Hầu hết thân và lá của các loại cây mà chúng ta đang gieo trồng hiện nay, rác thải hay đồ phế thải đều có thể dùng để chiết xuất thành những nhiên liệu sạch thay vì đốt cháy chúng.
1. Xenluloza Ethanol
Xác thực vật thân gỗ là một trong những ưu tiên số 1 để chiết xuất thành nhiên liệu. Bằng phương pháp sinh học, các kỹ sư xử lý trước khi chúng phân hủy trong môi trường hơi axít sau đó ngâm trong bồn nước nóng vài ngày. Vi khuẩn và các loại enzym hoạt động tích cực phá vỡ các phân tử gỗ (xenluloza) thành một loại đường (xylose) có vị ngọt giống như trong kem đánh răng. Chất này giúp lên men toàn bộ xác thực vật và công đoạn cuối cùng là chưng cất thành Ethanol.
 |
| Ethanol (rượu) đang được coi là nhiên liệu tốt để thay thế cho xăng. Ảnh: Flickr. |
Hiện tại một nhà máy chưng cất nhiên liệu Ethanol quy mô lớn đang khởi động tại bang Iowa (Mỹ). Cuối năm 2011 nhiên liệu có tên Xenluloza Ethanol sẽ dùng cho xe hơi. Nhược điểm của phương pháp chưng cất này là tốn nhiều nước.
Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: Iogen (Shell), POET, SunEthanol và Verenium.
Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít Ethanol: 11,2 lít. Hiệu suất: 66%
2. Ethanol từ cây ngô
Thân cây ngô, thức ăn thừa, thậm chí cả lốp xe cũ là sự kết hợp tuyệt vời để cho ra thứ nhiên liệu Ethanol sinh học. Trong môi trường yếm khí, dưới sức nóng của vài nghìn độ C, không có ôxy, hỗn hợp này không cháy mà bị “bẻ gẫy vụn” bởi carbon ôxít, carbon đi-ôxít và hydro. Hỗn hợp khí thu được dạng gas sạch, lạnh và chỉ cần chất xúc tác tách được Ethanol và nhiều loại cồn khác.
Cuối năm 2009, nhiều nhà máy tách Ethanol như thế sẽ trình làng sản phẩm tại bang Pennsilvania và Georgia nước Mỹ. Phương pháp điều chế Ethanol này không tốn nhiều nước và cho hiệu suất cao.
Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: Coskata (General Motors), Range Fuels.
Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít Ethanol: 3,78 lít. Hiệu suất: 66%
3. Dầu …tảo
Sự biến đổi di truyền đặc biệt của loài tảo bởi những phản ứng sinh học cho phép các nhà khoa học mơ tới một thứ nhiên liệu sạch khá hoàn hảo. Tảo được nuôi trong những túi nhựa lớn với nước và chúng rất thích ứng với khí carbonic đậm đặc thải ra từ các nhà máy xi măng, khí đốt lò than hay hơi men bia rượu. Sau đó tảo sẽ được tách khỏi nước bằng máy li tâm và chiết xuất thành dầu với một loại dung môi. Quá trình tách dầu tảo cho hiệu suất lớn hơn bất cứ loại thực vật nào hiện có như đậu nành hay dừa, chà là…Tuy nhiên việc nuôi dưỡng chúng khá phức tạp và tốn công.
Nhiều nhà máy chiết xuất dầu tảo đang được xây dựng ở Mỹ, vào năm 2012 dầu tảo sẽ có mặt trên thị trường.
Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: GreenFuel, HR Biopetroleum (Shell), Solazyme, Solix.
Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít dầu tảo: Không. Hiệu suất: 103%
4. Dầu mía
Đường thô từ mía và các loại cây cùng họ của nó có phản ứng rất mạnh với các chất xúc tác cứng để loại bỏ ôxy trong các phân tử đường và tạo thành năng lượng hydrocarbon. Bằng phương pháp tinh chế truyền thống, việc tách các phân tử đường thô khá đơn giản, từ đó người ta đã chiết được các loại nhiên liệu như xăng, dầu diesel và khí như chúng ta đã biết.
Mía và các loại cây chứa đường cho năng lượng rất sạch mà quá trình chiết xuất không quá phức tạp. Tuy nhiên so với các loại thực vật khác thì việc sử dụng đường thô làm nhiêu liệu có giá thành cao hơn.
Tập đoàn nhiên liệu và khí đốt Virent công bố vào năm 2012 sẽ bán dầu mía dùng cho xe hơi.
Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: Virent (Shell và Honda)
Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít dầu mía: Không. Hiệu suất: 100%
5. Butanol sinh học
Giống như Ethanol, quá trình chiết suất Butanol cũng từ xác thực vật thuộc họ cây có đường, tuy nhiên được thực hiện dựa trên khía cạnh biến đổi di truyền học của thực vật. Các loại vi khuẩn sẽ giúp lên men và biến đường thô thành cồn. Không nhờ đến nước, butanol sinh học sẽ đậm đặc sẽ dễ chứa cũng như dễ vận chuyển. Butanol là nhiên liệu rất quan trọng cho ngành công nghiệp chế tạo tên lửa. Trước đó theo cách chiết xuất truyền thống chỉ lấy được Butanol từ dầu mỏ.
Nhiều nhà máy của Anh và Mỹ đang xúc tiến chiết Butanol từ các nguồn nguyên liệu mới. Vào năm 2012 sẽ cho ra đời Butanol sinh học.
Các hãng nhiên liệu và nhà sản xuất động cơ đầu tư: Cobalt Biofuels, Dupont (BP), Gevo, Tetravitae Bioscience
Lượng nước sạch tiêu tốn để có 1 lít dầu mía: Không. Hiệu suất: 900%.
Khánh An (Theo Mechanics)
