trình bày triển vọng phát triển cây trồng biến đổi gen phục vụ sản xuất nhiên liệu sinh học về mặt công nghệ và phân tích các tác động về mặt môi trường khi phát triển loại cây trồng này

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CHUYÊN ĐỀ:
TRÌNH BÀY TRIỂN VỌNG PHÁT TRIỂN CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN PHỤC VỤ SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU
SINH HỌC VỀ MẶT CÔNG NGHỆ VÀ PHÂN TÍCH CÁC TÁC ĐỘNG VỀ MẶT MÔI TRƯỜNG KHI PHÁT
TRIỂN LOẠI CÂY TRỒNG NÀY

GVHD

PGS.TS Nguyễn Thị Phương Thảo

1


2


N ỘI DUNG

1
Thế nào là nhiên liệu sinh học????

2
Công nghệ để tạo ra nhiên liệu sinh học

3
Triển vọng phát triển của GMO phục vụ sản xuất NLSH

4

Ảnh hưởng tới môi trường khi áp dụng

3


Đặt vấn đề

Sản xuất côngnông nghiệp

Giao thông
vận tải

NHIÊN
LIỆU

Phát triển công
nghệ

Đời sống

4


Nhiên liệu truyền thống

5


Tình hình sử dụng các nguồn NL trên thế giới

6


7


Nhiên liệu sinh học là gì?

Nhiên liệu sinh học (biofuel) là
loại nhiên liệu được hình thành từ
các hợp chất có nguồn gốc từ:

8


Phân loại
Diezel sinh học
= diezel truyền thống

Xăng sinh học
Thay chì bằng ethanol

Khí
sinh học

9


Bảng: tổng sản lượng diesel sinh học hàng năm ở một số nước trên thế giới
Tổng sản lượng diezen sinh học hàng năm của 10 nước đứng đầu (2004-2006)

Tổng sản lượng diezen sinh học hàng năm của 10 nước đứng đầu (2007)

(Triệu tấn gallon Mỹ)

(Triệu tấn gallon Mỹ)

Xếp hạng

Đất nước

2006

2005

2004

Xếp hạng

Đất nước, Khu vực

2007

1

Mỹ

4.855

4.264

3.535

1

Mỹ

6.498,6

2

Brazil

4.491

4.227

3.989

2

Brazil

5.019,2

3

Trung Quốc

1.017

1.004

964

3

Liên minh Châu Âu

570,3

4

Ấn Độ

502

449

462

4

Trung quốc

486,0

5

Pháp

251

240

219

5

Canada

211,3

6

Đức

202

114

71

6

Thái Lan

79,2

7

Nga

171

198

198

7

Campuchia

74,9

8

Canada

153

61

61

8

Ấn Độ

52,8

9

Tây Ban Nha

122

93

79

9

Trung Mỹ

39,6

10

Nam Phi

102

103

110

10

Australia

26,4

11

Thái Lan

93

79

74

11

Thổ Nhĩ Kỳ

15,8

12

Anh Quốc

74

92

106

12

Pakistan

9,2

13

Ukraine

71

65

66

13

Peru

7,9

14

Ba Lan

66

58

53

14

Argentina

5,2

15

Saudi Ârabia

52

32

79

15

Paraguay

4,7

13.489

12.150

10.770

10

Tổng số

Tổng số

13.101,7

Nguồn: thegioidaunhon.vn


ngày 20/11/2007, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định số 177/2007/QĐ-TTg về việc phê duyệt “Đề án phát
triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” tại Việt Nam với mục tiêu tổng quát là Phát
triển NLSH, một dạng năng lượng mới, tái tạo được để thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch truyền thống,
góp phần bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường.

năm
năm 2010,
2010, xây
xây dựng
dựng và
và phát
phát triển
triển được
được các
các mô
mô hình
hình sản
sản xuất
xuất thử
thử nghiệm

nghiệm và
và sử
sử dụng
dụng nhiên
nhiên liệu
liệu sinh
sinh học
học quy
quy mô
mô 100.000
100.000 tấn
tấn xăng
xăng sinh
sinh học
học E5
E5 và
và 50.000
50.000
tấn
tấn dầu
dầu sinh
sinh học
học B5/năm,
B5/năm, bảo
bảo đảm
đảm đáp
đáp ứng
ứng 0,4%
0,4% nhu
nhu cầu

cầu xăng
xăng dầu
dầu của
của cả
cả nước.
nước.

M
A
N
T
Ệ
VI

Đến
Đến năm
năm 2015,
2015, sản
sản lượng
lượng ethanol
ethanol và
và dầu
dầu thực
thực vật
vật đạt
đạt 250.000
250.000 tấn
tấn (pha
(pha được
được 5

5 triệu
triệu tấn
tấn E5,
E5, B5),
B5), đáp
đáp ứng
ứng 1%
1% nhu
nhu cầu
cầu xăng
xăng dầu
dầu của
của cả
cả
nước.
nước.

Đến
Đến năm
năm 2025,
2025, sản
sản lượng
lượng ethanol
ethanol và
và dầu
dầu thực
thực vật
vật đạt
đạt 1,8
1,8 triệu

triệu tấn,
tấn, đáp
đáp ứng
ứng khoảng
khoảng 5%
5% nhu
nhu cầu
cầu xăng
xăng dầu
dầu của
của cả
cả nước.
nước.

...

11


Bốn nhiệm vụ chính để phát triển NLSH

1. Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ (R-D), triển khai sản xuất thử sản phẩm (P) phục vụ phát triển NLSH;

2. Hình thành và phát triển ngành công nghiệp sản xuất NLSH;

3. Xây dựng tiềm lực phục vụ phát triển NLSH;

4. Hợp tác quốc tế trên cơ sở chủ động tiếp nhận, làm chủ và chuyển giao các tiến bộ kỹ thuật, công nghệ, thành tựu khoa học mới trên thế giới.

12

Nhà máy Nhiên liệu sinh học bio-ethanol Dung
Quất đang vận hành 100% công suất, sẵn sàng
phục vụ lộ trình áp dụng tỷ lệ phối trộn nhiên liệu
sinh học với nhiên liệu truyền thống

Kể từ ngày 1/12/2014, xăng được sản xuất, phối chế, kinh doanh để sử dụng cho phương tiện cơ giới đường bộ tiêu thụ trên địa bàn 7 tỉnh,
thành phố là Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ, Quảng Ngãi, Bà Rịa - Vũng Tàu sẽ là xăng E5 và từ ngày
1/12/2015 xăng được sản xuất, phối chế, kinh doanh để sử dụng cho phương tiện cơ giới đường bộ tiêu thụ trên toàn quốc là xăng E5. Với
xăng E10, lộ trình áp dụng tương tự là 2016 và 2017.

13


Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học

Hình: sản xuất biodiesel

14


Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học

Hình: sản xuất bio-ethanol từ đường
15


Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học

Hình: quá trình lên men của các chất hữu cơ do các vi sinh vật hiếm khí (Large, 1983)
16


Nguyên liệu sx NLSH
Vô cùng phong phú

CÂY JATROPHA

17


Bảng: các nguồn sinh khối chính ở việt nam năm 2000
TT

Khối lượng

Năng lượng chứa đựng

(triệu tấn)

(GJ)

Sinh khối

Phần trăm (%)

1

Rơm rạ, trấu

67,5

930,440

67,2

2

Thứ phẩm, phụ phẩm từ ngô

4,8

60,000

1,3

3

Gỗ thải từ nhà máy cưa

3,1

35,960

2,6

4

Gỗ đốt

12,4

186,000

13,4

5

Rác thải rắn

0,015

57

(≈) 0

6

Bã sắn

0,6

7,500

0,5

7

Thứ, phụ phẩm từ mía

6,5

54,800

4,0

8

Vỏ đậu

0,1

1,250

0,1

9

Xơ và lá dừa

5,8

104,400

7,5

10

Vỏ hạt cafe

0,3

4670

0,3

101,1

1,385,077

100

Tổng

Nguồn: thegioidaunhon.vn

18


19


Tại sao lượng sử dụng NLSH vẫn còn ít?

20


Bở
iv

ì:

FOOD

3F
FEED

FUEL

EL
U
F
O
I
B
21


Và giải pháp tiềm năng
là...

GMO
22


CÔNG NGHỆ BIẾN ĐỔI GEN

CÂY NHIÊN LIỆU
Trở ngại thương mại hóa

CELLULOSE → ETHANOL

Tạo ra các loại cây nhiên liệu biến đổi gen có thể sản sinh ra các enzyme tiêu hóa
cellulose của chính bản thân chúng

Sử dụng các loại cây mà con người không thể ăn được, hay chỉ lấy một phần của cây trồng để
sản xuất nhiên liệu

Gây đột biến hay chuyển gen các cây trồng để có năng suất sản phẩm cao hơn phục vụ cho quá trình sản xuất nhiên
liệu sinh học

23


Đưa gen tạo enzyme cellulase vào chính bản thân cây
nhiên liệu

Mariam Sticklen

Sau đấy người ta nghiên cứu một mức cao hơn là không cần
dùng vi khuẩn mà chuyển trực tiếp gen tự tạo ra xenluloza
vào cây trồng tạo nhiên liệu sinh học.Đối tượng: cây ngô,
giống ngô biến đổi gen mang tên Spartan III

24


QUY TRÌNH
Dòng 1:

Dòng 2:

Dòng 3:

Cấy gen tạo enzyme từ một

Cấy gen từ nấm có khả năng

Cấy gen của VK sống trong bao tử

loại VK suối nước nóng

phân giải cellulose thành

bò để chuyền đường đôi thành

đường đôi

đường đơn

tỷ lệ

1:4:1

CELLULOSE → ĐƯỜNG ĐÔI → ĐƯỜNG ĐƠN→ $$$
Ư

25