Tạo năng lượng từ loài cọ đường

06/09/2011

Cây cọ đường hoàn toàn vượt xa cây mía đường của Brazil, với sản lượng ethanol thu được từ loại cây này là 4,5 tấn ethanol (1.500 gallon/ 5.700 lít)/ hecta

Là một nhà khoa học nghiên cứu về rừng mưa nhiệt đới, sau hơn 30 năm nghiên cứu về những hệ sinh thái mỏng manh tại những hòn đảo tại khu vực Đông Nam Á, Willie Smits đã quyết định thu hút sự quan tâm của thế giới vào tiềm năng năng lượng to lớn của một loài thực vật có tên là cây cọ đường Arenga.

Đó là loài cọ có rễ sâu và lá hình quạt này có thể đóng vai trò chủ đạo của một hệ sinh thái không có chất thải; vừa có thể cho chiết xuất đường hữu cơ thượng hạng, vừa cho ra cồn nhiên liệu, ethano, vừa cung cấp lương thực và tạo công ăn việc làm cho dân làng, đồng thời còn giúp bảo tồn rừng mưa nhiệt đới tại địa phương nữa.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu quy trình thu hoạch và sản xuất nhiên liệu từ cây cọ đường độc đáo của ông Smits và công ty Taperie đều công nhận rằng hệ sinh thái này sẽ giúp bảo vệ môi trường toàn cầu thay vì góp phần làm tăng nồng độ CO2 đang ngày càng gia tăng hiện nay.

Hiểm họa nhiên liệu đối với các khu rừng

Cơ sở sản xuất nhiên liệu từ cây cọ đường của công ty Tapergie được thành lập vào năm ngoái tại Tomohon, tỉnh Bắc Sulawesi, Indonesia, cũng như những cơ sở sản xuất quy mô nhỏ mang tên Village Hubs mà ông Smits dự định sẽ phát triển tại những hòn đảo lân cận, hoàn toàn khác biệt với những nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học từ cây cọ dầu vốn đã và đang tàn phá nặng nề những rừng mưa nhiệt đới trên thế giới.

Nhu cầu về nhiên liệu lấy từ lõi và hạt cây cọ dầu tại khu vực Đông Nam Á đã leo thang khi các quốc gia châu Âu tìm cách thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng nhiên liệu sinh học trong thập niên vừa qua. Nhiều cánh rừng mưa nhiệt đới đã bị đốn hạ, và nhiều mảnh đất bùn lầy đã được nạo vét, đốt cháy trên diện rộng chỉ để thực hiện đơn canh cây cọ dầu. Sự gia tăng lượng khí thải CO2 do hoạt động tàn phá những cánh rừng mưa nhiệt đới đã khiến Indonesia nhảy lên vị trí những quốc gia đi đầu về lượng khí thải nhà kính, chỉ xếp sau những cường quốc về tiêu thụ năng lượng như Trung Quốc và Hoa Kỳ.

Ông Smits, người được phong tước hiệp sĩ tại Hà Lan, nơi ông sinh ra, là một trong những người ủng hộ việc gióng lên hồi chuông cảnh báo trên toàn thế giới về tác động của việc sản xuất nhiên liệu sinh học trên quy mô lớn từ cây cọ dầu tại Indonesia, quê hương thứ hai của ông.

Đồng thời, ông cho rằng nỗ lực phục hồi rừng mưa nhiệt đới của ông có thể được đẩy mạnh hơn nữa bằng việc phát triển một loài thực vật có giá trị đã từng thu hút ông lần đầu tiên vào cách đây 31 năm, khi đó ông đang theo đuổi một phụ nữ Indonesia bản địa thuộc một bộ tộc vùng núi tại tỉnh Sulawesi, người mà sau này trở thành vợ của ông. (Bà đã được bầu làm trưởng bộ tộc vì những công lao của mình).

Theo thông lệ, trước khi tiến hành đám cưới, ông Smits được yêu cầu phải sắm sính lễ dưới dạng là 6 cây cọ đường. Sính lễ ấy trông có vẻ nghèo nàn, nhưng đó là trước khi ông thật sự nhận ra tiềm năng to lớn của cây cọ đường.

Trái của cây cọ đường có thể được thu hoạch và đem bán như một món ăn quý. Thân cây có thể trích ra được tinh bột. Và gỗ của cây thì chắc hơn cả gỗ sồi. Quan trọng nhất là loại cây này cho ra một loại nhựa rất đặc biệt có thể được chiết suất ra si-rô như ta chiết suất si-rô từ nhựa cây thích, nhưng đặc biệt là nó cho nhựa quanh năm và với sản lượng khổng lồ. Dung dịch giàu chất đường bột từ cây cọ đường có thể được dùng làm loại đường ăn an toàn cho sức khỏe hơn cả đường mía. Ông Smits ước lượng là có ít nhất 60 loại thành phẩm khác nhau có thể thu được từ cây cọ đường Arenga.

Ông cho biết: “Như thế là quá đủ để nuôi sống một gia đình mới cưới”, “Vì vậy, tôi hoàn toàn bị thu hút vào việc nghiên cứu kỹ hơn về loại cây cọ đường này”.

“Loại cây đáng kinh ngạc”

Ông Smits đã nhận ra rằng cây cọ đường Arenga có nhiều đặc điểm khiến nó trở thành người bảo vệ cho cả khu rừng. Nó có rễ sâu, có nghĩa là nó có thể mọc ở những triền dốc, thậm chí dốc thẳng đứng– vì thế giúp chống xói mòn. Nó cần rất ít nước và hoàn toàn có thể chống hạn hán và chống cháy, hai yếu tố quan trọng tại những đảo núi lửa. Nó hoàn toàn không bị sâu bọ xâm phạm và không cần phân bón để phát triển; thậm chí sự hiện diện của cây cọ đường trong khu rừng lại góp phần làm màu mỡ đất đai.

Theo ông Amory Lovins, chủ tịch và là trưởng nhóm nghiên cứu tại Học viện Rocky Mountain tại Snowmass, Colorado, đồng thời là một thành viên của hội đồng giám sát chương trình Thách thức lớn về năng lượng của tạp chí National Geographic, “Cây cọ đường Arenga đúng là phản hạt của cây cọ dầu… là loại cây tuyệt vời nhất mà tôi từng gặp”.

Và ông Smits cho biết ông đã khám phá ra rằng nhờ vào cấu trúc lá đặc biệt của cây cọ đường, sản lượng quanh năm và khả năng quang hợp cực kỳ hiệu quả của nó nên sản lượng ethanol làm từ dung dịch nước đường của cây cọ đường nhiều hơn hẳn lượng nhiên liệu sinh học từ các nguyên liêu khác trên khắp thế giới. Ông cho biết quy trình của ông có thể sản xuất ra 19 tấn (6.300gallon/ 24.000 lít) ethanol/hecta/năm. Đó quả là một tỉ lệ sản lượng/ diện tích canh tác thật đáng kinh ngạc nếu so với cây bắp, loại hoa màu dùng sản xuất ethanol được ưa thích tại Hoa Kỳ với tỉ lệ chỉ là 3,3 tấn ethanol (1.100 gallon/ 4.200 lít)/ hecta, đó là số liệu về sản lượng mới nhất lấy từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ. Cây cọ đường cũng hoàn toàn vượt xa cây mía đường của Brazil, với sản lượng ethanol thu được từ loại cây này là 4,5 tấn ethanol (1.500 gallon/ 5.700 lít)/ hecta, chiếu theo phân tích vòng đời những loại nhiên liệu phục hồi của Cơ quan bảo vệ môi trường. (1 hecta = 2,5 mẫu).

Tuy nhiên, có một vấn đề tồn tại. Đó là cây cọ đường sinh trưởng tốt nhất trong hệ sinh thái đa dạng trong rừng chứ không ở môi trường độc canh. Và quan trọng là, mỗi cây cọ đường cần được chăm sóc thường xuyên. Để thu được sản lượng tối ưu, mỗi cây phải được trích lấy nhựa 2 lần mỗi ngày bởi những công nhân được huấn luyện, thực hiện bằng cách cắt một lớp mỏng tại ngọn cây, nơi mà hoa đực mọc lên. Nếu được làm đúng cách, việc trích nhựa sẽ kéo dài tuổi thọ của cây – thông qua việc lấy đi một ít sức sống của cây vốn được dự trữ cho các hạt giống của cây. (Vì thế trái cây sẽ lâu chín hơn). Tuy nhiên, chất dịch có chứa năng lượng của cây phải được bảo quản ngay tại chỗ, nếu không nó sẽ bị hư do ảnh hưởng của quá trình lên men không kiểm soát. Ông Smits cho biết quá trình trích nhựa cây không thể được cơ giới hóa.

Một đóng góp vào công tác bảo vệ rừng

Nhà máy của công ty Tapergie được thành lập cách đây 3 năm tại Tomohon, đây là nhà máy sản xuất đường cọ Arenga đầu tiên trên thế giới với 6.285 nhân công.

Nhà máy được vận hành từ năng lượng địa nhiệt (năng lượng thừa lấy từ công ty năng lượng thuộc Nhà nước), thay thế những cách làm truyền thống trước đây, đó là đốn hạ hàng ngàn cây chỉ để đun sôi nhựa cây cọ đường để trích lấy đường. Ngoài ra, năng lượng sinh học được tạo ra tại chỗ từ cây cọ đường sẽ được dùng để thay thế xăng dầu sử dụng cho xe máy, những phương tiện vận chuyển nhỏ, những máy móc và máy phát điện, đồng thời cũng được dùng làm nhiên liệu cho các bếp lò đặc biệt dùng để nấu ăn.

Ý tưởng về các Village Hubs mà ông Smits đang thử nghiệm, các nhà máy sản xuất nhiên liệu từ cây cọ đường quy mô nhỏ với hình thức chìa khóa trao tay sẽ đem lại nhiều cơ hội việc làm và lợi ích về năng lượng cho những khu vực hẻo lánh tại trên hơn 3.000 hòn đảo tại vùng phía Tây tỉnh Sulawesi, nơi người dân sống hoàn toàn thiếu thốn, không có điện, nhiên liệu, không liên lạc, giáo dục, dịch vụ y tế hoặc cả nước uống.

Ông Smits cho rằng: một khi dân làng thấy được nguồn lợi vô tận từ cây cọ đường Arenga thì họ sẽ cùng nhau đầu tư vào việc bảo vệ và trồng trọt loại cây này cũng như duy trì sự đa dạng thực vật xung quanh khu rừng. Như vậy hệ thống nhà máy sản xuất đường từ cây cọ Arenga, với sự tham gia của dân địa phương sẽ bảo tồn thiên nhiên vừa phát triển kinh tế địa phương.

Theo ông Smits thì: “Chúng tôi gọi đó là phát triển bền vững”.

Theo Tạp chí Tia Sáng

Tạo năng lượng từ loài cọ đường

Điện khí hóa lò cao tiết kiệm năng lượng trong sản xuất thép

National Energy Efficiency Programme - Ministry of Industry and Trade