Loại nhiên liệu tương lai cực rẻ, thân thiện với môi trường lại đến từ nơi không ai nghĩ tới

Trong thời đại hiện nay, chi phí dành cho việc di chuyển và đi lại như bảo trì, sửa chữa, đặc biệt là nhu cầu cung cấp nhiên liệu đã và đang trở thành một trong những vấn đề nóng hổi nhất trong phạm vi kể từ những bàn đám phán kinh tế cho đến cuộc tán gẫu giản đơn hằng ngày.

Tuy nhiên, xã hội không chỉ quan tâm tới khía cạnh kinh tế mà còn ý thức rất rõ rệt về nguy cơ và rủi ro tiềm ẩn, chực chờ bùng phát thành những cuộc khủng hoảng hỗn loạn có quy mô toàn cầu, nếu chúng ta chỉ biết dựa dẫm vào một nguồn nhiên liệu duy nhất từ xăng dầu và khí đốt.

Trước đó rất lâu rồi, từ năm 1826, nhân loại đã khởi động chiến dịch tìm kiếm những giải pháp sinh học thay thế cho vấn đề ô nhiễm môi trường do nhiên liệu đốt gây ra. Theo như những ghi chép về quá trình nghiên cứu lĩnh vực trên, một lựa chọn phù hợp, thỏa mãn phần nào nhu cầu cấp thiết của thế giới, cùng những đặc tính thân thiện với môi trường chưa từng có trong tiền lệ đã xuất hiện: Ethanol.

Được chế tạo bằng phương pháp tinh chế, biến đổi thành phần thực vật trở thành năng lượng cần thiết, ethanol đã đóng vai trò vô cùng quan trọng trong Thế chiến II khi nhu cầu nổ ra mạnh mẽ; đồng thời ngày càng phổ biến và được nhiều người biết tới, nhưng vẫn chưa đủ để trở thành nhân tố hàng đầu trên thị trường cung cấp nhiên liệu, cạnh tranh với các loại hình khác.

Nguyên nhân chính là do giá thành của ethanol thường cao hơn đáng kể so với xăng chì thông thường. Hơn nữa, hàng tá những doanh nghiệp xăng dầu đã không thể theo đuổi đến cùng công cuộc nghiên cứu và phát triển, hoàn thiện những đặc tính của ethanol, mặc dù trước đó đã đưa ra đầy rẫy những lời hứa và tuyên bố hùng hồn về một viễn cảnh tươi sáng.

Nhưng hãy lạc quan lên, vì một dự án mới hứa hẹn sẽ giúp giải quyết triệt để tình thế tiến thoái lưỡng nan này!

Thomas Jeffries, nhà khoa học đến từ Xylome – cơ sở nghiên cứu chuyên sâu về tác động của những sản phẩm nhiên liệu sinh học trong tương lai – cùng với một nhóm nghiên cứu sinh của Trung tâm Phân tích Năng lượng sinh học Great Lakes (GLBRC) đã thu được những thành quả đầu tiên liên quan tới một nguồn ethanol thô thuộc biến thể mới.

Theo kết quả điều tra ban đầu, một loại vi khuẩn lên men (S. passalidarum) tồn tại bên trong hệ tiêu hóa của loài bọ cánh cứng lại có vai trò đặc biệt trong việc xúc tác phản ứng chuyển đổi đường kết tinh xylose (C5H10O5) thành năng lượng. Và giờ đây, nhờ bàn tay can thiệp của con người trong khía cạnh biến đổi gen sinh học, hiệu quả của nó ngày càng được thể hiện rõ hơn.

Cơ sở nghiên cứu côn trùng cánh cứng

Timothy Donohue, một trong những chuyên gia nghiên cứu vi sinh hàng đầu tại GLBRC giải thích: “Vi khuẩn có xu hướng ưa chuộng thức ăn có nguồn gốc từ đường glucose thay vì xylose, hoặc nếu trong trường hợp không còn nguồn dự trữ nào khác ngoài xylose, chúng sẽ tự làm chậm quy trình tiêu hóa và trao đổi chất lại so với thông thường”. Điều này đồng nghĩa với việc hầu hết thành phần xylose trong thực vật bị lãng phí, chỉ được coi là "đồ bỏ đi", ngay cả ở khía cạnh liên quan tới đời sống của vi sinh vật.

Bên cạnh đó, Cơ quan Bảo hộ Môi trường (EPA) cũng từng đưa ra một danh sách những nhiên liệu thay thế khả thi, bao gồm mêtan (methane) hay điện năng sinh ra từ tác động của gió. Không thể phủ nhận sự thật phũ phàng rằng chẳng có cái tên nào trong danh sách này gây ra nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường như nhiên liệu chì cùng mức độ CO2 hiện nay (gió thậm chí còn an toàn tuyệt đối), nhưng chưa có giải pháp nào là hoàn hảo và toàn diện cả.

Về phương pháp sử dụng methane, nồng độ khí bị thải ra môi trường thực sự thấp hơn, nhưng hậu quả về lâu dài lại có vẻ như khá tiêu cực so với CO2, với khả năng giữ nhiệt quá đà, không cần thiết, dẫn đến hiệu ứng nhà kính ngày càng trầm trọng hơn. Năng lượng từ gió, thoạt tiên nghe có vẻ phù hợp và hấp dẫn, nhưng bất cứ thứ gì cũng có điểm yếu: các tua-bin gió đe dọa tính mạng của động vật bay như chim, dơi… từ những góc độ trực tiếp như va chạm, gián tiếp như phân tán môi trường sống để phục vụ đủ diện tích, hay sự thay đổi áp lực không khí đột ngột của không gian xung quanh tua-bin cũng đủ gây ra khó khăn nhất định cho hoạt động sinh sống của chúng.

Do đó, hiếm có phương pháp nào sánh được với công nghệ mới của Xylome về cả hai khía cạnh: hiệu suất và thân thiện với môi trường.

“Vi khuẩn càng tiêu thụ nhiều xylose, càng nhiều nhiên liệu và năng lượng được tạo ra (trong trường hợp này là ethanol). Xylome đã và đang làm rất tốt trong lĩnh vực này, tiến tới duy trì và ngày một cải thiện tác động tích cực của ethanol, cung cấp và xử lý lượng nhiên liệu cao hơn hẳn so với các hình thức khác. Ngoài ra, điều này cũng góp phần không nhỏ trong việc giúp ta tin tưởng vào một tương lai đầy hứa hẹn, với lợi ích khổng lồ đến từ những khám phá đột biến khác của xylose,” Donohue chia sẻ.

Cũng phải nói thêm, loại hình sản xuất năng lượng mới này có thể áp dụng không chỉ đối với những cánh đồng ngô truyền thống, mà còn cả những giống cỏ, gỗ hay nhiều thành phần thực vật khác vốn không phù hợp cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày của con người. Nhận định trên đồng nghĩa với việc ngành sản xuất ethanol hoàn toàn không gây ra ảnh hưởng tiêu cực nào đến nhu cầu lương thực thực phẩm trên toàn thế giới.

Hơn nữa, các cơ quan có thẩm quyền cũng đã tính toán kỹ lưỡng đến vấn đề tận dụng các cơ sở, dây chuyền sẵn có để phục vụ sản xuất, thay vì bỏ cả núi tiền tốn kém xây dựng những nhà máy mới trong khi có thể sử dụng để cải thiện hàng loạt những tồn tại, thiếu sót. Một công đôi việc, xét cho cùng, môi trường vẫn là yếu tố được đặt lên ưu tiên hàng đầu.

Dự án phát triển và nghiên cứu này được hy vọng sẽ tạo ra một cuộc cách mạng kinh tế, xúc tiến và thúc đẩy ứng dụng mở rộng của ethanol, đồng thời đem lại nhiều lợi ích về cả doanh số cũng như tác động lên môi trường. Theo như dự kiến, những kết quả đầu tiên sẽ được công bố cụ thể vào sự kiện Hội thảo và Triển lãm Ethanol Quốc tế diễn ra vào 20-23 tháng 6 tới đây tại Milwaukee, Wisconsin, Hoa Kỳ.