Nhiên liệu từ tre có thể giảm phát thải 26 lần

Các nhà khoa học tại Viện Bách khoa Worcester (WPI), Mỹ, phát hiện tre có tiềm năng trở thành nguồn nguyên liệu sản xuất nhiên liệu lỏng cho ô tô, tàu hỏa và máy bay, giúp giảm đáng kể lượng khí nhà kính so với nhiên liệu hóa thạch. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Sustainable Energy & Fuels.

Để so sánh mức phát thải, nhóm nghiên cứu tính toán lượng khí nhà kính tạo ra trong toàn bộ vòng đời nhiên liệu, từ lúc trồng, sản xuất đến khi đốt cháy trong động cơ.

Kết quả cho thấy, với mỗi megajoule (MJ) năng lượng, nhiên liệu từ tre phát thải khoảng 3,5 gram CO₂, trong khi xăng và dầu diesel là 90 - 95 gram. Như vậy, nhiên liệu tre có lượng khí thải nhà kính thấp hơn 26 lần so với nhiên liệu hóa thạch truyền thống.

Sự khác biệt này một phần đến từ khả năng lưu trữ carbon của tre. Loài cây này có hệ thống thân ngầm phát triển theo chiều ngang, kết hợp với bộ rễ dày đặc dưới mặt đất. Trong quá trình sinh trưởng, tre hấp thụ CO₂ từ khí quyển thông qua quang hợp, đồng thời tích lũy một phần carbon trong hệ thống thân rễ và đất.

Nhờ đó, lượng carbon được lưu giữ dưới đất có thể góp phần bù đắp phát thải phát sinh trong quá trình sản xuất và sử dụng nhiên liệu.

Nhóm nghiên cứu cho biết tre có thể được chuyển thành nhiên liệu bằng công nghệ hóa lỏng thủy nhiệt (HTL). Phương pháp này sử dụng nước ở nhiệt độ và áp suất cao để phân hủy nguyên liệu thực vật, tạo ra sản phẩm dạng lỏng có thể tiếp tục tinh chế thành nhiên liệu cho phương tiện.

Một lợi thế khác là chi phí sản xuất. Mô hình kinh tế cho thấy với một gallon (khoảng 3,8 lít) xăng tiêu chuẩn trên cùng quãng đường và công suất, người dùng chỉ cần chi khoảng 2,75 USD (hơn 71.000 đồng). Mức giá dự kiến đã bao gồm chi phí xây dựng và vận hành nhà máy ở quy mô thương mại.

Tre cũng có nhiều đặc điểm thuận lợi để sản xuất nhiên liệu sinh học. Đây là loại cây sinh trưởng nhanh, dễ trồng và ít cần chăm sóc. Cây còn có thể phát triển ngay cả trên đất nghèo dinh dưỡng, bao gồm những khu vực từng chứa chất thải công nghiệp hoặc đất đã trải qua thời gian dài canh tác thâm canh.

“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy tre có thể đóng vai trò trong tương lai của ngành nhiên liệu”, Michael Timko, Trưởng Khoa Kỹ thuật Hóa học tại WPI, cho biết. Theo ông, kết quả này đặc biệt đáng chú ý trong bối cảnh giá nhiên liệu cao và giao thông vận tải là nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất tại Mỹ.

Ông Timko nhận định, với những nghiên cứu và cải tiến công nghệ tiếp theo, tre có thể trở thành nguyên liệu sản xuất nhiên liệu lỏng ít phát thải ở quy mô lớn, đặc biệt trong các lĩnh vực khó chuyển hoàn toàn sang sử dụng điện như vận tải hạng nặng và hàng không.

Dù vậy, các kết quả về giá thành, sản lượng và mức giảm phát thải hiện chủ yếu dựa trên mô hình nghiên cứu. Việc đưa nhiên liệu từ tre vào sử dụng rộng rãi vẫn cần thêm thử nghiệm và đánh giá khả năng sản xuất ở quy mô công nghiệp.