Trong bối cảnh ngành vận tải biển toàn cầu đang gấp rút cắt giảm lượng khí thải nhà kính, một giải pháp đang nổi lên như cánh buồm mới cho hành trình bền vững – đó là nhiên liệu sinh học từ đại dương.
Đặc biệt, tảo biển và các vi sinh vật biển đang được xem là nguồn nhiên liệu sạch đầy tiềm năng, có thể giảm tới 90% khí thải so với nhiên liệu hóa thạch truyền thống vào năm 2050, theo đánh giá của các nhà khoa học tại Marine Biodiversity Canada (2024).
Không chỉ là bước đột phá về môi trường, quá trình chuyển đổi này được kỳ vọng sẽ mở ra một thị trường trị giá 300 tỷ USD, tạo hàng ngàn việc làm xanh cho cộng đồng ven biển và tái định hình hoàn toàn bức tranh công nghiệp hàng hải trong những thập kỷ tới.
Năng lượng từ tảo: Nhỏ bé, nhưng đầy sức mạnh
Không giống như các loại nhiên liệu sinh học truyền thống phụ thuộc vào cây trồng trên cạn (ngô, mía…), tảo biển có thể sinh trưởng nhanh chóng chỉ với ánh sáng, CO₂ và nước biển – tài nguyên không làm ảnh hưởng đến an ninh lương thực. Một số chủng tảo đặc biệt có thể tạo ra lượng dầu gấp 60 lần so với cây trồng trên cạn trong cùng một diện tích, theo nghiên cứu từ các cơ sở sinh học biển ven bờ Bắc Mỹ.
Tại các phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đang nuôi cấy tảo trong bể phản ứng kín hoặc hồ mở, khai thác khả năng quang hợp nhanh chóng và sản sinh lipid cao. Khi được thu hoạch, tảo sẽ trải qua quá trình chiết xuất để lấy dầu, sau đó được tinh chế thành diesel sinh học – loại nhiên liệu “xanh” có thể sử dụng ngay trong động cơ hiện hữu của tàu biển mà không cần thay đổi kết cấu.
Đặc biệt, vòng đời carbon của loại nhiên liệu này gần như trung hòa, vì lượng CO₂ thải ra khi đốt cháy được bù lại bởi lượng CO₂ mà tảo hấp thụ trong quá trình phát triển.
Không chỉ có tảo – Hệ sinh thái nhiên liệu từ đại dương
Ngoài tảo, các nhà khoa học đang tìm hiểu thêm các nguồn sinh khối biển khác như vi khuẩn lam, động vật phù du, và động vật lọc nước (sò, hàu). Nhiều loài trong số này có thể tích lũy tới 50% trọng lượng cơ thể dưới dạng lipid, làm tăng hiệu quả chiết xuất dầu sinh học.
Tuy nhiên, việc khai thác cần đi đôi với bảo tồn. Các chuyên gia từ Marine Biodiversity Canada khuyến cáo rằng: “Sự phát triển phải đi kèm kiểm soát sinh thái học để không làm tổn thương các chuỗi thức ăn biển.” Do đó, trọng tâm đang dần chuyển sang mô hình nuôi trồng có kiểm soát, thay vì khai thác từ tự nhiên.
Quy trình hiện đại: Từ phòng thí nghiệm đến đại dương
Để xác định các loài sinh vật biển tiềm năng, các nhà nghiên cứu sử dụng công nghệ sàng lọc gen tốc độ cao, kính hiển vi huỳnh quang và khối phổ phân tử để phân tích tốc độ sinh trưởng, khả năng tích lũy dầu và thích nghi với điều kiện khắc nghiệt.
Các phương pháp chiết xuất hiện đại như ép cơ học, sấy khô bằng năng lượng mặt trời, chiết bằng CO₂ siêu tới hạn, hay hóa lỏng thủy nhiệt giúp tối ưu hiệu suất và giảm thiểu năng lượng tiêu hao.
Tại các nhà máy lọc sinh học tích hợp, tảo không chỉ được biến thành dầu sinh học mà còn được phân tách thành nhiều sản phẩm giá trị khác như phân bón hữu cơ, mỹ phẩm sinh học, hoặc ethanol.
Bài học cho Việt Nam: Tiềm năng chưa được khai phá
Với hơn 3.200 km đường bờ biển, hệ sinh thái tảo biển đa dạng, và ngành vận tải biển đang phát triển mạnh, Việt Nam hoàn toàn có cơ hội tham gia vào cuộc cách mạng năng lượng xanh từ đại dương.
Tuy nhiên, hiện nay, hoạt động nghiên cứu nhiên liệu từ tảo ở Việt Nam vẫn còn hạn chế, chủ yếu tập trung vào quy mô nhỏ tại các viện nghiên cứu như Viện Hải dương học Nha Trang hay Viện Công nghệ sinh học Hà Nội.
Theo số liệu từ Bộ Giao thông Vận tải, tính đến năm 2023, Việt Nam có hơn 1.700 tàu vận tải biển, tiêu thụ hàng triệu tấn dầu diesel mỗi năm. Nếu chuyển sang nhiên liệu sinh học từ biển chỉ 10%, Việt Nam có thể giảm hàng trăm nghìn tấn CO₂, góp phần đáng kể vào cam kết trung hòa carbon vào năm 2050 theo Tuyên bố tại COP26.
Việc đầu tư vào vùng nuôi tảo biển kết hợp xử lý nước thải, phát triển trung tâm nghiên cứu tảo quy mô vùng, hay hợp tác công-tư với các hãng tàu lớn như VIMC sẽ giúp Việt Nam không bị bỏ lại phía sau trong cuộc đua năng lượng xanh toàn cầu.
Hướng đến chân trời bền vững
Nhiên liệu sinh học từ đại dương không chỉ là giải pháp cho một ngành công nghiệp, mà còn là bước tiến quan trọng của nhân loại trong việc giảm tác động của biến đổi khí hậu. Sự kết hợp giữa khoa học, công nghệ và chính sách hỗ trợ có thể biến đại dương thành nguồn năng lượng tái tạo vô tận – thân thiện với môi trường và mang lại lợi ích kinh tế lâu dài.
Như Marine Biodiversity Canada đã khẳng định: “Hành trình đến chân trời bền vững bắt đầu từ những giọt tảo xanh. Chúng ta không chỉ giảm phát thải, mà còn định hình một thế hệ công nghệ hàng hải mới – nơi tăng trưởng kinh tế và bảo vệ môi trường cùng tiến về phía trước.”
Trần Thái
