doko.vn 330886 tong quan phat trien nhien lieu sinh hoc

23
1 TNG QUAN PHÁT TRIN NHIN LIU SINH HC TR N TH GIỚ I Pham Van Hoi - Đại hc Nông nghi  p Hà N i Peter Oosteveer and Jan Japenga - Đại hc Wageningen, Hà Lan  Nhng khó k hăn không phi là ý tưởng  mi, mà là vic thoát ra khi cách nghĩ cũ—cch nghĩ đã  ăn sâu trong mi ngõ ngách ca não trng chúng ta.” (John Maynard Keynes, 1935)  1. Sn xut nhiên liu sinh hc và dự  báo  Nhiên liu hóa thch là năng lượ ng ưu thế vượ t tr i trong nn kinh tế toàn cu t cách mng công nghi p cui thế k  18, đặc bi t là trong na sau ca th ế k  20 khi thế gii đã tri qua nhng tiến b mnh m trong công ngh và công nghi p hóa. Khng hong năng luợ ng nhng năm 1970s đã làm cho nn kinh tế thế giớ i và công chúng mt bài hc cay đắng khi con ngườ i t  kh p nơi trên thế gi i đã ngày càng ph thu c vào nhiên liu hóa thch cho cuc sng hàng ngày. Tuy nhiên, nhiên liu hóa thch không phi vô hn và s cn kit vào nhng năm 1950 và 1960 (FAO 2007). Trong điu kin cn kit nhiên liu hoá thch và các vn đề khí thi liên quan gây ô nhim môi trườ ng t vic s dng ngun nhiên liu này, vic tìm kiếm và phát tri n các ngun năng lượ ng sch, thay thế là cn thiết và c p bác. Trong s các ngun năng lượ ng tái to này, sinh khi là ngun năng lượ ng quan tr ng nht (Bng 1) Bng 1: Các ngun năng luợ ng tái to và dự  báo Loi năng lượng tái to Năm / Lượng (triu tn du qui đổi ) % vào năm 2040 2001 2010 2020 2040 Tng năng lượng sơ  cp 10,038.00 11,258.0 15,347.0 17,690.0 100.00 Sinh khi 1,080.00 1,291.0 2,221.0 2,843.0 16.07 Thuđin 223.00 255.0 296.0 308.0 1.75 Thuđin nh 9.50 16.0 62.0 91.0 0.51 Gió 4.70 35.0 395.0 580.0 3.28 Pin mt tri 0.20 1.0 110.0 445.0 2.51  Nhit mt tri  4.10 11.0 127.0 274.0 1.55  Nhit đin mt tri  0.10 0.4 9.0 29.0 0.16 Địa nhit 43.00 73.0 194.0 261.0 1.47 Thu triu 0.05 0.1 2.0 9.0 0.05 Tng năng lượng tái to 1364.50 1682.5 3416.0 4844.0 % năng lượng tái to 13.60 14.3 22.0 27.4 27.40  Ngun: OECD (trích trong Carioca 2010).  Nhiên liu sinh hc (ethanol sinh hc và diesel sinh hc) là các ngun năng lượ ng đượ c to ra t sinh khi. Mc dù ethanol đuợ c bt đầu đượ c sn xut (cho mc đích nhiên liu) t nhng năm 1930s ti Brazil (Walter, Rosillo-Calle et al. 2007) hoc t Thế chi ến II ở  Trung Quc (Zhong, Cao et al. 2010), ngành công nghi  p s n xut c n công nghi  p ch thc s  phát trin mnh, tăng cườ ng qui mô, và các hot động thương mi t đầu th p k  80, đặc bit ở  các quc gia như Brazil và M.

Upload: le-thi-van-kieu

Post on 12-Oct-2015

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

TNG QUAN PHT TRIN NHIN LIU SINH HC TRN TH GII

Pham Van Hoi - i hc Nng nghip H NiPeter Oosteveer and Jan Japenga - i hc Wageningen, H Lan

Nhng kh khn khng phi l tng mi, m l vic thot ra khi cch ngh ccch ngh n su trong mi ng ngch ca no trng chng ta. (John Maynard Keynes, 1935)

1. Sn xut nhin liu sinh hc v d boNhin liu ha thch l nng lng c u th vt tri trong nn kinh t ton cu t cch mng cng nghip cui th k 18, c bit l trong na sau ca th k 20 khi th gii tri qua nhng tin b mnh m trong cng ngh v cng nghip ha. Khng hong nng lung nhng nm 1970s lm cho nn kinh t th gii v cng chng mt bi hc cay ng khi con ngi t khp ni trn th gii ngy cng ph thuc vo nhin liu ha thch cho cuc sng hng ngy. Tuy nhin, nhin liu ha thch khng phi v hn v s cn kit vo nhng nm 1950 v 1960 (FAO 2007). Trong iu kin cn kit nhin liu ho thch v cc vn kh thi lin quan gy nhim mi trng t vic s dng ngun nhin liu ny, vic tm kim v pht trin cc ngun nng lng sch, thay th l cn thit v cp bc. Trong s cc ngun nng lng ti to ny, sinh khi l ngun nng lng quan trng nht (Bng 1)

Bng 1: Cc ngun nng lung ti to v d boLoi nng lng ti to Nm / Lng (triu tn du qui i) % vo nm 2040

2001201020202040

Tng nng lng s cp 10,038.0011,258.015,347.017,690.0100.00

Sinh khi 1,080.001,291.02,221.02,843.016.07

Thu in 223.00255.0296.0308.01.75

Thu in nh 9.5016.062.091.00.51

Gi 4.7035.0395.0580.03.28

Pin mt tri 0.201.0110.0445.02.51

Nhit mt tri 4.1011.0127.0274.01.55

Nhit in mt tri 0.100.49.029.00.16

a nhit 43.0073.0194.0261.01.47

Thu triu 0.050.12.09.00.05

Tng nng lng ti to 1364.501682.53416.04844.0

% nng lng ti to 13.6014.322.027.427.40

Ngun: OECD (trch trong Carioca 2010).

Nhin liu sinh hc (ethanol sinh hc v diesel sinh hc) l cc ngun nng lng c to ra t sinh khi. Mc d ethanol uc bt u c sn xut (cho mc ch nhin liu) t nhng nm 1930s ti Brazil (Walter, Rosillo-Calle et al. 2007) hoc t Th chin II Trung Quc (Zhong, Cao et al. 2010), ngnh cng nghip sn xut cn cng nghip ch thc s pht trin mnh, tng cng qui m, v cc hot ng thng mi t u thp k 80, c bit cc quc gia nh Brazil v M.

Hin nay, khi nim nhin liu sinh hc thng uc s dng ch nhin liu sinh hc lng ch yu cho cc phng tin giao thng vn ti nhm b sung/thay th cho nhin liu ha thch. Sn lng ethanol sinh hc tng ln gp ba ln tnh t nm 2000 n nm 2007, trong M v Brazil ng gp phn ln cho s gia tng ny (xem Bng 1). Diessel sinh hc gia tng thm ch nhanh hn trong cng giai on, t 1 t lt ti gn 11 t lt (Hoogeveen, Faures et al., 2009). Nhu cu nhin liu sinh hc (v sn xut) tng lin quan vi mt s l do di y: 1) Mi trng--nhng quan tm n mi trng khng kh trong lnh l u tin x hi v chnh tr trn ton th gii. V d cc nghin cu u tha nhn rng trn thc t, ethanol t ma ng c th cho php gim pht thi kh nh knh trn 70% so vi xng du truyn thng. Diesel sinh hc cng c kh nng gim thiu lng pht thi tng t (Bng 2); 2) An ninh nng lng--tng ph thuc vo nng lng nhp khu, c bit l trong bi cnh gi xng du bin ng v theo xu hng tng l mt lo lng ph bin, c bit l EU v Hoa K; 3) p lc kinh t v x hi--nhng mong mun pht trin nng nghip, nng thn, to cng n vic lm (Rosillo-Calle & Walter 2006 uc trch dn ti Walter, Rosillo-Calle et al. 2007). Hp 1 trnh by tnh hnh kinh t ca nhin liu sinh hc trong 3 quc gia sn xut NLSH chnh trn th gii trong nhng nm gn y.

Bng 2. Sn xut nhin liu sinh hc v d bo mt s quc giaQuc giaLng cn sn xut(triu lt)% so vi tng lng cn th gii% so vi tng lng xng s dngLng du sinh hc sn xut(triu lt)% so vi tng lng diesel th gii% so vi tng lng diesel s dng

200820172008201720082017200820172008201720082017

M 38,40052,40050414.66.02,0201,7301670.50.5

Brazil 22,10040,500293240.456.67602,5206101.23.6

Trung Quc 6,69010,200982.04.0nananananana

EU 4,40011,900692.24.96,58013,30054543.05.0

n 1,9103,570232.75.6317385320.90.9

Ca-na-a 1,3802,730222.34.1207660231.12.8

Colombia 497796115.25.0218388224.05.3

Thi Lan 4081,790112.111.74875000.00.0

Nam Phi 369683010.01.900000.00.0

In--n-xia 212227000.00.07532,9906120.77.9

Vit Nam 164532000.00.005000.00.0

c1561,000010.53.3911994748.28.2

Philippine105126000.70.5085000.10.8

Th Nh K7781000.91.200000.00.0

Ma-lay-xia7084000.00.04431,140450.40.8

Ethiopia3874000.30.7636000.20.8

Tanzania2943001.02.51053000.82.6

Mozambique2428000.31.9334000.42.2

Peru2240000.20.200000.00.0

Tng77,100127,0005.57.612,30024,4001.52.6

Ngun: OECD/FAO (trch trong Hoogeveen, Faures et al. 2009)

Sn lng ethanol sinh hc trn ton th gii c t 125 t lt vo nm 2017, gp i sn lng nm 2007. Hu ht c sn xut Brazil v xut sang th trng EU v M. Diesel sinh hc s gia tng vi t l cao hn so vi ethanol sinh hc v t gn 24 t lt vo nm 2017. i vi ethanol sinh hc, nhng qui nh bt buc i vi vic pha trn v s dng xng sinh hc lm nhu cu tng v loi nhin liu ny, t thc y cc hot ng thng mi quc t. i vi diesel sinh hc, hu ht cc hot ng thng mi tp trung vo vic xut nguyn liu th, t cc nh my du c ti Malaysia v Indonesia sang th trng EU (OECD/FAO 2008 trch trong Hoogeveen, Faures et al. 2009) (xem Bng 2 trn). Bng 3: Lng pht thi trung bnh ca NLSH so vi nhin liu truyn thng(VT: %)

Ngun: Balat M et al., 2008 (trch trong Demirbas 2009)

Brazil v M sn xut ti lng nhin liu sinh hc ton cu. Mi y, M vt Brazil, tr thnh quc gia sn xut NLSH ln nht trn th gii. Sn xut ethanol ca M ch yu t ng, tng mnh trong nhng nm gn y do c nhng u i v thu, cc qui nh bt buc, v nhu cu s dng ethanol thay th MTBE[footnoteRef:1] trong pha ch xng. S gim gi thnh sn xut, tng gi du v cc loi phng tin mi ra i cho php cho s chuyn i gia ethanol v xng du truyn thng, to ra nhng kch thch cho cc sn phm mi. Nhin liu sinh hc chim 20% ti Brazil v 3% ti M trong tan b lng nhin liu phc v cho hot ng giao thng vo nm 2007 (Hnh 1). [1: Methyl-tertiary-butyl-ether (MTBE) l mt ph gia ho hc nhm tng hm lng oxy trong xng mogas, gip tng hiu sut t xng trong ng c, t gim lng pht thi c hi. Tuy nhin, MTBE sau ny c chng minh l cht gy nhim ngun nc, bi vy b cm s dng M.]

Cn sinh hc (Ethanol sinh hc)Ehtanol c th sn xut t bt k cht hu c c ngun gc sinh hc c hm lng ng nht nh v cc vt cht c th chuyn i sang dng ng nh tinh bt hoc cenllulose. Ma ng, c ci ng, la min ngt .. l nhng v d v sn phm cha ng. La m, la mch v ngl cc sn phm cha tinh bt. Mt phn ng k cc cy ly g v cy thn tho c thnh phn ch yu l cellulose c th c chuyn i sang ng.[footnoteRef:2] Tt c cc loi cy ny/vt liu ny u c th s dng cho sn xut ethanol (Escobar v cng s 2009). [2: V d, Nh my Cng ngh Sinh hc Zesheng Co. Ltd (Sn ng, Trung Quc) sn xut cn t cellulose. 1 tn cn c th sn xut t 7 tn rm r (Zhong 2010). Tuy nhin rm r Vit Nam thng c t ly tro trc khi nng dn chuyn sang v mi.]

Cng ngh sn xut ethanol sinh hc truyn thng da trn c s ln men ng trc tip t ng ma, c ci ng hoc dn tip chuyn i t tinh bt trong ng cc. Ethanol sau c chng ct v tch nc sn xut nhin liu lng (cn). Ti cc quc gia OECD, hu ht cc loi ethanol c sn xut t sn phm cha tinh bt nh ng, la m v la mch. Ngc li, cc quc gia vng nhit i nh Brazil, ethanol c sn xut t ma ng hay mt r ng (mt loi ph phm t sn xut ng) cc quc gia khc (OECD 2008).

Hp 1: Sn xut NLSH ti Brazil, M, v Trung QucBra-xin, Ngnh cn sinh hc gip tit kim $121,3 t trong giai on t 1976-2004. Chi ph to cng n vic lm (VD: o to k nng) ngnh nhin liu rt r, khong $10/vic lm, so vi $80/vic lm ngnh hng tiu dng, v $200/vic lm ngnh cng nghip ho cht / ho du.M, Nm 2010, sn xut 13 t gallons cn, thay th cho 445 triu thng du th -- nhiu hn s du th nhp khu t Saudi Arabia l 55 triu thng. Cn sinh hc gip tit kim cho nc M khong $34 t.Trung Quc, nm 2008 sn xut c 1,5 triu tn, trong 55% t ng v ng cc, 33% t cu c c, v 12% t r mt. Tuy nhin, t nm 2008, Trung Quc cm s dng ng cc sn xut cn. y l l do Trung Quc tng cng nhp khu sn t Vit Nam. Ngnh NLSH ca Trung Quc c tnh s to khong 9 triu vic lm. u tin, tinh bt c chuyn ha thnh ng trong qu trnh ln men nhit cao. ng c sn xut trong qu trnh ny sau s c ln men thnh ethanol bng nm men v cc vi sinh vt khc. Qu trnh chuyn ha t ng cc sang ethanol s to ra mt s sn phm ph giu m dng lm thc n gia sc. Cc sn phm phm ph ny gp phn gim gi thnh sn xut cn sinh hc. Ngoi ra, tn d cy trng v cc sn phm ph c th s dng cung cp nhit v nng lng cho qu trnh sn xut cn sinh hc (OECD 2008).

Trong 2 thp k gn y, sn xut ethanol gia tng mt cch nhanh chng nhiu quc gia mt phn nhm thch ng vi gi du tng. S khuyn khch ca chnh ph v cc qui nh v tiu chun k thut gp phn cho s pht trin ca nhin liu sinh hc. Ethanol c sn xut trn ton cu gia tng gp 3 ln trong giai on 2000-2007 v t ngng 52 t lt vo nm 2007. Hoa K l nc ng u v sn xut NLSH (Biu 1). hu ht cc quc gia, ethanol c sn xut ch yu phc v nhu cu ni a, mc d cc hot ng xut nhp khu NLSH cng ang tng ln nhanh chng. D bo trong thi gian ti, nhu cu NLSH tng s ko theo s m rng v a l trong sn xut ngnh hng ny trn th gii (Biu 2).

Biu 1. Sn xut ethanol sinh hc trn th gii, 2000-2007

Ngun: F.O.Licht 2007 (trch trong OECD 2008).

Biu 2. Cc khu vc sn xut ethanol sinh hc v d bo

Ngun: Berg (2004).

Diesel sinh hcV c bn, diesel sinh hc c th sn xut t du v cc cht bo: 1) Cc cy cha du: nh hi ly, du c Chu Phi, u tng, ht ci du, hng dng, du m curcas, cy l gai, , 2) Du thc vt qua s dng, thu t cc nh hng, khch sn v h gia nh, 3) Cht bo ng vt t cc l m gia sc, nh my ch bin (Escobar, Lora et al. 2009).

Cng ngh ph bin nht s dng trong sn xut diesel sinh hc l da trn qu trnh chuyn ha este ca du thc vt hoc m ng vt. Qu trnh ny tri qua cc bc bao gm tinh lc nguyn liu loi b nc v cc cht gy nhim, sau trn sn phm thu c vi ru (thng l methanol) v mt cht xc tc (thng l NaOH hoc KOH). Cc phn t du (triglycerides) b b gy v tng hp thnh este (diessel sinh hc) v glycelrol, cc sn phm c tch ra v tinh lc. Qu trnh ny cng to ra glycerine s dng cho cng ngh m phm, y dc v thc phm (OECD 2008).

Tng sn lng diesel sinh hc trn th gii cn mc rt thp so vi ethanol, c tnh ch khong 10,2 t lt vo nm 2007. Gn 60% diesel sinh hc c sn xut EU trong Php v c l quc gia sn xut ln nht. Diesel sinh hc ca Hoa K tng nhanh chng trong nhng nm gn y. Vo nm 2010, tng gi tr diesel sinh hc ton cu t ngng 18.4 t la M v k vng t 71 la vo nm 2020 (PikeResearch 2010). Nm 2007 Hoa K tr thnh quc gia ng th hai v sn xut diesel sinh hc trn th gii ch sau c. Cc quc gia khc nh Malaysia v Indonesia bt u sn xut diesel sinh hc v xut sang th trng EU (Biu 3).

Ngoi du thc vt, cc nguyn liu khc cng c th c s dng sn xut diesel sinh hc. Du thc vt qua s dng c thu li t cc nh hng v h gia nh cng c th l mt ngun nguyn liu u vo kh quan cho sn xut diesel sinh hc do cc sn phm ny t c tc dng s dng cho cc mc ch khc.

Biu 3. Sn xut diesel sinh hc trn th gii, 2000-2007

Ngun: EBB (2008), F.O.Licht (2007), IEA (2007), Agra-Informa 2008) (trch trong OECD 2008).

2. S dng nhin liu sinh hcMc d sn lng ethanol v diesel sinh hc gia tng ng k trong thi gian qua, t l cc nhin liu ny ch mc rt nh so vi nhin liu ha thch trong c cu nng lng s dng. T l nhin liu sinh hc trong tng s nhin liu dng trong giao thng vn ti vo khong 20% ti Brazil v 3% ti M trong nm 2007 (Biu 4). Nhin liu sinh hc dng trong lnh vc giao thng c cho l s tng tng mnh trong cc nm ti, c tnh cn sinh hc s chim 7.6% v diesel sinh hc chim 2,6% tng nhin liu dng trong giao thng vo nm 2017.

Nhu cu s dng ethanol tng ch s octan ngy cng ln nhiu quc gia, c bit l M sau khi MTBE b cm s dng v l do nhim mi trng nc. Hin nay, cc loi phng tin giao thng vi ng c c ci tin c th s dng c c ethanol tinh khit ang c nghin cu v pht trin. Tnh theo qung ng lu thng, phng tin s dng cn c th t khong cch tng ng xe cng loi chy xng mogas, mc d nng lng ca cn sinh hc thp hn so vi xng mogas. mt s quc gia, khch hng c th s dng cc phng tin c kh nng chuyn i s dng nhin liu pha ethanol nng cao hoc xng mogas mt cch d dng (Brazil cho lu hnh ph bin loi phng tin ny trong mt s nm qua). Vic ny gip ngi s dng phng tin th trnh c nhng tc ng khi gi xng du hoc gi nhin liu sinh hc t ngt tng ln, hoc hng li khi gi loi nguyn liu no gim. Cc loi phng tin ny to ra lin kt gia th trng xng du v th trng ethanol cht ch hn (OECD 2008).

Biu 4. T l nhin liu sinh hc trong tng s nhin liu s dng trong giao thng vn ti ( mt s quc gia)

Ngun: EBB (2008), F.O.Licht (2007) and IEA (2007) (trch trong OECD 2008).

Nhng c gng a ethanol ra th trng s dng cho cc ng c t trong ch yu l cc loi c t l pha trn thp nh E5, 10. Cc loi xng sinh hc ny c phn phi nhiu quc gia. Vi cc loi xng c t l cn thp ny, hu ht cc loi xe sn xut trong thi gian gn y s khng cn phi ci tin ng c. Cc loi xng sinh hc ny c th phn phi tng t t nh xng mogas trn c s thit b hin ti. Tuy nhin, khi t l pha trn cao hn 30% ethanol, sn phm h hn ch c th s dng cho cc loi xe ci tin ng c. Ethanol c tr s octane cao, bi vy tng gi tr s dng cho xng sinh hc. Xng sinh hc c nhng c tnh k thut tt, mc d hm lng nng lng ch bng 2/3 so vi xng mogas. Tuy nhin, tnh bt n nh cao (d bay hi) ca ethanol s cn nhng iu chnh pha trn , nht l trong iu kin ma h (OECD 2008).

Theo nh (Berg 2004), ethanol s dng cho mc ch nhin liu ngy cng tng trong tng s ethanol c s dng trn ton th gii (Biu 5).

Tng t nh ethanol, diesel sinh hc c pha trn vi diesel truyn thng thng ch t l 5% (B5) v s dng c cho cc loi phng tin chy bng du diesel truyn thng. Ti nhiu quc gia, diesel sinh hc c t l pha ln ti 30% (E30) hay thm ch l 100% (E100). Ti c, B100 c s dng trong mt s nm gn y, v c phn phi ti hn 700 cy xng. Nng lng ca diesel sinh hc ch bng khong 90% so vi diesel truyn thng nhng c tnh nng bi trn v ch s cetan cao hn (so snh nh tnh ton cht lng t ca diesel trong iu kin nn). iu ny c ngha l gi tr s dng ca diesel sinh hc l tng t nh diesel khong (OECD 2008).

Biu 5. S dng ethanol trn Th gii

Bia/ ruNhin liu Cng nghip

3. Th trng nhin liu sinh hc ton cu Th trng nhin liu sinh hc trn th gii hin cn qu nh, c tnh ch khong 5 t lt mi nm, tng t 1 t lt vo nm 2000 (F.O. Flicht 2007 trch trong OECD 2008). Hot ng xut nhp khu ethanol cn b cho phi bi ethanol dng cho mc ch phi nhin liu (VD: cng nghip ch bin nc gii kht v cng nghip ha cht). Tuy nhin t l phn trm ca ethanol phi nhin liu trn th trng ethanol th gii l gim t khong 75% t u th k cho ti gia 50 v 60% trong nhng nm gn y. Tuy nhin, cc t l ny cha phn bit c th gia ethanol nhin liu v phi nhin liu bi v chng c tnh ton trn cng mt m xut nhp khu (tariff lines) (y c th l l do dn n s khc bit vi bo co ca Berg (2004) nh trnh by trn.

Cho n nay, Brazil l quc gia xut khu ethanol ln nht th gii. Vo nm 2006, Brazil xut khu 3,5 t lt ethanol trong s 5 t lt ethanol c mua bn trn th trng th gii (ngoi tr cc giao dch ni b trong th trng EU). M nhp khu hn 50% lng ethanol xut khu trn th trng th gii. Trong s 2.7 t lt ethanol m Hoa K nhp khu nm 2006, c ti 1,7 lt nhp khu trc tip t Brazil, s cn li ch yu t cc quc gia thuc khu vc Caribe (c u i thng mi vi Hoa K). Nhng quc gia ny nhp khu ethanol ngm nc t Brazil ri tch nc v xut khu tr li Hoa K.

Trung Quc gn y cng tr thnh quc gia xut khu ethanol, tuy nhin nh hn nhiu so vi Brazil. Mc d Trung Quc cng xut khu ethanol sang Hoa K v cc quc gia thuc vng Caribe, tuy nhin Trung Quc xut ch yu sang cc nc khu vc chu c bit l Nam Triu Tin v Nht Bn. Chu u l khu vc nhp khu ng hng th hai, vi mt na lng ethanol nhp khu c ngun gc t Brazil. Th trng ethanol quc t chim khong 9% tng lng ethanol sn xut trn th gii (khong 5 t lt) (Biu 6).

Biu 6. Xut nhp khu ethanol trn th gii, 2006

Ngun: F.O.Licht, 2008 (trch trong OECD 2008).

Cc quc gia xut khu diesel sinh hc chnh hin nay l Indonesia v Malaysia v EU l khu vc nhp khu ch yu. Ti M, nh cc chnh sch nhin liu sinh hc m quc gia ny va l ni nhp khu cng nh xut khu diesel sinh hc quan trng. Diesel sinh hc nhp khu c pha vi lng nh du diesel truyn thng (