Các nhà nghiên cứu cho biết tính dễ cháy của lá thông, một nguy cơ hỏa hoạn lớn trong các khu rừng lá kim ở vành đai cận Himalaya rộng lớn của Ấn Độ, khiến chúng trở thành một nguồn năng lượng tái tạo dồi dào.
Các nhà nghiên cứu từ Viện Kỹ thuật Nông nghiệp Trung ương (CIAE) của Ấn Độ cho biết, cần phải loại bỏ những lá thông rụng khỏi nền rừng vì chúng có thể bốc cháy trong thời gian khô hạn và gây ra những đám cháy rừng tàn khốc.
Nghiên cứu của họ, được công bố trên tạp chí Khoa học hiện tại , đã xem xét việc đốt cháy và đóng bánh lá thông có khả năng giúp giảm phát sinh khí nhà kính như thế nào.
Trưởng nhóm nghiên cứu Sandip Mandal, nhà khoa học cao cấp tại bộ phận năng lượng và năng lượng nông nghiệp của CIAE ở Bhopal, Ấn Độ, nói với SciDev.Net, "Lá thông có thể dễ dàng nén thành than bánh có nhiệt lượng cao có thể được sử dụng cho bất kỳ ứng dụng nhiệt nào hoặc được xử lý để sản xuất nhiên liệu sinh học chất lượng cao thông qua các quá trình hóa học ."
Thông qua quá trình nhiệt phân - một quá trình liên quan đến việc đốt nóng chất hữu cơ trong trường hợp không có oxy - lá thông có thể được chuyển đổi thành dầu sinh học với nhiệt trị 28,52 megajoules/kg và được sử dụng làm nhiên liệu hỗn hợp cho động cơ đốt trong hoặc làm dầu đốt, nghiên cứu cho biết. thành lập. Để so sánh, nhiệt trị của dầu diesel là khoảng 45,5 megajoules/kg.
Nghiên cứu cho biết: “Các giá trị điểm chớp cháy, điểm cháy và điểm đông đặc của dầu sinh học cao hơn so với dầu diesel tốc độ cao”, đồng thời cho biết thêm rằng loại dầu này cũng phù hợp với các động cơ phun nén được sử dụng rộng rãi.
Ngoài ra, than bánh làm từ kim có thể được sử dụng trong lò gạch hoặc đốt lò hơi phát điện cũng như cung cấp nhiên liệu sạch, giá cả phải chăng để nấu ăn trong gia đình.
Đóng bánh liên quan đến quá trình cô đặc cái gọi là sinh khối "lignocellulose", có nguồn gốc từ thực vật khô, thành các khối có nhiệt trị cao và có thể được lưu trữ cũng như vận chuyển.
Nghiên cứu cho biết sinh khối đứng đầu các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng mặt trời, gió và thủy điện vì sự phong phú tuyệt đối của nó.
Theo các nhà nghiên cứu, quá trình nhiệt phân lá thông cũng tạo ra than sinh học, một vật liệu lý tưởng để cô lập carbon trong đất và có thể góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.
Phân tích cho thấy rằng có thể đạt được hiệu suất năng lượng 87% bằng cách kết hợp ba công nghệ chuyển đổi được xem xét—đóng bánh, đốt thành than và nhiệt phân.
Khai thác lá thông
Lá thông khác với các loại sinh khối thực vật khác ở chỗ chúng không dễ bị vi khuẩn phân hủy và tích tụ trên nền rừng.
Nghiên cứu ước tính rằng khoảng 6,3 tấn lá thông rụng trên mỗi ha rừng thông trong mùa hè ở Ấn Độ.
Rừng thông cận nhiệt đới Himalaya trải dài hầu hết chiều dài 3.000 km của dãy núi cao nhất thế giới với diện tích hơn 77.700 km2 ở Pakistan, các bang Jammu và Kashmir, Himachal Pradesh, Uttarakhand, Sikkim và Arunachal Pradesh của Ấn Độ cũng như ở Nepal và Bu-tan.
Ở Ấn Độ, phần lớn các nghiên cứu và hoạt động nhằm mục đích khai thác thương mại lá thông tập trung ở phía bắc bang Himachal Pradesh, nơi có gần 3.300 km2 rừng thông, thải ra khoảng 1.300 tấn lá thông hàng năm.
Hầu hết các khu rừng này được tạo thành từ loài Pinus roxburghii chiếm ưu thế và chịu hạn.
Theo chính quyền Himachal Pradesh, trung bình có khoảng 2.000 vụ cháy rừng được ghi nhận tại bang này mỗi năm.
Từ năm 2001 đến 2021, Himachal Pradesh đã mất hơn 900 ha diện tích cây cối do hỏa hoạn. Thiệt hại nghiêm trọng nhất là vào năm 2004, khi 150 ha bị phá hủy, theo dữ liệu của Global Forest Watch.
Nhận thấy tiềm năng của lá thông như một nguồn năng lượng tái tạo và vai trò của chúng trong việc gây ra cháy rừng, Viện Công nghệ Ấn Độ (IIT) ở Mandi, thủ phủ của Himachal Pradesh, đã thực hiện một chương trình đặc biệt tại trung tâm Uplifting Himalayan Livelihoods.
Arti Kashyap, phó giáo sư tại IIT-Mandi cho biết : "Trong mùa hè từ tháng 4 đến tháng 6, lá thông rơi xuống cản trở quá trình thấm nước xuống nền rừng ".
"Kết quả là lá thông bị khô và chứa nhiều dầu khiến chúng bắt lửa ngay lập tức, thường dẫn đến tổn thất to lớn đối với đa dạng sinh học, rừng, môi trường và nền kinh tế địa phương."
Kashyap cho biết lớp lá thông dày đặc cũng ngăn cản ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất, ngăn cản sự phát triển của cỏ và gây khó khăn cho dân làng địa phương trong việc chăn thả gia súc của họ.
“Điều này khiến dân làng không còn lựa chọn nào khác ngoài việc đốt kim tiêm,” cô nói thêm.
Kashyap cho biết chương trình IIT-Mandi tập trung vào việc thu thập lá thông và vận chuyển chúng đến các trung tâm xử lý, đây là vấn đề khó giải quyết ở địa hình đồi núi của Himachal Pradesh.
Cô nói: “Chúng tôi tin rằng việc thiết lập các đơn vị đóng viên nhỏ hoặc đóng bánh rải rác khắp nơi là lựa chọn khả thi nhất và quan trọng để cung cấp sinh kế cho người dân địa phương.
Qua nhiều nghiên cứu và thử nghiệm, IIT-Mandi đã phát triển một phương pháp cắt nhỏ và nén lá thông để tạo ra than bánh sạch, đặc và dễ quản lý, có nhu cầu cao làm nhiên liệu, Kashyap giải thích, đồng thời cho biết thêm rằng đơn xin cấp bằng sáng chế đang được tiến hành.
