Trong bối cảnh giá xăng dầu ngày một tăng, việc sử dụng các nguồn nhiên liệu thay thế khác đang trở thành nhu cầu cấp bách. Nhiên liệu sinh học hiện là vấn đề hiện thu hút sự quan tâm của chính phủ Việt Nam cũng như của toàn thế giới. Vậy ở Việt nam nhiên liệu sinh học được nhìn nhận ra sao và cần có những chính sách gì để phát triển nguồn năng lượng sạch này. Ban biên tập Agbiotech Vietnam xin giới thiệu bài viết của PGS-TS Đỗ Huy Định – ủy viên Hội đồng quản trị Công ty APP, thành viên Hội đồng Chính sách Khoa học và Công nghệ (KH&CN) Quốc gia đăng trên mạng sinh học Việt Nam.

An ninh năng lượng và biến đổi khí hậu – mối lo của toàn cầu

Các hội nghị quốc tế hay khu vực trong thời gian qua đã đề cập rất nhiều đến vấn đề an ninh năng lượng. Việc đảm bảo nguồn năng lượng dài hạn thay thế năng lượng hoá thạch ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là khi dầu mỏ đang cạn dần và trở nên đắt đỏ. Sự gia tăng dân số, tăng trưởng kinh tế, gia tăng năng lượng phục vụ đời sống ngày một cao kéo theo nhu cầu về năng lượng ngày càng tăng, dẫn đến tình trạng môi trường tự nhiên ngày một xấu đi. Hiện tượng khí hậu toàn cầu đang nóng dần lên là một trong những thách thức lớn nhất của toàn nhân loại trong thế kỷ này.

Trên thế giới, gần 2 tỷ người nghèo ở các nước đang phát triển chưa được tiếp cận với năng lượng hiện đại. Tất cả những điều này chỉ có thể đạt được khi sử dụng năng lượng tái tạo. Nhiều chuyên gia kinh tế – môi trường có chung nhận xét: Mẫu hình vận hành phát triển kinh tế – xã hội chủ yếu dựa vào năng lượng hoá thạch là mẫu hình phát triển không bền vững. Do vậy, nhiều quốc gia đã có chính sách kết hợp sử dụng tiết kiệm và hiệu quả các dạng năng lượng hiện có, với chính sách sử dụng năng lượng thân thiện môi trường. Tại hội nghị quốc tế do APEC tổ chức tại Vancouver (Canada) ngày 27-29.4.2005, quyết định sử dụng NLSH để thay thế xăng dầu khoáng trong ngành giao thông đã được nhiều hãng ôtô chấp nhận.

Thế giới quan tâm phát triển NLSH

Hiện nay có khoảng 50 nước ở khắp các châu lục khai thác và sử dụng NLSH ở các mức độ khác nhau. NLSH được hiểu là nhiên liệu tái tạo (Renewable Fuel) được sản xuất từ nguyên liệu sinh học – sinh khối. NLSH dùng làm nhiêu liệu cho ngành giao thông bao gồm: Dầu thực vật sạch, ethanol, diesel sinh học, dimetyl ether (DME), ethyl tertiary butyl ether (ETBE) và các sản phẩm từ chúng. Năm 2006, toàn thế giới đã sản xuất khoảng 50 tỷ lít ethanol (75% dùng làm nhiên liệu) so với năm 2003 là 38 tỷ lít, dự kiến năm 2012 là khoảng 80 tỷ lít; năm 2005 sản xuất 4 triệu tấn diesel sinh học (B100), năm 2010 sẽ tăng lên khoảng trên 20 triệu tấn.

Brasil là quốc gia đầu tiên sử dụng ethanol làm nhiên liệu ở quy mô công nghiệp từ năm 1970. Tất cả các loại xăng ở quốc gia này đều pha khoảng 25% ethanol (E25), mỗi năm tiết kiệm được trên 2 tỷ USD do không phải nhập dầu mỏ. Hiện tại, ở nước này có 3 triệu ôtô sử dụng hoàn toàn ethanol và trên 17 triệu ôtô sử dụng E25. Thành công này bắt nguồn từ chương trình Proalcool của Chính phủ được thực thi từ năm 1975, chương trình này đã trở thành mẫu hình cho nhiều quốc gia khác tham khảo.

Mỹ hiện là quốc gia sản xuất ethanol lớn nhất thế giới (năm 2006 đạt gần 19 tỷ lít, trong đó 15 tỷ lít dùng làm nhiên liệu – chiếm khoảng 3% thị trường xăng). Năm 2012 sẽ cung cấp trên 28 tỷ lít ethanol và diesel sinh học, chiếm 3,5% lượng xăng dầu sử dụng. Để khuyến khích sử dụng nhiêu liệu sạch, Chính phủ đã thực hiện việc giảm thuế 0,50 USD/gallon ethanol và 1 USD /gallon diesel sinh học, hỗ trợ các doanh nghiệp nhỏ sản xuất NLSH. Người đứng đầu Nhà trắng đã tuyên bố sẽ đưa nước Mỹ thoát khỏi sự phụ thuộc dầu mỏ từ nước ngoài, bằng cách đầu tư lớn cho R &D để tạo công nghệ mới sản xuất năng lượng sạch và NLSH.

Trung Quốc mỗi ngày sử dụng 2,4-2, 5 triệu thùng dầu mỷ, trong số đó có tới 50% phải nhập khẩu. Để đối phó với sự thiếu hụt năng lượng, một mặt Trung Quốc đầu tư lớn ra ngoài lãnh thổ để khai thác dầu mỏ, mặt khác tập trung khai thác, sử dụng năng lượng tái tạo, đầu tư để nhiều cơ sở khoa học nghiên cứu về NLSH. Đầu năm 2003, xăng E10 (10% ethanol và 90% xăng) đã chính thức được sử dụng ở 5 thành phố lớn và sắp tới sẽ mở rộng thêm tại 9 tỉnh đông dân cư khác. Dự kiến, ethanol nhiêu liệu sẽ tăng trên 2 tỷ lít vào năm 2010, khoảng 10 tỷ lít vào năm 2020 (năm 2005 là 1, 2 tỷ lít). Cuối năm 2005, nhà máy sản xuất ethanol nhiên liệu công suất 600.000 tấn /năm (lớn nhất thế giới) đã đi vào hoạt động tại Cát Lâm. Tháng 6.2006, Quốc hội Trung Quốc đã thông qua Chiến lược phát triển kinh tế – xã hội, công nghiệp hoá thân thiện môi trường.

ấn Độ hiện tiêu thụ khoảng 2 triệu thùng dầu mỏ /ngày nhưng có tới 70% phải nhập khẩu. Chính phủ đã có kế hoạch đầu tư 4 tỷ USD cho phát triển nhiên liệu tái tạo, mỗi năm sản xuất khoảng 3 tỷ lít ethanol. Từ tháng 1.2003, 9 bang và 4 tiểu vùng đã sử dụng xăng E5, thời gian tới sẽ sử dụng ở các bang còn lại, sau đó sử dụng trong cả nước. Để phát triển diesel sinh học dùng cho giao thông công cộng, Chính phủ có kế hoạch trồng các cây có dầu, đặc biệt là dự án trồng 13 triệu hécta cây Jatropha curcas /physic nut (cây cọc rào, cây dầu mè) để năm 2010 thay thế khoảng 10% diesel dầu mỏ.
Từ năm 1985, Thái Lan đã huy động hàng chục cơ quan khoa học đầu ngành để thực thi dự án Hoàng gia phát triển công nghệ hiệu quả sản xuất ethanol và diesel sinh học từ dầu cọ. Năm 2001, nước này đã thành lập ủy ban ethanol nhiên liệu quốc gia (NEC) do Bộ trưởng Công nghiệp phụ trách để điều hành chương trình phát triển NLSH. Năm 2003, đã có hàng chục trạm phân phối xăng E10 ở Băngcốc và vùng phụ cận. Chính phủ khẳng định E10 và B10 sẽ được sử dụng trong cả nước vào đầu thập kỷ tới.

ủy ban dầu cọ Malaixia (MPOB) cho biết, từ nay đến năm 2015 sẽ có 5 nhà máy sản xuất diesel sinh học từ dầu cọ, với tổng công suất gần 1 triệu tấn để sử dụng trong nước và xuất khẩu sang EU. Inđônêxia phấn đấu đến năm 2015 sẽ sử dụng B5 đại trà trong cả nước. Ngoài dầu cọ, sẽ đầu tư trồng 10 triệu ha cây J.Curcas lấy dầu làm diesel sinh học. Mêhicô có chiến lược phát triển cây dầu cọ và J.Curcas để cung cấp diesel sinh học dùng cho vận tải công cộng ở thủ đô và vùng nông thôn. Côlômbia đã ban hành đạo luật bắt buộc các đô thị trên 500 ngàn dân phải sử dụng E10. Achentina đã phê duyệt Luật NLSH (tháng 4.2006) quy định năm 2010 các nhà máy lọc dầu pha 5% ethanol và 5% diesel sinh học trong xăng dầu để bán trên thị trường. Costa Rica, Philipin… đều có lộ trình sử dụng diesel sinh học từ dầu cọ, dầu dừa. Các quốc gia thuộc châu âu đều có chương trình NLSH như: Đức, Anh, Pháp, Tây Ban Nha, Italia, Hà Lan, Thụy Điển, Bồ Đào Nha, Thụy Sĩ, áo, Bungari, Ba Lan, Hungari, Ucraina, Belarus, Nga, Slôvakia… Ngay tại Lào cũng đang xây dựng nhà máy sản xuất diesel sinh học ở ngoại ô thủ đô Viên Chăn. Một số nước châu Phi như Gana, Tanjania… cũng đang tiếp cận đến NLSH.

Những lợi ích khi sử dụng NLSH

Tham gia cân đối nhiên liệu, giảm lượng xăng dầu nhập ngoại bằng nguồn nhiên liệu cung cấp trong nước, cải thiện cán cân thương mại.

Sử dụng NLSH sẽ giảm thiểu ô nhiễm và khí nhà kính

Hiện nay, hàng năm toàn thế giới phát thải khoảng 25 tỷ tấn khí độc hại và khí nhà kính. Nồng độ khí CO2, loại khí nhà kính chủ yếu, tăng trên 30% so với thời kỳ tiền công nghiệp (từ 280 ppm tăng lên 360 ppm), nhiệt độ trái đất tăng 0,2-0, 40C. Nếu không có giải pháp tích cực, nồng độ khí nhà kính có thể tăng đến 400 ppm vào năm 2050 và 500 ppm vào cuối thế kỷ XXI, nhiệt độ trái đất nóng thêm 2-40C, gây ra hậu quả khôn lường về môi trường sống. Sử dụng NLSH so với xăng dầu khoáng giảm được 70% khí CO2 và 30% khí độc hại, do NLSH chứa một lượng cực nhỏ lưu huỳnh, chứa 11% oxy, nên cháy sạch hơn. NLSH phân huỷ sinh học nhanh, ít gây ô nhiễm nguồn nước và đất.

Sử dụng NLSH sẽ góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế nông nghiệp

Ngành kinh tế nông nghiệp ngoài chức năng cung cấp lương thực thực phẩm, nguyên liệu công nghiệp, giờ đây có thêm chức năng cung cấp năng lượng sạch cho xã hội, đóng góp vào việc giảm thiểu khí nhà kính và khí độc hại. Đặc biệt, khi phát triển NLSH có thể sử dụng các giống cây có dầu, chẳng hạn như J. Curcas trồng trên các vùng đất hoang hoá hoặc đang sử dụng kém hiệu quả, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng đất.

Kỹ thuật và kinh tế năng lượng

Sản xuất và sử dụng NLSH đơn giản hơn so với các dạng nhiên liệu hyđrô /pin nhiên liệu, LPG. Khi sử dụng E20, B20 không cần cải biến động cơ, sử dụng được cho các loại ôtô hiện có. Cũng không cần thay đổi hệ thống tồn chứa và phân phối hiện có. NLSH và nhiên liệu khoáng có thể dùng lẫn với nhau được. Công nghệ sản xuất NLSH không phức tạp, có thể sản xuất ở quy mô nhỏ (hộ gia đình) đến quy mô lớn.

Tiêu hao nhiên liệu, công suất động cơ tương tự như dùng xăng dầu khoáng. Nhiều công trình nghiên cứu về cân bằng năng lượng đã cho thấy: Từ 1 đơn vị năng lượng dầu mỏ sản xuất được 0, 87 đơn vị năng lượng xăng, hoặc 1, 02 đơn vị năng lượng ETBE, hoặc 2, 05 đơn vị năng lượng ethanol. Từ 1 đơn vị năng lượng dầu mỏ (dùng để cày bừa, trồng trọt, chăm sóc, vận chuyển đến chế biến) sẽ tạo ra 1, 2 đơn vị năng lượng NLSH. Nếu kể thêm các sản phẩm phụ (bã thải, sản phẩm phụ) thì tạo ra 2-3 đơn vị NLSH. Như vậy, cân bằng năng lượng đầu ra so với đầu vào là dương. Hiện tại, giá NLSH còn cao do sản xuất nhỏ, giá nguyên liệu cao. Khi sản xuất quy mô lớn với công nghệ mới sẽ giảm giá thành. Nếu xăng dầu không bù giá thì NLSH có giá thành thấp hơn. Có thể khẳng định, NLSH sẽ đem đến đa lợi ích.

Tình hình nghiên cứu, đầu tư và những chính sách phát triển NLSH ở Việt Nam

Từ hơn 10 năm qua, đã có một số cơ quan thuộc các ngành giao thông vận tải, công nghiệp, năng lượng nghiên cứu về NLSH. Một số công ty, viện và trường đại học đã nghiên cứu thử nghiệm xăng pha ethanol và diesel sinh học. Công ty Mía đường Lam Sơn (Thanh Hoá), Sài Gòn Petro, Công ty Rượu Bình Tây, Công ty Chí Hùng cũng đã có dự án sản xuất ethanol làm nhiên liệu. Gần đây, một số công ty tại An Giang, Cần Thơ, Long An đã đầu tư xưởng sản xuất diesel sinh học từ mỡ cá basa với tổng công suất khoảng 40.000 tấn /năm, nhưng do chưa có tiêu chuẩn chất lượng cho sản phẩm, nên chưa thương mại được. Trong 2 năm qua, đã có hàng chục công ty nước ngoài muốn đầu tư sản xuất ethanol và diesel sinh học; một số công ty liên doanh ký kết thoả thuận đầu tư sản xuất ethanol và diesel sinh học từ dầu Jatropha (giai đoạn đầu nhập dầu thô, sau đó đầu tư trồng tại Việt Nam). Nhìn chung, hoạt động R &D và đầu tư về NLSH ở nước ta còn chưa tiến triển do chưa có chính sách năng lượng, chưa có cơ chế, chính sách rõ ràng để các doanh nghiệp an tâm đầu tư đối với lĩnh vực kinh doanh có điều kiện như xăng dầu.

NLSH chưa phát triển được ở nước ta do một số nguyên nhân sau:

• Nguồn nguyên liệu còn hạn chế do phải dành đất đai để đảm bảo an ninh lương thực, trồng rừng bảo hộ và nguyên liệu cho công nghiệp; công nghệ hiện tại chưa đảm bảo năng suất cây trồng cao. Nếu phát triển ồ ạt, không tính toán sẽ ảnh hưởng đến an ninh lương thực và diện tích rừng.
• Công nghệ sản xuất NLSH hiện tại (thế hệ thứ nhất) dùng nguyên liệu là tinh bột ngũ cốc, mật rỉ đường để sản xuất ethanol và dùng dầu mỡ động thực vật để sản xuất diesel sinh học, số lượng còn hạn chế và có giá thành cao. Công nghệ mới (thế hệ thứ hai) để sản xuất ethanol, diesel sinh học từ phế thải công – nông – lâm nghiệp (ligno-cellulosic bio mass) mới thành công ở mô hình trình diễn, quy mô nhỏ, cần 5-7 năm nữa mới có thể áp dụng ở quy mô công nghiệp với giá thành hạ, sản lượng lớn.
• NLSH mới phát triển, chưa có đầu tư thích đáng, chưa sánh được với lịch sử hàng trăm năm của công nghiệp dầu mỏ. Muốn khuyến cáo sử dụng NLSH cần phải trợ giá, hoặc có chính sách khuyến khích ban đầu, hoặc bắt buộc như quy định các đô thị trên 500 ngàn dân phải sử dụng nhiên liệu sạch.
• Chưa có cơ chế, chính sách ưu đãi cho các nhà đầu tư phát triển vùng nguyên liệu, sản xuất và phân phối NLSH.
• Trong thời gian tới, cần có những chính sách, biện pháp tháo bỏ rào cản:
• Trước hết, cần có thể chế khung chính sách đầu tư năng lượng, nhất là năng lượng sạch. Để có cơ sở pháp lý đầu tư cho năng lương lâu dài, Chính phủ cần sớm phê duyệt “Chính sách an ninh năng lượng quốc gia”, “Đề án phát triển NLSH” và lộ trình thực hiện. Quốc hội sớm ban hành Luật Năng lượng, trong đó đề cập đến năng lượng tái tạo. Bộ KH &CN cần sớm xây dựng “Chương trình KH &CN quốc gia về NLSH” để trình Chính phủ phê duyệt.
• Sớm ban hành tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm để các doanh nghiệp ổn định sản xuất, phân phối sản phẩm và giúp các cơ quan quản lý giám sát chất lượng sản phẩm trong sản xuất và lưu thông trên thị trường. Ban hành cơ chế, chính sách hỗ trợ nhà đầu tư phát triển vùng nguyên liệu, sản xuất, phân phối NLSH (như ưu đãi tín dụng, giảm thuế, hỗ trợ R &D, quảng bá…). Đặc biệt, có cơ chế hỗ trợ vay vốn, trợ giá cho nông dân cung cấp nguyên liệu như các nước đã làm. Quy hoạch vùng nguyên liệu, cây nguyên liệu chủ lực để đầu tư; xây dựng quy trình canh tác tiên tiến, áp dụng công nghệ sản xuất mới để nâng cao công suất sản xuất, hạ giá thành NLSH.
• Xây dựng mô hình đầu tư thấp, phân phối NLSH cho đô thị đông dân cư. Xây dựng mô hình trồng trọt, chế biến, pha chế diesel sinh học cung cấp nhiên liệu cho máy móc nông nghiệp ở địa phương.
• Khi có chủ trương, chính sách, lộ trình cụ thể, với đội ngũ cán bộ KH &CN và trang thiết bị hiện có, cùng với hợp tác quốc tế, chúng ta hoàn toàn có khả năng phát triển NLSH trong thời gian tới, thực hiện Tuyên bố APEC 14 mà Việt Nam là nước chủ nhà về hợp tác năng lượng và phát triển NLSH./.

(Bài viết của tác giả PGS-TS Đỗ Huy Định  đăng trên trang web Sinhhocvietnam.com 23/07/2007)