Hi?n Mai t?ng h?p

Giá luong th?c dã d?t d?n m?c k? l?c trong m?y tháng qua. Ph?n không nh? s? tang giá này, theo u?c tính c?a Vi?n Nghiên C?u Chính Sách Luong Th?c Qu?c T? (International Food Policy Research Institute - IFPRI) là do s? d?ng luong th?c ch? t?o ethanol. Theo IFPRI thì ph?i t?m ng?ng s? d?ng luong th?c d? làm nhiên li?u, do t?ng s?n lu?ng luong th?c toàn c?u ch? v?a d? d? nuôi s?ng t?t c? chúng ta. Vi?c nghiên c?u nhiên li?u sinh h?c t? nh?ng ngu?n sinh h?c khác, nhu các th?c v?t không là cây luong th?c th?c ph?m, ch?t xo (cellulose) t? ch?t th?i nông nghi?p, t? t?o bi?n ho?c các hu?ng s?n xu?t nhiên li?u sinh h?c th? h? th? hai và th? ba dang du?c quan tâm hi?n nay. Tuy c?n ph?i có nhi?u th?i gian d? hoàn ch?nh công ngh? nhung hi?n t?i dây là nh?ng hu?ng nghiên c?u có nhi?u h?a h?n và tri?n v?ng trong ngu?n nhiên li?u sinh h?c thay th? hi?n nay.

Chúng ta không t? b? nhiên li?u sinh h?c, nhung con du?ng s?n xu?t nhiên li?u nào d? có th? vu?t qua n?n phá r?ng, không làm giá luong th?c th?c ph?m tang cao và gi?m thi?u ?nh hu?ng t?i hi?u ?ng nhà kính.

Nhiên li?u sinh h?c th? h? th? hai hay còn g?i là nhiên li?u sinh h?c celluloseb.

Khi b?p dùng cho s?n xu?t nhiên li?u sinh h?c, nhi?u ý ki?n cho r?ng s? c?nh tranh gi?a các nhu c?u luong th?c và nguyên li?u d?i v?i các ngu?n cung ?ng ngu c?c này s? gây h?n ch? s? phát tri?n s?n xu?t ethanol ngu c?c, vì v?y các nhà nghiên c?u dã b?t d?u khai thác các ngu?n cây tr?ng thay th? khác d? s?n xu?t nhiên li?u sinh h?c không ph?i cây luong th?c.

1. Không làm t?n h?i t?i ngu?n luong th?c c?a hàng tri?u ngu?i

Các lo?i th?c v?t có t?c d? phát tri?n sinh kh?i nhanh dang du?c t?p trung nghiên c?u. Cây c? là m?t ví d?, nhi?u nghiên c?u c?a tru?ng Ð?i H?c Georgia cho bi?t các lo?i c? Bermudagrass, switchgrass, Napiergrass có hi?u qu? t?t trong s?n xu?t ethanol và dang nghiên c?u s? d?ng. Ð?i v?i cây c? ba ch? (switchgrass) thu?c h? c? kê, là lo?i c? phát tri?n nhanh, có hàm lu?ng xo cao và giàu xenluloza, dây là m?t lo?i nguyên li?u có th? d? chuy?n hóa thành du?ng và du?c làm cho lên men d? ch? t?o ethanol. Nhiên li?u sinh h?c s?n xu?t t? nh?ng lo?i c? s?ng hàng nam nhu c? switchgrass yêu c?u các chi phí cham sóc th?p hon so v?i các cây tr?ng theo v? nhu b?p, và s? h? th?p du?c giá ethanol sinh h?c.

Khoa h?c gia t?i tru?ng Ð?i H?c Nebraska-Lincoln nghiên c?u cây c? switchgrass nh?n d?nh r?ng, có th? nâng cao du?c s?n lu?ng và hi?u qu? loai c? này d?a vào các phuong pháp công ngh? sinh h?c hiên d?i, t?o du?c gi?ng thích h?p cho ch? bi?n ethanol. Ngu?n nguyên li?u s?n xu?t nhiên li?u sinh h?c này s? là vô t?n khi cây c? m?c quanh nam.

Ngu?n cây c? này s? thay th? b?p s? dùng làm nguyên li?u chính s?n xu?t ethanol ? mi?n B?c c?a Hoa K?, góp ph?n tang di?n tích d?t tr?ng tr?t cây luong th?c.

2. Ch?t xo “t? bi?n thành du?ng” b?ng công ngh? chuy?n gene

Ti?n trình s?n xu?t ethanol dòi h?i bu?c th? nh?t là ph?i phân gi?i cellulose c?a th?c v?t thành du?ng, dây là bu?c yêu c?u chi phí cao, làm giá thành ethanol vu?t tr?i so v?i s?n xu?t t? tinh b?t. Bài toán hi?n nay du?c d?t ra là phuong pháp nào có th? gi?m chi phí cho công do?n phân h?y nhanh cellulose.

M?t kh? nang có th? vu?t qua du?c n?u chúng ta t?o ra các lo?i cây nhiên li?u chuy?n gene, trong dó các gene ngo?i lai có th? s?n xu?t nhi?u lo?i enzym phân h?y du?c Cellulose c?a chính b?n thân chúng trong di?u ki?n nh?t d?nh.

V? nguyên t?c d? s?n xu?t ethanol t? Cellulose, ti?n trình này dòi h?i nhi?u công ngh? d? phân h?y và chuy?n hóa Cellulose thành du?ng, công do?n này cung c?n s? tham gia c?a các vi sinh v?t nh?m t?o nhanh lu?ng enzyme Cellulose d? chuy?n hóa nhanh Cellulose th?c v?t thành du?ng, bu?c cu?i cùng th?c hi?n ti?n trình lên men thành ethanol.

Ð? th?c hi?n toàn b? công do?n trên cho t?i nay c?n chi phí r?t cao, Giáo Su Mariam Sticklen, tru?ng Ð?i H?c Michigan, East Lansing cho bi?t, chúng ta có th? chuy?n gene ch?a enzyme phân h?y Cellulose vào ngay cây tr?ng cho s?n xu?t nhiên li?u sinh h?c.

Nhóm nghiên c?u c?a Giáo Su Sticklen dã t?o ra m?t gi?ng b?p bi?n d?i gene mang tên Spartan III có th? s?n sinh ra các enzyme và chúng s? phân h?y Cellulose ch? khi cây tr?ng dã du?c nghi?n nát và ? nhi?t d? cao.

Giáo Su Sticklen và các c?ng s? cung cho bi?t uu di?m c?a công trình nghiên c?u là chúng s? d?ng ít nang lu?ng hon d? s?n sinh enzyme phân h?y Cellulose, do các enzyme t?o ra ngay bên trong chính b?n thân cây tr?ng (do chuy?n gene) thay vì nuôi trong m?t b? ch?a. Khi công ngh? du?c ph? bi?n có th? s? giúp h? giá thành dáng k? trong s?n xu?t ethanol t? sinh kh?i cellulose.

3. H?c cách phân h?y nhanh cellulose nhu tiêu hóa c? c?a con bò

Ð? s?n xu?t nhiên li?u sinh h?c t? ph? li?u cây tr?ng, nhà vi sinh h?c Anthony Clarke, thu?c tru?ng Ð?i H?c Guelph t?i Ontario, dang ti?n hành nghiên c?u m?t quy trình s?n xu?t nhiên li?u thay th?, không ch? là t? lõi b?p mà c? lá, thân cây và th?m chí là c? b? b?p.

Vi?c s?n xu?t các ph? th?i c?a cây b?p thành nhiên li?u không ph?i là vi?c d? dàng. Cellulose trong cây k?t l?i thành m?t m?ng xít ch?t, di?u này gây khó khan và t?n kém trong vi?c phá h?y và chuy?n hóa cellulose thành du?ng, công ngh? c?n thi?t d? ch? t?o ethanol.

Clarke và các c?ng s? c?a ông dang tìm ki?m và s? d?ng các vi sinh v?t s?n sinh ra enzyme có kh? nang nghi?n Cellulose, gi?ng nhu cách con bò nhai c? cùng v?i các h? th?ng vi sinh v?t t?o ra các enzyme phân h?y cellulose trong d? dày c?a con bò.

M?c tiêu s? là d? t?o nên m?t phuong pháp không t?n kém và t? nhiên trong s?n xu?t ethanol t? các ngu?n nguyên li?u ch?a xenluloza ? quy mô thuong m?i.

Công trình nghiên c?u nh?n du?c s? h? tr? c?a hãng Iogen có tr? s? t?i Ottawa, m?t t? ch?c di d?u v? nhiên li?u sinh h?c th? h? th? hai.

Ðâu là nhiên li?u sinh h?c th? h? th? ba

Do nhu c?u d?t d? tr?ng luong th?c, cây tr?ng dùng cho nhiên li?u sinh h?c và s?n xu?t công nghi?p dang tang cao, d?n d?n nguy co kh?ng kho?ng qu? d?t. Báo cáo c?a h?i quy?n l?i và ngu?n tài nguyên (The Rights and Resources Initiative) (RRI) cho bi?t hi?n nay th? gi?i ch? có th? d?m b?o kho?ng g?n n?a nhu c?u d?t tr?ng tr?t thêm mà không d?ng d?n di?n tích r?ng nhi?t d?i. Tru?c thách th?c này dâu là l?i ra cho nhiên li?u sinh h?c. Nhiên li?u sinh h?c th? h? th? ba có th? là câu tr? l?i.

a. Nguyên li?u s?n xu?t vô h?n “xang d?u” t? d?i duong

Giáo Su Roger Ruan thu?c Ð?i H?c Minnesota cùng nhi?u d?ng nghi?p trên th? gi?i dang nghiên c?u ngu?n nhiên li?u sinh h?c thay th? t? t?o bi?n thành ngu?n nhiên li?u sinh h?c có nhi?u tri?n v?ng.

M?t s? lo?i t?o bi?n có hàm lu?ng d?u d?t d?n 50%, và lo?i d?u này có th? du?c di?u ch? thành d?u diesel sinh h?c ho?c nhiên li?u máy bay.

Nam ngoái, m?t công ty ? New Zealand dã trình di?n chi?c Range Rover ch?y b?ng h?n h?p diesel sinh h?c du?c di?u ch? t? t?o bi?n.

Quy trình chuy?n hóa d?u t?o thành d?u diesel sinh h?c tuong t? nhu quá trình di?u ch? d?u th?c v?t thành d?u diesel sinh h?c, t?o có th?i gian tang tru?ng ng?n và không chi?m di?n tích d?t tr?ng. Giáo Su Ruan cho bi?t v?i 0.4 ha b?p, m?i nam có th? cho ra kho?ng 20 gallons d?u trong khi 0.4 ha t?o cho ra t?i g?n 15,000 gallons d?u.

Ngoài t?o các d?ng sinh kh?i ? bi?n cung du?c các nhà nghiên c?u nhiên li?u thay th? chú ý t?i.

2. Vi sinh v?t có th? là nguyên li?u “sáng giá” - d? s?n xu?t “xang d?u” tuong lai

Hi?n nay s?n xu?t nhiên li?u sinh h?c th? h? th? nh?t, ph?n l?n dùng luong th?c và th?c ph?m. K? c? s?n xu?t nhiên li?u sinh h?c th? h? th? hai cho dù s?n xu?t t? ngu?n cellulose nhung nh?ng cây tr?ng cho ngu?n nguyên li?u này v?n ?nh hu?ng t?i qui d?t dai nuôi s?ng loài ngu?i. Mong mu?n m?t kh? nang s?n xu?t du?c nhiên li?u sinh h?c t? ngu?n nguyên li?u sinh h?c nào dó, có th? s?n xu?t du?c quanh nam, không ph? thu?c vào th?i v?, không tranh giành d?t tr?ng tr?t, không làm ô nhi?m môi sinh. Hon th? n?a có th? di?u khi?n nang su?t b?ng công ngh? di truy?n, dó là công ngh? vi sinh v?t. Các nhà nghiên c?u Vi?n Thi?t K? Sinh H?c tru?ng Ð?i H?c Arizona dã v?ch ra tri?n v?ng ? vi khu?n và ni?m hy v?ng l?n nh?t là vi?c t?o ra ngu?n nang lu?ng có th? tái t?o v?i s? lu?ng l?n mà không c?n ph?i h?y ho?i môi tru?ng hay c?nh tranh v?i ngu?n luong th?c th?c ph?m c?a chúng ta.

Có hai phuong pháp khác bi?t nhung b? sung cho nhau. Phuong pháp th? nh?t là s? d?ng vi sinh v?t d? chuy?n sinh kh?i thành nang lu?ng có ích. Các lo?i vi sinh v?t khác nhau có th? phát tri?n mà không c?n oxygen s? ti?p nh?n ch?t h?u co và chuy?n nó thành các d?ng nang lu?ng h?u ích nhu metan, hydro. Phuong pháp th? hai là s? d?ng vi sinh v?t ho?c t?o có th? thu gi? ánh sáng nh?m t?o ra sinh kh?i m?i dùng d? bi?n d?i thành nang lu?ng hóa l?ng, nhu diesel sinh h?c. Sinh kh?i m?i cung có th? du?c các lo?i vi sinh v?t khác chuy?n d?i thành nang lu?ng h?u ích. C? hai phuong pháp hi?n d?u thu?c các linh v?c nghiên c?u nhiên li?u sinh h?c l?n t?i Vi?n Thi?t K? Sinh H?c. Vi?n dang có m?t d? án ph?i h?p v?i t?p doàn xang d?u BP (Beyond Petroleum) trong vi?c thu ho?ch vi khu?n có kh? nang quang h?p nh?m t?o ra nang lu?ng hóa l?ng khôi ph?c du?c nhu diesel sinh h?c.

Thành công c?a công ngh? vi sinh này cho phép s?n xu?t nhiên li?u sinh h?c không nh?ng không c?nh tranh v?i d?t dai, luong th?c, gi?m thi?u khí th?i mà còn t?o ra nhiên li?u sinh h?c quanh nam không ph? thu?c vào th?i v?.

Theo báo cáo c?a T? Ch?c Nang Lu?ng Th? Gi?i và các nhà khoa h?c, ngu?n xang d?u hóa th?ch trên toàn c?u ch? còn s? d?ng du?c trong kho?ng 50 nam n?a. Trong khi dó, vi?c chua có b?t kì d?ng nhiên li?u thay th? nào thì ngu?n nhiên li?u sinh h?c dang du?c xem là gi?i pháp kh? thi nh?t d? b?o d?m nang lu?ng trong tuong lai. Các chuyên gia cho r?ng, tuong lai c?a nhiên li?u sinh h?c không ph? thu?c vào nh?ng cây luong th?c th?c ph?m nhu hi?n nay mà du?c s?n xu?t t? nh?ng cây có giá tr? kinh t? th?p, nh?ng sinh kh?i th?c v?t bi?n và vi sinh v?t. Ngu?n nhiên li?u sinh h?c m?i ph?i có câu tr? l?i s?m.