Nhiên liệu sinh học là gì?

Nhiên liệu sinh học (biofuel) là nguồn năng lượng tái tạo được sinh ra từ sinh khí khối – vật chất hữu cơ từ thực vật, tảo và chất thải động vật – được sử dụng để thay thế nhiên liệu hóa thạch. Chúng tồn tại dưới dạng lỏng (ethanol, biodiesel), rắn (viên nén gỗ) hoặc khí (biogas). Biofuel mang đến giải pháp bền vững thay thế dầu mỏ bằng cách lưu trữ năng lượng mà thực vật hấp thụ và được sản xuất thông qua quy trình lên men hoặc chuyển đổi hóa học, giúp giảm thải khí carbon.

Nhiên liệu sinh học gồm các nhóm chính sau:

• Ethanol được sản xuất từ cây chứa tinh bột hoặc đường (ngô, mía, sắn) thông qua quá trình thủy phân, lên men và chưng cất. Thường được pha vào xăng để giảm phát thải và tăng hiệu suất.

• Biodiesel tạo ra từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật bằng phản ứng transester hóa với methanol. Dùng thay thế hoặc pha trộn với dầu diesel, giúp giảm khí thải độc hại.

• Viên nén gỗ (wood pellets) được làm từ gỗ hoặc phụ phẩm nông nghiệp, qua các bước nghiền, sấy và ép thành viên. Sử dụng để đốt trong lò hơi, sản xuất nhiệt và điện.

• Biogas (Khí sinh học) được hình thành thông qua quá trình phân hủy kỵ khí — một cơ chế sinh học khép kín thiếu oxy, nơi tập hợp các loại vi khuẩn chuyên dụng hoạt động phối hợp như một dây chuyền để cắt nhỏ, chuyển hóa các chất hữu cơ và sản sinh ra khí methane CH4 và CO₂.

Khác với các nhiên liệu hóa thạch truyền thống (như xăng, dầu diesel) vốn có nguy cơ cạn kiệt và gây ô nhiễm cao, nhiên liệu sinh học là một giải pháp thay thế bền vững. Nguồn nguyên liệu để sản xuất chúng có thể tái tạo nhanh chóng thông qua trồng trọt hoặc tận dụng từ phụ phẩm nông nghiệp, thực phẩm và xây dựng.

Nhiên liệu sinh học giúp giảm phát thải khí nhà kính đáng kể so với xăng và dầu diesel truyền thống khi được sử dụng trong động cơ đốt trong. Chúng cũng có thể được pha trộn với nhiên liệu truyền thống để giúp quá trình đốt cháy hiệu quả hơn và giảm lượng khí thải.

Nhiên liệu sinh học có thể trung hòa carbon hoặc thậm chí âm carbon. Ví dụ, nhiên liệu sinh học từ mía sản xuất tại nhà máy thải ra ít carbon hơn lượng carbon mà cây mía hấp thụ từ khí quyển trong quá trình sinh trưởng, khiến nó trở thành nguồn nhiên liệu âm carbon.

Vận tải

Trên toàn thế giới, ngành vận tải tiêu thụ khoảng 24% năng lượng và khoảng 60% lượng dầu khai thác. Điều này có nghĩa là hơn một phần ba lượng dầu được dùng để vận hành phương tiện. Thách thức lớn đối với năng lượng mặt trời, gió và các nguồn năng lượng thay thế khác là chúng chưa phù hợp để sử dụng cho vận tải. Theo các chuyên gia, những đột phá công nghệ có tác động lớn vẫn còn cách hàng thập kỷ. Trong bối cảnh đó, nhiên liệu sinh học có thể được chuyển hóa thành dòng hydro để sử dụng trong pin nhiên liệu đi kèm.

Tạo năng lượng

Nhiên liệu sinh học có thể hỗ trợ phát điện trong các hệ thống dự phòng, nơi vấn đề phát thải được quan tâm nhất, chẳng hạn như trường học, bệnh viện và các cơ sở hạ tầng trong khu dân cư.

Cung cấp nhiệt

Nhiên liệu sinh học có thể được dùng để sưởi ấm và phát điện. Bioheat đã trở nên phổ biến trong vài năm gần đây. Có thể sử dụng nhiên liệu sinh học như dầu sưởi cho cả nồi hơi dân dụng và thương mại. Khi pha trộn biodiesel, lượng khí thải nitơ và lưu huỳnh điôxít sẽ giảm đáng kể.

Sạc thiết bị điện tử

Theo các nhà khoa học, cho mục đích nghiên cứu, pin nhiên liệu đã được phát triển từ dầu ăn và đường để tạo ra điện. Người dùng có thể sử dụng pin nhiên liệu thay cho pin thông thường để sạc máy tính hoặc điện thoại. Dù nghiên cứu này vẫn đang được tiến hành, kết quả cho thấy pin nhiên liệu có tiềm năng trở thành nguồn điện sẵn có.

Làm sạch dầu tràn và mỡ

Nhiên liệu sinh học được biết đến là thân thiện với môi trường. Nó cũng có thể giúp làm sạch dầu tràn và mỡ. Các thử nghiệm cho thấy biofuel có thể hoạt động như chất tẩy rửa ở những khu vực bị ô nhiễm dầu thô. Kết quả nghiên cứu chứng minh rằng nó tạo ra sự khác biệt đáng kể và giúp loại bỏ dầu thô khỏi nước. Biofuel cũng có thể được dùng làm dung môi công nghiệp để làm sạch kim loại nhờ tính không độc hại.

Ảnh: Freepik

Dự định triển khai dự án Biofuel?

Trong vai trò nhà cung cấp giải pháp năng lượng, đối tác của GETEX Energy mang đến các công nghệ và giải pháp bền vững, tiết kiệm chi phí cho các doanh nghiệp ngành nhiên liệu sinh học và vật liệu sinh học. Chúng tôi cung ứng từ các hệ thống tự động hóa đến trọn gói các phân xưởng quy trình như nồi hơi CHP và hệ thống thủy phân.