Công Nghệ Xanh

Trong vòng vài thập niên trở lại đây, ở các quốc gia hậu kỹ nghệ, phong trào Công nghệ Xanh (Green Technology) đã được các nhà khoa học đưa lên hàng đầu trong việc giải quyết ô nhiễm và bảo vệ môi trường. Mục tiêu nầy do Hội Đồng LHQ về Môi sinh và Phát triển đề ra qua Nghị trình 21 là: Tạo dựng tăng trưởng kỹ nghệ, Cân bằng môi sinh, và Tiến bộ xã hội. Đây là ba nguyên căn bản để có thể xây dựng được một sự phát triển bền vững cho toàn cầu. Một trong những biện pháp để tiến tới mục tiêu trên là làm thế nào để phòng ngừa ô nhiễm và kiểm soát việc sử dụng năng lượng. Từ suy nghĩ nầy, phong trào công nghệ xanh ngày càng phát triển mạnh và được xem như là một biện pháp hữu hiệu nhất hiện tại để giải quyết các vấn nạn môi trường. Tuỳ theo ngành nghề khác nhau, công nghệ xanh có thể chia ra thành nhiều phân nhánh như: hoá học xanh (Green chemical), điện tử xanh (Green computing) v.v…

Hàng năm có rất nhiều Hội nghị ở cấp quốc gia và quốc tế về vấn đề trên qua những chương trình kỹ thuật nhất là ở các đại hôi của Hội Hóa học Hoa Kỳ (American Chemical Society – ACS). Nhiều tạp chí khoa học khác đều có những ấn bản đặc biệt liên quan đến Hóa học Xanh như tạp chí Nghiên cứu Khoa học và Hạch toán Hóa học (Scientific Research & Accounts of Chemical). Riêng tại Anh Quốc, Hội Hoá học Hoàng gia đã phát hành từ 4 năm qua tạp chí Hóa học Xanh.

Một số viện đại học trên thế giới cũng đã thành lập phân khoa riêng cho môn Hóa học Xanh nằm trong chương trình Công nghệ xanh. Viện Hóa học Xanh thuộc Hội Hóa học Hoa Kỳ đã đóng góp rất nhiều khóa huấn luyện cho sinh viên và các nhà nghiên cứu khắp nơi trên thế giới. Và công nghệ Hóa học Xanh đã ra đời cũng như đã được xem như là một công nghệ xanh chiến lược cho phát triển bền vững toàn cầu.

Hiện tại, trên thế giới đã có nhiều Viện hay Trung tâm nghiên cứu đã được thành hình ở Anh Quốc, Ý, Nhật Bổn, Hoa Kỳ, và Uùc Châu. Có thể nói hầu hết các nhà hóa học trên thế giới đều được biết qua thông tin về Hóa học Xanh ngày nay.

Định nghĩa Công nghệ Xanh

Danh từ “công nghệ” (technology) dùng để chỉ sự áp dụng các kiến thức khoa học vào trong thực tế của đời sống. Công nghệ xanh là một khái niệm mới của con người trước nguy cơ ô nhiễm toàn cầu. Đây là một nỗi ưu tư  lớn của những nhà làm khoa học chân chính nhằm mục đích cổ suý việc tạo dựng và tiêu dùng năng lượng qua chiều hướng phát thải phế thải không độc hại hay ít độc hại ngõ hầu hạn chế được vấn nạn hâm nóng toàn cầu hiện tại. Từ suy nghĩ đó, họ luôn luôn nghĩ đến phương cách, quy trình mới, sáng tạo và cải tiến các công nghệ cũ trở thành công nghệ xanh để bảo vệ môi trường chung cho thế giới.

Mục tiêu của chiều hướng giải queý6t vần đề qua khái niệm công nghệ xanh gồm nhiều lãnh vực căn bản liệt kê như sau:

- Phát triển bền vững bằng những công nghệ thân thiện với môi trường (friendly), không làm tổn hại đền nguồn tài nguyên thiên nhiên hay ảnh hưởng nguy hại đến những thế hệ tương lai.

- Tạo dựng một chu trình kín trong sản xuất, nghĩa là phế phẩm của một quy trình sẽ là nguyên liệu của một quy trình sản xuất khác.

- Giảm thiểu tối đa phế thải độc hại và tăng cường khả năng tái tạo sản phẩm cũ thành nguyên liệu mới.

- Trong nông nghiệp, sáng tạo công nghệ mới thay vì sư dụng phân bón và hoá chất.

- Một trong những lãnh vực quan trọng nhất cần phải nêu ra là lãnh vực năng lượng.  Công nghệ xanh đòi hỏi cần phải sử dụng năng lượng hợp lý hoặc giảm thiểu hầu bảo vệ mội trường thiên nhiên.

- Hoa hoc xanh cũng là một yếu tố quan trọng góp phần vào việc giải quyết công nghệ xanh.

Hóa học Xanh hay Hóa học Bền vững

Hóa học Xanh còn được gọi là Hóa học Bền vững đã được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA) đề xướng lần đầu tiên với mục đích để phòng ngừa ô nhiễm nhằm truy tìm những biện pháp giải quyết, sáng kiến kỹ thuật tối ưu hơn là đặt trọng tâm vào việc quản lý và xử lý các chất thải rắn, lỏng, và khí từ kỹ nghệ.

Trên 12 nguyên tắc căn bản để thực hiện công nghệ hóa học bền vững, công nghệ sinh học và siêu vi (nano) là hai công nghệ được áp dụng nhiều nhất trong các quy trình sản xuất và chế biến hóa chất. Điểm đặc sắc của hai công nghệ nầy là làm cho môi trường rất ít hay không bị ô nhiễm.

Vấn đề cấp bách được đặt ra là làm thế nào để cho tất cả các quốc gia trên thế giới được cập nhật thông tin và áp dụng những công nghê mới khám phá sau nầy. Nếu không cuộc cách mạng xanh chỉ có thể xảy ra ở những quốc gia hậu kỹ nghệ và vấn nạn ô nhiểm toàn cầu vẫn chưa được giải quyết đúng đắn.

Trong kỳ Hội nghị Thượng đỉnh LHQ về Phát triển Bền vững tại Johannesburg năm 2002, GS Jurgen Metzger thuộc đại học Oldenburg (Đúc) có nêu lên những tiến bộ của thế giới trong việc ứng dụng Nghị trình 21 vào chính quốc  như việc xử dụng hóa chất an toàn cũng như lưu tâm nhiều đến sức khỏe của con người và môi trường. Đây chính là một đóng góp lớn của các công ty sản xuất hóa chất trên thế giới. Công ty Dow Chemical (Hoa Kỳ) là một công ty sản xuất hóa chất lớn nhất thế giới đã giảm được sự thải hồi thán khí (CO2) trong các quy trình sản xuất từ 28,1 triệu tấn cho năm 1994 xuống còn 26,1 triệu tấn năm 2002.

Sau cùng GS Metzger đã đề nghị Viễn kiến 2020 với một mục tiêu rõ ràng là giãm thiểu 30% năng lượng so với năm 2002 trong các công nghệ sản xuất hóa chất toàn cầu. Và Oâng cũng đã tiên liệu sẽ có 25% hóa chất hữu cơ sẽ được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tái sinh.

Tuy nhiên, Ông cũng đưa ra một nghi vấn là sẽ rất khó để cho toàn thế giới áp dụng các kỷ năng mới nầy cũng như “sự ù lì” của một số đại công ty vẫn còn muốn đi theo lề lối cũ trong kỹ nghệ như xử dụng nguồn hóa dầu để sản xuất ra sản phẩm hóa học khác hơn là áp dụng nguồn nguyên liệu tái sinh…

Chất dẽo tổng hợp từ thực vật

Một trong những việc làm đáng ca ngợi của công ty Cargill Dow thuộc nhóm Nature Works là đã thành công trong việc sản xuất chất dẽo (plastic) từ trái bắp. Có thể nói đây là một cuộc cách mạng xanh lớn nhất vào đầu thế kỷ 21 nầy. Polylactic acid hay PLA là một loại chất dẽo thực vật có được từ việc tổng hợp đường dextrose trong trái bắp. Phát minh nầy đã được giải thưởng Presidential Green Chemistry Challenge năm 2002. Loại plastic “bắp” nầy có thể áp dụng trong các kỹ nghệ như quần áo, khăn, thảm, bao bì cho thực phẩm và nhiều ứng dụng khác trong nông nghiệp. Cũng theo Cargill Dow thì việc sản xuất chất dẽo trong điều kiện trên sẽ giãm thiểu được 20 đến 50% năng lượng xử dụng so với việc sản xuất theo quy trình chất dẽo hiện tại.

Công ty nầy hiện ở Blair, Nebraska đã bắt đầu sản xuất 140.000 tấn /năm từ năm 2002 và dự kiến tăng lên 500.000 tấn vào năm 2006.

EPA Hoa Kỳ đã tổng kết tất cả các thành quả của Hóa học xanh tại nước nầy từ năm 1996 đến 2002, là trung bình hàng năm , Hoa Kỳ đã:

• Loại bỏ 800.000 tấn hóa chất trong đó có Chlorofluorocarbon (CFC)(Chất làm vỡ từng ozone của bầu khí quyển), hợp chất hữu cơ nhẹ, độc hại và không bị sinh thoái hóa;

• Giảm 650 triệu gallon dung môi hữu cơ;

• Giảm 138 tỷ gallon nước dùng trong việc sản xuất các kỹ nghệ dệt, phim ảnh, chất bán dẫn;

• Giảm được 90.000 tỷ đơn vị năng lượng tiêu thụ Btu và 430.000 tấn thán khí (CO2) thải hồi vào không khí;

• Giải quyết được 19 triệu tấn phế thải độc hại đã được xử lý hay tái sinh.

Cản ngại trong việc chuyển đổi quy trình sạch

Đứng trên căn bản lợi nhuận, việc chuyển đổi các quy trình cổ điển qua quy trình sạch thích hợp với tiến trình toàn cầu hóa là một việc không dễ dàng. Vì thế, tích cách “bảo thủ trong sản xuất” là một trong những cản ngại căn bản cho việc chuyển đổi nầy.

Lấy một thí dụ trong kỹ nghệ dược phẩm. Theo ước tính, nếu một công ty trong kỹ nghệ nầy đã nghiên cứu thành công dây chuyền sản xuất sạch, thì trong giai đoạn chuyển tiếp, công ty có thể bị gián đoạn hay giảm 50% sản xuất; từ đó việc mất mức lợi nhuận sẽ phải là những con số đáng kễ mà khó có công ty nào chấp nhận hy sinh được.

Do đó, để giảm bớt tính bảo thủ trên, các công ty, ngoài việc nghiên cứu quy trình sạch cần phải thực hiện song hành với việc nghiên cứu tài chính và thị trường trong công cuộc chuyển đổi nấy.

Những điểm “tối” trong hóa học xanh

Chuyển hóa hóa học hiện tại qua hóa học xanh là một cuộc cách mạng toàn diện, do đó những nhà hoa học và kỹ sư hiện đang gặp phải nhiều khó khăn trong công cuộc chuyển đổi nầy. Lý do là hầu như không có một quy trình dự kiến nào để làm căn bản cho nghiên cứu cả, mà chỉ dựa vào tính sáng tạo cá nhân của những người làm khoa học.

Trên lý thuyết, kinh tế nguyên tử (atom economy) là một nguyên tắc căn bản để thực hiện hóa học xanh đã được GS Burry Trost, đại học Stanford gợi ý vào năm 1991. Dựa theo quan niệm trên, phương pháp tổng hợp nguyên tử sẽ được áp dụng triệt để để hoàn thành sản phẩm sau cùng. Từ đó có thể kiểm soát được lượng “nguyên tử nguyên liệu” và “nguyên tử sản xuất”. Theo nguyên tắc nầy, thì trong quá trình sản xuất sản phẩm sẽ không có phụ phẩm (by-product). Thí dụ như trong quá trình cổ điển, việc  sản xuất thuốc diệt cỏ 2,4,5-T đả sinh sản ra một phụ phẩm nổi tiếng là TCĐ hay Dioxin.

Vấn đề mấu chốt của việc tổng hợp trên là làm thế nào đo lường “nguyên tử nguyên liệu” cho công cuộc tổng hợp. Và đây cũng là điểm đen trong cuộc cách mạng xanh nầy.

Hoá học xanh trong Công nghệ thông tin

Ngày hôm nay có thể nói là công nghệ thông tin đã hoàn toàn chiếm lĩnh và dự phần vào đời sống của mọi người trên thế giới nầy. Công nghệ nầy trở thành một dịch vụ hàng đầu trong trao đổi giữa các quốc gia trước tiến trình toàn cầu hóa. Hai vấn đề mấu chốt cần đặt ra trong việc phát triển công nghệ thông tin là việc kiểm soát nhu cầu năng lượng và việc giải quyết việc xử lý phế thải qua tinh thần hoá học xanh.

Theo thống kê của SandOaks, Texas, năng lượng dùng cho việc sử dụng công nghệ thông tin đã tăng gấp đôi trong vòng 6 năm qua, và hàng năm tăng thêm khoảng 3% mức năng lượng dùng cho toàn quốc Hoa Kỳ. Do đó, mục tiêu hàng đầu của các đại công ty sản xuất là làm thế nào để giảm thiểu mức năng lượng sử dụng xuống còn khoảng 40 đến 45% trong những năm sắp đến để cân bằng với việc như cầu sản xuất tăng trưởng 3% hàng năm. Với tính cách thông tin, mức % điện năng tiêu thụ trong một máy điện toán là: 33% cho bộ phận display gồm panel và inverter, 10% cho CPU, 10% hệ thống điện cung cấp, 9% cho bộ nhớ, 8% cho phần hard drive v.v…

Mặt khác, nhà sản xuất công nghệ thông tin cần phải tuân thủ tinh thần Nghị định thư Kyoto qua việc giảm thiểu sự hâm nóng tòan cầu bằng cách giảm thiểu phế thải, tái tạo nguyên liệu dùng cho sản xuất các máy móc điện tử v.v…

Từ hai vấn đề trên, tinh thần hoá học xanh áp dụng cho công nghê thông tin rất phức tạp, một mặt là làm thế nào để giảm thiểu mức năng lượng làm nguội máy, và mặt khác đa dạng hơn liên quan đến chuổi dây chuyền từ nhà sản xuất đến người tiêu dùng hay các công ty ứng dụng công nghệ thông tin nầy…

Kết luận

Mặc dù vẫn còn nhiều trở ngại trong việc chuyển đổi các quy trình sản xuất hóa chất cổ điển ra quy trình sạch hay một công nghệ thông tin ứng hợp với chiều hướng toàn cầu hoá và hạn chế hay giảm thiểu năng lượng tiêu dùng, điều không thể chối cải là các biện pháp kể trên hiện nay đang góp phần vào việc  phòng ngừa ô nhiễm hữu hiệu nhất. Tuy nhiên, nhận thức trên vẫn còn nhiều nghi vấn khó mang đến sự đồng thuận của nhiều nhà khoa học trên thế giới.

Câu hỏi được đặt ra là liệu các nguyên liệu đến từ việc chuyển hóa sinh học, hay tái sinh có thể hoàn toàn thay thế được nguyên liệu dầu hỏa hay không" Thán khí và các nguồn khí thải khác có thể được thu hồi và chuyển đổi thành hóa chất khác hay không" Liệu khinh khí (hydrogen) sẽ là một nguồn năng lượng chính trong tương lai" Liệu các hóa chất xử dụng trong nông nghiệp và dược phẩm sẽ là những hóa chất có thể dễ bị sinh thoái hóa (bio-degradable) và không còn ảnh hưởng lên môi trường" Cũng như, liệu những phó phẩm và phế phẩm của công nghệ thông tin có được xử lý đúng đắn hay không" Hay chỉ là một giải pháp chấp vá như chuyển tải phế thải từ các quốc gia đã phát triển như Hoa Kỳ sang các quốc gia đang phát triển như Trung Quốc, Hồi Quốc hoặc Việt Nam thu hồi những nguyên vật liệu để tái sử dụng"

Nhiều nhà môi sinh bi quan đã nghi ngờ sự thành công của khái niệm về hóa học xanh và công nghệ xanh; từ đó quy kết là sự phát triển bền vững đúng nghĩa không thể nào thực hiện được và chỉ là mộng tưởng mà thôi.

Ngược lại, những người lạc quan tin tưởng rằng tiến trình phát triển bền vững là một hướng đi, chứ không phải là mục tiêu để đến đích. Và Hóa học Xanh và Công nghệ Xanh là một cẩm nang căn bản đưa đến việc làm sạch và bảo vệ môi trường.

Nghĩ được như thế, Công nghệ Xanh sẽ là ngón tay chỉ hướng Niết Bàn của Đức Phật Thích Ca trong công cuộc phát triển bền vững toàn cầu.

California 2/2008

• Báo Nguy: 2.5 Tỉ Dân Toàn Cầu Không Có Nước Sạch Sử Dụng
• Bài Trừ Tham Nhũng
• Xóm Nghèo Chạy Sóng
• Đài Loan: Tìm Được 14 Người