Biến rong biển thành điện năng: "Kho báu" xanh vô tận của đại dương

Với khả năng hấp thụ các chất dư thừa, từ lâu rong biển đã được tận dụng để cải thiện chất lượng nước. Thế nhưng, ít ai biết được rằng loài thực vật tưởng chừng như ít công dụng này lại có thể trở thành “kho báu” trong thời đại chuyển đổi xanh như hiện nay. 

Công nghệ biến rong biển thành điện năng

Các nhà khoa học của Đại học Santiago, Chile đang cố gắng nghiên cứu để biến rong biển trở thành nguồn năng lượng tái tạo hiệu quả, thậm chí còn xanh và sạch hơn cả năng lượng mặt trời. Được biết, đây là một nghiên cứu thuộc lĩnh vực quang điện sinh học. Theo đó, các nhà khoa học sẽ sử dụng sinh vật quang hợp để chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Tận dụng cơ chế này, rong biển đã được lựa chọn để làm nguồn nhiên liệu tái tạo cho tương lai.

Phòng thí nghiệm nơi nghiên cứu dự án quang điện sinh học từ rong biển. Ảnh: Reteurs.

Lý giải về cơ chế này, ông Federico Tasca - Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, rong biển sử dụng ánh sáng để oxy hóa nước. Trong quá trình oxy hóa, chúng sẽ giải phóng ra các hạt electron - thành phần quan trọng trong sản xuất điện. Ngoài ra, quá trình oxy hóa còn giải phóng thêm oxy vào bầu khí quyển. Mặc dù chỉ là một sản phẩm phụ nhưng oxy cũng đóng vai trò quan trọng của sự sống. 

Trước kia, các nhà khoa học đã từng sử dụng rong đơn bào siêu nhỏ nhưng hiệu quả không cao. Trong dự án lần này, sinh vật được sử dụng là rong biển đa bào loại lớn. Loại rong này có ưu điểm là cứng cáp và dễ xử lý cũng như dễ thu hoạch hơn.

Về cơ bản, dự án quang điện sinh học từ rong ra đời là để góp phần cải thiện hiệu quả sản xuất điện hơn. Mặc dù mở ra một chân trời mới cho ngành năng lượng nhưng nhà khoa học Federico Tasca vẫn thẳng thắn thừa nhận rằng, dự án này phải mất rất lâu thời gian mới có thể đạt được hiệu quả thực sự về năng lượng. Tuy nhiên, trong những trường hợp không có giải pháp thay thế, rong biển vẫn là lựa chọn tối ưu. Giả sử như với đèn LED, rong biển sẽ là nguồn cung cấp năng lượng hiệu quả.

“Kho báu” vô tận trong bối cảnh chuyển đổi xanh  

Xét về những lợi ích của rong biển, Giáo sư Alejandra Moenne, Khoa Sinh học biển, trường Đại học Santiago nhận định, những sinh vật này giống như chiếc rương chứa đầy kho báu chôn sâu dưới biển. Cấu tạo của rong biển chứa các gen và phân tử mà con người vẫn chưa khám phá được đầy đủ.

Với khả năng hấp thu carbon hiệu quả cao gấp từ 2 tới 5 lần so với rừng, rong biển được ví như những chiếc bể chứa carbon khổng lồ của hành tinh. Thậm chí, có những loại rong có khả năng hấp thụ carbon tới 20 lần. Vì thế, cô lập carbon bằng rong biển được coi là phương pháp đầy hứa hẹn trong công cuộc chống biến đổi khí hậu hiện nay.

Thu hoạch rong biển tại Vịnh Doyle, tỉnh Saskatchewan, Canada. Ảnh: NOAA.
Giống như những loài thực vật quang tự dưỡng khác, quá trình quang hợp của rong biển được thúc đẩy nhờ ánh sáng mặt trời mà carbon. Nhờ đó, carbon trong nước biển và bầu khí quyển được khử và chuyển đổi thành các chất hữu cơ cần thiết cho sự sống của chúng. Không chỉ thu giữ carbon trong quá trình quang hợp, rong biển còn có khả năng lưu giữ carbon trong quá trình bùn hóa. Khi các sinh khối rong biển chìm xuống đáy đại dương, carbon sẽ theo đó mà được lưu giữ trong các trầm tích đến vài trăm năm.

Ngoài tác dụng lớn về thu giữ carbon, rong biển còn là nguồn nguyên liệu bền vững cho sản xuất nhiên liệu sinh học. Dựa trên phương pháp phân hủy rong biển bằng bằng hóa học hoặc sinh học, chất đường cellulose và lignin thu được sau đó sẽ sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học như gas sinh học, ethanol hoặc dầu diesel sinh học.

Những cây rong biển mọc dưới đáy biển sâu chính là nơi thu giữ carbon lâu bền nhất. Ảnh: Ocean Visions.
Ước tính trên toàn cầu có khoảng 12 triệu ha rong biển với giá trị lên tới 20 tỷ USD. Trong số này bao gồm cả rong biển hoang dã và rong biển nuôi. Rong biển tồn tại ở nhiều nơi trên khu vực, đặc biệt là các vùng ven biển như khắp các châu lục. Tuy nhiên, phần lớn các nông trại rong biển sẽ tập trung ở các quốc gia châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Việt Nam, Indonesia…

Là quốc gia sở hữu đường bờ biển trài dài hơn 3.000 km, Việt Nam cũng là một trong những “kho báu” lớn về rong biển trên thế giới. Theo Cục Thủy sản, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Việt Nam có diện tích nuôi rong biển 16,5 nghìn ha và sở hữu tiềm năng lên tới 1 triệu ha.

Ông Đinh Xuân Lập, Phó Giám đốc Trung tâm Hợp tác Quốc tế Nuôi trồng và Khai thác Thủy sản Bền vững (ICAFIS) khẳng định, nuôi trồng rong biển là ngành phù hợp với xu thế của thời đại. Ông Phạm Quốc Chính, Chủ tịch HĐQT STP Group cũng nhận định, Việt Nam là quốc gia có nhiều thuận lợi trong việc nuôi trồng rong biển. Vì thế, nếu tận dụng tối đa được những nguồn lợi này, Việt Nam còn có thể đi tiên phong và thu lời lớn trong việc bán tín chỉ carbon từ rong biển.

Những trang trại nuôi rong biển tiềm năng ở Việt Nam. Ảnh: Shutterstock.
Cát Ân
 

(Kinh tế môi trường)