Nhiên liệu máy bay từ… chất thải?

[Romano]

Trong cuộc đua tìm kiếm nhiên liệu máy bay phản lực bền vững, một số công ty đang ngày càng sáng tạo.Mới đây, một startup ở Anh có tên Firefly Green Fuels đã tạo ra nhiên liệu bằng một trong những nguồn tài nguyên dồi dào nhất thế giới.

Hàng không thương mại tạo ra khoảng 2,5% lượng khí thải carbon toàn cầu, góp phần gây ra biến đổi khí hậu. Những nỗ lực nhằm giảm tác động của ngành này đang được tiến hành, với sự phát triển của máy bay chạy bằng điện và hydro.

Tuy nhiên, công nghệ này còn lâu mới có thể cung cấp đủ năng lượng cho các chuyến bay chở khách đường dài. Thay vào đó, hàng không thương mại đang tìm cách sử dụng nhiên liệu hàng không bền vững (SAF).

Hiệp hội Vận tải Hàng không Quốc tế (IATA) ước tính SAF có thể đóng góp tới 65% mức giảm phát thải cần thiết để ngành hàng không đạt mục tiêu phát thải carbon 0 vào năm 2050, theo thỏa thuận lịch sử đạt được vào năm 2022.SAF đốt cháy giống như nhiên liệu máy bay thông thường và tạo ra cùng một lượng khí thải khi máy bay đang bay. Tuy nhiên, nó có lượng khí thải carbon thấp hơn trong toàn bộ chu kỳ sản xuất, vì thường được tạo ra từ các nhà máy đã hấp thụ carbon dioxide (CO2) từ khí quyển.

Trong cuộc đua tìm kiếm nhiên liệu bền vững thay thế dầu cho động cơ phản lực của máy bay, Firefly Green Fuels đã tìm ra cách sáng tạo từ phân người. Trong trường hợp nước thải, được tạo ra từ thực vật và các thực phẩm khác mà con người ăn và đi qua hệ thống tiêu hóa, lượng CO2 hấp thụ đó sẽ được giải phóng trở lại khí quyển khi SAF đốt cháy, trong khi việc đốt nhiên liệu máy bay phản lực làm từ nhiên liệu hóa thạch sẽ thải ra lượng carbon đã bị khóa lại.Green Fuels là công ty đã phát triển nhiên liệu có lượng carbon thấp từ đầu những năm 2000, gồm dầu diesel sinh học làm từ dầu hạt cải cho ô tô và xe tải. Là một công ty con của Green Fuels, Firefly Green Fuels đã chuyển sang nghiên cứu nhiên liệu máy bay. James Hygate - Giám đốc điều hành Firefly Green Fuels cho rằng đây là một cơ hội bị bỏ lỡ. Rất nhiều thứ, có mặt ở mọi nơi trên thế giới chưa được khai thác, khiến chúng trở thành vật liệu có giá trị rất thấp.

Xử lý phân thành nhiên liệu
Để biến phân thành nhiên liệu có thể sử dụng được, Firefly Green Fuels sử dụng một phương pháp gọi là hóa lỏng thủy nhiệt, rất phù hợp với chất thải ướt. Bằng cách kết hợp áp suất cao và nhiệt, nó chuyển đổi nước thải thành than sinh học giàu carbon (một loại bột có thể dùng làm phân bón cây trồng) và dầu thô.

Cho đến nay, việc sản xuất chỉ ở quy mô nhỏ trong phòng thí nghiệm nhưng những kết quả ban đầu rất hứa hẹn. Phân tích độc lập của các nhà nghiên cứu tại các trường đại học ở EU và Mỹ cho thấy nó gần giống với nhiên liệu máy bay phản lực hóa thạch tiêu chuẩn.

Theo phân tích do Đại học Cranfield (Anh) thực hiện, nhiên liệu tái tạo này cũng có lượng khí thải carbon thấp hơn 90% so với nhiên liệu máy bay phản lực tiêu chuẩn.

Firefly Green Fuels đang tìm cách mở rộng quy mô sản xuất trong những năm tới, đồng thời dự kiến sẽ nộp đơn đăng ký trong năm nay về quy trình đánh giá nhiên liệu với cơ quan tiêu chuẩn ASTM International.

Sau đó, họ sẽ xây dựng một cơ sở chế biến ở Anh mà ông Hygate hy vọng sẽ hoạt động trước năm 2030 và có khả năng xử lý 100 nghìn tấn dầu thô sinh học mỗi năm, hoặc sản xuất khoảng 40 triệu lít SAF.

Theo Giám đốc điều hành Firefly Green Fuels, con số trên đủ cho 800 chuyến bay từ London đến New York. Ông nói thêm rằng, nó sẽ đắt hơn dầu hỏa thông thường được sử dụng trong máy bay nhưng lại rẻ hơn để sản xuất so với các loại nhiên liệu sinh học khác.

Một số thách thức
Firefly Green Fuels cho rằng, việc xử lý nước thải phải đơn giản và công ty này đã đàm phán với một số đối tác cấp nước của Vương quốc Anh. Tuy nhiên, ông James Hygate thừa nhận việc cấp vốn cho các cơ sở chế biến có thể là một thách thức.

Đây là những dự án cơ sở hạ tầng lớn cần tiền hỗ trợ để thành hiện thực. Cho đến nay, Firefly Green Fuels mới nhận khoản tài trợ nghiên cứu trị giá 2,5 triệu USD từ Chính phủ Anh và khoản đầu tư 6,3 triệu USD từ hãng hàng không châu Âu Wizz Air.

Tuy nhiên, số lượng nước thải là một thứ không thể tăng lên được. Ông Hygate ước tính nếu toàn bộ nước thải có thể sử dụng được của Vương quốc Anh được đưa vào sản xuất nhiên liệu hàng không thì chỉ đáp ứng được 5% nhu cầu nhiên liệu máy bay phản lực của Anh. Do đó, nó sẽ phải được sử dụng cùng với các nguyên liệu SAF khác như dầu hạt cải.

Một báo cáo năm 2023 của Hiệp hội Hoàng gia về các giải pháp giúp hàng không phát thải ròng bằng 0 cho thấy quy mô và tính sẵn có của nguyên liệu thô là một hạn chế đối với nhiên liệu sinh học. Bên cạnh đó, việc sản xuất đủ để duy trì nhu cầu hàng không của Anh sẽ cần hơn một nửa diện tích đất nông nghiệp của đất nước.

Bất chấp những trở ngại, nhiên liệu sinh học có thể sẽ đóng một vai trò quan trọng trong tương lai của ngành hàng không. Chuyến bay xuyên Đại Tây Dương thương mại đầu tiên sử dụng 100% SAF (làm từ dầu ăn thải và mỡ động vật) đã cất cánh từ London đến New York vào tháng 11/2023.

Giám đốc chính sách Cait Hewitt tại Liên đoàn Môi trường Hàng không của Anh cho biết nước thải là một giải pháp tiềm năng thú vị và không thể bỏ qua. Tuy nhiên, bà cảnh báo rằng, giống như tất cả SAF, nó vẫn sẽ tạo ra cùng một lượng khí thải carbon khi máy bay đang bay và không giải quyết được vấn đề về các vệt khói, vốn cũng góp phần đáng kể vào sự nóng lên toàn cầu do ngành hàng không tạo ra.