Công nghệ do Viện Nghiên cứu Cao cấp Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) phát triển, sử dụng chất xúc tác cobalt-mangan để chuyển đổi khí tổng hợp (syngas) có nguồn gốc từ sinh khối gỗ và một số nguyên liệu khác thành nhiên liệu máy bay.
Theo nhóm nghiên cứu, kết quả thử nghiệm công nghiệp và phân tích kinh tế - kỹ thuật cho thấy chất xúc tác mới có tiềm năng được triển khai ở quy mô lớn. SAF được coi là một trong những giải pháp quan trọng giúp ngành hàng không giảm lượng khí thải, nhưng nguồn cung hiện còn hạn chế và giá thành cao hơn đáng kể so với nhiên liệu hóa thạch truyền thống.
Công nghệ mới dựa trên quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch, phương pháp có thể chuyển khí tổng hợp gồm chủ yếu carbon monoxide và hydro thành hydrocarbon lỏng.
Một trong những trở ngại của phương pháp này là bài toán cân bằng giữa tốc độ phản ứng và khả năng tạo ra đúng loại hydrocarbon cần thiết. Khi đẩy nhanh phản ứng, quá trình có thể sinh ra nhiều loại khí không mong muốn thay vì tập trung vào phân đoạn hydrocarbon phù hợp với nhiên liệu hàng không.
Để giải quyết vấn đề, các nhà khoa học phát triển chất xúc tác cobalt-mangan đặt trên zeolite Beta đã qua xử lý. Cấu trúc này được thiết kế để đồng thời tăng tốc quá trình chuyển đổi và hướng phản ứng tạo ra nhiều hydrocarbon nằm trong khoảng carbon phù hợp với nhiên liệu máy bay.
Trong thử nghiệm, hệ thống chuyển hóa gần 83% lượng carbon monoxide. Hơn 67% lượng hydrocarbon được tạo ra thuộc phân đoạn carbon cần thiết cho nhiên liệu hàng không.
Ngoài hiệu suất cao, chất xúc tác còn cho thấy khả năng hoạt động ổn định và chịu được nguồn nguyên liệu có hàm lượng CO2 cao. Đặc tính này được đánh giá là đáng chú ý bởi nó cho phép hệ thống xử lý các dòng khí tổng hợp thực tế mà không đòi hỏi nguyên liệu phải được tinh chế quá sâu trước đó.
Ở giai đoạn thử nghiệm quy mô lớn hơn, nhóm nghiên cứu tạo chất xúc tác thành các viên rắn. Hệ thống đạt năng suất hơn 5,15 gram sản phẩm trên mỗi gram cobalt mỗi giờ. Khoảng 79% phần chất lỏng thu được thuộc nhóm hydrocarbon cần thiết để sản xuất nhiên liệu máy bay.
Khả năng mở rộng công nghệ tiếp tục được kiểm chứng thông qua một thử nghiệm quy mô 1.000 tấn. Kết quả cho thấy việc kết hợp khí tổng hợp từ sinh khối gỗ với chất xúc tác cobalt-mangan có thể tạo nhiên liệu hàng không với hiệu suất cao.
Bước tiếp theo là đưa công nghệ từ quy mô thử nghiệm sang sản xuất thương mại. Theo South China Morning Post, một nhà máy công suất 100.000 tấn đang được lên kế hoạch tại tỉnh Tứ Xuyên và dự kiến hoàn thành trước năm 2028.
Dự án được ước tính có thể tạo ra khoảng 302 triệu USD doanh thu mỗi năm, trong khi chi phí vận hành vào khoảng 114 triệu USD. Theo tính toán được đưa ra, biên lợi nhuận gộp có thể đạt khoảng 55%. Nếu những dự báo này được hiện thực hóa ở quy mô thương mại, yếu tố kinh tế có thể trở thành động lực đáng kể thúc đẩy việc sử dụng nhiên liệu hàng không bền vững.
Hiện ngành hàng không đóng góp khoảng 2-3% lượng phát thải carbon toàn cầu, trong khi SAF vẫn chiếm chưa tới 1% lượng nhiên liệu máy bay được tiêu thụ trên thế giới.
Một trong những rào cản lớn nhất là chi phí sản xuất cao, công nghệ còn ở giai đoạn đầu và nhiều quy trình phụ thuộc vào nguyên liệu đầu vào đắt đỏ. Việc xây dựng nhà máy quy mô lớn cũng đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu đáng kể.
Khả năng sử dụng nguồn sinh khối như gỗ kết hợp với chất xúc tác hiệu suất cao nên có thể mở thêm một hướng giảm giá thành. SAF đã được kiểm chứng trên nhiều chuyến bay thử nghiệm.
Một dấu mốc đáng chú ý là chuyến Flight100 của Virgin Atlantic năm 2023, khi Boeing 787 thực hiện hành trình từ London tới New York bằng 100% nhiên liệu hàng không bền vững, không pha nhiên liệu phản lực hóa thạch.
Theo IE
.png "Traphaco bị phạt 160 triệu đồng do vi phạm quy định sản xuất thuốc")
