AI Crazy
New member
Một nghiên cứu mới của Harvard và Tsinghua cho thấy chuyển rác đô thị thành nhiên liệu hàng không có thể cắt 80–90% phát thải so với dầu Jet truyền thống. Giải pháp này hứa hẹn giảm mạnh khí nhà kính và tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có ở thành phố.
Hàng không hiện chiếm khoảng 2,5% phát thải carbon toàn cầu, và khi nhu cầu đi lại bằng đường hàng không dự kiến tăng gấp đôi vào năm 2040, giảm phát thải trong ngành trở thành ưu tiên cấp bách.
Một hướng đi đang được quan tâm là nhiên liệu hàng không bền vững (SAF), một lựa chọn ít carbon được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu như dầu chiên đã qua sử dụng và cây trồng. Tuy có tiềm năng lớn, SAF hiện chiếm chưa đến 1% lượng nhiên liệu hàng không toàn cầu do chi phí sản xuất cao và nguồn cung hạn chế.
Nghiên cứu mới công bố trên Nature Sustainability chỉ ra một đột phá hứa hẹn: sử dụng rác thải rắn đô thị (MSW) làm nguyên liệu đầu vào đáng tin cậy, ít phát thải và có chi phí cạnh tranh để sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tsinghua và Dự án Harvard-Trung Quốc về Năng lượng, Kinh tế và Môi trường đánh giá quy trình khí hóa quy mô công nghiệp kết hợp tổng hợp Fischer–Tropsch để chuyển rác đô thị thành nhiên liệu máy bay. Phân tích vòng đời cho thấy nhiên liệu làm từ rác thải đô thị có thể giảm phát thải khí nhà kính tới 80–90% so với nhiên liệu máy bay thông thường. Thử thách kỹ thuật chính là mở rộng hệ thống khí hóa để ứng dụng rộng rãi.
"Không giống giao thông đường bộ đang nhanh chóng chuyển sang điện hóa, ngành hàng không không có một giải pháp duy nhất để đạt trung hòa carbon," Jingran Zhang, tác giả chính, cho biết. "Biến rác hàng ngày thành nhiên liệu máy bay có thể là bước tiến gần và thiết thực để làm sạch ngành hàng không ngay lập tức, khi nhiên liệu này đã tương thích với động cơ hiện nay."
Rác thải rắn đô thị gồm chất hữu cơ như thức ăn thừa, giấy, cùng nhựa và kim loại. Trước đây phần lớn rác được chôn lấp hoặc đốt, chiếm đất và có thể gây ô nhiễm không khí. Khi diện tích bãi chôn rác ngày càng thu hẹp và lượng rác tăng, chuyển rác thành nhiên liệu lỏng có thể tiết kiệm đất, giảm phát thải và cung cấp nguồn năng lượng sạch hơn hỗ trợ mục tiêu giảm rác của thành phố.
Nghiên cứu sử dụng dữ liệu thực tế về công nghệ khí hóa Fischer–Tropsch để đánh giá tiềm năng ít được nghiên cứu của nhiên liệu từ rác đô thị. Các tác giả phân tích các nguồn phát thải chính, tính toán tác động khí nhà kính và đề xuất cách nâng cao hiệu suất.
Họ nhận thấy quy trình hiện tại giảm mạnh phát thải nhưng chỉ khoảng 33% cacbon đầu vào được chuyển thành nhiên liệu do thành phần khí không tối ưu. Hiệu suất có thể cải thiện bằng cách thu giữ CO2 hoặc bổ sung hydro xanh (sản xuất bằng điện tái tạo) trong quá trình xử lý.
Nhiều quốc gia đang tăng cường nỗ lực khiến hàng không bền vững hơn bằng việc áp dụng nhiên liệu sạch hơn. Ở Mỹ, chính phủ đặt mục tiêu sản xuất tới 35 tỷ gallon nhiên liệu hàng không bền vững mỗi năm vào năm 2050, kèm theo các ưu đãi tài chính. Ở Liên minh châu Âu, quy định mới yêu cầu các chuyến bay khởi hành dần tăng tỷ lệ nhiên liệu bền vững, từ 2% vào 2025 lên 70% vào 2050. Trên phạm vi toàn cầu, chương trình CORSIA của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế yêu cầu các hãng bù đắp tăng trưởng phát thải bằng cách mua bù đắp phù hợp hoặc sử dụng nhiên liệu bền vững.
Nghiên cứu xem xét nhiều kịch bản về việc chuyển rác đô thị thành nhiên liệu. Trong kịch bản thực tế nhất, nguồn rác thải toàn cầu có thể cho ra khoảng 50 triệu tấn nhiên liệu mỗi năm (khoảng 62 tỷ lít), cắt giảm phát thải ngành hàng không khoảng 16%. Nếu quản lý rác và hệ thống chuyển đổi vận hành kém hiệu quả, lợi ích này giảm đáng kể.
Nếu tích hợp hydro xanh vào quy trình, sản lượng có thể tăng lên 80 triệu tấn mỗi năm — đủ đáp ứng đến 28% nhu cầu nhiên liệu hàng không toàn cầu và cắt giảm tới 270 triệu tấn CO2 hàng năm.
Tại châu Âu, sản lượng dự kiến có thể vượt mục tiêu pha trộn nhiên liệu của EU trong khi vẫn đáp ứng tiêu chuẩn bền vững. Về mặt kinh tế, nghiên cứu cho thấy nhiên liệu từ rác đô thị có thể giúp các hãng hàng không tiết kiệm chi phí dưới các cơ chế định giá carbon như CORSIA, đặc biệt khi có hỗ trợ và trợ cấp từ chính phủ.
Hiện tại SAF vẫn chiếm dưới 1% tiêu thụ nhiên liệu máy bay toàn cầu chủ yếu do chi phí sản xuất cao, điều này nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết về chính sách mạnh mẽ và ưu đãi tài chính để mở rộng nguồn cung.
"Nghiên cứu này đưa ra bản thiết kế để biến rác đô thị thành nhiên liệu hàng không bền vững, mang lại lợi ích môi trường và kinh tế trong tương lai," Michael B. McElroy, tác giả đứng đầu, nhận định. "Để tiến xa, cần hợp tác rộng rãi giữa chính phủ, nhà sản xuất nhiên liệu, hãng hàng không và nhà sản xuất máy bay nhằm tăng sản lượng, giảm chi phí và đẩy nhanh lộ trình hướng tới phát thải ròng bằng không."
Nguồn: Nature Sustainability (2025), nghiên cứu "Powering air travel with jet fuel derived from municipal solid waste" của nhóm Harvard–Tsinghua.
Nguồn: https://techxplore.com/news/2025-11-frontier-flight-jet-fuel-city.html
Hàng không hiện chiếm khoảng 2,5% phát thải carbon toàn cầu, và khi nhu cầu đi lại bằng đường hàng không dự kiến tăng gấp đôi vào năm 2040, giảm phát thải trong ngành trở thành ưu tiên cấp bách.
Một hướng đi đang được quan tâm là nhiên liệu hàng không bền vững (SAF), một lựa chọn ít carbon được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu như dầu chiên đã qua sử dụng và cây trồng. Tuy có tiềm năng lớn, SAF hiện chiếm chưa đến 1% lượng nhiên liệu hàng không toàn cầu do chi phí sản xuất cao và nguồn cung hạn chế.
Nghiên cứu mới công bố trên Nature Sustainability chỉ ra một đột phá hứa hẹn: sử dụng rác thải rắn đô thị (MSW) làm nguyên liệu đầu vào đáng tin cậy, ít phát thải và có chi phí cạnh tranh để sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tsinghua và Dự án Harvard-Trung Quốc về Năng lượng, Kinh tế và Môi trường đánh giá quy trình khí hóa quy mô công nghiệp kết hợp tổng hợp Fischer–Tropsch để chuyển rác đô thị thành nhiên liệu máy bay. Phân tích vòng đời cho thấy nhiên liệu làm từ rác thải đô thị có thể giảm phát thải khí nhà kính tới 80–90% so với nhiên liệu máy bay thông thường. Thử thách kỹ thuật chính là mở rộng hệ thống khí hóa để ứng dụng rộng rãi.
"Không giống giao thông đường bộ đang nhanh chóng chuyển sang điện hóa, ngành hàng không không có một giải pháp duy nhất để đạt trung hòa carbon," Jingran Zhang, tác giả chính, cho biết. "Biến rác hàng ngày thành nhiên liệu máy bay có thể là bước tiến gần và thiết thực để làm sạch ngành hàng không ngay lập tức, khi nhiên liệu này đã tương thích với động cơ hiện nay."
Rác thải rắn đô thị gồm chất hữu cơ như thức ăn thừa, giấy, cùng nhựa và kim loại. Trước đây phần lớn rác được chôn lấp hoặc đốt, chiếm đất và có thể gây ô nhiễm không khí. Khi diện tích bãi chôn rác ngày càng thu hẹp và lượng rác tăng, chuyển rác thành nhiên liệu lỏng có thể tiết kiệm đất, giảm phát thải và cung cấp nguồn năng lượng sạch hơn hỗ trợ mục tiêu giảm rác của thành phố.
Nghiên cứu sử dụng dữ liệu thực tế về công nghệ khí hóa Fischer–Tropsch để đánh giá tiềm năng ít được nghiên cứu của nhiên liệu từ rác đô thị. Các tác giả phân tích các nguồn phát thải chính, tính toán tác động khí nhà kính và đề xuất cách nâng cao hiệu suất.
Họ nhận thấy quy trình hiện tại giảm mạnh phát thải nhưng chỉ khoảng 33% cacbon đầu vào được chuyển thành nhiên liệu do thành phần khí không tối ưu. Hiệu suất có thể cải thiện bằng cách thu giữ CO2 hoặc bổ sung hydro xanh (sản xuất bằng điện tái tạo) trong quá trình xử lý.
Nhiều quốc gia đang tăng cường nỗ lực khiến hàng không bền vững hơn bằng việc áp dụng nhiên liệu sạch hơn. Ở Mỹ, chính phủ đặt mục tiêu sản xuất tới 35 tỷ gallon nhiên liệu hàng không bền vững mỗi năm vào năm 2050, kèm theo các ưu đãi tài chính. Ở Liên minh châu Âu, quy định mới yêu cầu các chuyến bay khởi hành dần tăng tỷ lệ nhiên liệu bền vững, từ 2% vào 2025 lên 70% vào 2050. Trên phạm vi toàn cầu, chương trình CORSIA của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế yêu cầu các hãng bù đắp tăng trưởng phát thải bằng cách mua bù đắp phù hợp hoặc sử dụng nhiên liệu bền vững.
Nghiên cứu xem xét nhiều kịch bản về việc chuyển rác đô thị thành nhiên liệu. Trong kịch bản thực tế nhất, nguồn rác thải toàn cầu có thể cho ra khoảng 50 triệu tấn nhiên liệu mỗi năm (khoảng 62 tỷ lít), cắt giảm phát thải ngành hàng không khoảng 16%. Nếu quản lý rác và hệ thống chuyển đổi vận hành kém hiệu quả, lợi ích này giảm đáng kể.
Nếu tích hợp hydro xanh vào quy trình, sản lượng có thể tăng lên 80 triệu tấn mỗi năm — đủ đáp ứng đến 28% nhu cầu nhiên liệu hàng không toàn cầu và cắt giảm tới 270 triệu tấn CO2 hàng năm.
Tại châu Âu, sản lượng dự kiến có thể vượt mục tiêu pha trộn nhiên liệu của EU trong khi vẫn đáp ứng tiêu chuẩn bền vững. Về mặt kinh tế, nghiên cứu cho thấy nhiên liệu từ rác đô thị có thể giúp các hãng hàng không tiết kiệm chi phí dưới các cơ chế định giá carbon như CORSIA, đặc biệt khi có hỗ trợ và trợ cấp từ chính phủ.
Hiện tại SAF vẫn chiếm dưới 1% tiêu thụ nhiên liệu máy bay toàn cầu chủ yếu do chi phí sản xuất cao, điều này nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết về chính sách mạnh mẽ và ưu đãi tài chính để mở rộng nguồn cung.
"Nghiên cứu này đưa ra bản thiết kế để biến rác đô thị thành nhiên liệu hàng không bền vững, mang lại lợi ích môi trường và kinh tế trong tương lai," Michael B. McElroy, tác giả đứng đầu, nhận định. "Để tiến xa, cần hợp tác rộng rãi giữa chính phủ, nhà sản xuất nhiên liệu, hãng hàng không và nhà sản xuất máy bay nhằm tăng sản lượng, giảm chi phí và đẩy nhanh lộ trình hướng tới phát thải ròng bằng không."
Nguồn: Nature Sustainability (2025), nghiên cứu "Powering air travel with jet fuel derived from municipal solid waste" của nhóm Harvard–Tsinghua.
Nguồn: https://techxplore.com/news/2025-11-frontier-flight-jet-fuel-city.html
Bài viết liên quan
