Tảo - nguồn năng lượng tuyệt vời nhưng cũng không hề dễ khai thác cho tương lai

Ít ai nghĩ rằng, tảo có thể cung cấp năng lượng cho sự phát triển của loài người. Thực tế, nhiều nhà sinh học coi tảo là phép lạ của năng lượng xanh. Nhiều nghiên cứu chỉ ra được tiềm năng vô hạn của loại thực vật này, nó đủ khả năng thay thế hoàn toàn điện hạt nhân hay giúp phát triển những chuyến bay "xanh".

Tuy vậy, tảo là sinh vật phức tạp, có khả năng khai thác nhưng lại khó khai thác hiệu quả, đồng thời cũng sẽ tiêu tốn nhiều tiền của để nghiên cứu. Chúng ta đang đứng giữa 2 lựa chọn, một bên là vì tương lai loài người, còn lại là lợi ích kinh tế.

Tại sao tảo tuyệt vời đến vậy?

Từng có nhiều nghiên cứu xuất hiện trên mặt báo về tiềm năng của tảo trong lĩnh vực năng lượng. Chắc chắn loài thực vật này thân thiện hơn với dầu và các năng lượng hóa thách khác. Điều này cho con người thêm 1 cơ hội để xử lý vấn đề biến đổi khí hậu và cạn kiệt năng lượng hóa thạch.

Trong năm 2013, một bài báo đăng trên tạp chí Công Nghệ Bioresource đưa ra kết quả nghiên cứu về việc sử dụng năng lượng từ tảo biển sẽ giúp cắt giảm 50-70% lượng khí thải CO2. Nó cũng hiệu quả hơn nhiều loại năng lượng sinh học khác, như năng lượng từ ngô và chế phẩm sinh học. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho biết tảo có thể mang lại hiệu quả năng lượng gấp 60 lần so với các loại cây trồng trên đất liền.

Lúc này, nhiều tập đoàn lớn bắt đầu quan tâm tới sự xuất hiện của loại năng lượng sinh học mới. Năm 2011, United Airlines từng thực hiện thành công một chuyến bay sử dụng năng lượng từ tảo =, từ Chicago tới Houston.

Nhiều người thậm chí còn bắt đầu nghĩ tới viễn cảnh tảo thay cho năng lượng hạt nhân. Sự thiếu an toàn của các lò phản ứng hạt nhân sản xuất điện đang nhận được nhiều cảnh báo sau khi liên tiếp các vụ việc liên quan tới rò rỉ chất thải xảy ra. Trong vụ Fukushima, Nhật Bản, các nhà khoa học Nhật đã ngay lập tức lên kế hoạch tìm một nguồn năng lượng khác thay thế cho năng lượng hạt nhân, và họ bắt đầu nghiên cứu giải pháp tảo. Tuy vậy, 1 số khó khăn xảy ra khi tảo khó có thể sống qua mùa đông khắc nghiệt tại Fukushima.

Nhật Bản là 1 trong những nước tích cực phát triển năng lượng tảo và có xu hướng sử dụng nó như một loại nhiên liệu chính trong tương lai, đặc biệt phục vụ cho các phương tiện giao thông để giảm đi khí phát thải ra môi trường. Thủ tướng Nhật Bản Shinzo Abe tỏ ra rất quan tâm tới công nghệ năng lượng mới này khi chính ông đã đặt tên cho một công ty năng lượng sinh học nghiên cứu về tảo.

Công ty này có tên là Euglena, công bố mới nhất hồi tuần trước cho biết họ đang làm việc với hãng hàng không lớn nhất tại Nhật là All Nippon Airways để thử nghiệm dùng năng lượng tảo cho các chuyến bay. Euglena đã chi ra khoảng 25 triệu USD để xây dựng nhà máy, trong đó có thể sản xuất hơn 33.000 gallon tảo mỗi năm.

Chuyên gia tại Euglena đang nghiên cứu biến tảo thành năng lượng.

Tuy nhiên, số lượng đó chỉ là muối bỏ bể so với năng lượng mà thế giới cần. 33.000 gallon tảo của Euglena chỉ tương ứng với số năng lượng chiếc Boeing 747 đốt trong 1 chuyến bay 10 giờ đồng hồ. Đó là lý do tại sao cần sớm tìm ra các cách sản xuất giá rẻ có thể đủ cung ứng cho các mục tiêu lớn hơn.

Tảo ở mọi nơi, nhưng không phải tất cả đều có giá trị

Bạn có thể đã nghe về việc "tảo nở hoa". Đó là khi số lượng tảo tăng đột biến về số lượng tại các dòng sống, suối và ao hồ. Đôi khi, tảo còn gây hại cho cá cũng như các loài thủy sinh khác. Sự gia tăng thiếu kiểm soát của tảo mang lại rất nhiều vấn đề.

Cơ quan bảo vệ môi trường Nhật Bản cho biết, nhiệt độ ấm hơn sẽ khiến tảo sinh sôi nhanh chóng ở cả môi trường nước mặn hay nước ngọt. Các nhà khoa học Mỹ cũng công bố hồi đầu năm nay về việc số lượng ngày càng tăng của tảo ở các vùng phía Tây nước Mỹ cho tới Alaska. Nhưng vẫn không ghi nhận bất cứ sự thiệt hại nào của ngày nông nghiệp và thủy sản liên quan tới việc tảo sinh sôi mạnh mẽ. Chưa hết, việc tảo sinh sôi có thể khiến lượng oxy trong nước bị hút cạn.

Nhưng sẽ ra sao nếu chúng ta vét sạch số tảo khổng lồ trong các sông hồ này để làm nhiên liệu cho Boeing 747? Nếu bạn nghĩ như vậy thì bạn đang hiểu nhầm về công nghệ năng lượng sinh học này. Thực tế, "tảo" là 1 khái niệm khá rộng.

"Tảo là một tập hợp của rất nhiều sinh vật khác nhau về đặc điểm và thành phần. Một số độc hại còn một số thì không, chúng ta chọn các loài tảo không độc hại để tạo ra năng lượng", người phát ngôn Bộ Năng Lượng Hòa Kỳ cho biết.

Nhiều loài tảo "xấu xa" không thể sử dụng làm năng lượng.

Quỹ Thiên Nhiên Quốc Gia Hoa Kỳ cho rằng những loài tảo nở hoa đang sinh sôi nảy nở rất nhanh thường có hại. Các loài tảo độc hại này thường được gọi là HAB bao gồm cả lam khuẩn, không thể sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học.

Thật không may, trong tương lai HAB sẽ ngày càng xuất hiện nhiều, đe dọa tới môi trường sống dưới nước. Nguyên nhân của vấn đề này tới từ việc biến đổi khí hậu. Thậm chí, các loài HAB còn có thể gây ra hạn hán, nhiễm mặn ảnh hưởng tới ngành nông nghiệp. Lượng khí CO2 cũng sẽ tăng lên nếu loài tảo này sinh sôi. Trong 8 tháng qua, lượng mưa lớn bất thường tại các vùng đông bắc nước Mỹ đã khiến HAB thoải mái sinh sôi nảy nở, tới mức, tại một số hồ nước người ta đã phải cắm biến "Cấm uống nước tại Hồ".

Để có được năng lượng sinh học từ tảo, chúng ta phải tự tay trồng

Với công dụng thay thế dầu mỏ, bảo vệ môi trường, năng lượng từ tảo đang là mục tiêu được nhiều quốc gia nghiên cứu một cách nghiêm túc. Không giống như dầu mỏ, chúng ta có thể khai thác từ dưới lòng đất, năng lượng kiểu mới cần được nuôi dưỡng trong điều kiện đảm bảo, rất khó để tạo ra chúng.

Bà Quay Dortch, Cục Quản Lý Đại dương và Khí quyển Quốc Gia cho biết, lượng tảo trong tự nhiên gần như vô giá trị. "Chúng tôi không hề đầu tư vào việc thu hoạch tảo nở hoa trong tự nhiên, do không thể dự đoán được sinh khối và thành phần lipid của chúng".

Cách nuôi tảo trong phòng thí nghiệm.

Đến giờ, chúng ta đã làm được gì?

Có vẻ chặng đường biến tảo thành nguồn năng lượng thanh thế hoàn toàn cho các loại nhiên liệu hóa thạch sẽ còn rất dài. Các chính phủ và công ty năng lượng đang cố hết sức để tìm ra cách tạo dược nhiều loại tảo có ích hơn, đồng thời giảm giá thành sản xuất chúng. Ngoài ra, việc ngăn chặn sự sôi của các HAB cũng vô cùng quan trọng, khi loài này đang ngày càng lan tỏa rộng hơn và phá hủy môi trường sống dưới nước.

Ở thời điểm này, mỗi gallon tảo tốn tới 3 USD để sản xuất, không hề rẻ hơn giá dầu thô. Đó là lý do các nhà khoa học vẫn cần tiếp tục nghiên cứu để tìm ra phương pháp giá rẻ trong phòng thí nghiệm, trước khi đưa vào dây chuyền sản xuất hàng loạt. May mắn rằng, tảo là một loài thực vật sinh sôi khá nhanh, nó không mất hàng trăm triệu năng để hình thành như dầu mỏ hay than đá, nên nếu thành công trong phòng thí nghiệm, việc tạo ra lượng tỏi lớn phục vụ các phương tiện công cộng là hoàn toàn khả thi. Trong một giờ, tảo có thể tự nhân đôi số lượng của chúng.

Vẫn còn nhiều thách thức được đặt ra phía trước, nhưng việc nói tảo là nguồn năng lượng của tương lai không hề sai. Chúng ta sẽ sớm có có điện sạc pin smartphone tạo ra từ tảo, xe buýt chạy bằng tảo hoặc thậm chí là tất cả các chuyến bay thương mại đều sử dụng năng lượng sinh học này. Tảo sẽ là nguồn năng lượng giúp loài người bay cao và bền vững.