Ở Dallas, dầu mỡ là tốt. Và không chỉ bất kỳ loại dầu mỡ nào, mà là loại dầu mỡ được sử dụng để nấu khoai tây chiên, hành tây và vâng, thậm chí cả dưa chua. Trong một nỗ lực để tiết kiệm tiền cho nhiên liệu và giảm lượng khí thải carbon, khu học chánh của thành phố đang chuyển đổi tất cả 1.700 xe buýt của mình để chạy bằng một động cơ đặc biệt chạy bằng cả dầu diesel sinh học và dầu thực vật tái chế do các nhà hàng địa phương tặng. Năm 2009, chiếc xe buýt đầu tiên, Fryer Flyer, đã lên đường. Các quan chức hy vọng sẽ tiết kiệm được 400.000 đô la mỗi năm bằng cách vận hành toàn bộ đội xe buýt của mình bằng nhiên liệu sinh học [nguồn:NPR].
Trong nhiều năm, các chính trị gia, nhà báo và nhà khoa học đã chào hàng nhiên liệu sinh học - nhiên liệu làm từ thực vật - như một cách để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch của thế giới, đặc biệt là dầu mỏ. Những cái được gọi là "cây năng lượng" bao gồm lúa mì, ngô, đậu nành và mía [nguồn:Walker]. Nhiên liệu sinh học đốt sạch hơn nhiên liệu hóa thạch, thải ít chất ô nhiễm và khí nhà kính, chẳng hạn như carbon dioxide, vào bầu khí quyển. Chúng bền vững và các công ty năng lượng thường trộn nhiên liệu sinh học với xăng. Nói cách khác, không giống như dầu mỏ, than đá hay khí đốt tự nhiên, nhiên liệu sinh học sẽ không cạn kiệt.
Nhiên liệu sinh học được chia thành hai loại chính:bioalcohol và biodiesel. Để tạo ra bioalcohol, chẳng hạn như ethanol, các kỹ sư sử dụng nấm men và vi khuẩn để phân hủy tinh bột trong ngô và các loại cây khác. Để tạo ra dầu diesel sinh học, các nhà máy lọc dầu sử dụng dầu đã có trong các loại cây trồng như đậu nành [nguồn:Thomas]. Các loại dầu thực vật này được xử lý bằng cồn và biến thành dầu diesel sinh học.
Tuy nhiên, có một số hạn chế đối với những loại nhiên liệu thần kỳ này. Trong số những thứ khác, một số cây năng lượng cạnh tranh với cây lương thực để lấy đất, tạo ra các vấn đề như giá lương thực cao hơn và nạn phá rừng. Ngoài ra, chi phí chuyển đổi một số cây năng lượng, cũng như trang bị thêm ô tô và nhà máy điện để chạy bằng nhiên liệu sinh học, có thể rất đắt [nguồn:Brune]. Tìm hiểu những điều khác cần xem xét về 10 cây nhiên liệu sinh học hàng đầu.
Nội dungTrong thế giới của ethanol, ngô là vua. Việc biến ngô giàu đường thành ethanol cũng giống như nấu bia. Đầu tiên người thợ xay hạt vàng rồi hòa với nước ấm, tiếp theo cho men vào. Men làm cho bùn lên men, hoặc biến thành rượu sản xuất năng lượng. Các nhà máy lọc dầu pha trộn etanol với xăng để sử dụng cho động cơ ô tô hiện có. Ethanol, cho dù nó được sản xuất từ ngô, lúa mì hay mía, thải ít carbon monoxide, nitơ oxit và lưu huỳnh vào khí quyển hơn so với xăng. Ethanol cũng làm giảm khói bụi, có thể giảm thiểu các vấn đề sức khỏe cho người dân, đặc biệt là những người sống ở thành phố.
Sử dụng hạt ngô trong quá trình lên men rẻ hơn so với sử dụng toàn bộ cây ngô. Đường trong thân và lá của cây ngô có vai trò trốn tìm trong một chất gọi là xenlulo. Xenluloza rất khó phân hủy và đắt tiền. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đang cố gắng làm cho quá trình đó tiết kiệm chi phí hơn. Ngoài ra, các nhà khoa học tại Đại học Bang Michigan đã phát triển một giống ngô có chứa các enzym đặc biệt có thể biến cellulose cứng đầu thành đường, mà các kỹ sư có thể lên men thành ethanol. Các nhà khoa học tại Bang Michigan cho biết dòng ngô mới của họ, Spartan Corn, sẽ giúp sản xuất ethanol từ chất thải thực vật rẻ hơn và tốn ít thời gian hơn [nguồn:Science Daily].
Không có màu xanh lá cây?
Việc trồng và chế biến ngô thành nhiên liệu sinh học thực sự sử dụng một lượng lớn nhiên liệu hóa thạch. Sau khi các nhà máy lọc dầu hoàn tất quá trình chưng cất, chỉ khoảng 20% trong mỗi gallon ethanol từ ngô là năng lượng "mới" [nguồn:Tillman and Hill].
Mọi người đã sử dụng dầu hạt cải để nấu thức ăn và thắp sáng nhà cửa trong nhiều thế kỷ. Ngày nay, dầu hạt cải là một dạng nhiên liệu diesel sinh học quan trọng. Có lẽ loại dầu hạt cải quan trọng nhất đến từ hạt cải dầu, một loại hạt cải dầu. Không giống như các dòng hạt cải dầu khác, hạt cải dầu chứa ít axit eurcic, giúp động vật và con người ăn tốt hơn.
Nói chung, dầu diesel sinh học làm từ dầu thực vật không hoạt động tốt ở vùng khí hậu lạnh. Tại sao vậy? Vì hầu hết dầu thực vật đều chứa nhiều chất béo bão hòa, các tinh thể nước đá có xu hướng hình thành trong dầu diesel sinh học khiến động cơ ô tô bị động cơ. Tuy nhiên, vì dầu hạt cải có ít chất béo bão hòa nên đá khó hình thành hơn ở nhiệt độ lạnh [nguồn:Đại học Connecticut].
Ngoài ra, hạt cải dầu và các loại hạt cải dầu khác có hàm lượng dầu cao hơn các loại cây rau khác, có nghĩa là hạt cải dầu và hạt cải dầu có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn khi đốt cháy. Dầu diesel sinh học làm từ hạt cải dầu và dầu hạt cải giải phóng ít carbon monoxide hơn so với nhiên liệu diesel. Dầu diesel sinh học làm từ hạt cải dầu và hạt cải dầu rất hiệu quả trong việc cung cấp năng lượng cho máy móc hạng nặng và các phương tiện khác. Nói chung, động cơ chạy bằng diesel sinh học hiệu quả hơn động cơ chạy bằng xăng.
Nếu có một quốc gia đã làm nhiều nhất để cai dầu và tăng cường sử dụng nhiên liệu sinh học, thì đó chính là Brazil. Đất nước Nam Mỹ bắt đầu xanh trở lại sau khi lệnh cấm vận dầu mỏ ở Trung Đông năm 1973 làm giảm lượng dầu vận chuyển trên toàn thế giới. Khi giá dầu leo thang, chính phủ Brazil đã khuyến khích nông dân trồng nhiều mía hơn. Sau đó, họ chế biến mía thành ethanol. Brazil đã đầu tư hàng tỷ đô la để thực hiện quá trình chuyển đổi và cuối cùng ethanol từ mía đường trở nên ít tốn kém hơn xăng. Vào giữa những năm 1980, mọi tài xế ở Brazil đều đang lái một chiếc xe chạy bằng ethanol. Ngày nay, hầu hết tất cả ô tô ở Brazil đều có động cơ nhiên liệu "linh hoạt" có thể chạy bằng xăng hoặc ethanol [nguồn:Walker].
Khí hậu Brazil rất thích hợp để trồng mía. Tuy nhiên, sản xuất ethanol từ mía rẻ hơn sáu lần so với sản xuất ethanol từ ngô. Trồng mía cần ít hóa chất hơn, bao gồm thuốc trừ sâu và phân bón [nguồn:Cox]. Nhưng khi thu hoạch mía, nông dân phải đốt ruộng, điều này làm phát tán một lượng lớn khí nhà kính vào bầu khí quyển.
Nó ngọt như thế nào!
Brazil xuất khẩu khoảng 160 triệu thùng ethanol từ mía đường sang Hoa Kỳ mỗi năm [nguồn:Cox].
Dầu cọ là Tiến sĩ Jekyll và Ông Hyde của nhiên liệu sinh học. Mặt khác, dầu cọ, chiết xuất từ quả của cây cọ, là một trong những nhiên liệu diesel sinh học tiết kiệm năng lượng hơn trên thị trường. Động cơ diesel không cần phải sửa đổi để chạy bằng diesel sinh học từ dầu cọ, và diesel sinh học từ dầu cọ thải ít carbon dioxide vào khí quyển hơn so với xăng. Ngoài ra, dầu cọ còn giúp ích cho nền kinh tế của Malaysia và Indonesia, nơi có hầu hết các đồn điền cây cọ. Tuy nhiên, những người nông dân ở Malaysia và Indonesia đang đốt hàng nghìn mẫu rừng nhiệt đới mỗi ngày để nhường chỗ cho những đồn điền trồng cọ khác. Sự tàn phá này đe dọa một hệ sinh thái vốn đã mỏng manh và khiến hàng nghìn loài động thực vật gặp nguy hiểm [nguồn:Brune].
Bạn có thể chưa từng nghe nói về cây dầu mè trước đây, nhưng trong thế giới nhiên liệu sinh học, loài cỏ dại độc và xấu xí là một ngôi sao nhạc rock. Cây dầu mè phát triển nhanh chóng, phát triển tốt khi khan hiếm nước và với hạt có hàm lượng dầu 40%, cây dầu mè có thể giúp thế giới ít phụ thuộc vào dầu thô hơn. Ấn Độ là nước sản xuất cây dầu mè lớn nhất. Trên thực tế, ngành công nghiệp diesel sinh học của Ấn Độ tập trung vào nhà máy này, mang lại lợi ích kinh tế cho nông dân nông thôn, những người có thể trồng cây trên đất không thích hợp để sản xuất lương thực. Cây dầu mè, có tuổi thọ 50 năm, sống tốt trên đất bị tàn phá bởi hạn hán hoặc sâu bệnh. Theo một ước tính, 2,47 mẫu Anh (1 ha) cây dầu mè sản xuất từ 0,83 tấn (752 kg) đến 2,20 tấn (1995,81 kg) dầu [nguồn:Industrial Bioprocessing].
Các nhà khoa học không chỉ có thể biến dầu từ hạt jatropha nghiền thành dầu diesel sinh học, mà các kỹ sư có thể lấy những gì còn sót lại và sử dụng nó như một nguồn sinh khối (năng lượng được tạo ra từ chất thải của sinh vật), sau đó được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy và nhà máy điện [nguồn:Macintyre].
Đau quá tốt
Những người sống ở Trung Mỹ đã sử dụng cây jatropha trong nhiều thế kỷ như một phương thuốc dân gian cho nhiều loại bệnh, bao gồm cả táo bón. Tuy nhiên, một người có thể tử vong nếu nuốt phải ba hạt chưa qua chế biến của loài cây độc này [nguồn:Macintyre].
Cho dù đó là đậu phụ hay bánh tét, bút chì màu hay dầu gội đầu, nến hay bút, các sản phẩm làm từ đậu nành đều có các kệ hàng. Giờ đây, loại đậu tương phổ biến có thể bổ sung năng lượng xanh cho bản thân nó. Trên thực tế, hầu hết dầu diesel sinh học đang được sử dụng ở Hoa Kỳ là từ dầu đậu nành. Các phương tiện cơ giới, đặc biệt là thiết bị hạng nặng và xe buýt, có thể chạy bằng dầu diesel sinh học đậu nành nguyên chất, hoặc hỗn hợp dầu diesel sinh học và dầu diesel. Theo Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, dầu diesel sinh học từ đậu nành phù hợp với môi trường hơn và tạo ra nhiều năng lượng hơn so với ethanol từ ngô [nguồn:Barrioneuvo]. Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu lượng năng lượng cần thiết để trồng ngô và đậu tương cùng với lượng năng lượng để chuyển những cây trồng đó thành nhiên liệu sinh học và phát hiện ra rằng đậu tương sử dụng ít phân bón và thuốc trừ sâu hơn, đồng thời thải ra môi trường ít chất ô nhiễm hơn, bao gồm cả khí nhà kính [nguồn:Mongabay ].
Thêm vào đó, một giạ đậu nành tạo ra 1,5 gallon (5,68 lít) dầu diesel sinh học. Ngoài ra, diện tích đất dành cho sản xuất đậu tương lớn hơn nhiều so với diện tích dành cho các loại cây có dầu khác, dẫn đến sản lượng dầu diesel sinh học lớn hơn. Tuy nhiên, hàm lượng dầu của đậu nành (20%) thấp hơn hàm lượng dầu của hạt cải dầu (40%) và hạt hướng dương (43%) [nguồn:Đại học Connecticut].
Mặc dù nó chủ yếu được sử dụng để chiên khoai tây chiên và các món ăn nhẹ khác, dầu hạt bông có thể được chuyển hóa thành dầu diesel sinh học. Dầu chiếm khoảng 20% cây bông. Cần hơn 1 gallon (3,78 lít) hạt bông để thay thế 1 gallon (3,78 lít) nhiên liệu diesel tiêu chuẩn. Theo Michael O'Hare tại Đại học California, Berkeley, một mẫu hạt bông vải tạo ra 35 gallon (132,5 lít) dầu, ít hơn một phần ba so với hạt cải dầu [nguồn:Browning].
Hoa hướng dương rất to và đẹp, và các cầu thủ bóng chày thích nhai hạt. Những hạt này chứa nhiều dầu, điều này làm cho hướng dương trở thành một loại cây trồng nhiên liệu sinh học phổ biến. Các nhà máy lọc dầu chế biến dầu thành diesel sinh học, hoặc sử dụng chất thải của nhà máy làm sinh khối, có thể cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy và nhà máy điện. Theo Hiệp hội Hoa hướng dương Quốc gia, 1 mẫu Anh (0,4 ha) hoa hướng dương có thể tạo ra 600 pound (272,1 kg) dầu [nguồn:Hiệp hội Hoa hướng dương Quốc gia].
Hoa hướng dương là ngành kinh doanh lớn ở Dove Creek, Colo. Nhiều nông dân đã bắt đầu trồng những mẫu hoa hướng dương cách đây vài năm, biến dầu của hoa thành dầu diesel sinh học để cung cấp năng lượng cho thiết bị nông nghiệp của họ. Đến năm 2008, hàng nghìn mẫu đất quanh thị trấn ngập tràn sắc vàng của hoa hướng dương. Nông dân đã bán một số hạt giống cho một công ty năng lượng sinh học để biến hạt có dầu thành nhiên liệu sinh học và ép chất thải thực vật của hoa thành những viên nhiên liệu nhỏ. Các công nhân đã chuyển đổi các viên nén thành khí đốt mà công ty sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho máy phát điện của mình [nguồn:Burke].
Khi nói đến sản xuất ethanol ở Hoa Kỳ, lúa mì là chị em kế xấu xí của ngô. Trong khi các nhà máy lọc dầu sản xuất etanol từ nhiều loại "nguyên liệu thô" khác nhau, bao gồm lúa mì và lúa mạch, thì khoảng 90% etanol của Mỹ là từ ngô. Ethanol chủ yếu được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các loại xe có động cơ và thường được pha trộn với xăng. Tuy nhiên, ở châu Âu, việc sử dụng lúa mì làm cây năng lượng đang gia tăng. Nhà máy sản xuất ethanol làm từ lúa mì đầu tiên của Vương quốc Anh, khai trương vào năm 2010, dự kiến sản xuất 106 triệu gallon (4 triệu lít) nhiên liệu sinh học mỗi năm. Công ty dự kiến sử dụng khoảng 1,2 triệu tấn (907,18 kg) lúa mì hàng năm [nguồn:Bakhsh]. Nhiều người lo ngại rằng việc trồng lúa mì như một loại cây năng lượng sẽ chuyển hướng các loại ngũ cốc cần thiết cho thực phẩm. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Illinois cho biết giá lương thực tăng đột biến khi nông dân trồng lúa mì và ngô để sử dụng làm nhiên liệu sinh học.
Quên ngô. Cái quái với đậu nành. Thậm chí không đề cập đến dầu cọ. Nếu ai đó muốn chiêm ngưỡng loài thực vật kỳ diệu có khả năng làm giảm sự thèm ăn dầu của thế giới và cứu hành tinh khỏi sự nóng lên toàn cầu, hãy lái xe qua Great Plains và nhìn ra cửa sổ. Những gì bạn sẽ thấy là cỏ - switchgrass.
Không giống như ngô, sử dụng xenlulo trong cỏ switchgrass để sản xuất etanol cần ít năng lượng hơn từ nhiên liệu hóa thạch. Hơn nữa, etanol xenlulo chứa nhiều năng lượng hơn etanol từ ngô, vì vậy có thể giảm đáng kể lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Mặc dù không có những đồn điền hay trang trại trồng cỏ tắc vĩ đại nào, nhưng các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu nhiều phương pháp khác nhau để biến cỏ tắc thành năng lượng của tương lai. Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại Đại học Auburn ở Alabama đã trồng thử nghiệm các lô cỏ switchgrass sản xuất 15 tấn sinh khối trên một mẫu Anh. Các nhà khoa học nói rằng mỗi mẫu Anh cũng có thể sản xuất 1.150 gallon ethanol mỗi năm [nguồn:Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge].
Khi nông dân bắt đầu trồng cỏ switchgrass như một loại cây năng lượng, họ sẽ sử dụng ít phân bón, thuốc trừ sâu và nước hơn. Điều đáng chú ý ở cỏ switchgrass là vì là loại cây lâu năm nên người nông dân chỉ phải trồng một lần. Các nhà khoa học cho biết cỏ switchgrass cung cấp năng lượng gấp 5 lần lượng năng lượng cần thiết để phát triển và nó phát triển trên vùng đất biên không được sử dụng để trồng trọt. Do đó, nông dân không lấy đất trồng trọt để sản xuất lương thực [nguồn:Biello].
Xuất bản lần đầu:Ngày 13 tháng 12 năm 2010
Ưu đãi lớn về thay dầu ở Sunnyvale CA
4 cách để giữ cho Jaguar của bạn có hình dáng đẹp nhất
Thay bộ lọc không khí trên ô tô của bạn:Hít thở những lợi ích của bộ lọc sạch
Lỗi động cơ lặp lại - Chẩn đoán không chính xác sự cố ban đầu