Tây Ban Nha và hành trình xây dựng ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học

Tây Ban Nha đã trải qua một hành trình hơn hai thập kỷ để đưa nhiên liệu sinh học vào hệ thống giao thông vận tải, dùng cho cả dòng xe chạy xăng và xe chạy dầu diesel. Quá trình này không chỉ là sự thay đổi về thành phần hóa học tại các vòi bơm, mà còn là sự thích ứng sâu rộng của toàn bộ hệ thống phân phối, nhà máy lọc dầu và người tiêu dùng nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe từ Liên minh châu Âu (EU).

Từ yêu cầu giảm phát thải đến thị trường E10 phổ biến toàn quốc

Để hiểu cụ thể quá trình chuyển đổi của Tây Ban Nha, cần lưu ý cách phân loại nguyên liệu. Trong thực tiễn ngành giao thông vận tải, nhiên liệu sinh học (biofuel) được chia thành hai nhánh: bioethanol và biodiesel.

Bioethanol, hay cồn sinh học, là thành phần chuyên dụng chỉ để pha trộn vào xăng thương mại. Ở giai đoạn thế hệ thứ nhất, cồn sinh học chủ yếu được tinh chế thông qua quá trình lên men đường hoặc tinh bột từ các loại cây lương thực như mía, ngô hay củ cải đường.

Trong khi đó, biodiesel, hay diesel sinh học, là sản phẩm dành riêng để pha trộn vào dầu diesel truyền thống. Biodiesel thế hệ đầu tiên không đi qua con đường lên men, mà được sản xuất bằng phương pháp ép và este hóa các loại dầu thực vật như dầu cọ, dầu hạt cải hoặc dầu đậu nành.

Tây Ban Nha có những chiến lược hạ tầng và rào cản kỹ thuật khác biệt cho từng dòng sản phẩm suốt quá trình chuyển đổi.

Bên cạnh giới hạn vật lý tại vòi bơm, chính phủ Tây Ban Nha quy định tỷ lệ phần trăm năng lượng tái tạo bắt buộc tính trên tổng doanh số nhiên liệu bán ra hằng năm của các nhà phân phối.

Việc ứng dụng nhiên liệu sinh học tại Tây Ban Nha được khởi động từ những năm 2000 để bám sát các chỉ thị sơ khởi của Liên minh châu Âu về cắt giảm khí thải. Giai đoạn thiết lập luật định thực sự diễn ra từ năm 2008, khi chính phủ bắt đầu áp đặt tỷ lệ năng lượng sinh học bắt buộc đối với các nhà phân phối xăng dầu.

Đối với mảng xăng pha bioethanol, trong gia đoạn đầu, tiêu chuẩn thị trường giới hạn tỷ lệ cồn ở mức tối đa 5% theo thể tích, tạo ra dòng sản phẩm phổ biến là xăng E5. Từ năm 2012, sau khi châu Âu phê chuẩn việc lưu hành xăng E10, loại xăng này đã được lưu hành ở Tây Ban Nha và đến đầu năm 2020, xăng E10 vươn lên chiếm lĩnh thị trường và trở thành tiêu chuẩn mặc định cho loại xăng phổ thông 95 octane.

Song song với mảng xăng, thị trường dầu diesel tại Tây Ban Nha cũng trải qua một cuộc chuyển đổi thầm lặng nhưng có quy mô lớn hơn nhiều lần. Từ những giai đoạn đầu, dầu B7, tức là dầu chứa tối đa 7% thể tích biodiesel, đã được đưa vào sử dụng rộng rãi và dần trở thành loại nhiên liệu diesel tiêu chuẩn trên toàn quốc.

Khi các tiêu chuẩn khí thải ngày càng siết chặt và công nghệ tinh chế phát triển, hệ thống phân phối tiếp tục mở rộng việc cung cấp dầu B10 và dầu sinh học tiên tiến HVO. Toàn bộ quá trình này được đồng bộ hóa với bộ nhận diện nhãn dán vòi bơm chung của toàn châu Âu, tạo sự minh bạch và xóa bỏ rào cản tâm lý e ngại cho người tiêu dùng.

Đầu tư công nghệ và nguồn nguyên liệu tạo lợi thế cạnh tranh

Để hiểu cách thị trường nhiên liệu Tây Ban Nha vận hành trong khuôn khổ pháp lý của EU, chúng ta cần phân biệt rõ hai khái niệm: chỉ tiêu pháp lý và tỷ lệ pha trộn vật lý.

Chỉ tiêu năng lượng tái tạo bắt buộc là tổng mức do chính phủ giao cho các công ty phân phối, yêu cầu họ bảo đảm một phần trăm năng lượng sạch nhất định trên tổng mức năng lượng bán ra. Điểm mấu chốt là hệ thống tính toán con số này thuần túy dựa trên nhiệt trị quy đổi của nhiên liệu.

Phương pháp đánh giá này tách biệt hoàn toàn với thể tích chất lỏng thực tế bơm vào bình chứa của người dân. Người tiêu dùng thường có góc nhìn đồng nhất mức chỉ tiêu 10% với việc mỗi lít xăng hay dầu bán ra luôn chứa lượng bioethanol hoặc biodiesel tương đương. Thực tế, các quy định hiện hành cung cấp những phương pháp tính toán linh hoạt hơn rất nhiều.

Bên cạnh đó, chiến lược hoàn thành chỉ tiêu của Tây Ban Nha phụ thuộc mạnh mẽ vào sự tiến hóa của công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học và cơ chế "Tính kép" áp dụng cho cả hai mảng xăng và dầu.

Đối với mảng dầu, biodiesel thế hệ thứ nhất làm từ dầu thực vật truyền thống thường có đặc tính đông đặc ở nhiệt độ thấp khi pha trộn với tỷ lệ cao. Để giải quyết vấn đề này, Tây Ban Nha đã chuyển hướng sang sản xuất dòng nhiên liệu diesel tái tạo tiên tiến (HVO). Dòng sản phẩm mới này được tinh chế từ dầu ăn đã qua sử dụng và mỡ động vật phế thải thông qua công nghệ xử lý hydro hóa học. Biodiesel thế hệ mới sở hữu cấu trúc phân tử hoàn hảo tương tự dầu khoáng, cho phép pha trộn ở tỷ lệ rất cao hoặc còn được bán 100% nguyên chất để đổ trực tiếp cho phương tiện (100% Renovable).

Tương tự ở mảng xăng, ngành công nghiệp cũng ghi nhận sự vươn lên mạnh mẽ của bioethanol thế hệ thứ hai. Thay vì sử dụng các loại cây lương thực như mía hay ngô của thế hệ thứ nhất, bioethanol thế hệ thứ hai được chiết xuất từ sinh khối thực vật, bao gồm phế phẩm nông nghiệp (như rơm rạ, bã mía, thân ngô), dăm gỗ và rác thải hữu cơ.

Về mặt hóa học, loại cồn tiên tiến này có đặc tính giống hệt cồn truyền thống và được pha trộn trực tiếp vào xăng để tạo ra các dòng E5, E10 với chất lượng vận hành trơn tru. Ưu điểm vượt trội của bioethanol thế hệ thứ hai là khả năng tận dụng tối đa nguồn rác thải, bảo vệ diện tích đất canh tác và duy trì sự ổn định cho chuỗi an ninh lương thực toàn cầu.

Nhờ những giá trị sinh thái to lớn đó, Liên minh châu Âu quyết định áp dụng ưu đãi "Tính kép" cho toàn bộ nhóm nhiên liệu sản xuất từ rác thải này, bao gồm cả biodiesel tiên tiến và bioethanol thế hệ thứ hai. Cụ thể, mỗi đơn vị năng lượng từ các loại nhiên liệu thế hệ mới này khi bán ra sẽ được nhân đôi mức ghi nhận thành tích trong các báo cáo nộp cho cơ quan quản lý. Nhờ cơ chế này, các nhà phân phối sở hữu một công cụ pháp lý hiệu quả để thúc đẩy nhanh chóng quá trình chuyển đổi xanh, đồng thời tối ưu hóa được chi phí đầu tư hạ tầng pha trộn.

Công nghiệp nhiên liệu sinh học tại Tây Ban Nha được định hình bởi quy mô sản xuất khổng lồ và sự phân hóa rõ rệt về mặt công nghệ giữa hai nhóm sản phẩm cốt lõi là bioethanol và biodiesel. Năng lực nội địa của quốc gia này không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước, mà còn đưa Tây Ban Nha trở thành một trung tâm tinh chế và xuất khẩu nhiên liệu xanh quan trọng bậc nhất của châu Âu.

Trong mảng bioethanol, tổng công suất thiết kế của Tây Ban Nha duy trì ổn định ở mức khoảng 400 đến 500 triệu lít mỗi năm. Thị phần sản xuất cồn sinh học trong nước mang tính tập trung rất cao, được dẫn dắt chủ yếu bởi tập đoàn Vertex Bioenergy thông qua hệ thống các nhà máy tinh chế quy mô lớn đặt tại khu vực Galicia, Salamanca và Murcia.

Công nghệ sản xuất bioethanol tại các cơ sở này đang có sự chuyển dịch giao thoa; trong đó bao gồm cả dây chuyền thế hệ thứ nhất chuyên xử lý nguồn nguyên liệu ngũ cốc truyền thống và các phân xưởng thế hệ thứ hai chuyên tận dụng phế phẩm nông nghiệp, bã sinh khối để chiết xuất cồn tiên tiến.

Dù sở hữu năng lực tinh chế thành phẩm hoàn toàn tự chủ, đủ sức bao tiêu toàn bộ thị trường xăng E5, E10 nội địa và thặng dư để xuất khẩu sang Pháp hay Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha lại vấp phải điểm yếu về tự chủ nông nghiệp. Ngành công nghiệp cồn sinh học của nước này phụ thuộc rất lớn vào việc nhập khẩu hàng triệu tấn ngô và ngũ cốc thô mỗi năm từ các vựa lương thực bên ngoài như Ukraine hay khu vực Nam Mỹ để duy trì công suất vận hành tối đa.

Mảng sản xuất biodiesel và đặc biệt là dầu diesel tái tạo tiên tiến thế hệ mới (HVO) mới thực sự là thế mạnh cốt lõi đưa Tây Ban Nha lên vị thế dẫn đầu EU. Tổng năng lực sản xuất dầu sinh học của quốc gia này thường xuyên vượt mức 1,5 đến 2 triệu tấn mỗi năm, đáp ứng trọn vẹn sức tiêu thụ khổng lồ của các dòng dầu B7, B10 trong nước.

Sự bứt phá này được dẫn dắt bởi những tập đoàn năng lượng khổng lồ như Repsol và Cepsa thông qua việc rót vốn vào các siêu dự án tinh chế công nghệ cao. Một minh chứng tiêu biểu là tổ hợp nhà máy nhiên liệu sinh học tiên tiến của Repsol tại Cartagena mới đi vào hoạt động gần đây. Cơ sở này sở hữu công suất lên tới 250.000 tấn mỗi năm, chuyên ứng dụng công nghệ xử lý hydro để sản xuất dầu diesel tái tạo chất lượng cao hoàn toàn từ nguồn mỡ động vật phế thải và dầu ăn đã qua sử dụng.

Tỷ trọng phân bổ nhiên liệu sinh học tại Tây Ban Nha có sự phân hóa rõ rệt giữa hai dòng sản phẩm dựa trên nhu cầu vận hành thực tế. Đối với bioethanol, do lượng tiêu thụ xăng trong thị trường nội địa chỉ khoảng 45 - 55% tổng sản lượng, phần thặng dư 45 - 55% còn lại được xuất khẩu sang các nước láng giềng như Pháp và Bồ Đào Nha.

Ngược lại, mảng dầu biodiesel lại phục vụ thị trường nội địa là chính. Với lượng tiêu thụ khổng lồ từ ngành vận tải, khoảng 80% đến 90% sản lượng dầu sinh học tinh chế được sử dụng trong nước để pha trộn thành dòng B7, B10. Dù vậy, Tây Ban Nha vẫn áp dụng chiến lược thương mại linh hoạt bằng cách dành 15% đến 25% sản lượng xuất khẩu, tập trung bán dòng dầu HVO tinh chế sang Bắc Âu với mức giá cao, đồng thời nhập khẩu các loại biodiesel thế hệ cũ giá rẻ hơn để bù đắp cho nhu cầu tiêu thụ còn thiếu trong nước.