Tương lai của giao thông đường bộ cacbon thấp: Vai trò của nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai là gì?

English: “The Future of Low-Carbon Road Transport:
What Role for Second-Generation Biofuels?”

Tháng 6/2015 – Báo cáo của nhóm nghiên cứu chính sách đổi mới công nghệ năng lượng, Trung tâm Belfer về các vấn đề khoa học và quốc tế, Trường Harvard Kennedy.

Các tác giả: Cựu nghiên cứu viên sau tiến sỹ Joern Huenteler, thuộc nhóm nghiên cứu công nghệ năng lượng chính sách đổi mới, Henry Lee, Giám đốc Chương trình Môi trường và Tài nguyên.

SƠ LƯỢC

Belfercenter – Những hứa hẹn, triển vọng và chính sách công đánh đổi liên quan đến nhiên liệu sinh học thế hệ hai trong giao thông đường bộ đã được đề cập trong một phiên họp cấp cao tại Bảo tàng Henry Ford, Dearborn, bang Michigan ngày 7-8/4/2015. Tại cuộc hội thảo này, 28 chuyên gia hàng đầu thế giới trong các lĩnh vực, chính sách, khoa học và kinh doanh cùng gặp mặt trong phiên họp cường độ cao kéo dài 2 ngày (xem Phụ lục để biết danh sách những người tham dự). Những cuộc thảo luận tại cuộc họp không chính thức với các đại biểu tham dự với tư cách cá nhân hơn là đại diện cho tổ chức nơi họ làm việc. Báo cáo này tóm tắt những điểm và vấn đề chính được đưa ra trong 2 ngày. Báo cáo đã được thông qua bởi tất cả các đại biểu. Bản tóm tắt nhằm mục đích phản ánh nội dung bề rộng của cuộc thảo luận hơn là đưa ra bất kỳ hình thức đồng thuận chung nào giữa các bên tham gia.

Những điểm nổi bật

• Có một vài lựa chọn về nhiên liệu giúp làm giảm nhanh lượng phát thải cacbon từ giao thông đường bộ. Các lựa chọn này bao gồm điện và khí hydro sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo và nhiên liệu sinh học bền vững ít cacbon. Tuy nhiên, không một lựa chọn nào trong số này có thể cạnh tranh [về giá cả] với nhiên liệu hóa thạch truyền thống vào thời điểm này, và trong thời gian ngắn giảm thiểu phát thải biên có vẻ như là mục tiêu dễ đạt được hơn nhờ những cải tiến về hiệu suất động cơ, bao gồm điện hóa cục bộ dưới dạng các xe chạy điện kiểu hỗn hợp, và các nhiên liệu sinh học thế hệ thứ nhất chọn lọc. Do đó một trong những thách thức chính là thu hút đầu tư liên tục vào nghiên cứu và phát triển để làm giảm các chi phí của xe nhiên liệu thay thế và nhiên liệu sinh học ít cacbon.

• Nhiên liệu sinh học thế hệ hai hiện đang được sản xuất với số lượng có hạn ở quy mô thương mại tại Mỹ, chủ yếu dưới dạng ethanol từ cellulose thuộc các nguyên liệu sinh học thô khác nhau. Nhưng sự đầu tư vào nhà máy chế biến sinh học cellulose sẽ tiếp tục phải phụ thuộc vào trợ cấp chính phủ trong nhiều năm nữa. Người tiêu dùng chưa sẵn sàng để trả một số tiền lớn cho nhiên liệu sinh học, bằng chứng là E85 rất ít được tiêu thụ bởi những người sở hữu phương tiện đa nhiên liệu. Bên cạnh đó, khi tổng chi phí sản xuất vẫn còn lớn hơn 5 USD/gallon, nhiên liệu sinh học sản xuất từ cellulose khó lòng cạnh trạnh với nhiên liệu xăng truyền thống và xe chạy điện kiểu hỗn hợp trên thị trường đại chúng cho giao thông đường bộ trong tương lai gần. Vì vậy, cần thiết phải có trợ cấp trực tiếp của chính phủ để làm cho việc đầu tư vào nhiên liệu sinh học cellulose trở nên hấp dẫn hơn.

• Có một cuộc tranh luận nảy lửa về mức độ phát thải cacbon của nhiên liệu sinh học và mặc dù đã có sự nhất trí giữa các cơ quan quản lý ở Mỹ, cuộc tranh luận này chắc sẽ còn tiếp tục trong tương lai. Những quan ngại về môi trường xung quanh nhiên liệu sinh học đã dẫn tới câu hỏi về nền tảng cho hỗ trợ khi giá xăng thấp và sản lượng kỷ lục ở Mỹ đã làm giảm sự quan tâm của công chúng với trợ cấp trực tiếp từ chính phủ. Các đại biểu kỳ vọng rằng các cử tri có ảnh hưởng lớn trong nông nghiệp sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các chính sách về nhiên liệu sinh học. Tuy nhiên những nhà đầu tư sẽ phải chấp nhận rủi ro khi tính hợp pháp xã hội của nhiên liệu sinh học giảm đi trong quá trình đầu tư của họ.

• Nhiều đại biểu tranh luận rằng trợ cấp trực tiếp của chính phủ cho nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai là chính đáng vì giá trị như một lựa chọn công nghệ của nó. Nếu các tác động của biến đổi khí hậu trở nên trầm trọng hơn, xã hội sẽ đánh giá cao khả năng để nhanh chóng mở rộng quy mô của nhiên liệu sinh học ít cacbon. Đặc biệt là cho phương tiện và máy bay hạng nặng, tầm xa, có khá ít lựa chọn thay thế cho nhiên liệu sinh học ít cacbon tồn tại. Nhưng nếu không có sự trợ cấp ngắn và trung hạn từ chính phủ, việc chuyển đổi sang nhiên liệu sinh học làm từ cellulose khó có thể đạt được. Nếu trợ cấp trực tiếp cho nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai được điều chỉnh trên cơ sở giá trị như một lựa chọn công nghệ, các khoản trợ cấp sẽ cần phải được thực hiện với điều kiện các lợi ích khí hậu của công nghệ này đã được chứng minh và nhu cầu và sự phát triển của công nghệ tiên tiến. Nếu trợ cấp trực tiếp chỉ được sử dụng để triển khai công nghệ phát triển đầy đủ, sẽ không có giá trị như một lựa chọn mới nào được tạo ra.

• Nhiên liệu sinh học có thể được tích hợp vào các phương tiện và cơ sở hạ tầng phân phối nhiên liệu hiện có dễ dàng hơn điện hoặc khí hydro. Xăng sinh học, chủ yếu làm từ các nguyên liệu thế hệ đầu tiên, hiện đóng góp khoảng 10 phần trăm nhu cầu xăng dầu của Mỹ theo thể tích, nhiều hơn so với điện hay khí hyđrô cộng lại. Nhưng bất kỳ sự tăng trưởng nào vượt mức hiện nay sẽ khó khăn hơn, bởi vì việc sử dụng tăng cường nhiên liệu với hàm lượng ethanol cao hơn sẽ đòi hỏi phải đầu tư vào cơ sở hạ tầng phân phối và các loại phương tiện tương thích. Hiện có một số chiến lược nhằm xuyên thủng “bức tường hỗn hợp” này, nhưng để theo đuổi bất kỳ chiến lược nào trong số chúng một cách có hiệu quả đòi hỏi phải có một sự phối hợp chặt chẽ giữa các quyết định đầu tư của người nông dân, nhà sản xuất nhiên liệu, nhà bán lẻ, nhà sản xuất xe hơi và người tiêu dùng – một sự phối hợp hiện không tồn tại.

• Với nhiều đại biểu, nhiên liệu với hàm lượng ethanol trung bình (E20-E40) là lựa chọn hấp dẫn về  kinh tế và kỹ thuật để xuyên thủng “bức tường hỗn hợp”, vì chúng cho phép các nhà thiết kế động cơ và xe khai thác các tính chất octan của ethanol mà không phát sinh vấn đề về lượng năng lượng thấp của nhiên liệu với hàm lượng ethanol cao. Tuy nhiên, nắm bắt những lợi ích của ethanol đòi hỏi tối ưu hóa động cơ chuyên biệt cho hỗn hợp và thiết kế phương tiện.  Các loại phương tiện linh động về nhiên liệu chỉ có thể tận dụng một phần lợi thế của các tính chất của hỗn hợp có hàm lượng ethanol  trung bình.

• Các tiêu chuẩn nhiên liệu tái tạo (Renewable Fuel Standard – RFS) là không rõ ràng. Thứ nhất, nhiều đại biểu nhấn mạnh rằng nhu cầu ổn định, dự đoán được là ưu tiên ngắn hạn lớn nhất để phát triển nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai. Nhưng mục tiêu quá tham vọng của RFS, kết hợp với sự tranh cãi về chiến lược thực thi của EPA, đã tạo ra sự bất ổn lớn về tương lai của các quy định trộn đưa ra bởi RFS cho nhiên liệu sinh học từ cellulose. Để RFS lôi cuốn nhiều sự đầu tư hơn vào nhà máy chế biến sinh học, EPA cần phải định hình những kỳ vọng mới thực tế hơn về sự phát triển của các quy định trộn cellulosic trong trung hạn, và tạo ra sự ổn định điều tiết cho các khoản đầu tư nhằm thực hiện những kỳ vọng mới. Thứ hai, xuyên thủng bức tường hỗn hợp đòi hỏi những sự đầu tư bổ sung dọc theo chuỗi cung ứng, bao gồm sự đầu tư của nông dân, các nhà sản xuất nhiên liệu, các nhà bán lẻ, các nhà sản xuất xe, và người tiêu dùng. Điều này đòi hỏi các chính phủ liên bang thiết lập các ưu tiên chiến lược và, có thể, cung cấp các chính sách bổ sung hỗ trợ cho các đối tượng cụ thể dọc theo chuỗi cung ứng. Nếu nhiệm vụ sản xuất ethanol được tiến hành mà không có sự phối hợp và chính sách hỗ trợ như vậy, gánh nặng chi phí về phía người tiêu dùng có thể tăng mạnh.

• Bên cạnh các nhà máy chế biến sinh học, các đại biểu nhấn mạnh hai liên kết trong chuỗi cung ứng – nông dân và các nhà bán lẻ – có thể trở thành rào cản lớn nếu sản xuất và tiêu thụ nhiên liệu sinh học từ cellulose được mở rộng. Những người tham gia cho rằng sản xuất bị cản trở do thiếu nguyên liệu cellulose thành phẩm, và môi trường chính sách hiện nay không đủ khuyến khích nông dân chuyển sang nguyên liệu cellulosic chuyên dụng trên một quy mô lớn. Trong khi đó tiêu thụ bị cản trở bởi tế việc các nhà bán lẻ nhiên liệu không muốn đầu tư vào cơ sở hạ tầng cung cấp nhiên liệu cho các hỗn hợp có hàm lượng ethanol cao hơn, bởi vì họ phải đối mặt với sự bất định đáng kể về nhu cầu tiêu dùng trong tương lai của các sản phẩm nhiên liệu sinh học pha trộn khác nhau, khả năng tương thích của các hỗn hợp khác nhau với cơ sở hạ tầng hiện có, và chi phí thực tế của việc giới thiệu các sản phẩm mới. Để thu hút đầu tư đáng kể từ hai nhóm đối tượng này sẽ đòi hỏi một lực kéo mạnh mẽ từ phía người tiêu dùng cũng như cách tiếp cận chính sách sáng tạo và tập trung ở mức độ khu vực.

Những phát biểu và quan điểm thể hiện trong báo cáo này chỉ thể hiện hiện quan điểm của các tác giả và không bao hàm sự chứng thực quan điểm của Đại học Harvard, Trường Harvard Kennedy, hoặc Trung tâm Belfer về các vấn đề khoa học và quốc tế.

Dịch từ Belfercenter bởi Nguyễn Quỳnh Anh, Sinh viên Công nghệ sinh học, ĐH Bách Khoa Hà Nội.

 Link bài viết tiếng Anh đăng trên CVD: https://cvdvn.net/2015/07/09/the-future-of-low-carbon-road-transport-what-role-for-second-generation-biofuels/