Sản xuất dầu mỏ từ vi tảo

Makoto Watanabe, một chuyên gia hàng đầu của đất nước này trong lĩnh vực nghiên cứu sản xuất dầu mỏ từ vi tảo đã mơ tưởng đến điều đó. Vị giáo sư 63 tuổi của trường Đại học Tổng hợp Tsukuba ở quận Ibaraki (Nhật Bản), lạc quan nói: “'Nếu chúng ta có thể phát triển công nghệ biến vi tảo thành năng lượng thì Nhật Bản có thể trở thành một nước xuất khẩu năng lượng”.

Nghiên cứu về việc chế tạo nhiên liệu sinh học từ vi tảo đang ngày càng trở nên quan trọng tại Nhật Bản, một nước đang tích cực tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế khác nhằm giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng nguyên tử sau khi thảm họa động đất, sóng thần hồi tháng 3/2011 đã dẫn đến sự cố hạt nhân nghiêm trọng tại Nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1.

Ý tưởng sản xuất nhiên liệu từ tảo không phải là một ý tưởng mới mẻ khi thế giới đã trải qua cuộc khủng hoảng dầu mỏ vào những năm 1970 của thế kỷ trước, cùng những lo ngại về biến đổi khí hậu toàn cầu. Nhật Bản cũng đã chi trên 10 tỷ Yên trong hơn 10 năm qua, kể từ năm 2000, trong một dự án lớn của quốc gia nhằm nghiên cứu tiềm năng của tảo trong việc giúp làm giảm khí thải CO2. Tuy nhiên, khi dự án kết thúc với những kết quả không mấy khích lệ, Giáo sư Watanabe sau đó đã lao vào nghiên cứu những vấn đề về môi trường do tảo gây nên, như thủy triều đỏ, và ông quyết định chuyển hướng tập trung vào lĩnh vực nhiên liệu tảo.

Điều khiến ý tưởng sử dụng tảo trở nên đặc biệt là ở chỗ, không giống như các nhiên liệu sinh học khác được tạo ra từ các sản phẩm nông nghiệp như ngô hay đậu tương, sáng kiến này không dẫn đến sự tăng giá lương thực, thực phẩm bởi tảo có thể sinh trưởng được trong những điều kiện không thích hợp với các loại nông sản. Theo các chuyên gia, việc sản xuất dầu mỏ từ vi tảo cũng được biết đến là có hiệu quả hơn gấp vài trăm lần so với việc trồng trọt trên mặt đất.

Nghiên cứu của Watanabe tập trung vào mọt loại vi tảo có tên là ''Botryococcus'' và mới đây hơn là một loại tảo có tên ''Aurantiochytrium'' - cả hai đều có thể sản xuất ra hydrocarbon, thành phần cơ bản của dầu mỏ, và cả hai đều có những mặt mạnh và mặt yếu của nó.

Botryococcus có thành phần hydrocarbon cao song lại tăng trưởng chậm, trong khi Aurantiochytrium chỉ có lượng dầu bằng 1/3 lượng dầu của Botryococcus song lại có sức sinh trưởng cao gấp 48 lần so với Botryococcus. Ông Watanabe cho biết ông tin rằng có thể giảm được giá thành sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo, trong khoảng 155-800 Yên/lít, tuy nhiên mức này vẫn đắt hơn nhiều so với giá thành sản xuất dầu thô. Theo ông, lượng nhiên liệu sinh học được chiết xuất từ khối lượng tảo được nuôi trồng trên diện tích khoảng 20.000 - 30.000 ha trên đất liền hoặc trên biển, sẽ tương đương với lượng dầu mỏ nhập khẩu trong một năm của Nhật Bản. Ông nói rằng Nhật Bản có khá nhiều đất đai bỏ hoang có thể được khai thác để nuôi trồng tảo.

Do tảo Aurantiochytrium cần phải có các chất hữu cơ để chiết xuất thành dầu mỏ, khác với Botryococcus có thể tạo ra dầu thông qua quá trình quang hợp, ông Watanabe đang nghiên cứu các phương pháp tạo ra một hệ thống thâm canh tảo bằng việc sử dụng nước thải  từ các hộ gia đình và các nhà máy, đồng thời làm sạch luôn các nguồn nước này trong quá trình nuôi trồng.

Nhiều công ty cũng đang tích cực tham gia vào lĩnh vực này. Công ty Chế tạo máy IHI Corp. đã thành lập một hãng nghiên cứu và phát triển về nhiên liệu tảo hồi tháng 8/2011, đồng thời có kế hoạch đầu tư 400 triệu yên vào hãng này trong vòng 2 năm tới.

Hãng JX Nippon Oil &amp và Energy Corp. cũng phối hợp nghiên cứu với các hãng khác để sản xuất xăng máy bay từ một loại vi tảo khác có tên là Euglena, có khả năng quang hợp và di chuyển giống như một động vật, và đang hướng tới việc thương mại hóa loại xăng này vào năm 2018.

Một quan chức thuộc Công ty Năng lượng và Tài nguyên thiên nhiên Nhật Bản khi nói đến những tiến bộ đã đạt được trong lĩnh vực này thời gian gần đây cho biết, dù vậy, ông vẫn không cho rằng việc sản xuất nhiên liệu sinh học từ vi tảo sẽ được bắt đầu trong vòng 5 năm tới, vì vẫn cần phải phát triển công nghệ nhiều hơn nữa.

Hiroshi Uno, quản lý dự án cấp cao của Khoa Chiến lược kinh doanh đổi mới xanh thuộc Viện Nghiên cứu chiến lược toàn cầu Mitsui, dự đoán rằng việc sản xuất thương mại nhiên liệu này có thể sẽ được bắt đầu vào năm 2020.

Trong bối cảnh cuộc cạnh tranh toàn cầu trong nghiên cứu tảo đang ngày càng trở nên gay gắt, giáo sư Watanabe hy vọng rằng nghiên cứu của ông không chỉ phục vụ cho mục tiêu sản xuất năng lượng cho Nhật Bản, mà còn đóng góp vào công cuộc tái thiết những khu vực bị trận động đất, sóng thần tàn phá, dẫn đến cuộc khủng hoảng năng lượng hạt nhân ở nước này.

Kế hoạch hiện tại của Giáo sư Watanabe là chỉ đạo các thử nghiệm về sản xuất dầu từ vi tảo tại một cơ sở sản xuất các thiết bị điều trị ở thành phố Sendai tỉnh Miyagi quê hương ông, tâm điểm của thảm họa động đất, sóng thần vừa qua.

Ông thổ lộ: “Để Nhật Bản trở thành một nước xuất khẩu dầu mỏ có thể là một giấc mơ, song tôi tin rằng giấc mơ đó sẽ trở thành sự thực”.

Kim Chung