Giảm ô nhiễm môi trường nhưng sản xuất ethanol lại khá tốn kém

Ethanol là giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường

Ô nhiễm môi trường ngày càng tăng cao đã đặt ra yêu cầu cho các nhà khoa học, nghiên cứu phải tìm ra giải pháp để cứu vãn. Nhiên liệu hóa thạch vốn bị xem là một yếu tố làm gia tăng ô nhiễm không khí. Hơn nữa, việc phụ thuộc quá nhiều loại nhiên liệu này đã dẫn đến sự thiếu hụt, khiến giá khí đốt không ổn định, buộc thế giới phải tìm ra một nhiên liệu mới.

Hydro là nhiên liệu mà các nhà khoa học hướng đến nhưng họ còn đang nghiên cứu về độ an toàn của nó cho các phương tiện vận tải và các thiết bị sử dụng nhiên liệu. Năng lượng từ mặt trời và gió cũng được nghĩ tới nhưng lại vấp phải vấn đề về chi phí xây dựng hạ tầng. Vì vậy, xăng ethanol đang là một lựa chọn thiết thực cho ngành công nghiệp năng lượng trong thời điểm hiện tại.

Ethanol thực chất là cồn sinh học. Nó được chế tạo từ ngô (bắp) tại Mỹ, từ mía ở Brazil hay lúa mì, lúa mạch, khoai tây ở nhiều nước trên thế giới.

Trong cấu trúc hóa học, ethanol chứa nhiều oxy giúp hỗn hợp nhiên liệu cháy hiệu quả. Do đó, nó được dùng như một chất phụ gia pha vào xăng với một tỷ lệ nhất định. Xăng chứa một lượng nhỏ ethanol (1 phần ethanol và 9 phần xăng) có khả năng làm giảm phát thải khí nhà kính, như carbon monoxide và nitro oxide.

Theo đó, Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne của Mỹ đã thống kê lượng phát thải khí nhà kính giảm khoảng 10 tấn trong năm 2007 sau khi sử dụng nhiên liệu xăng ethanol. Ngoài ra, ảnh hưởng đến tầng ozone cũng đã giảm 16% kể từ khi sử dụng E10 vào năm 1994, theo nghiên cứu của Wisconsin vào năm 2006.

Hơn nữa, lượng xăng hỗn hợp chứa ethanol cũng có thể làm giảm lượng xăng tiêu thụ khi lái xe. Bất kỳ mẫu xe nào cũng có thể chạy xăng sinh học E10. Trong khi đó, E85 với khả năng cháy sạch hơn, giảm khí thải độc hại nhiều hơn vào khí quyển nhưng lại chỉ dùng được trên một số ít mẫu ô tô.

Chế tạo ethanol khá tốn kém

Mặc dù mang đến những lợi ích rõ rệt cho môi trường, nhưng việc chế tạo ethanol lại khá tốn kém. Để sản xuất ethanol từ cây lương thực, buộc phải làm giảm lượng đất phục vụ nhu cầu thực phẩm của con người.

Giáo sư David Pimentel của Đại học Cornell cho biết, việc sản xuất ethanol có thể tạo ra sự tổn thất năng lượng lâu dài. Theo ông, quá trình trồng và chế biến ngô thành 1 gallon (3,7 lít) ethanol phải cần 131.000 BTU năng lượng, song 1 gallon ethanol chỉ chứa được 77.000 BTU năng lượng.

Mặt khác, để trồng và bảo quản thu hoạch ngô, người dân vẫn còn sử dụng đến các thiết bị chạy nhiên liệu hóa thách. Việc chế biến ngô thành ethanol và vận chuyển đến điểm phân phối cũng phải cần đến các loại máy móc chạy nhiên liệu hóa thạch. Như vậy, việc bảo vệ môi trường bằng cách sử dụng ethanol cũng không xoay chuyển nhiều.

Pimentel cho rằng, ethanol không thật sự có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo. Theo ước tính của ông, một chiếc xe hơi sử dụng ethanol 1 năm phải cần đến 44.515 mét vuông trồng ngô, diện tích này đủ để nuôi sống ít nhất 7 người. Hơn nữa, các cánh đồng ngô ở Mỹ cũng cần một khoảng thời gian để tự phục hồi sau thu hoạch. Chính vì vậy, sẽ có một khoảng thời gian đất trồng để trống và không có ngô phục vụ cho việc sản xuất ethanol. Muốn duy trì lượng ethanol sử dụng sẽ phải cần nhiều đất nông nghiệp để trồng ngô. Do đó, diện tích đất trồng lương thực khác sẽ bị thu hẹp, dẫn đến tình trạng thiếu lương thực và đẩy giá bán lên cao.

Tuy nhiên, phân tích của Giáo sư David Pimentel cũng nhận được khá nhiều phản đối của các nhà khoa học khac. Theo phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo Mỹ, chỉ cần 1 BTU năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch để sản xuất 1,3 BTU năng lượng ethanol. Đồng nghĩa với việc sản xuất ethanol tăng 30% năng lượng, trái ngược với kết luận của Pimentel.

Một giải pháp thay thế khác cho ethanol chính là ethanol cellulose, loại nhiên liệu sinh học làm từ nguồn gốc phi thực phẩm như thân ngô hay cỏ. Khi các nhà khoa học phát triển giải pháp thay thế này, ethanol cellulose sẽ giải quyết được vấn đề chi phí sản xuất cho nhiên liệu.