Sản xuất thành công xăng sinh học từ rơm, rạ
Dự án JICA-JSTdo Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA) và Bộ Khoa học và Công nghệ Nhật Bản (JST) tài trợ, với tổng kinh phí 125,548 tỷ đồng và vốn đối ứng của Việt Nam là 22,155 tỷ đồng, thực hiện trong thời gian 5 năm (từ năm 2009 - 9/2014). Dự án hướng đến việc sản xuất xăng sinh học, biogas sạch có nhiệt trị cao từ các phế phẩm nông nghiệp như: Rơm, rạ, trấu, phân bò… nhằm bảo vệ môi trường, giảm hiệu ứng nhà kính và góp phần đảm bảo an ninh năng lượng.
|
Các chuyên gia của dự án thu hoạch lúa tại các cánh đồng thực nghiệm
|
Năm 2009, dự án đã xây dựng một mô hình thiết bị tại Trường ĐH Bách khoa TP.HCM để nghiên cứu, sản xuất xăng sinh học. Sau gần 5 năm thực hiện, các nhà khoa học đã nghiên cứu, sản xuất thành công xăng sinh học từ rơm rạ và các chất thải có nguồn gốc xenlulo. Tuy nhiên, một trong những khó khăn của dự án là giá thành xăng sinh học sản xuất từ rơm rạ khá cao, do chi phí phân hủy xenlulo trong rơm rạ lớn.
Theo PGS.TS Phan Đình Tuấn - Hiệu trưởng Trường ĐH Tài nguyên và Môi trường TP.HCM, Trưởng dự án: Xenlulo trong rơm rạ có cấu trúc bền chặt. Để phân hủy chúng, cần có phương pháp tiền xử lý đặc biệt để làm phá vỡ cấu trúc này, sau đó cần các chất phản ứng thân thiện với môi trường như enzym để chuyển phân tử xenlulo thành các phân tử đường.
Quá trình này tiêu tốn nhiều năng lượng, hiệu suất và nồng độ đường tạo ra thấp, dẫn đến hiệu suất quá trình lên men cũng như nồng độ ethanol tạo ra thấp hơn nhiều so với quá trình sản xuất ethanol từ tinh bột. Nếu phân hủy xenlulo bằng hóa chất, giá thành sẽ thấp hơn, nhưng trong dung dịch đường tạo ra cũng sẽ chứa một lượng hóa chất, không thuận lợi cho việc lên men cồn. Do đó, dự án này hướng đến mục tiêu không dùng hóa chất để phân hủy xenlulo.
Chi phí tinh chế ethanol sau khi lên men cũng là một vấn đề khó khăn, gây tốn kém về mặt năng lượng, dù đã thành công trong việc sản xuất xăng sinh học từ rơm rạ, nhưng để thương mại hóa sản phẩm, các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nỗ lực nghiên cứu nhằm hạ giá thành sản phẩm. Nếu thành công, dự án sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn, bởi Việt Nam có nguồn nguyên liệu về rơm rạ khổng lồ, nhất là vùng đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng.
Xây dựng thị trấn sinh khối đầu tiên tại Việt Nam
TS. Lê Thị Kim Phụng - Điều phối viên của dự án cho biết, biogas từ nguồn phân bò rất khó thực hiện nhưng dự án đã triển khai thành công ở xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi, TP.HCM. Kỹ thuật làm sạch và làm giàu khí mê tan trong biogas đã được phát triển và ứng dụng trên quy mô nhỏ.
Cụ thể, dự án đã xây dựng được một xưởng thực nghiệm sử dụng dây chuyền khép kín ở xã Thái Mỹ, sản xuất thành công biogas sạch có nhiệt trị cao, dùng làm nhiên liệu cho động cơ và sản xuất công nghiệp. Qua dây chuyền này, những phế phẩm nông nghiệp như: Rơm rạ, trấu, phân bò… sẽ được tạo thành nhiên liệu khí có thể sử dụng để chạy máy phát điện, máy cày, máy kéo, xe bus... Như vậy, sản xuất nông nghiệp tạo thành một vòng khép kín: Sau khi thu hoạch, chất thải nông nghiệp lại biến thành năng lượng và năng lượng này lại quay trở lại phục vụ đời sống, phục vụ sản xuất.
|
Các nhà khoa học kiểm tra hoạt động các thiết bị của xưởng thực hiện tại xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi, TP.HCM
|
Cũng theo PGS.TS Phan Đình Tuấn, việc sử dụng nguồn năng lượng từ biogas để đun nấu không phải là mới. Tuy nhiên, biogas từ các hộ gia đình có chứa chất thải như khí sunfur hydro (H2S), có hại đối với con người, động vật và các loại vật liệu. Ngoài ra, khí biogas này chỉ có khoảng 45% khí mê tan là cháy được, còn lại là hơi nước và CO2 nên nhiệt trị thấp, chỉ phù hợp với việc đun nấu, thắp sáng, chạy máy phát điện ở quy mô hộ gia đình. Nếu sử dụng biogas hướng đến các ứng dụng trong sản xuất công nghiệp thì nhiệt trị của biogas hình thành chưa đáp ứng được.
Trong Dự án JICA-JST, khí biogas cũng được hình thành theo cách tương tự. Tuy nhiên, ở đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ tách các chất độc hại, loại bỏ CO2 và hơi nước, nâng cao hàm lượng khí cháy mê tan (CH4) lên đến trên 95%. Nhờ đó, khí biogas này có nhiệt trị cao, ứng dụng được trong công nghiệp như làm nhiên liệu cho xe máy, xe bus, máy cày, máy kéo…
PGS.TS Phan Đình Tuấn cho biết thêm, hiện các nhà khoa học của Trường ĐH Tokyo, ĐH Bách Khoa TP.HCM, ĐH Tài nguyên và Môi trường TP.HCM cùng các đơn vị thành viên trong và ngoài nước đang tích cực hoàn chỉnh các công nghệ chủ chốt của dự án này, với quyết tâm cao sử dụng chất thải nông nghiệp để sản xuất năng lượng, hướng đến các công nghệ không phế thải và xây dựng mô hình “Thị trấn sinh khối” đầu tiên tại Việt Nam ở xã Thái Mỹ.