Cỏ năng lượng ( energy grass ) được gọi như thế là những loại cỏ trồng cho ra năng xuất cao và khi dùng các loại cỏ này để biến chế ra các nhiên liệu sinh học thì sẽ sản xuất ra một khối lượng lớn . Hơn nữa khi xử dụng loại nhiên liệu này để chạy các loại động cơ thì chỉ thải ra một lượng nhỏ carbon dioxide (CO2 ) vào vùng khí quyển. Lợi ích này có thể làm giảm bớt đi sự thay đổi khí hậu nếu so sánh với dầu hỏa và nhiên liệu được chế ra từ bắp hoặc mía. CO2 từ lâu bị nghi ngờ là một khí nhà kiếng làm tăng nhiệt độ của trái đất.
Bảng thống kê dưới đây cho thấy số lượng CO2 thoát vào vùng khí quyển khi ethanol chế ra từ các loại cỏ năng lượng được dùng làm nhiên liệu , so sánh với dầu hỏa :
|
|
CO2 PHÁT SINH
|
|
|
( kg/million BTU )
|
|
|
|
GASOLINE
|
|
98
|
BẮP
|
|
62
|
LÁ, THÂN , LÕI BẮP
|
|
23
|
MÍA
|
|
45
|
KÊ
|
|
47
|
ENERGY CANE
|
|
17
|
NAPIER GRASS
|
|
19
|
SWITCHGRASS
|
|
13
|
GIANT REED GRASS
|
|
11
|
Cỏ năng lượng sẽ được thay thế mía và bắp để sản xuất các loại xăng sinh học vì hai loại nông sản này hiện nay cần dùng làm thực phẩm để nuôi nhân loại. Hơn nữa nều dùng bắp và mía để chế biến nhiên liệu khi đốt cháy sẽ thải ra nhiều khí nhà kiếng hơn là nhiên liệu chế ra từ cỏ năng lượng.
Ngoài ra nếu so sánh với cùng một đơn vị diện tích canh tác 1 acre thì dung lượng nhiên liệu được chế biến từ cỏ năng lượng sẽ thu hoạch được rất nhiều lần hơn là được chế biến ra từ mía hay bắp . Chẳng hạn energy cane có thể sản xuất ra 1,800 tới 2,200 gallons ethanol cho 1 acre trong khi nếu dùng bắp thì chỉ sản xuất được 400 gallons . Ethanol đang được trộn chung với xăng bán trên thị trường để chạy các loại động cơ.
Các cuộc khảo cứu về dùng cỏ để chế tạo xăng sinh học đã được tiến hành từ nhiều năm qua nhất là tại các trường đại học với kết qủa rất khả quan. Vì thế nhiều công ty năng lượng đã đầu tư vào lãnh vực này và thiết lập nhà máy để sản xuất.
Công ty BP cho biết một nhà máy biến chế cellulosic ethanol từ cỏ ở Florida sẽ hoạt động vào năm 2014 để sản xuất 36 million gallons mỗi năm. Các nhà máy khác dự trù xây cất tại Texas và Louisiana. Giá sản xuất sẽ giảm xuống $US60-80 / gallon so với $US140-150 hiện nay.
Tại vùng đất nóng và khô ở Imperial Valley thuộc tiểu bang California nhiều giống cỏ đang được trồng thí nghiệm trên một diện tích 100 acres. Nếu đạt được kết qủa tốt thì diện tích 450,000 acres của vùng này sẽ được trồng cỏ năng lượng cùng với các loại cây ăn trái và rau hoa đã được trồng ở đây từ lâu .
Một số các loại cỏ đã được trồng thí nghiệm và biến chế thành công ra các nhiên liệu sinh học như là energy cane, switchgrass , miscanthus, napier grass (cỏ voi), reed carnary grass . Các công ty sản xuất năng lượng sinh học lựa chọn các loại cỏ thích hợp tùy theo kế hoạch sản xuất và kỹ thuật biến chế riêng của mỗi công ty.
Energy cane : (hybrid of Saccharum officinarum and S. spontaneum), cỏ đa niên , họ hàng với mía nhưng cứng hơn mía và độ đường thấp hơn. Nhu cầu nước và phân bón it, chịu được khí hậu lạnh. Năng xuất khoảng 7 dry tons/ acre khi trồng ở đất kém phì nhiêu nhưng nếu trồng ở vùng đất đai phì nhiêu thì sẽ thu hoạch được 20 tons/ acre . Energy cane trồng ở các tiểu bang miền trung vùng Đông Nam Hoa Kỳ và có thể trồng ở các vùng đất đã từng trồng cỏ cho gia súc, lúa, bông vải và alfalfa.
Napier grass : (Pennisetum purpureum), còn gọi là Elephant grass, cỏ đa niên được trồng ở Florida và miền nam các tiểu bang Texas, Louisiana, Georgia, Alabama, Mississipi. Năng xuất thu hoạch khoảng 14-18 dry tons/acre.
Miscanthus : (Miscanthus sinensis , cỏ đa niên gồm 13 loài ( gigenteus, floridulus, tinctorius, v.v), là loại cỏ phát triển rất nhanh, không xâm thực . Năng xuất khoảng 10-15 dry tons/ acre. Miscanthus được trồng nhiều ở tiểu bang Illinois.
Giant Reed grass: (Arundo donax), cỏ đa niên được trồng ở Florida và miền nam các tiểu bang Texas, Louisiana, Georgia, Alabama, Mississipi. Năng xuất thu hoạch khoảng 15 dry tons/acre.
Switchgrass : (Panicum vigatum), trồng ở các tiểu bang vùng trung tây Hoa Kỳ. Có thể trồng ở những nơi đã từng trồng đậu nành, lúa mì, kê và bông vải. Năng xuất thu hoạch khoảng 5 dry tons/acre.
Những loại cỏ khác như cordgrass (Spartia densiflora) và little bluestem (Schizachyrium scoparium) cũng có thể được xử dụng với cùng một mục đích trên .
Các công ty sản xuất năng lượng đang thực hiện những chương trình phát triển việc dùng cỏ và các biomass khác như lá cây, vụn gỗ , các phế thải thực vật trong vườn để sản xuất các loại xăng sinh học . Lý do là giá thành rẻ hơn do gía dầu hỏa gia tăng vì các giếng dầu đã khô cạn dần nên phải tốn kém để bơm lên từ độ sâu . Hơn nữa các nguyên liệu dùng chế biến từ mía và bắp khan hiếm do nhu cầu thực phẩm nhất là bắp còn dùng làm thực phẩm để nuôi gia súc.
Chuyên gia về canh tác hoa mầu khuyến cáo các nông dân trồng cỏ năng lượng thì nên chọn những vùng đất không thích hợp cho việc canh tác hoa mầu dùng làm thực phẩm như đất đai ở vùng khô hạn và kém mầu mỡ. Trồng cỏ năng lượng không cần vốn đầu tư cao và ít tốn công chăm sóc.
Tuy nhiên còn những chọn lựa khác như trồng cỏ đa niên có năng xuất cao trên các vùng chăn nuôi gia súc để các loại cỏ năng lượng hấp thụ nitrogen dư thừa từ các thải bã động vật. Công ty Beta Renewables đã ký khế ước dài hạn với công ty Murphy Brown để trồng các vụ mùa năng lượng trong vùng chăn nuôi heo của công ty này .
Hiện nay ba phương pháp sinh học, hóa học và nhiệt học được áp dụng để sản xuất xăng sinh học từ thực vật. Nhưng nếu dùng cỏ làm nguyên liệu chế biến thì nên dùng phương pháp sinh học vì không tạo ra nhiều tro nếu áp phương pháp nhiệt học. Phương pháp sinh học dùng các vi sinh vật như các siêu vi khuẩn, vi khuẩn , vi trùng nguyên thủy hay đã được cải biến trong tiến trình sản xuất .
Các chuyên gia năng lượng nhận định rằng tương lai rất hứa hẹn cho ngành sản xuất năng lượng tái tạo . Việc dùng cỏ và các thực vật như lá cây, vụn gỗ v.v, để chế tạo xăng sinh học sẽ cung ứng cho Hoa Kỳ 10% tổng số nhiên liệu cho ngành vận tải vào năm 2030.
Cỏ năng lượng có thể trồng ở mọi vùng địa lý, nhiệt đới , ôn đới và hàn đới, không cần đất đai phì nhiêu cũng như tốn công chăm sóc hay áp dụng các kỹ thuật bảo vệ hoa mầu. Nói khác đi không cần vốn sản xuất nhiều. Là loại thực vật đa niên, thời gian thu hoạch ngắn hạn với năng xuất cao nên không chiếm nhiều đất canh tác. Vì thế giá sản xuất sẽ rẻ hơn giá nhiên liệu nguồn gốc dầu hỏa.
Nguồn nguyên liệu dùng chế biến từ cỏ không bao giờ cạn kiệt do thực vật tái tạo. Muốn có nhiên liệu từ dầu hỏa thì phải mất một thời gian 70 triệu năm để các trẩm tích thực vật dưới đáy biển hay trong lòng đất bị phân hủy và biến đổi thành dầu hỏa . Trồng cỏ chỉ mất khoảng 70 ngày đã có thể thu hoạch để biến chế ra các loại xăng sinh học.