Hàng chục năm qua, nhân loại không ngừng tìm kiếm nhiên liệu mới. Việc phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch khiến giá khí đốt thiếu ổn định, kèm theo đó là những tác động xấu đến môi trường.
Hydro được cho là sự thay thế tuyệt vời, nhưng nảy sinh những câu hỏi phức tạp về độ an toàn. Một số hãng công nghệ đặt cược vào năng lượng từ mặt trời và gió, nhưng phải xây dựng hạ tầng với chi phí lớn. Đối với ngành công nghiệp năng lượng, ethanol đang là giải pháp thiết thực trước mắt.
Ethanol là nhiên liệu thay thế phổ biến từ rất lâu trên thế giới.
Về cơ bản, Ethanol là cồn sinh học. Ở Mỹ, nó thường được làm từ ngô (bắp). Tại Brazil, nó làm từ mía. Lúa mì, lúa mạch và khoai tây cũng là một trong nhiều nguồn làm ra ethanol trên thế giới.
Ethanol được sử dụng làm phụ gia pha vào xăng với tỷ lệ phần trăm nhất định, nhằm đến một số lợi ích. Ethanol chứa nhiều oxy trong cấu trúc hóa học giúp hỗn hợp nhiên liệu cháy hiệu quả. Việc thêm một lượng nhỏ ethanol (thường là một phần ethanol và 9 phần xăng) vào xăng còn giúp giảm phát thải khí nhà kính, như carbon monoxide và nitro oxide.
Theo Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne của Mỹ, lượng phát thải khí nhà kính giảm khoảng 10 tấn trong năm 2007 do sử dụng nhiên liệu ethanol. Một nghiên cứu khác vào năm 2006 ở Wisconsin cho thấy, ảnh hưởng tới tầng ozone giảm 16% kể từ khi nước này sử dụng xăng E10 vào năm 1994.
Việc thêm ethanol vào hỗn hợp xăng cũng làm giảm lượng xăng tiêu thụ khi lái xe, và bất cứ mẫu xe nào cũng có thể chạy xăng sinh học E10. Hỗn hợp E85 cháy sạch hơn, giảm khí thải độc hại nhiều hơn vào khí quyển. Nhưng chỉ số ít ôtô dùng được loại nhiên liệu này.
Ethanol có lợi ích rõ ràng nhưng vẫn tồn tại 2 vấn đề. Thứ nhất là không có nhiều năng lượng trong ethanol so với xăng (cùng dung tích), và việc tạo ra ethanol từ cây lương thực sẽ làm giảm lượng đất phục vụ nhu cầu thực phẩm cho người dân.
Theo giáo sư David Pimentel của Đại học Cornell, sản xuất ethanol tạo ra sự tổn thất năng lượng lâu dài. Theo tính toán của ông, quá trình trồng ngô và chế biến nó thành 1 gallon (3,7 lít) ethanol cần 131.000 BTU năng lượng, nhưng 1 gallon ethanol chỉ chứa 77.000 BTU năng lượng.
Hơn nữa, người dân đang sử dụng các thiết bị chạy nhiên liệu hóa thạch để trồng, bảo quản thu hoạch ngô. Và ngay cả việc chế biến ngô thành ethanol cũng cần đến những máy móc chạy nhiên liệu hóa thạch, sau đó vận chuyển ethanol tới các điểm phân phối. Ngành công nghiệp sản xuất ethanol thực sự cần một lượng nhiên liệu hóa thạch lớn để sản xuất ethanol.
Xăng Ethanol phổ biến tại Mỹ, chủ yếu là E10 và E85. Ảnh: Howstuffworks.
Không phải tất cả các nhà khoa học đều đồng ý với phân tích của Pimentel về hiệu suất năng lượng. Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo Mỹ cho biết, chỉ cần 1 BTU năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch để sản xuất 1,3 BTU năng lượng ethanol. Điều này có nghĩa, việc sản xuất ethanol tăng 30% năng lượng, trái ngược với kết luận của giáo sư Pimentel.
Giáo sư Pimentel cho rằng ông không nhìn thấy tương lai ethanol là một nguồn năng lượng tái tạo thực sự. Ông ước tính rằng, một chiếc ôtô sử dụng ethanol 1 năm cần 44.515 mét vuông trồng ngô, đủ để nuôi sống ít nhất 7 người.
Chưa kể đến việc các cánh đồng ngô ở Mỹ sau thu hoạch cần một khoảng thời gian tự phục hồi. Do đó sẽ có một khoảng thời gian để đất trống, và không có ngô phục vụ cho việc sản xuất ethanol. Để duy trì ngành công nghiệp ethanol, ngày càng có nhiều đất nông nghiệp phải nhường cho việc trồng ngô. Trong lâu dài có thể dẫn đến tình trạng thiếu lương thực và đẩy giá bán mặt hàng này lên cao.
Một giải pháp thay thế cho ethanol là ethanol cellulose. Đây là loại nhiên liệu sinh học làm từ nguồn gốc phi thực phẩm như thân ngô hay cỏ. Nếu ngách nhỏ này được các nhà khoa học phát triển, ethanol cellulose có thể giải bài toán về loại nhiên liệu và chi phí sản xuất.
Phạm Long.
