sinh học đã có trên thị
trường từ 10 năm nay nhưng phần lớn các ô tô được sản xuất hằng loạt đều không thích
nghi với diesel sinh học.
Khi dùng nhiên liệu diesel sinh học cho một xe cơ giới không thích nghi với PME, diesel
sinh học sẽ phá hủy các ống dẫn nhiên liệu và các vòng đệm bằng cao su. Nguyên nhân là
do diesel sinh học có tính chất hóa học của một chất làm mềm, chất cũng có trong các
ống dẫn nhiên liệu và vòng đệm bằng cao su. Diesel sinh học sẽ thay thế các chất làm
mềm trong các ống và vòng đệm này, vật liệu lúc đầu sẽ phồng lên, lúc này nếu dùng dầu
diesel có nguồn gốc từ dầu mỏ thì dầu diesel này sẽ rửa sạch diesel sinh học. Không có
chất làm mềm vật liệu sẽ cứng và bị thẩm thấu nước.
Một vấn đề khác là việc nhiên liệu đi vào nhớt động cơ tại các động cơ Diesel có bộ phun
nhiên liệu trực tiếp. Vấn đề này thường xảy ra trong thời gian vận hành khi động cơ được
vận hành có những thời gian chạy không tải lâu dài. Lượng nhiên liệu phun càng ít thì
chất lượng phân tán của miệng phun càng giảm và vì thế có xu hướng hình thành những
giọt nhiên liệu không cháy bám vào thành của xi lanh nhiều hơn và sau đó là đi vào hệ
thống tuần hoàn bôi trơn. Tại đây độ bền hóa học kém của RME là một nhược điểm:
RME bị phân hủy dần trong hệ tuần hoàn bôi trơn vì nhiệt độ cao tại đây, dẫn đến các
chất cặn thể rắn hay ở dạng keo. Vấn đề này và tính bôi trơn kém đi của nhớt động cơ khi
có nồng độ nhiên liệu cao có thể dẫn đến việc động cơ bị hao mòn nhiều hơn, vì thế mà
người ta khuyên là khi vận hành bằng PME nên rút ngắn thời kỳ thay nhớt.
Một ưu điểm của PME có thể lại trở thành nhược điểm khi được sử dụng thực tế ở các
loại xe cơ giới: dễ bị phân hủy bằng sinh học và đi cùng là không bền lâu. Ô xi hóa và
nước tích tụ sẽ làm xấu đi các tính chất của PME sau một thời gian tồn trữ. Vì thế mà
PME thường ít được khuyên dùng cho các xe ít được vận hành.
Ngoài ra thì vì việc đốt cháy khác nhau nên các động cơ mới không được chứng nhận là
thích nghi với PME có thể có vấn đề với các bộ phận điện tử của động cơ, những thiết bị

mà đã được điều chỉnh để dùng với diesel thông thường. Đặc biệt là những xe cơ giới
được trang bị bộ lọc muội than trong khí thải thường hay có vấn đề vì những hệ thống
này đã được điều chỉnh trước để tăng lượng nhiên liệu phun sau mỗi 500 đến 1.000 km
nhằm đốt các hạt muội than trong bộ lọc. Điều tốt và có lý nếu dùng diesel thông thường
này lại trở thành điều xấu khi dùng diesel sinh học: nếu sử dụng diesel sinh học thì việc
tăng lượng nhiên liệu phun sẽ làm loãng nhớt động cơ. Nếu sử dụng thuần túy diesel sinh
học thì việc đốt các hạt muội than trong bộ lọc trở thành không cần thiết nữa. Vì thế trong
tương lai sẽ có những thiết bị cảm biến nhiên liệu dùng để nhận biết chất lượng của nhiên
liệu. Lượng và thời điểm phun nhiên liệu đều có thể được tối ưu hóa.


Kinh nghiệm trong lãnh vực xe chuyên chở cho thấy là việc sử dụng diesel sinh học
nhiều năm có thể dẫn đến hư hỏng bơm nhiên liệu, đặc biệt là ở những động cơ có bộ
phận bơm–phun nhiên liệu trực tiếp. Xe này tuy đã được cho phép vận hành với diesel
sinh học nhưng nhà sản xuất bộ phận bơm phun (Bosch AG) thì lại không cho phép công
khai dùng với RME. Người ta nói là vì phân tử RME có độ lớn khác với diesel thông
thường và các phân tử RME trong các kênh dẫn tinh vi không có khả năng bôi trơn đầy
đủ ở áp suất cao và vì thế là nguyên nhân dẫn đến hao mòn nhanh hơn.

3. Tiềm năng thị trường của diesel sinh học
Diesel sinh học được tạo thành từ một phản ứng hóa học rất đơn giản. Diesel sinh học có
nhiều ưu điểm đối với môi trường so với diesel thông thường: Diesel sinh học từ cây cải
dầu phát sinh khí thải ít hơn rất nhiều so với nhiên liệu hóa thạch. Bụi trong khí thải được
giảm một nửa, các hợp chất hyđrocacbon được giảm thiểu đến 40%. Diesel sinh học gần
như không chứa đựng lưu huỳnh, không độc và có thể được dễ dàng phân hủy bằng sinh
học. Diesel sinh học hiện nay được coi là một trong những nhiên liệu thân thiện với môi
trường nhất trên thị trường. Mặc dầu hiện nay có thể mua diesel sinh học tại rất nhiều
trạm xăng (riêng tại Đức là 1.900 trạm) nhưng diesel sinh học chưa được người tiêu dùng
sử dụng nhiều do có nhiều nguyên nhân: Nhiều người tiêu dùng không tin tưởng vào loại
nhiên liệu mới này vì không tưởng tượng được là có thể lái xe dùng một nhiên liệu hoàn

toàn từ thực vật. Một vấn đề khác là rất nhiều người không biết chắc chắn là liệu ô tô của
họ có thể sử dụng được diesel sinh học hay không.
Thiếu thông tin cho người tiêu dùng và các câu hỏi về hư hỏng sau này do diesel sinh học
gây ra có thể là những vấn đề lớn nhất cho việc chấp nhận rộng rãi việc dùng diesel sinh
học. Tại châu Âu đã nhiều lần có ý kiến cho là nên pha thêm vào nhiên liệu diesel thông
thường khoảng từ 3% đến 5% diesel sinh học vì phần diesel sinh học này được coi là
không có hại ngay cả cho những xe cơ giới chưa được trang bị thích hợp. Ở Pháp việc
này đã được thực hiện từ lâu: Diesel thông thường được pha trộn thêm lượng diesel sinh
học mà nông nghiệp nước Pháp có khả năng sản xuất. Tại Pháp chất lượng diesel thông
thường có thành phần diesel sinh học là 5%, tránh được các nhược điểm kỹ thuật.
Từ đầu năm 2004 các trạm xăng ARAL và Shell ở Đức đã bắt đầu thực hiện chỉ thị
2003/30/EC của EU mà theo đó từ ngày 31 tháng 12 năm 2005 ít nhất là 2% và cho đến
31 tháng 12 năm 2010 ít nhất là 5,75% các nhiên liệu dùng để chuyên chở phải có nguồn
gốc tái tạo.
Tại Áo một phần của chỉ thị của EU đã được thực hiện sớm hơn và từ ngày 1 tháng 11
năm 2005 chỉ còn có dầu diesel với 5% có nguồn gốc sinh học là được phép bán.

4. Thành công và triển vọng
4.1. Trên thế giới
Do việc sử dụng nhiên liệu diesel dầu mỏ là phổ biến nên trong một thời gian dài tại một
số nước, người ta không sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu trực tiếp cho các động cơ
đốt trong.


Trong những năm 1920, 1930 và sau đó là những năm chiến tranh thế giới lần thứ II xảy
ra, các nước như Bỉ, Pháp, Anh, Bồ Đào Nha, Đức, Brazil, Argentina, Nhật, Trung Quốc
đã gián tiếp kiểm tra và sử dụng dầu thực vật như là nhiên liệu diesel. Nhiều nhà máy
biodiesel đã được xây dựng ở các nước,
Ngày 31/8/1937, tại trường Đại học Brussel (Bỉ), G.Chavanne đã sớm nhận được bằng
sáng chế (bằng sáng chế Bỉ -422,877) về việc lần đầu tiên cho dầu thực vật phản ứng với

ethanol, metanol và đó chính là biodiesel hiện nay. Phản ứng tạo biodiesel không có gì
phức tạp và loại nhiên liệu này có những ưu điểm như: thân thiện với môi trường do khí
thải ít hơn khi sử dụng diesel thông thường, lượng carbon dioxide bốc ra giảm được 60%,
bụi giảm khoảng 50%, các hợp chất hydrocacbon được giảm thiểu đến 40%, đặc biệt nó
hầu như không chứa lưu huỳnh, không độc (LD50 tới 50mL/kg) và dễ dàng phân huỷ
sinh học (biodegradable). Qua việc chuyển đổi ester này, dầu biodiesel có độ nhớt thấp
hơn dầu thực vật và có thể dùng làm nhiên liệu thay thế cho dầu diesel. Gần đây, năm
1977 tại Brazil, các nhà khoa học đã sử dụng ethanol trong sản xuất biodiesel và có bằng
sáng chế theo những quy chuẩn quốc tế dùng cho xe, máy (Robert Rapier, 2006). Hiện
nay công ty Tecbio (Mỹ) đang làm việc với hãng Boeing và NASA để được chấp nhận
loại dầu lửa sinh học (bio-kerosene) tương đương với các sản phẩm được sản xuất bởi các
nhà khoa học Brazil (Michael Briggs- 2004). Việc sử dụng ethanol thay vì methanol
trong sản xuất biodiesel cũng có thể gây nên nạn thiếu lương thực khi nhiều lương thực
được sử dụng để sản xuất ethanol mà chưa tìm ra loại vi sinh vật lên men ethanol từ các
nguyên liệu khác.
Những nghiên cứu sử dụng dầu hướng dương để tạo ra nhiên liệu diesel tiêu chuẩn đã
được thực hiện tại Nam Phi từ năm 1979 và năm 1983, quy trình sản xuất đã được hoàn
thiện. Một công ty của Áo (Gaskoks) đã sử dụng những thành quả đạt đươc từ Nam Phi,
lần đầu tiên, vào tháng 11/1987, nhà máy pilot thực vật biodiesel với công suất 30.000
tấn/năm được xây dựng, đến năm 1989, cho ra sản phẩm (Helen Buckland, Ed Matthew
-2005). Trong suốt những năm 90 của thế kỷ 20, nhiều nước Châu Âu như CH Czech,
Đức, Thuỵ điển, Pháp đã có nhiều cơ sở sản xuất biodiesel từ dầu hạt cải dầu để pha trộn
vào dầu diesel tới 30% cho các phương tiện vận tải. Các hãng ôtô nổi tiếng như Renault,
Peugeot và các động cơ của các phương tiện vận chuyển hàng hoá khác sử dụng biodiesel
tới 50%. Năm 1998, học viện Biofuels của Áo đã thực hiện các dự án Biodiesel với 21
quốc gia và hiện nay đã có nhiều trạm Biodiesel ở Châu Âu được xây dựng để cung cấp
cho người sử dụng.
Tại Mỹ, năm 2005, bang Minnesota đã trở thành bang đầu tiên ở Mỹ được uỷ quyền bán
toàn bộ nhiên liệu diesel chứa biodiesel. Hiện nay ở trên thế giới đã có những nước dùng
tới 100% biodiesel chạy ôtô, và các phương tiện vận tải (Knothe, G - 2001).

Biodiesel cũng có thể dùng làm nhiên liệu đốt trong gia đình, tại Anh người ta cho rằng
Biodiessel sẽ là nhiên liệu đốt cho tương lai (Errol Kiong.2007). Kết quả này đã được
đưa ra từ các thí nghiệm do Andrew J.Robertson thực hiện khi dùng biodiesel để đun nấu.
Trong khi đó, ở triển lãm Biodiesel tại Anh (2006), Andrew J.Robertson đã cho ra đời
quyển sách kỹ thuật, trong đó tác giả cho biết rằng, sản phẩm B 20 biodiesel sẽ là làm
giảm CO2 thải ra đến 1,5 triệu tấn/năm và chỉ cần khoảng 330.000ha đất trồng trọt cho


việc trồng cây có dầu để sản xuất biodiesel làm dầu đốt. Theo ước tính của Cục Thông tin
Năng lượng Mỹ và Bộ Năng lượng Mỹ, thì để đáp ứng nhiên liệu diesel và dầu đốt ở gia
đình, ước tính, nước Mỹ phải sản xuất khoảng 24 tỷ pounds (11 tỷ tấn) hoặc 3 tỷ gallon
(0,011km3) dầu thực vật và 12 tỷ pounds (5,3 tỷ tấn) nhiên liệu từ mỡ động vật (Van
Gerpen, 2004). Theo Sperbeck, Jack. (Đại học Minnesota- 2001, 2007) - sản xuất
biodiesel toàn cầu đang vươn tới mục tiêu đạt khoảng 85% biodiesel được sử dụng trong
các phương tiện vận tải. Và, điều đó sẽ mang lại nhiều lợi nhuận cho các nông hộ nghèo
từ việc tạo ra nguyên liệu cho sản xuất biodiesel, đặc biệt là các nông hộ trồng thầu dầu.
Tại các nước Châu Âu, cây cải dầu (Brassica napus) với hàm lượng dầu cao (40% đến
50%) được xem là cây thích hợp cho việc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất biodiesel.
Đầu được ép ra từ hạt cải dầu, phần còn lại dùng làm thức ăn cho gia súc. Trong một
phản ứng giữa dầu cải và methanol có sự hiện diện của chất xúc tác, methyl ester của axit
béo được tạo thành và thu lại glyxêrin. Năm 2006, ở Đức trồng 1,2 triệu ha cải dầu và sản
xuất được khoảng 2 triệu tấn. Trong tương lai sẽ còn có nhiên liệu sinh khối lỏng (liquid
biomass) thay vì dầu thực vật, lúc đó sẽ sử dụng toàn bộ khối lượng của cây như là nguồn
cung cấp năng lượng. Những thử nghiệm đầu tiên với nhiên liệu sinh tổng hợp này đã
được tiến hành từ tháng 4/2003 ở Đức. Loại nhiên liệu này được sản xuất từ gỗ và các
loại sinh khối khác, mà người ta gọi là Sundiesel. Ngoài ra, cũng còn phải nhắc đến các
lựa chọn khác thích hợp cho diesel sinh học như có thể sử dụng nhiên liệu dầu thực vật
trực tiếp không cần phải chuyển đổi este. Tùy theo loại động cơ mà phải thay đổi một số
thông số cho động cơ Diesel để điều chỉnh các tính chất vật lý khác đi cho thích ứng.
Trên thế giới, có nhiều loại cây có dầu có thể lựa chọn giống cây phù hợp với điều kiện

tự nhiên của từng vùng (xem bảng dưới đây).
Giống cây

Kg dầu/ ha

Giống cây

Kg dầu/ ha

Gai dầu

305

Thầu dầu

440

Hạt bông

273

Đậu tương

375

Vừng

585

Hướng dương 800

Lạc

890

Dừa

2,260

Cọ dầu

5,000

Tảo

6,894

Nguồn: Petroleum Club (with permission)-2007.
Hiện nay nhiều nước đã và dang sử dụng dầu cây mè (Jatropha oil ). Đây là loại cây
thuộc họ Thầu dầu Euphorbiaceae, vừa dễ trồng vừa phân bố rộng. Trong họ
Euphorbiaceae, chi (Genus) Jatropha được nói đến nhiều nhất. Chi này có khoảng 175
loài. Trong chi Jatropha, loài Jatropha curcas, được trồng ở rất nhiều nước để lấy hạt ép
dầu sản xuất biodiesel. Đây là loại cây bụi, có nguồn gốc ở Trung Mỹ, có thể cao tới 5m,


có khả năng sống ở cả vùng nhiệt đới và ôn đới. Hiện cây này cũng có tại nhiều nước
Châu Á (trong đó có Việt Nam), Châu Phi ( Mc.Cormick, R.L. 2006; Leonard,
Christopher. 2007; Knothe, G.2007). Jatropha có thể sống trên đất hoang, đất cát, đất
mặn, cả ở kẽ các vách đá... và còn được trồng làm bờ rào bảo vệ cây trồng tránh không bị
các động vật phá hại. Hạt của Jatropha curcas có tới 30% dầu là nguyên liệu quan trọng

để sản xuất biodiesel chất lượng cao dùng cho động cơ diesel tiêu chuẩn (Sperbeck, Jack.
2007). Tại Đức, xe Mercedes đã được vận hành bằng Jatropha diesel để chạy trên đường
dài (McCormick, R.L.. 2006) và Jatropha curcas được xem là “ứng cử viên” cho việc sản
xuất biodiesel trong tương lai (Sperbeck, Jack., 2001). Tại Châu Á, Ấn Độ là nước chú ý
nhiều nhất đến dầu nhiên liệu biodiesel, sau đó là Indonesia, Phillipine... Riêng Ấn Độ,
giống Jatropha curcas và Jatropha podagrica (ảnh dưới) là nguồn để lấy dầu quan trọng.
Họ đã có mục tiêu chiến lược tới năm 2012 cho hầu hết các bang về sản xuất biodiesel để
độc lập tự chủ về năng lượng nhằm giảm bớt sử dụng than đá và dầu hoả. Trong chính
sách năng lượng, họ chú trọng trồng nhiều Jatrpha, đã giải quyết công ăn việc làm cho
nông dân nghèo (Centre For Jatropha Promotion - 2006).
Hiện chính phủ Ấn Độ đã dành 400.000km2 (98 triệu acres) đất mà ở đó có thể trồng
Jatropha, với hy vọng năm 2011 sẽ có tới 20% diesel của Ấn Độ được thay thế bởi
biodiesel (The Baltimore Sun-2006).
Myanmar, một nước trong cộng đồng Đông Nam Á cũng đang theo đuổi sản xuất, sử
dụng Jatropha oil. Ngày 15/23/2005, chính phủ nước này đã cho trồng 50.000 acres
(200km2 ) Jatropha. Theo kế hoạch, Myanmar sẽ trồng tới 2.800km2 nhằm khuyến
khích nông dân thực hiện mục tiêu chính là phát triển công nông nghiệp (The New Light
of Myanmar, 2-Mar-2006), và việc sử dụng nhiên liệu từ Jatropha là cần thiết (New Light
of Myanmar, January 18, 2006). Ngoài những cây có dầu nói trên, một số nước đang chú
ý đến việc nuôi trồng tảo. Theo C H Hassell, MB CCFP C H Hassell, MB CCFP (2006)
một ngàn năm trước đây người ta biết đến tảo xanh lục Aphanizomenon Flos-Aquae
(Apb. flos-aquae) là loài tảo từ xưa được dùng để làm thuốc và là một loại thực phẩm nổi
tiếng. Hiện nay, các bộ tộc ở Châu Phi đang sử dụng rộng rãi loại tảo đó và có tin đồn
rằng loại tảo này đã mang lại lợi nhuận cao cho họ. Đây là loại tảo sinh trưởng trong hồ
Chad, một hồ nước ngọt rộng 324km2 ở Ogeon cạnh sườn núi Cascade. Tảo sinh trưởng
mạnh cho sinh khối lớn. Theo Bortleson and Fretwell (1993), vào năm 1906, người ta đã
lấy tảo này sử dụng và nghiên cứu. Điểm đáng chú ý là tảo này có gần 50% lipit (tính
theo lượng chất khô), trong đó có các axit béo không no có giá trị sinh học cao như
eicosapentaenoic acid (EPA), polyunsaturated fatty acids (PUFAs) có lợi cho hệ miễn
dịch, linolenic acid có vai trò trong chuyển hoá chất béo và làm giảm cholesterol trong

máu (Sugano, 1986; Ramesha et al., 1980; Chan et al., 1991; Kusakh et al., 1999). Từ
năm 1978 đến 1996, phòng năng lượng tái sinh quốc gia Mỹ, đã có chương trình về các
loài sinh vật thuỷ sinh và bắt đầu chú ý đến việc sản xuất biodiesel từ lipit của tảo và
dùng tảo này để sản xuất ethanol mà không làm “mất phần” lương thực của người. Bên
cạnh đó, tảo còn được dùng để xử lý nước thải (Tchobanoglous,G., Burton, F.L., and
Stensel, H.D, 2003). Ngày 11/5/2006, Marlborough, New Zealand thông báo họ đã sản
xuất được mẫu biodiesel đầu tiên từ tảo trobf sống trong hồ nước thải. Đây là một thành
công khá thú vị, vì từ đó không chỉ giải quyết được nhiên liệu mà còn góp phần làm sạch
nước thải, một vấn đề rất được chú ý về môi trường hiện nay. Giải pháp tốt nhất cho sản


xuất biodiesel là đi từ các loại dầu thực vật (kể cả dầu phế thải) và methanol thay vì
ethanol để không phải sử dụng đến lương thực gây mất an toàn lương thực như Brazin
vừa qua. Trong tự nhiên có chủng vi sinh vật có enzim metanooxydaza xúc tác cho quá
trình biến đổi mêtan thành methanol, và nếu tìm kiếm được chủng vi sinh vật đó, thì từ
rác thải cho lên men mêtan, sau đó từ mêtan cho vi sinh vật xúc tác, chuyển hoá, sẽ có
methanol thoả mãn cho việc sản xuất biodiesel.

4.2. Tại Việt Nam
Việt Nam chúng ta đang gặp những khó khăn về nhiên liệu. Giá dầu và khí đốt tăng liên
tục. Ngoài các sản phẩm dầu mỏ thì chưa có một nghiên cứu nào về biodiesel. So với các
nước, bây giờ chúng ta mới nói đến nhiên liệu sinh học thì đã quá muộn. Tuy nhiên, theo
PGS Chu Tuấn Nhạ, Chủ tịch Hội đồng Chính sách và Công nghệ Quốc gia thì “Dù
muộn vẫn phải phát triển nhiên liệu sinh học”(26/10/2007). Trong sản xuất biodiesel,
Việt Nam có nhiều thuận lợi, vì chúng ta có nhiều loại cây có dầu. Loại cây mà cả thế
giới “tín nhiệm“ như thầu dầu (giống Jatropha) thì Việt Nam không thiếu, bên cạnh đó
còn có các cây có dầu như: gai dầu, sở, trẩu, cây đen, vừng, lạc, dừa... nhưng cái khó là
chúng ta chưa có một chủ trương đúng đắn, rõ ràng. Cũng có tác giả đề xuất dùng cây
dầu mè Jatropha curcas, dùng mỡ cá ba sa để sản xuất nhiên liệu sinh học và theo tác giả
Lê Võ Định Tường (2007), hiện đã có một số công ty của Pháp, Singapore đang có dự

định hợp tác với Việt Nam trồng cây dầu mè, nhưng cần có những điều tra nghiên cứu
thêm, bởi chi dầu mè có tới 175 loài mà ở Việt Nam chưa có một số liệu nào về loài có
ưu thế về hàm lượng, chất lượng dầu. Cây thầu dầu mọc hoang rải rác ở nhiều nơi, cũng
có nơi trồng bờ rào nhưng chẳng mấy người quan tâm.
Trong giai đoạn khan hiếm nhiên liệu như hiện nay, cần có kế hoạch cho điều tra, tìm
kiếm loài có hàm lượng dầu cao để trồng, bởi nó dễ trồng và đất hoang hoá có thể phủ
xanh bằng cây này vừa thu dầu cho sản xuất biodesel vừa góp phần làm sạch môi trường
không khí nhờ khả năng quang hợp mạnh của chúng. Sử dụng nguyên liệu cung cấp cho
chế biến biodiesel chính là lợi dụng khả năng quang hợp của thực vật đã biến đổi năng
lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học - một dạng năng lượng sạch. Sự tích luỹ năng
lượng trong các liên kết hoá học là kết quả của việc đồng hoá carbon dioxide tạo ra
hydrat carbon rồi từ đó tạo ra chất béo nhờ xúc tác của các enzim đặc hiệu. Bên cạnh đó,
cũng như các loài cây xanh khác, khi trồng nhiều những cây lấy dầu, nó còn góp phần
quan trọng trong việc làm giảm khí nhà kính (greenhouse gases).

5. Các lựa chọn khác
Ngoài ra cũng cần phải nhắc đến các lựa chọn thích hợp khác cho diesel sinh học. Người
ta cũng có thể sử dụng nhiên liệu dầu thực vật trực tiếp không cần phải chuyển đổi este.
Tùy theo loại động cơ mà phải thay đổi một số thông số cho động cơ Diesel để điều chỉnh
thích ứng với các tính chất vật lý khác đi.
Trong tương lai sẽ còn có nhiên liệu sinh khối lỏng (tiếng Anh: Biomass to Liquids) thay
vì là dầu thực vật sẽ sử dụng toàn bộ khối lượng của cây như là nguồn cung cấp năng
lượng. Các thử nghiệm đầu tiên với nhiên liệu sinh học tổng hợp này đã được tiến hành


từ tháng 4 năm 2003 tại Đức. Loại nhiên liệu này, gọi là SunDiesel, được sản xuất từ gỗ
và các loại sinh khối khác.


C. Xăng sinh học

Xăng-sinh-học gồm xăng-ethanol (E) và diesel-sinh-học (ở Việt nam gọi là B), tương ứng
với xăng-cổ-sinh biến chế từ dầu mỏ là xăng (gasoline) và diesel.
Khuynh hướng sản xuất xăng-sinh-học đang trên đà phát triển, vì nhiều lý do:
(i)
giá xăng-cổ-sinh ngày càng đắt;
(ii)
trữ lượng dầu hoả ở các mỏ dầu có giới hạn và sẽ kiệt quệ trong tương
lai (khoảng năm 2100);
(iii)
nhiều quốc gia muốn phụ thuộc ít vào việc nhập cảng nhiên liệu cổ
sinh trong khi quốc gia họ có khả năng sản xuất nhiên liệu thay thế, và
(iv)
bị áp lực chính trị phải giảm lượng khí CO2 sa thải để phù hợp với
Thoả hiệp Kyoto (1997) quy định.
Nhưng sản xuất và sử dụng xăng-sinh-học có phải là một biện pháp hữu hiệu để cứu vãn
tai hoạ khí hậu toàn cầu không?

1. Lịch sử
Nhiên-liệu-sinh-học ở thể rắn (gỗ, củi, than củi, phế thải thực và động vật, v.v.) đã được
loài người sử dụng từ khi khám phá ra lửa. Khi phát minh ra động-cơ-hơi-nước (steam
engine) và máy-phát-điện, nhiên-liệu-sinh-học thể rắn (gỗ) được sử dụng một thời để
phát triển kỹ nghệ ở thế kỷ 18 và 19, và gây nhiều ô nhiễm. Ở Việt Nam, xe lưả chạy
bằng đốt gỗ cho tới khoảng 1956, mới thay thế bằng động cơ diesel. Ngày nay có khoảng
2 tỷ dân đốt nhiên-liệu-sinh-học ở thể rắn như gỗ, củi, trấu, mạt cưa, rơm rạ, lá khô, v.v.
Mặc dầu chứa carbon-tái-tạo, nhưng cho nhiều khói, tro bụi, bù hóng nên làm ô nhiễm
môi trường.
Động cơ nổ đầu tiên trên thế giới do Nikolaus August Otto (người Đức) thiết kế sử dụng
nhiên-liệu-sinh-học thể lỏng là rượu cồn – ethanol, Rudolf Diesel (người Đức) phát minh
động cơ Diesel thiết kế chạy bằng dầu-đậu-phộng (groundnut oil), và Henry Ford (Mỹ)
thiết kế xe hơi chạy bằng dầu-thực-vật (từ 1903 đến 1926) chế biến từ dầu chứa trong hạt

và thân cây cần sa (hemp - Cannabis sativa).
Từ khi khám phá ra nhiên-liệu-cổ-sinh (than đá, dầu hoả, khí đốt) thì ngành kỹ nghệ sử
dụng nhiên-liệu-cổ-sinh, vì có hiệu quả kinh tế hơn. Tuy nhiên mỗi khi có chiến tranh, bị
địch phong toả khó chuyển vận dầu, hay thế giới có khủng hoảng chính trị, kinh tế, và để
không tuỳ thuộc vào dầu hoả nhập cảng (từ Trung Đông), khuynh huớng sử dụng xăngsinh-học lại bộc phát trong những thời kỳ này. Chẳng hạn, Đức và Anh Quốc sản xuất
xăng-sinh-học từ khoai tây và lúa mì trong thời kỳ Đệ nhị Thế Chiến. Khủng hoảng xăng
dầu năm 1972 do khối OPEC gây ra, làm một số quốc gia có chủ trương tự túc nhiên liệu
bằng cách sản xuất xăng-sinh-học từ tiềm năng nông nghiệp đồ sộ của mình. Brazil tiêu
biểu cho chính sách này.
Kể từ 2000, các quốc gia trên thế giới lần lượt thật sự tuân thủ Thoả hiệp Rio de Janeiro
(1992), rồi Kyoto (1997), tìm kỹ thuật hạn chế sa thải khí nhà kiếngg (CO2, methane,
N2O, v.v.) của nhiên-liệu-cổ-sinh, thay thế bằng năng-lượng-xanh (green energy như
năng lượng mặt trời, gió, thuỷ điện, v.v.), nên nhiên-liệu-sinh-học đang trên đà bộc phát.


2. Xăng sinh học
Xăng-Ethanol (E) thông dụng nhất hiện nay trên thế giới vì dễ dàng biến chế từ đường
(sugar - của mía, củ cải đường, sorgho-đường) và tinh bột (starch – của ngũ cốc, khoai
tây, khoai mì).
Ethanol (C2H5OH) 99.9% có thể chạy động cơ xe-hơi-chạy-bằng-xăng. Khi cháy, một
phân tử ethanol sinh một nhiệt lượng 1409 kJ. Tuy nhiên, Ethanol chứa 33% năng lượng
ít hơn xăng-cổ-sinh, nên cần nhiều ethanol hơn để xe chạy cùng một đoạn đường. Vì vậy,
xe phải có bình chứa nhiên liệu lớn hơn. Thông thường, máy xe hơi chạy hiệu nghiệm với
E15 (xăng pha 15% ethanol). Xăng-chứa-ethanol chứa nhiều octane hơn xăng thường nên
động cơ mau nóng hơn, máy cũng mau hao mòn hơn, nhất là các vòng đệm cao su. Bất
lợi của Ethanol là hút ẩm nên xăng-ethanol có chứa nhiều nước, làm máy khó “đề”, làm rỉ
sét kim loại, hư mòn chất nhựa (plastic), nên đòi hỏi phải thay đổi vật liệu làm động cơ,
phải bảo trì xe thường xuyên. Bồn chứa ethanol cũng phải làm từ kim loại đặc biệt, việc
chuyên chở cũng khó khăn hơn xăng thường (bồn đặc biệt, đắt hơn, khoảng £120,000/xe
bồn xăng ở Anh – USD 200,000), nên cuối cùng tổn phí cao (tại Anh, tổn phí sản xuất

khoảng 35 pence/lít – 60 cents/lít).
Nói tóm lại, nếu tính từ lúc canh tác cây, phân bón, thuốc sát trùng, tưới nước, thâu
hoạch, lên men, chưng cất cho tới khi sử dụng, biến cải xe hơi, v.v. thì chạy xe bằng
xăng-ethanol tốn kém hơn chạy bằng xăng thường.
Ngày nay mọi hiệu xe hơi đều có thể chạy xăng-ethanol E10 (xăng thường pha 10%
ethanol), tuy nhiên để bảo đảm máy móc, khuyến cáo nên dùng xăng-ethanol E5 (Xăng
pha 5% ethanol). Một vài loại động cơ xe hơi cải biến sử dụng xăng-ethanol E85 như ở
Brazil. Cách đây một năm (2007), các trạm bán xăng thuộc một hệ thống siêu thị lớn ở
Anh đã lầm lẫn bơm xăng-ethanol E85 vào các trạm bán xăng thông thường, làm cháy
hỏng máy mấy ngàn chiếc xe hơi và phải bồi thường cho khách hàng. Xăng pha với
ethanol thải ít khí nhà kiếngg hơn xăng thường. Chẳng hạng E85 sa thải 1 ppm khí NO2
trong khi xăng-cổ-sinh thải 9 ppm. Nguy cơ bị ung thư ít hơn khi thở phải khí sa thải của
xăng-sinh-học.
Butanol (C4H10O) cho nhiều năng lượng hơn ethanol và có thể đổ thẳng vào bình xăng
xe mà không cần biến chế gì thêm. Chế biến từ dầu mỏ, hay từ lên men nguyên liệu sinhkhối do vi khuẩn Clostridium acetobutylicum.
Methanol (CH3OH), còn gọi methyl-alcohol được điều chế từ khí methane (CH4) của
khí đốt của mỏ dầu. Methanol cũng được biến chế từ chất hữu cơ động thực vật qua
phương pháp đun trong bình kín (không có oxy và hơi nước) ở nhiệt độ cao (pyrolysis).
Diesel-sinh-học: Theo phòng thí nghiệm Năng Lượng Tái Tạo Hoa Kỳ (U.S. National
Renewable Energy), đốt diesel-sinh-học thải 50% carbon monoxide (CO) và 78% carbon
dioxide (CO2) ít hơn diesel. Cũng không có sa thải Sulphur SO2.
Diesel-sinh-học có những đặc tính vật lý tương tự diesel, thành phần hoá học chánh là
acít béo - Fatty acid methyl (hay ethyl) ester. Diesel-sinh-học chứa ít năng lượng hơn,
nhiệt độ bắt cháy là 150°C, trong khi diesel là 70°C. Dầu-thực-vật khi hun nóng thì trở
nên lỏng, nhờn hơn, nên có thể chạy máy diesel. Dầu-thực-vật trích từ các thực vật chứa
nhiều dầu như hột cải-dầu (Oil seed rape), dừa dầu (oil palm), dừa (coconut), đậu nành
(soyabean), đậu phộng (groundnut), bông vải (cotton), hạt cao su (rubber), hướng dương


(sunflower), cây và hột cần sa (hemp, Cannabis sativa), v.v. Tảo và trái dầu-lai (Jatropha

curcas) là những nguồn dầu-thực-vật quan trọng mới ngày nay.
Thông thường, để cho động cơ an toàn, diesel-sinh-học được pha với diesel. Tuy nhiên,
các loại dầu ăn tinh khiết bán trên thị trường, hay đã sử dụng, đều có thể thay thế diesel
để chạy động cơ diesel loại củ (chỉ cần thay thế bộ phận bơm injection). Hiện nay nhiều
loại xe hơi hiện đại có động cơ chạy được với dầu-ăn nguyên chất, hay diesel-sinh-học
100%. Chẳng hạn, động cơ xe hơi MAN B &W Diesel, Wartsila và Deutz AG có thể
chạy từ dầu ăn nguyên chất. Dầu đã sử dụng (từ trong các tiệm Fast Food) chỉ cần lọc cặn
và loại phần nước (do thức chiên xâm nhập) thì chạy được xe hơi. Xe Đức Volkswagen
cũng chạy được với diesel-sinh-học 100%. Tuy nhiên, các hãng làm xe hơi khuyến cáo là
nên pha 15% diesel-sinh-học với 85% diesel để xe ít bị hao mòn. Các nước Âu Châu hiện
nay bán diesel pha 5% diesel-sinh-học ở mọi trạm xăng. Ở Hoa Kỳ, hơn 80% xe vận tải
và xe bus đều chạy bằng diesel-sinh-học, và càng ngày sử dụng diesel-sinh-học càng gia
tăng, 25 triệu gallons năm 2004, 78 triệu gallons năm 2005, và khoảng 1 tỷ gallons vào
2007. Xe chở hàng và xe bus ở Âu châu đều chạy bằng diesel-sinh-học.

3. Phương pháp chế biến xăng sinh học
Trên nguyên tắc, bất cứ chất vật liệu sinh học nào chứa nhiều Carbon, hoặc dưới dạng
đường, tinh bột, cellulose đều có thể chế biến thành ethanol, hoặc chứa nhiều acid béo thì
chế biến diesel-sinh-học được. Thông thường nhất là từ thực vật có khả năng lục hoá –
biến CO2 của khí quyển thành chất đường, tinh bột, cellulose, rồi protides, lipids, v.v.
Trung bình cứ mỗi phân tử CO2 cây hấp thụ và biến chế qua lục hoá thành sinh-khối
chứa 114 kilocalories. Khó khăn kỹ thuật hiện tại là làm sao biến toàn thể năng lượng C
chứa trong sinh-khối thành xăng-sinh-học. Với kỹ thuật hiện nay (cổ điển), có 2 phương
thức hữu hiệu:
(i)
Cho lên men (nhờ men và enzymes trong điều kiện yếm khí) chất
đường (từ mía, củ cải đường, v.v.), tinh bột [từ hạt ngũ cốc (bắp, lúa,
lúa mì, v.v.) và củ (khoai tây, khoai mì, v.v.)], hay cellulose để tạo ra
rượu Ethanol (CH3OH), Propanol [CH3CH2CH2OH; (CH3)2CHOH]
và Butanol (C4H10O).

(ii)
Trích dầu từ thực vật giàu chất dầu, hay mở từ động vật (ép với áp suất
cao và nhiệt, hay bằng dung môi, hay phối hợp cả hai).
Về phương diện kỹ thuật (và kinh tế), chia làm 3 loại nguyên liệu:
Công nghệ xăng-sinh-học thế hệ 1: chế biến từ đường (mía, củ cải đường, sorgho-đường)
và tinh bột của nông phẩm (từ hạt của bắp, lúa mì, lúa, v.v., hay từ củ như khoai tây,
khoai mì, v.v.) để tạo ethanol; hay từ dầu (của hạt dừa-dầu, đậu nành, đậu phộng, v.v.) để
biến chế diesel-sinh-học. Kỹ thuật đơn giản và kinh tế nhất.
Công nghệ xăng-sinh-học thế hệ 2: từ cellulose, chất xơ của dư thừa thực vật (rơm, rạ,
thân bắp, gỗ, mạt cưa, bã mía, v.v.), hay thực-vật-hoang (non-crop) (như cỏ voi, vetiver,
lục bình). Chẳng hạn, một ha mía cho khoảng 25 tấn bã mía (bagasse, xác mía sau khi


ép), và mỗi tấn bã mía sản xuất 285 lít ethanol. Kỹ thuật hiện nay chưa hoàn hảo, hiệu
năng còn kém, con men chưa hữu hiệu và giá đắt, chỉ một phần cellulose và lignin biến
thành ethanol, nên giá thành sản xuất còn cao.
Công nghệ xăng-sinh-học thế hệ 3: từ tảo (algae), kỹ thuật đang phát triển.

4. Nguồn nguyên liệu sản xuất xăng sinh học
Tất cả thực vật lục hoá đều có thể biến chế thành xăng-sinh-học.
Cây nông phẩm chứa đường gồm mía, củ cải đường, sorgho-đường; nông phẩm chứa tinh
bột gồm hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa, bắp, sorgho, v.v.; củ như khoai tây, khoai mì, khoai
lang.
Mía có hiệu quả kinh tế nhất vì cho năng suất thân (khoảng 170-200 t/ha ở Brazil, 80-100
t/ha ở Úc, Việt Nam khoảng 35-50 t/ha), biến chế ethanol thẳng từ nước ép, bã mía dùng
làm năng lượng chạy máy ép và chưng cất ethanol. Mía sản xuất trung bình 15,500 lít
ethanol/ha/năm, và cứ 1 tấn chất khô mía sản xuất được 438 lít ethanol. Brazil sản xuất
ethanol chính từ mía. Sorgho-đường hiện được ưa chuộng hơn mía ở một số vùng nhiệt
đới khô hạn, có hiệu quả kinh tế hơn mía. Sorgho-đường canh tác ở Hoa Kỳ cho 28,500
lít ethanol/ha/vụ-4-tháng.

Nông phẩm chứa dầu như đậu nành (sản xuất 379 kg dầu/ha/năm, hay 450 lít
dầu/ha/năm), đậu phộng (sản xuất 887 kg dầu/ha/năm), hột-cải-dầu (hột chứa 55% dầu;
sản xuất 999 kg dầu/ ha/năm, hay 1,188 lít/ha/năm), hạt bắp (140 lít dầu/ha/năm), v.v.
Cây kỹ nghệ cho dầu như dừa-dầu (oil palm, sản xuất 7,061 kg dầu/ha/năm), dừa
(coconut, sản xuất 2,260 kg dầu/ha/năm), cây dầu-lai (Jatropha curcas, sản xuất 1,588 kg
dầu/ha/năm), thầu dầu (castor bean, sản xuất 1,188 kg dầu/ha/năm), hướng dương
(sunflower, sản xuất 801 kg dầu/ha/năm, hay 954 l/ha/năm), safflower (556 l/ha/năm),
v.v.
Thực vật hoang dại: tảo (algae) nước ngọt, tảo biển, lục bình (Eichornia crassipes), cỏ
Vetiver, cỏ voi (elephant grass, Pennisetum purpureum, sản xuất 13,700 lít
ethanol/ha/năm), lác (Cyperus), cỏ tranh (Imperata cylindrica), v.v.
Phó sản thực vật từ sản xuất cây nông phẩm và cây kỹ nghệ: rơm rạ, bã mía, thân, gỗ, mạt
cưa, trấu, hột cao su (sản xuất 217 kg dầu/ha/năm), hạt bông vải (sản xuất 273 kg
dầu/ha/năm.
Giấy phế thải: 1 tấn giấy cũ sản xuất khoảng 416 lít ethanol.
Rác thành phố: 1 tấn rác sản xuất khoảng 227 lít ethanol.
Uế thải chuồng trại gia súc: phân chuồng (tạo methane-sinh-học rồi chế methanol).


5. Hiện trạng xăng sinh học trên thế giới
Mặc dầu xăng-sinh-học đắt hơn xăng-cổ-sinh, mọi quốc gia trên thế giới đều dần dần
chuyển hướng đến sử dụng xăng-sinh-học, vì lý do chính trị muốn ít tuỳ thuộc vào Trung
Đông, vì tuân thủ theo quy ước Kyoto giảm sa thải khí nhà kiếngg và sức ép của giới môi
sinh, đồng thời phát triển nông nghiệp tạo công ăn việc làm cho vùng thôn quê.
Brazil: Bắt nguồn từ khủng hoảng dầu hoả 1972, Brazil có kế hoạch sản xuất xăng-sinhhọc, và hiện nay dẫn đầu thế giới về sản xuất và sử dụng xăng-ethanol và diesel-sinh-học.
Hiện tại (2006) Brazil đã có trên 325 nhà máy ethanol, và khoảng 60 nhà máy khác đang
xây cất, để sản xuất xăng-ethanol từ mía (đường, nước mật, bã mía), và bắp. Để sản xuất
diesel-sinh-học từ hạt cải-dầu và đậu nành, hiện có 10 nhà máy, và 40 nhà máy khác đang
xây cất. Năm 2005, Brazil sản xuất 16 tỷ lít ethanol, chiếm 1/3 sản xuất toàn cầu. Năm
2006, Brazil sản xuất được 17.8 tỷ lít ethanol, dự trù sẽ sản xuất 38 tỷ lít vào năm 2013.

Chính phủ Brazil mới đây ra chỉ tiêu 2% diesel-sinh-học cho 2008, và 5% cho năm 2013.
Ngày nay, diện tích trồng mía ở Brazil là 10.3 triệu ha, một nửa sản lượng mía dùng sản
xuất xăng-ethanol, nửa kia dùng sản xuất đường. Tiên đoán là Brazil sẽ canh tác 30 triệu
ha mía năm 2020. Vì lợi nhuận khổng lồ, các công ty tiếp tục phá rừng Amazon để canh
tác mía, bắp, đậu nành cho mục tiêu xăng-sinh-học vừa tiêu thụ trong nước vừa xuất
cảng. Giá xăng-ethanol được bán bằng nửa giá xăng thường tại Brazil.
Hoa Kỳ: Hoa kỳ sản xuất Ethanol từ hạt bắp, hạt sorgho và thân cây sorgho-đường, và củ
cải-đường. Khoảng 17% sản lượng bắp sản xuất hàng năm ở Hoa Kỳ dùng để sản xuất
ethanol. Hoa Kỳ đặt chỉ tiêu sản xuất E10 để cung cấp 46% nhiên liệu cho xe hơi năm
2010, và 100% xe hơi vào 2012. hãng General Motor đang thực hiện dự án sản xuất E85
từ cellulose (thân bắp), và hiện có khoảng hơn 4 triệu xe hơi chạy bằng E85. hãng
Coskata đang có 2 nhà máy lớn sản xuất xăng-ethanol. Hiện tại nông dân Hoa Kỳ chuyển
hướng sản xuất lúa mì và bắp cho xăng-sinh-học, vì vậy số lượng xuất cảng hạt ngũ cốc
giảm từ nhiều năm nay, làm giá nông phẩm thế giới gia tăng Vì giá cả xăng-sinh-học còn
cao hơn xăng thường, chính phủ Mỹ phải trợ cấp, khoảng 1.9 USD cho mỗi gallon (=3.78
lít) xăng-sinh-học, trợ cấp tổng cộng khoảng 7 tỷ USD/năm. Canada: Chỉ tiêu cho năm
2010 là 45% toàn quốc tiêu thụ xăng E 10. Âu Châu: Cộng-đồng Âu châu (EU) ra biểu
quyết chung là mỗi quốc gia phải sản xuất cung cấp 5.75% xăng-sinh-học vào năm 2010,
và 10% năm 2020 cho nước mình.
Đức là nước tiêu thụ nhiều nhất xăng-sinh-học trong cộng đồng Âu châu, khoảng 2.8
triệu tấn diesel-sinh-học, 0.71 triệu tấn dầu-thực-vật (tinh khiết) và 0.48 triệu tấn ethanol.
Công ty sản xuất diesel-sinh-học lớn nhất là ADM Oelmühle Hamburg AG (của Hoa
Kỳ), kế đến là MUW (Mitteldeutsche Umesterungswerke GmbH & Co KG) và EOP
Biodiesel AG. Nguyên liệu chánh là củ cải-đường để sản xuất ethanol, và dầu-cải và dừadầu (nhập cảng từ Mã Lai, Indonesia) cho diesel-sinh-học.


Pháp là nước thứ hai tiêu thụ nhiều ethanol-sinh-học trong cộng đồng Âu châu năm
2006, khoảng 1.07 triệu tấn ethanol và diesel-sinh-học. Công ty Diester sản xuất dieselsinh-học và Téréos sản xuất ethanol là 2 đại công ty của Pháp.
Thuỵ Điển có chương trình chấm dứt hoàn toàn nhập cảng xăng cho xe hơi vào năm
2020, thay vào đó là tự túc bằng xăng-sinh-học. Hiện nay, 20% xe ở Thuỵ Điển chạy

bằng xăng-sinh-học, nhất là xăng-ethanol. Thuỵ Điển đang chế tạo xe-hơi-lai vừa chạy
bằng ethanol vừa bằng điện. Để khuyến khích sử dụng xăng-sinh-học, chính phủ Thuỵ
Điển không đánh thuế lên xăng-sinh-học, trợ cấp xăng-sinh-học rẻ hơn 20% so với xăng
cổ sinh, không phải trả tiền đậu xe ở thủ đô và một số thành phố lớn, bảo hiểm xe cũng rẻ
hơn.
Vương quốc Anh: chỉ tiêu 5% xe giao thông sử dụng xăng-sinh-học năm 2010. Hiện tại
các xe bus đều chạy xăng-sinh-học. hãng Hàng Không Virgin (Anh quốc) bắt đầu sử
dụng xăng-sinh-học cho máy bay liên lục địa. Các nước Âu châu nhập cảng dừa-dầu (oil
palm) từ Mã Lai và Indonesia để chế diesel-sinh-học.
Á Châu
Trung quốc: Năm 2005, Trung quốc sản xuất 920,000 tấn ethanol và khoảng 200,000
tấn diesel-sinh-học. Chỉ tiêu sản xuất 4 triệu tấn ethanol và 2 triệu tấn diesel-sinh-học vào
năm 2010, và 300 triệu tấn ethanol vào 2020.
Hiện tại sản xuất xăng E10 ở 5 tỉnh phía nam, cung cấp 16% nhiên liệu cho toàn xe hơi ở
Trung quốc. Trung quốc cũng trợ cấp khoảng 163 USD cho mỗi tấn xăng-ethanol (nhưng
không trợ cấp diesel-sinh-học). Vì giá cả nông phẩm gia tăng, và sợ thiếu thực phẩm,
hiện nay Trung quốc chỉ cho phép canh tác khoai mì, sorgho-đường và một số hoa màu
không quan trọng khác trên đất biên tế (nghèo), không thích ứng sản xuất nông phẩm như
ở Shangdong và Xinjiang Uygur. Hiện tại, Trung quốc có 2 nhà máy lớn là Longyan
Zhuoyue New Energy Development (thiết lập năm 2001) và Xiamen Zhuoyue Biomass
Energy Co. (thiết lập năm 2006), cả 2 đều ở tỉnh Fujian nam Trung quốc. Ngoài ra còn
khoảng hơn 100 nhà máy quốc doanh nhỏ ở Guizhou, Guangxi, Shandong, và Anhui, với
khả năng sản xuất từ 300 đến 600,000 tấn diesel-sinh-học/năm, biến chế từ dừa-dầu
(nhập cảng từ Mã Lai), hay từ dầu-ăn-phế-thải, dầu hạt-cải (trồng ở thung lủng sông
Hoàng Hà), dầu bông vải, dầu trẩu (Aleurites moluccana), hạt dầu-lai (jatropha, trồng
vùng đồi núi ở Guizhou, Sichuan, và Yunnan trong chương trình xoá đói giảm nghèo) và
các phế thải hữu cơ khác. Hàng năm, Trung quốc tiêu thụ khoảng 22 triệu tấn dầu ăn
trong kỹ nghệ thực phẩm, sa thải khoảng 4.5 triệu tấn dầu đã-sử-dụng (sau khi chiên xào
rồi) để chạy vào dây chuyền sản xuất diesel-sinh-học. Để tìm nguồn nguyên liệu khác,
các nhà khoa học Trung quốc nghiên cứu cho biết có 1553 loài cây rừng chứa nhiều dầu

có khả năng khai thác sản xuất diesel-sinh-học, trong đó là Pistacia chinensis Bungo chứa
40% dầu trong thân mọc trên đồi núi. Trung quốc cũng dự trù trồng 670,000 ha cây dầulai (jatropha) để sản xuất diesel-sinh-học.
Ấn Độ: Chính phủ có chính sách sử dụng xăng-ethanol E5 hiện nay, sẽ tăng lên E10 và
E20 trong những năm tới. Ần Độ gia tăng diện tích trồng cây dầu-lai để sản xuất dieselsinh-học, và diện tích canh tác mía cho xăng-ethanol.


Mã Lai và Indonesia đã phá rừng canh tác thêm dừa-dầu (oil palm) để xuất cảng dầu cho
thị trường Âu châu, Hoa Kỳ và Trung quốc cho mục tiêu sản xuất diesel-sinh-học. Hai
quốc gia này dự trù cung cấp 20% nhu cầu dầu cho kỹ nghệ diesel-sinh-học của Âu châu
vào 2009. Chẳng hạn, tại Tây Kalimantan thuộc Indonesia trong thập niên 1990s có nửa
triệu ha cây dừa-dầu, nay (2006) diện tích dừa dầu tăng lên hơn 3.2 triệu ha, và sẽ gia
năng lên nữa trong tương lai. Indonesia có chương trình phá rừng để gia tăng diện tích
dừa-dầu toàn quốc lên 20 triệu ha. Liên Hiệp Quốc đã cảnh cáo Indonesia về việc phá
rừng quy mô này, và tiên đoán rằng 98% rừng Indonesia sẽ bị phá huỷ vào 2022 với đà
phá rừng trồng dừa-dầu hiện nay. Thái Lan. Từ năm 1985, Thái Lan đã bắt đầu nghiên
cứu sản xuất xăng-sinh-học. Uỷ ban Nhiên-liệu-sinh-học được thành lập năm 2001 để
điều hành, và xăng E10 đã bắt đầu bán ở các trạm xăng từ 2003.

6. Việt Nam và xăng sinh học
6.1 Thực trạng
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 lượng rất khổng lồ (khoảng 600 triệu barrel ước tính năm 2006,
1 barrel » 159 lít), nhưng Việt Nam phải nhập cảng xăng và 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 bị 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 thế giới, nhất là khi giá cả xăng dầu tăng vọt. Tháng 7/2006 tại
Sài Gòn, và tháng 10/2007 tại Hà Nội, hàng trăm nhà khoa học và kinh doanh ở Việt
Nam hội thảo chung quanh vấn đề xăng-sinh-học. Qua các cuộc hội thảo này và báo chí

trong nước vào thời điểm này thì chính phủ Việt Nam chưa chuẩn bị gì nhiều cho chiến
lược, ngoài một số cá nhân chuyên gia và nhà kinh doanh có tầm nhìn xa, chạy trước thời
cuộc. Chẳng hạn, về nguyên liệu thì bàn về sử dụng lúa gạo, mía đường, để tạo ethanol;
cây dầu-lai (miền Bắc gọi là cây dầu-mè – Jatropha curcas), mỡ cá ba-sa (khoảng 40,000
tấn/năm).
Hội thảo cũng cho biết 3 lý do chính chưa phát triển ngành xăng-sinh-học là:
(i) số lượng nguyên liệu sản xuất xăng-sinh-học là tinh bột ngũ cốc, mật rỉ đường và mở
cá ba-sa còn hạn chế;
(ii) chưa có đầu tư thích đáng vì chưa có hổ trợ của chính phủ,
(iii) chính phủ chưa có chính sách.
Chung qui, các nhà khoa học và kinh doanh đang mong chờ chính phủ ban hành chính
sách và luật lệ rõ ràng. Các công ty mía đường (như Lam Sơn ở Thanh Hoá), Sài Gòn
Petro, Công ty Rượu Bình Tây, Công ty Chí Hùng, v.v. cũng đã có dự án sản xuất ethanol
làm nhiên liệu, khi chánh phủ phất cờ cho phép. Tuy nhiên, hiện nay chưa có 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 chuẩn 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 nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020”, theo đó “Giai
đoạn 2011-2015, sẽ phát triển mạnh sản xuất và sử dụng nhiên 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 sản 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 lượng đạt khoảng 5 tỷ lít
xăng E10 và 500 triệu lít dầu biodiesel B10/năm” Ngày 20/11/2007, Thủ tướng chính phủ
đã ký phê duyệt “Đề án phát triển nhiên-liệu-sinh-học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm
2025” trong đó đặt mục tiêu đến năm 2015, sản lượng ethanol và dầu thực vật đạt 250

nghìn tấn, đáp ứng 20% nhu cầu xăng dầu của cả nước bằng xăng E5 (pha 5% cồn) và
dầu B5 (Diesel pha 5% dầu sinh học), và đến năm 2025, đạt 1.8 triệu tấn, đáp ứng 100%
nhu cầu của cả nước bằng xăng dầu pha nhiên liệu sinh học trên. Và khoảng thời gian
đến 2010 là nghiên cứu và ban hành luật lệ liên quan đến sản xuất và sử dụng xăng-sinhhọc. Việt Nam với đất hẹp (diện tích canh tác khoảng 9.3 triệu ha), dân đông (85 triệu
năm 2007, trung bình mỗi đầu người 0.11 ha), lại nghèo (GDP trung bình toàn dân là
US$726/đầu người năm 2006, của nông dân chỉ khoảng 1/2), vùng sản xuất nông nghiệp
chính là đồng bằng Cửu Long và Sông Hồng đã quá tải. Đất canh tác hiện nay phải tiếp
tục sản xuất nông phẩm thiết yếu cho đời sống người dân (chánh yếu là lúa, hoa màu phụ,
cây kỹ nghệ) để tự túc và xuất cảng.
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.

6.2 Các gợi ý về nguồn 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 từ 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 acid), và 80% unsaturated acid (oleic acid,

24.6 %; linoleic acid, 39.6 %; và linolenic acid, 16.3 %). Hột cao su chín rụng rộ vào
khoảng tháng 7 và 8 dương lịch, rất thuân tiện cho các em học sinh nghỉ hè kiếm lợi tức
trong việc thu lượm hột. Các cơ sở đồn điền cao su đều đã có sẵn máy móc và phương
tiện ép dầu.


2. Canh tác sorgho-đường (Sweet sorghum) trong mùa hạn trên vùng ruộng sạ ở đồng
bằng Cửu Long. Trước 1960, sau khi gặt lúa sạ, tại An Giang Châu Đốc đất bỏ hoang từ
tháng 1 đến tháng 5 dương lịch là lúc mùa khô, thiếu nước canh tác. Bắt đầu khoảng sau
1965, nông dân trồng sorgho-hạt (grain sorghum, lúa miến) trong các tháng này trên đất
thiếu nước bơm để làm thực phẩm gia súc và cá, và lúa thần-nông trên một số ruộng đất
dọc sông rạch có khả năng bơm nước. Hiện nay, đa số đất còn bỏ hoang trong mùa nắng
vì thiếu nước, hay không lợi khi canh tác lúa (vì giá xăng, phân, thuốc quá cao). Các
vùng ấm hay nóng ở miền Nam Hoa Kỳ đã canh tác sorgho-đường từ hàng trăm năm nay
để sản xuất xi-rô (sirup). Các 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 tấn bả (thân sau khi ép lấy đường,
làm thức ăn trâu bò), 3-6 tấn đường kẹo hay 5-9 tấn sirup (75% đường), 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 tấn/ha với vụ trồng dài 10-12 tháng. Tại vùng Imperial Valley của California, 1 ha
trồng sorgho-đường trong 1 vụ 4 tháng sản xuất: 5,600 lít ethanol + 20 tấn xác bả khô (có
thể biến thành 10 Megawatt-giờ điện). Sorghum chịu hạn hán, chịu được đất phèn, đất
mặn, đất kiềm, chịu được nước ngập, ít sâu bọ bệnh tật, ít đòi hỏi phân bón, ít tốn nước
tưới (chỉ bằng 1/4 nhu cầu nước của mía). Mới đây, các khoa học gia đã cài vào bộ máy

di truyền sorgho-đường gen chịu đựng đất phèn nặng vì nhôm. Vùng đất phèn Tứ Giác
Long Xuyên nên chọn các giống chịu phèn này. Sorgho-đường, cũng như sorgho hạt,
chịu được khô hạn, nhu cầu nước tối thiểu là 175 m3/ha/vụ, chỉ bằng 1/4 nhu cầu nước để
canh tác mía (700 m3/ha/vụ), trong lúc lúa nước cần từ 9,000 đến 15,000 m3/ha/vụ . Lá
sorgho có một lớp sáp ngăn chận thoát hơi nước, nên sorgho sử dụng nước hiệu 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 m3 nước để canh
tác, sorgho-đường sản xuất được 1000 lít ethanol, trong lúc mía phải cần tới 36,000 m3
nước để cho kết quả tương đương. Tổng 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. Năng lượng cần thiết để biến nước ép từ thân sorgho-đường (chính là đường) ra
ethanol chỉ bằng 50% năng lượng cần thiết để biến hạt bắp (chính là tinh bột) ra ethanol.
Ần độ cũng nghiên cứu tuyển chọn dòng men hữu hiệu để lên men nước ép từ thân
sorgho-đường thành rượu, cho biết dòng men NCIM 3319 hữu hiệu nhất, biến 90%
đường thành rượu trong 48-72 giờ.


3. Cây dầu-lai (Jatropha curcas L.). Cũng còn gọi là cây-dầu-mè hay cây-hàng-rào,
cùng họ với khoai mì, cao su (Euphorbiaceae). Trên thế giới có khoảng 175 loài, Việt
Nam có 5 loài, trong số đó có cây dầu-lai (Jatropha curcas L.). Cây dầu-lai gốc Trung
Mỷ, trồng ở Việt Nam từ lâu đời để lấy dầu từ hạt, hạt chứa khoảng 40% dầu. Cây cao 15 m, trồng được nơi khô hạn với vủ lượng 200 mm/năm cho tới nơi có vủ lượng 1200
mm/năm, lý tưởng là 600 – 1000 mm/năm. Khô hạn liên tục 3 năm chỉ làm lá rụng nhưng
cây không chết. Vùng duyên hải khô cằn Ninh Thuận Bình Thuận với vũ lượng trung
bình 600 mm/năm, hiện bỏ hoang, là nơi thích hợp canh tác cây-dầu 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 vùng 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 vùng 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 được 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.
4. Lục bình (Eichornia crassipes). Lục bình xưa nay coi như cỏ dại, sống bềnh bồng
trên sông, rạch, ao, hồ, cản trở ghe tàu lưu thông, ngăn cản dòng nước chảy, v.v. Tuy
nhiên, nghiên cứu gần đây cho biết lục bình là một nguyên liệu hữu hiệu để sản xuất khíđốt-sinh-học và xăng-sinh-học. Lục bình cũng dùng để lọc nước phế thải từ nhà máy biến
chế thực phẩm, trại chăn nuôi, nước cống rảnh thành phố. Rể lục bình hấp thụ các kim
loại độc trong nước phế thải như chì, thuỷ ngân, strontium, v.v. và chứa các chất này
trong rể với nồng độ gấp 10,000 lần nồng độ kim loại chứa trong nước. Phần cây tươi
chứa 95.5% nước, 0.04% N, 0.06% P2O5, 0.2% K2O, 1% chất tro, và 3.5% chất hữu cơ.
Lục bình được dùng làm thức ăn cho trâu bò (lên men dưa lục bình với 2% muối, hay ăn
tươi), phơi khô đun bếp, tro làm phân, cọng lục bình phơi khô dùng đan giỏ, thủ công,
v.v.
Lục bình tăng trưởng rất nhanh, mỗi năm có thể thâu hoạch 4 lần, tổng năng suất chất
tươi/ha/năm biến thiên giữa 20 và 200 tấn ở Florida canh tác từ trong nước sông hồ
(không phân bón), cho 300 tấn nếu canh tác trong nước sa thải của thành phố, từ chưồng
trại gia súc. Canh tác tại Ấn độ 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 tấn/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/m3 (580 Btu/ft3), còn
methane ròng 100 % cho 895 Btu/ft3. NAS của Hoa kỳ ước lượng rằng 1 ha lục bình ở
miền nam Hoa Kỳ sản xuất 70,000 m3 khí-sinh-học (gồm 70% methane, 30% CO2).
Nước phế thải từ lên men sản xuất khí-sinh-học dùng làm phân hữu cơ. Tại Ấn độ, 1 tấn
lục bình phơi khô (không phải chất khô) cho khoảng 50 lít ethanol và 200 kg chất phế


thải dùng làm phân bón. Lên men yếm khí 1 tấn lục bình khô cho 750 m3 khí-sinh-học
(600 Btu), trong đó chứa 51.6% methane, 25.4% hydrogen, 22.1% CO2, và 1.2% oxygen.
Với kỹ thuật hoá-khí (gasification) ở nhiệt độ cao (800°C) với hơi nước, 1 tấn chất khô
lục bình sản xuất 1,100 m3 khí-đốt-tổng-hợp (syngas) chứa 16.6% H2, 4.8% methane,
21.7% CO, 4.1% CO2, và 52.8% N. Hiện nay, trên sông Tiền Giang, Hậu Giang và một
số sông rạch lớn, một số ít nông dân đóng cọc dọc bờ sông trồng lục bình để lấy sợi dùng
đan lác thủ công xuất cảng (như mủ, giỏ xách, ..). Các dề lục bình này cũng bảo vệ được
bờ sông tránh 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, như 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.
5. 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 CO2 thành
đường, từ đó tạo protids và 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 40-57% trọng lượng chất khô), và lipids (như Scenedesmus
dimorphus, chứa 16-40%; Prymnesium parvum chứa 22-40%). Các vi sinh gồm tảo,
diatoms, và cyanobasteria được gọi chung là “vi-tảo” (microalgae) chứa nhiều dầu và

chất béo (trên 30%) là nguyên liệu chế diesel-sinh-học. Tảo có thể canh tác trong thùng
(tank), trong ao, hồ, biển. Quan trọng là phải đầy đủ ánh sáng (mặt trời hay đèn), đầy đủ
CO2 hoà tan trong nước (bằng cách bơm không khí vào nước như nuôi cá, hay bơm khí
CO2), chất dinh dưởng như phân bón hoá học, chất hữu cơ như nước thải từ cống rảnh.
Nếu canh tác tảo ngoài biển, cần phải bón thêm phân chứa sắt (iron). Loại tảo xanh
Chlorophyceae (green algae) cho nhiều carbohydrates hơn lipids, tăng trưởng mạnh ở
30°C, cần nhiều ánh sáng và nước có độ dẩn điện 55 mmho/cm. Tảo cho tỷ lệ dầu cao khi
canh tác trong môi trường thiếu chất dinh dưởng, nhưng năng suất tảo kém nên năng suất
dầu cũng kém ở môi trường canh tác này. Nghiên cứu mới đây cho biết An Giang có 137
loài tảo nước ngọt, đa số là tảo lục Chlorophyta. 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 suất dầu/ha từ tảo canh tác trong điều kiện lý tưởng cho 200 lần nhiều hơn dầu
từ hoa màu, và trong điều 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 tưởng cho
46,000 đến 140,000 lít/ha/năm. Phòng Nghiên Cứu Năng Lượng của Hoa Kỳ ước tính
rằng chỉ với diện tích 5 triệu ha trồng tảo, tức khoảng 1% đất nông nghiệp của Hoa kỳ
hiện nay (khoảng 500 triệu ha), thì đủ cung cấp diesel-sinh-học cho Hoa Kỳ, thay thế
hoàn toàn diesel từ dầu hoả. Ngày 11/12/2007, Công Ty Shell tuyên bố thiết lập cơ sở


canh tác tảo để biến chế dầu ăn và diesel-sinh-học tại Hawaii, trong các ao hồ chứa nước
mặn để canh tác tảo biển. Cũng cần biết thêm rằng tại Hawaii đã có nhiều cơ sở thương
mại canh tác tảo biển để làm dược liệu từ mấy chục năm nay. Tảo Diatom chứa khoảng
30% dầu, có thể sản xuất 45.6 tấn dầu/ha/năm. Tảo Botryococcus braunii chứa 86%
hydrocarbons cuả trọng lượng chất khô, có thể biến chế thành ethanol. Nếu đầy đủ ánh

sáng, CO2 (hoà tan trong nước), và dinh dưởng, 1 ha tảo cho 100 tấn tảo, và mỗi tấn tảo
sản xuất được 410 lít diesel-sinh-học. Nếu lên men yếm khí, thì mỗi tấn tảo sản xuất được
6 MJ khí methane. Một m3 tảo 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 CO2 từ nhà máy nhiệt điện đốt than đá đến hồ canh
tác tảo để tái tạo Carbon-sinh-học, thay vì thải CO2 vào khí quyển làm gia tăng nhiệt độ
hoàn cầu.
Việt Nam có bờ biển dài 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.


D. Sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ ở Việt Nam
Hiện nay, trên thế giới, nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu vẫn là từ nhiên liệu hoá
thạch. Tuy nhiên, trữ lượng của loại nhiên liệu này ngày càng cạn kiệt. Hơn nữa, việc
khai thác, sử dụng dầu mỏ và than đá đã thải ra khí CO2, SO2 và NOx gây hiệu ứng nhà
kính, ô nhiễm môi trường, làm thay đổi nghiêm trọng đến khí hậu toàn cầu. Nhiều năm
qua, các nhà khoa học trên thế giới đã có những công trình nghiên cứu, tìm ra nguồn năng
lượng mới có thể thay thế và giảm bớt sự phụ thuộc vào dầu mỏ, lại có khả năng tái tạo
và thân thiện với môi trường. Đó là năng lượng tái tạo gồm: Năng lượng mặt trời, năng
lượng hydro, địa nhiệt, sức gió và năng lượng sinh học… Trong đó, năng lượng sinh học
được tạo ra từ sinh khối (biomass) chiếm khoảng 63% tổng năng lượng tái tạo. Nguồn
năng lượng này cung cấp 14% nhu cầu năng lượng của thế giới, còn ở các nước đang
phát triển, con số đó là 35%.
Nguyên liệu biomass bao gồm: Gỗ, chất thải gỗ (mạt cưa, phoi bào), phân động vật, nông
sản và phế thải từ nông nghiệp như rơm rạ, trấu, thân và lõi ngô... Hiện nay, nhiều nước
đã sản xuất nhiên liệu sinh học từ sản phẩm nông nghiệp như từ ngô (Mỹ), từ mía đường
(Brazil), củ cải đường (các nước châu Âu)… Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu này khá đắt

và không ổn định. Đó là chưa kể đến việc có thể gây ra khủng hoảng lương thực. Do vậy,
nghiên cứu sản xuất dầu sinh học từ rơm, rạ đã mở ra khả năng tận dụng nguồn nguyên
liệu sẵn có rẻ tiền từ phế thải nông nghiệp.
Mặt khác, Việt Nam là nước xuất khẩu lúa gạo đứng thứ hai trên thế giới. Từ năm 2002
đến nay, trung bình nước ta sản xuất trên 34 triệu tấn gạo/năm, tạo ra khoảng 40 triệu tấn
rơm rạ. Số rơm rạ này một phần được dùng làm thức ăn gia súc, một phần được chế biến
làm phân bón, còn chủ yếu bị đốt bỏ ngay trên đồng ruộng gây lãng phí và ô nhiễm môi
trường.

1. Hướng đi mới để tạo nhiên liệu sinh học từ rơm rạ
Nhiều nước đã chế tạo nhiên liệu sinh học từ sản phẩm nông nghiệp như từ ngô (Mỹ), từ
mía đường (Brazil), củ cải đường (các nước ở châu Âu)… để thay thế nhiên liệu hóa
thạch. Song nguồn nguyên liệu này khá đắt và chưa ổn định, đó là chưa kể đến việc có
thể gây ra khủng hoảng lương thực dẫn đến mất an ninh lương thự. Trong khi đó, nguồn
rơm rạ sẵn có và rẻ tiền chiếm khoảng 66% trên tổng lượng phế thải nông nghiệp hầu như
chưa được sử dụng hiệu quả. Nếu tận dụng được nguồn rơm rạ này để sản xuất nhiên liệu
sinh học sẽ có ý nghĩa hết sức to lớn về nhiều mặt.
Sử dụng phương pháp nhiệt phân rơm rạ không sử dụng xúc tác (ở nhiệt độ 550 độ C)
hiệu suất tạo nhiên liệu lỏng đạt 25-30%. Nếu sử dụng xúc tác, nhiệt độ nhiệt phân có thể
giảm đến 100 độ C với hiệu suất tạo dầu tương đương so với khi không sử dụng xúc tác.
Theo đó, rơm rạ được thu gom và làm sạch, hong khô rồi đưa vào lò nhiệt phân. Sau phản
ứng nhiệt phân sẽ thu được sản phẩm ở cả ba dạng khí, lỏng và rắn. Sản phẩm lỏng chiếm
phần lớn, chứa dầu sinh học (bio-oil), có thể sử dụng vào nhiều lĩnh vực như sản xuất hóa
chất, y dược, công nghiệp, thực phẩm hoặc làm nhiên liệu.
Riêng trong lĩnh vực năng lượng, bio-oil có thể sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu trong nhà
máy điện (gia nhiệt nồi hơi, lò…) hoặc thay thế diezel dầu mỏ để chạy động cơ. Sản
phẩm rắn (than) có thể sử dụng làm than hoạt tính, hoặc được làm phân bón quay lại cải
thiện đất trồng khi được bổ sung thêm một số nguyên tố vi lượng.

2. Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp sản xuất
nhiên liệu sinh học từ rơm rạ
Rơm rạ là phế thải nông nghiệp chứa hợp chất lignoxenlulo. Trong đó, thành phần chủ
yếu của rơm rạ là cacbon chiếm hơn 53%. Nhiệt phân rơm rạ thực chất là quá trình bẻ
gãy mạch cacbon bằng nhiệt (cracking nhiệt) của hợp chất lignoxenlulo. Ưu điểm của
phương pháp nhiệt phân là có khả năng bẻ gãy liên kết hóa học của cả xenlulo,
hemixenlulo và lignin, do đó làm tăng hiệu quả sử dụng biomass. Sau phản ứng nhiệt
phân sẽ thu được sản phẩm ở ba dạng, khí, lỏng và rắn. Sản phẩm lỏng chiếm phần lớn,
chứa dầu sinh học (bio-oil), có thể sử dụng vào nhiều lĩnh vực như sản xuất hóa chất,
dược phẩm, thực phẩm hoặc làm nhiên liệu. Tuy nhiên, trong thành phần bio-oil thu được
sau quá trình nhiệt phân có các hợp chất chứa oxy. Đây là nhược điểm chung của các biooil tạo ra từ nhiệt phân biomass vì các hợp chất chứa oxy sẽ làm cho dầu không bền về
mặt hóa học, gây ăn mòn máy móc, động cơ, đồng thời làm giảm nhiệt trị của dầu.

3. Tiềm năng sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ ở
nước ta
Rơm rạ là một trong những phế thải nông nghiệp có rất ít giá trị sử dụng: một phần được
dùng làm thức ăn cho trâu bò, một phần được chế biến làm phân bón vi sinh còn phần lớn
bị đốt bỏ ngay trên cánh đồng gây lãng phí và ô nhiễm môi trường.
Những kết quả nghiên cứu cho thấy, mỗi tấn thóc thu được sẽ cho tương ứng là 1,35 tấn
rơm rạ trên cánh đồng. Từ năm 2002 đến nay, trung bình nước ta sản xuất trên 34 triệu
tấn gạo/năm và do đó có hơn 40 triệu tấn rơm rạ.
Nếu đốt 1 tấn rơm rạ, người nông dân chỉ thu được một lượng tro không đáng kể để bón
ruộng, đồng thời gây ô nhiễm môi trường. Trong khi đó, các nhà khoa học thuộc viện
Hóa học (Viện KH&CN Việt Nam) vừa sản xuất thành công loại dầu sinh học (Bio-oil)
từ rơm rạ bằng công nghệ nhiệt phân, từ 1 tấn rơm rạ có thể tạo ra khoảng 250kg nhiên
liệu lỏng thô để sản xuất dầu sinh. Điều này cũng có nghĩa là khoảng hơn 40 triệu tấn
rơm rạ được tạo ra hàng năm. Nếu được chuyển hóa thành bio-oil với hiệu suất 25% thì
chúng ta có thể thu được 10 triệu tấn bio-oil mỗi năm.