Tảo – Lối thoát của cuộc khủng hoảng nhiên liệu toàn cầu
"Trạm xăng" của nhà sinh hóa Dan Robertson - lãnh đạo nghiên cứu ở Công ty Công nghệ sinh học Mỹ Joule Unlimited - nhỏ như vi khuẩn E.Coli và có màu xanh đậm như lá sồi. Robertson và đồng nghiệp đã tạo ra tảo xanh sản xuất dầu diesel. Sử dụng công nghệ gen, gây giống và kỹ thuật chọn lọc, nhóm chuyên gia sinh hóa này đang biến hóa tảo xanh thành nhà máy sản xuất dầu, ethanol và diesel. Một số nhà đầu tư như gia đình Rockefeller và người thành lập Microsoft Bill Gates đang đánh cược hàng triệu USD vào dạng năng lượng mới này.
Jason Pyle, Giám đốc điều hành ở công ty Mỹ Sapphire Energy (công ty đã sử dụng tảo để sản xuất dầu thô) giải thích: "Sản xuất dầu thô từ tảo là phương cách cụ thể nhất và khả thi nhất về mặt kinh tế để thay thế dầu mỏ".
Còn Emil Jacobs dự đoán: "Dầu chiết xuất từ tảo có giá trị về kinh tế, ít khí thải và có thể trở thành một nguồn năng lượng mới then chốt". Emil Jacobs là Phó chủ tịch phát triển và nghiên cứu ở Exxon Mobil. Công ty dầu mỏ đang đầu tư 600 triệu USD vào doanh nghiệp di truyền Synthetic Genomics của Craig Venter.
Quả thật, bất cứ doanh nhân nào là người đầu tiên bán ra thị trường nhiên liệu sinh học không khí thải và bền vững về sinh thái với giá cạnh tranh nhất sẽ không chỉ gom được hàng tỉ USD mà còn viết nên lịch sử. Ngày nay, đã có hàng trăm ngàn chiếc ôtô chạy bằng nhiên liệu sinh học ethanol, ví dụ như ở Mỹ.
Nhưng ethanol cũng có nhược điểm. Một hecta ngũ cốc sản xuất chưa đến 4.000 lít ethanol một năm, và cần đến 8.000 lít nước để tạo ra 1 lít ethanol. Ngoài ra, cây trồng dùng để sản xuất ethanol sẽ chiếm đất dành cho sản xuất lương thực.
Một trong những hậu quả nguy hại của sự bùng nổ nhiên liệu sinh học là đẩy giá lương thực lên cao từ đó có thể dẫn đến nạn đói. Do đó nhiều nhà môi trường hiện nay cho rằng, cây trồng phục vụ cho sản xuất nhiên liệu là hướng đi sai.
Tuy nhiên, tảo lại không cần đến đất nông nghiệp. Ánh sáng mặt trời, phân bón và CO 2là đủ để phát triển tảo. Tảo cũng có năng suất cao đáng ngạc nhiên. Sapphire là một trong những công ty tiên phong trong công nghệ nhiên liệu sinh học từ tảo.
Jason Pyle nói: "Chúng ta phải trồng tảo giống như lúa gạo, trong những bể nước cạn trên hàng ngàn hecta đất sa mạc". Bởi vì đó là cách duy nhất để sản xuất dầu từ tảo số lượng lớn và có giá cạnh tranh.
Sapphire mong đợi một thùng "dầu mỏ xanh" này có giá nằm trong khoảng giữa 70 và 100USD trong tương lai. Tuy nhiên yêu cầu là năng suất cao. Đội ngũ kỹ sư của Sapphire đã cho thử nghiệm loại tảo xanh kỳ diệu của họ tại một nhà máy nhỏ ở New Mexico. Cùng với Monsanto (công ty sản xuất hóa chất nông nghiệp) và công ty gas công nghiệp Linde, Sapphire có kế hoạch sắp tới sẽ nghiên cứu cơ hội thương mại tại một địa điểm rộng 120 hecta.
Tuy nhiên công ty Sapphire mới ở giai đoạn đầu, vì mới chỉ nâng cao lượng dầu trong tảo. Để có được dầu, tảo phải được thu hoạch và dầu chiết xuất qua quy trình phức tạp và đắt tiền. Để vượt qua khó khăn này, các nhà khoa học khác đang cố gắng phát triển loại tảo không cần được thu hoạch, mà chủ yếu chỉ rỉ ra nhiên liệu của tương lai.
Sản lượng tảo xanh kỳ diệu đầu tiên sẽ xuất hiện trong phòng thí nghiệm của Joule Unlimited. Công cụ của nhóm kỹ sư sinh học bao gồm môi trường nuôi trồng, hệ thống lồng ấp và quan trọng nhất là cơ sở dữ liệu chứa các chuỗi ADN của hàng ngàn vi tảo. Chương trình nghiên cứu vừa phức tạp vừa đắt tiền song thành công đầy hứa hẹn.
Các nhà vi sinh học ở Joule Unlimited đã tạo ra được giống tảo xanh bơm alkane ra khỏi màng tế bào của tảo. Alkane là hydrocarbon giàu năng lượng chứa dầu diesel. Khác với ethanol, sản phẩm cuối cùng không là dầu chất lượng thấp mà là sản phẩm tinh khiết cao không chứa sulfur hay benzene.
Mục tiêu cuối cùng của Dan Robertson là sản xuất được khoảng 140.000 lít nhiên liệu sinh học một năm từ 1 hecta đất sa mạc. Joule Unlimited đã mua khoảng 500 hecta đất sa mạc ở New Mexico để xây dựng nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học thương mại đầu tiên.
Nhưng liệu tảo có phát triển trên cánh đồng lộ thiên tốt đẹp như trong phòng thí nghiệm? Số liệu tính toán cho thấy một số loại tảo tiêu thụ nhiều phân bón và năng lượng trên một hecta đất. Và CO 2trong không khí sẽ không đủ để nuôi vi tảo. Các nhà khoa học tính toán một nhà máy nhiên liệu tảo thương mại cần đến khoảng 10.000m 3CO 2một ngày. Hiện nay, vấn đề một lượng lớn CO 2thu được từ khí thải của các nhà máy năng lượng than lớn sẽ được vận chuyển đến những nông trường tảo như thế nào và bằng cách nào vẫn chưa được rõ ràng.
Theo một bài viết mới đây đăng trên tạp chí Science, nhóm nhà nghiên cứu thuộc Đại học Wageningen ở Hà Lan tính toán rằng, về lý thuyết, một vùng đất có diện tích to cỡ nước Bồ Đào Nha (quốc gia có diện tích 92.345km 2) chứa đầy những bể nhỏ nuôi trồng tảo mới có thể thỏa mãn nhu cầu năng lượng như hiện thời của châu Âu. Do đó, một "bước nhảy vọt trong công nghệ vi tảo" là cần thiết để tăng năng suất ít nhất gấp 3 lần, các chuyên gia giải thích.
Nhưng Pyle và Robertson tin tưởng năng suất này có thể đạt được trong tương lai. Họ cũng nhấn mạnh rằng công nghệ vi tảo sẽ đáp ứng đáng kể cho nhu cầu năng lượng của con người trong tương lai. Chỉ cần có đủ đất, ánh sáng mặt trời, CO 2và nước - Robertson khẳng định. Một thuận lợi khác nữa, Robertson cho biết thêm, đó là nhiên liệu từ tảo có thể dễ dàng bơm vào những đường ống dẫn hiện có trong công nghiệp dầu mỏ. Đồng thời ôtô và máy bay không cần phải biến đổi để thích hợp cho sử dụng nhiên liệu sinh học này.
Có một điều là những chuyên gia trồng tảo ở Sapphire phải đối mặt với sự cạnh tranh của loài sinh vật nhiều chân. Pyle giải thích: "Con tôm đánh giá tảo là thức ăn ngon. Thế cho nên nếu không chú ý cẩn thận, cuối cùng chúng ta sẽ có cả một trại tôm!"
