NHIÊN LIỆU THAY THẾ DÙNG CHO CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG CAO HỌC ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
PGS.TS. LPGS.TS. LÊ ANH TUẤNÊ ANH TUẤN
BàiBài giảnggiảng
NHIÊN LIỆU THAY THẾ DÙNG CHO NHIÊN LIỆU THAY THẾ DÙNG CHO
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONGĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
ĐỘNG

CƠ

ĐỐT

TRONGĐỘNG

CƠ

ĐỐT

TRONG
ALTERNATIVE FUELS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINESALTERNATIVE FUELS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
((DùngDùng chocho họchọcviênviên caocao họchọc))
HHà à NộiNội, , 0707//20122012
NHIÊN LIỆU THAY THẾ DÙNG CHO ĐỘNG NHIÊN LIỆU THAY THẾ DÙNG CHO ĐỘNG
CƠ ĐỐT TRONGCƠ ĐỐT TRONG
CƠ

ĐỐT

TRONGCƠ

ĐỐT

TRONG
ALTERNATIVE FUELS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
PGS.TS. Lê PGS.TS. Lê Anh TuấnAnh Tuấn
Viện Cơ khí động lực,Viện Cơ khí động lực,
Đạ
i h
ọ
c Bách khoa Hà N
ộ
i
Đạ
i h
ọ
c Bách khoa Hà N
ộ
i
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
ạ ọ ộạ ọ ộ
Nội dungNội dung
 Chương 1. Nhiên liệu dùng cho động cơ đốt trong (Fuels
for internal combustion engines)
¾ Lời nói đầu
¾ Các nguồn năng lượng toàn cầu và tình trạng năng lượng hiện tại
¾
Nhiê liệ th thế
¾
Nhiê
n

liệ
u
th
ay
thế
• Giới thiệu về nhiên liệu sinh học
• Các lo
ạ
i nhiên li
ệ
u khác
ạ ệ
¾ Chiến lược khuyến khích sử dụng nhiên liệu sinh học
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
Nội dungNội dung
 Chương 2. Nhiên liệu sinh học dùng cho động cơ xăng
(Bio-fuels for gasoline engines)
¾ Giới thiệu chung về bioethanol và biomethanol
¾ Các thuộc tính của ethanol và bioethanol
¾
Tì h hì h ả ấtàử d th l
¾
Tì
n
h

hì
n
h

s
ả
n xu
ất
v
à
s
ử

d
ụng e
th
ano
l
¾ Nguồn nguyên liệu sản xuất ethanol
¾
Công nghệ sảnxuất ethanol
¾
Công

nghệ

sản

xuất

ethanol
• Công nghệ lên men sản xuất bioethanol
• Công nghệ sinh học sản xuất bioethanol từ nguyên liệu xenluloza
¾ Sử dụng nhiên liệu sinh học bioethanol trên động cơ

• Sử dụng nhiên liệu sinh học bioethanol E5, E10 và E20
•
Phương tiệnsử dụng nhiên liệu linh hoạt FFV và nhiên liệuE
85
Phương

tiện

sử

dụng

nhiên

liệu

linh

hoạt

FFV

và

nhiên

liệu

E
85

School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
Nội dungNội dung
 Chương 3. Nhiên liệu sinh học dùng cho động cơ
diesel
(Bio-fuels for diesel engines)
¾ Khái quát về biodiesel
¾ Các thuộc tính của biodiesel
¾ Tình hình sản xuất và sử dụng biodiesel
¾ Nguồn nguyên liệu sản xuất biodiesel
¾
Cô hệ ả ấtbi di l
¾
Cô
ng ng
hệ
s
ả
n xu
ất

bi
o
di
ese
l
¾ Sử dụng nhiên liệu biodiesel trên động cơ
•
Phản ứng của các nhà sảnxuấtôtôđốivới nhiên liệusinhhọc
Phản

ứng

của

các

nhà

sản

xuất

ôtô

đối

với

nhiên

liệu

sinh

học

biodiesel
• Đánh giá tính năng kinh tế, kỹ thuật, phát thải và độ bền của động cơ
khi sử dụng nhiên liệusinhhọc biodiesel

khi

sử

dụng

nhiên

liệu

sinh

học

biodiesel
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
Nội dungNội dung
 Chương 4. Sử dụng nhiên liệu khí hóa lỏng LPG, khí
thiên nhiên hóa lỏng LNG, khí thiên nhiên nén CNG và
khí sinh học biogas trên động cơ (Utilization of liquefied
petrolium gas, liquefied natural gas and compressed natural gas in
en
g
ines
)
g)
¾ Giới thiệu về khí hóa lỏng LPG
¾ Giới thiệu về khí thiên nhiên hóa lỏn
g

LNG và khí thiên nhiên nén
g
CNG
¾ Khí sinh học biogas dùng cho động cơ
¾
Tình hình sản ấtàsử d ng LPG CNG
LNG
¾
Tình

hình

sản
xu
ất
v
à

sử

d
ụ
ng

LPG
,
CNG
,
LNG
¾ Phương tiện sử dụng nhiên liệu LPG, CNG, LNG

School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
Nội dungNội dung
 Chương 5. Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ 2 và các loại
nhiên liệu thay thế khác
(bio-fuels second generation and other
alternative fuels)
¾ Giới thiệu chung
¾
Bi th l từ li l ll
¾
Bi
oe
th
ano
l

từ

li
gnoce
l
u
ll
ose
¾ Nhiên liệu tổng hợp (synthetic fuels) hay BTL (biomass to liquid)
¾
Nhiên liệu DME (DeMethil Ether)
¾
Nhiên

liệu

DME

(DeMethil

Ether)
¾ Nhiên liệu hyđrô và pin nhiên liệu (fuel cells)
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
Giới thiệu chung về học phầnGiới thiệu chung về học phần
H hầ iớithiệ hữ thô ti khái át ề tì h

H
ọc p
hầ
n g
iới

thiệ
u n
hữ
ng
thô
ng
ti
n
khái
qu

át
v
ề

tì
n
h

hình sản xuất, sử dụng nhiên liệu thay thế trong nước
và trên thế giới đặcbiệt là nhiên liệusinhhọc
và

trên

thế

giới
,
đặc

biệt

là

nhiên

liệu

sinh

học
.
 Quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học bioethanol,
biodiesel, biogas

S
ử dụng nhiên liệuthaythế nói chung và nhiên liệu
S
ử

dụng

nhiên

liệu

thay

thế

nói

chung

và

nhiên

liệu

sinh học nói riêng cho động cơ đốt trong
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
Tài liệu tham khảoTài liệu tham khảo
1. Ayhan Demirbas, 2008, Biodiesel a realistic fuel alternative for diesel
engine. Springer.
2. BIODIESEL, Official site of the national
biodiesel board, US.
3. David M. Mousdale, 2008, BIOFUELS - Biotechnology, Chemistry, and
Sustainable Development, CRC Press, Taylor & Francis Group.
4. Caye M. Drapcho, Nghiem Phu Nhuan, Terry H. Walker, 2008, Biofuel
engineering process technology, Mc. Graw Hill.
5. International energy agency (IEA), 2004, Biofuel for transport, An
International Perspective. Printed in France by Chirat.
6. Worldwatch Institute, 2007, Biofuels for transport : global potential and
implications for energy and agriculture, Earthscan, UK.
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
Tài liệu tham khảoTài liệu tham khảo
7. Le Anh Tuan, Pham Minh Tuan, Tran Quang Vinh, Nguyen The
Luong, 2009, Impacts of Using Gasohol E5 and E10 on Performance and
Exhaust Emissions of in
used Motorcycles and Cars in Vietnam
WAESE
Exhaust

Emissions

of

in
-
used

Motorcycles

and

Cars

in

Vietnam
,
WAESE
,
Bangkok.
8
Le Anh Tuan Pham Minh Tuan et
a
l 2009
Experimental Findings of
8
.
Le

Anh

Tuan
,

Pham

Minh

Tuan
,
et
.
a
l
.,
2009
,
Experimental

Findings

of

Using Biodiesel on Engines and on Transport Vehicles: A Case Study in
Vietnam, APAC15, Hanoi.
9. Lê Anh Tuấn, 2009, Kết quả thử nghiệm đối chứng và thử nghiệm bền
động cơ dùng nhiên liệu sinh học biodiesel B5 làm từ mỡ cá. Báo cáo
kh h đề tài há h ấ Nhà ớ
PTN Độ đốtt
kh
oa
h
ọc
đề

tài
n
há
n
h
c
ấ
p
Nhà
nư
ớ
c,
PTN

Độ
ng cơ
đốt

t
rong.
10. Le Anh Tuan, 2009, An overview of renewable energy in Vietnam:
Pt ti l h d d l t d ASEAN
Chi N d
Pt
en
ti
a
l
, researc

h
an
d

d
eve
l
opmen
t
an
d
use,
ASEAN
-
Chi
na
N
ew an
d

Renewable Energy Development and Utilization Forum.
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
Tài liệu tham khảoTài liệu tham khảo
11)
Lê Anh
Tuấn
2012
Nhiên
liệuthaythế dùng cho động cơ đốttrong:

11)
Lê

Anh

Tuấn
,
2012
,
Nhiên

liệu

thay

thế

dùng

cho

động

cơ

đốt

trong:

Tiềm năng, sản xuất và sử dụng ở việt nam, Hội nghị toàn quốc ngành

nhiệt lần thứ II
12) Nguyễn Đức Cường, 2012, Chiến lược và quy hoạch tổng thể phát triển
năng lượng tái tạo ở Việt Nam, Hội nghị khoa học toàn quốc ngành
Nhi
ệ
tVi
ệ
tN l
ầ
th
ứ
II
Nhi
ệ
t

Vi
ệ
t

N
am
l
ầ
n
th
ứ

II
13) Tuan Anh Le, Truc The Nguyen, 2012, Experimental Study on

P f E i i d C b ti Ch t i ti f Si l
P
er
f
ormance,
E
m
i
ss
i
ons an
d

C
om
b
us
ti
on
Ch
arac
t
er
i
s
ti
cs o
f
a
Si

ng
l
e
Cylinder Dual Fuel LPG/Diesel Engine, SETC 2011, Japan
JSAE20119562/SAE2011-32-0562
14) Le Anh Tuan, at.al. Investigation of motorcycle engine’s characteristics
fueled with ethanol-gasoline blends, 4th AUN/SEED-Net Regional
Conference on New/Renewable Energy
15) Rafael Luque, 2008, Biofuels: A technological perspective. Energy &
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
Environmental Science, RSC Publishing.
Tài liệu tham khảoTài liệu tham khảo
16. Rafael Luque, 2009, Situation of biofuels in spain: present and future,
WAESE, Bangkok.
17. Yong Kang, 2009, Situation of Alternative Fuels in Korea, WAESE,
Bangkok.
18. Chinda Charoenphonphanich, 2009, E20 Fuel Impacts on Existing
Vehicles in Thailand, WAESE, Bangkok.
19. Thibodee Harnprasert, 2009, Potentials and Opportunity of Green Fuels
for Thailand, WAESE, Bangkok.
20. Kaoru Fujimoto, 2009, Development of New Synthetic Fuels in Japan,
WAESE, Bangkok.
21. Shu-Yii Wu, 2009, Develpoment of Biomass to Hydrogen Energy in
Taiwan, WAESE, Bangkok.
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
XinXin
trântrân
trọngtrọng

cámcám
ơnơn
!!
XinXin
trântrân
trọngtrọng
cámcám
ơnơn
!!
School of Transportation Engineering
Hanoi University of Science and TechnologyHanoi University of Science and Technology
TTỔỔNG QUAN VNG QUAN VỀ Ề NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
VIỆT NAMVIỆT NAM
TIỀMNĂNG NGHIÊN CỨU PHÁTTIỀMNĂNG NGHIÊN CỨU PHÁT
VIỆT

NAM
:
VIỆT

NAM
:
TIỀM

NĂNG
,
NGHIÊN

CỨU

PHÁT

TIỀM

NĂNG
,
NGHIÊN

CỨU

PHÁT

TRIỂN VÀ SỬ DỤNGTRIỂN VÀ SỬ DỤNG
1) Le Anh Tuan, 2009, AN OVERVIEW OF RENEWABLE ENERGY IN VIETNAM:
POTENTIAL, RESEACH & DEVELOPMENT AND USE, ASEAN-China New and
Renewable Energy Development and Utilization Forum
2) Nguyễn Đức Cường, 2012, Chiến lược và quy hoạch tổng thể phát triển năng
l
ượ
ng
tá
i
tạ
o
ở
Vi
ệ
t
Nam
H

ộ
i
nghị
khoa
họ
c
toà
n
qu
ố
c
ngà
nh
Nhi
ệ
t
Vi
ệ
t
Nam
l
ầ
n
l
ượ
ng

tá
i

tạ
o

ở

Vi
ệ
t

Nam
,
H
ộ
i

nghị
khoa

họ
c

toà
n
qu
ố
c

ngà
nh

Nhi
ệ
t

Vi
ệ
t
Nam

l
ầ
n
thứ 2
NNộội dungi dung
Gi
ớ
ithi
ệ

Gi
ớ
i

thi
ệ
u
 Tiềm năn
g
về năn
g

lư
ợ
n
g
tái t
ạ
o ở
V
i
ệ
t Nam
g
g
ợ
g
ạ
ệ
 Hiện trạng sử dụng năng lượng tái tạo ở Việt Nam
 Các chính sách về năng lượng tái tạo ở Việt Nam
ế
 K
ế
t luận
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
GiGiớới thii thiệệuu
Total Population
(millions)
87.4

Electricity Production
(billion kWh)
40.1
Electricity
GDP per capita
(PPP US$):
3,0062
Electricity

Consumption (billion
kWh)
48
GDP growth
(l%)
8.2 % Urban 25%
(
annua
l

%)
:
Human Development
Index
(Rank 1 - 177):
109 % Rural 75%
Life expectancy at birth
(years):
73
Population w.
Electricity

N/A
Population below PPP
2.2
Rural Electricity
Consumption (Per
N/A
$1 per da
y
(%):
2.2
Consumption

(Per

Capita)
N/A

Net enrollment ratio in
primary education
(% both sexes):
88
Urban Electricity
Consumption (Per
Capita)
N/A
(%

both

sexes):

Capita)

Carbon dioxide
emissions per capita
(metric tons):
1.176
Unemployment, total
(% of total labor force):
2.1
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
TiTiềềm năng vm năng về ề năng lnăng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
 Năng lượng sinh khối
N
g
uồn
Sản lượng tính toán (Mt)
ế
g
2005 2010 (d
ự
ki
ế
n)
Củi, gỗ 23,67 27,60
Ph
ụ

p
hẩm nôn
g
n
g
hiệ
p
(
rơm rạ,
b
ã
60 82
72 37
p
gg
p
(
mía, sắn, trấu, vỏ dừa và càfe )
60
,
82
72
,
37
Chất thải động vật 54,72 60,72
Chất thải rắn từ các đô thị lớn (HN,
734
10 54
HCM, HP, DN, CT)
7

,
34
10
,
54
Chất thải hữu cơ (dầu ăn đã qua sử
dụng, mỡ cá, phụ phẩm của công
n
g
hi
ệ
p
mía đư
ờ
n
g
…
)
0,83 1,37
g
ệ
p
g
)
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
source: H.L.Pham,2009
TiTiềềm năng vm năng về ề năng lnăng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
 Năng lượng sinh khối

Sinh khối
Tỷ trọng có thể
dùng cho các
d
ị
ch v
ụ
năn
g

Công suất
điện dự kiến
(MW)
Số giờ vận hành
bình quân
(
i
ờ
/ ă )
Công suất
điện(GW.h/năm
)
Ghi chú
ị
ụ
g
lượng (tr.t/năm)
(MW)
(
gi

ờ
/
n
ă
m
)
)
Vỏ trấu (Từ đồng
bằng sông
Mekong)
1,51
197 ÷ 225
4800
944 ÷1079
Hòa vào lưới
điện
Mekong)
Bã mía 3,41
221 ÷ 276
4000
880 ÷ 1103
Hòa vào lưới
điện
Chất thải rắn từ
thà
hh
ố
(
đ
ố

t)
2
,
44 120 4300 516
Hòa vào lưới
đi
ệ
thà
n
h
p
h
ố

(
đ
ố
t)
,
đi
ệ
n
Khí thiên nhiên 290 (Mm
3
) 102 4300 439
Hòa vào lưới
điện
Khí
Biogas
170 (Mm

3
)
58
5000
290
Khí
Biogas
170

(Mm
)
58
5000
290
Tổng
698 ÷ 781 3066 ÷ 3422
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
source: H.L.Pham,2009
TiTiềềm năng vm năng về ề năng lnăng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
 Năng lượng mặt trời
Khu vựcSố giờ nắng/năm
Bức xạ mặt trời
kWh/m
2
/năm
Khả năng sử dụng
kWh/m
/năm

Đông bắc 1500 ÷ 1700 1160 ÷ 1450 Thấp
Tây bắc 1750 ÷ 1900 1450 ÷ 1740 Trung bình
Miền
b
ắc và Trun
g

1700
÷
2000
1624
÷
1856
T
ố
t
g
bắc
1700

÷
2000
1624

÷
1856
T
ố
t
Miền trung, Tây

n
g
u
y
ên
2000 ÷ 2600 1740 ÷ 2030 Rất tốt
gy
Miền nam 2200 ÷ 2500 1508 ÷ 1740 Rất tốt
Trung bình toàn
q
uốc
1700 ÷ 2500 1000 ÷ 1750 Tốt
Source: H.L.Pham,2009
q
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
TiTiềềm năng vm năng về ề năng lnăng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
 Năng lượng gió
Năng lượng gió đo được ở một số vị trí điển hình (source: H.L.Pham,2009)
Vị trí
Tốc độ gió trung bình năm ở độ cao
65m so với mặt đất. m/s
Dữ liệu EVN Dữ liệu WB
Mong
Cai
Qang
Ninh
580
735

Mong
Cai
,
Q
u
ang
Ninh
5
,
80
7
,
35
Van Ly, Nam Dinh
6,88 6,39
Sam Son, Thanh Hoa
5,82 6,61
Ky Anh, Ha Tinh
6,48 7,02
Quang Binh
6,73 7,03
Gio Linh, Quang Tri
6,53 6,52
Phuong Mai, Binh Dinh
7,3 6,56
Tu Bong Khanh Hoa
514
681
Tu

Bong
,
Khanh

Hoa
5
,
14
6
,
81
Phuoc Minh, Ninh Thuan
7,22 8,03
Da Lat, Lam Dong
6,88 7,57
Tuy Phong, Binh Thuan
6,89 7,79
i
ih
• Tổng tiềm năng về năng lượng gió :1785 MW
•
Mi
ề
nB
ắ
c:
50
MW
Mi
ề

nTrung:
880
MW
Mi
ề
nNam:
855
MW
Duyen Ha
i
, Tra V
i
n
h
6,47 7,24
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
Mi
ề
n

B
ắ
c:

50
MW
,
Mi

ề
n

Trung:

880
MW
,
Mi
ề
n

Nam:

855

MW
TiTiềềm năng vm năng về ề năng lnăng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
 Thủy điện cỡ nhỏ
GiảicôngsuấtTiềm năng lý thuyết
0,1 ÷ 1,0 126,8
1,0 ÷ 5,0 1030,2
5,0 ÷ 10,0 1048,3
10 0
÷
15 0
648 0
10
,
0

÷
15
,
0
648
,
0
15,0 ÷ 20,0 562,8
20,0 ÷ 25,0 309,0
25,0 ÷ 30,0 290,0
Tổng (≤ 30MW) 4015,1
Khu vực
Tổng công suất lý thuyết
(
5 ÷30 MW
),
MW
Tổng công suất điện lý
thu
y
ế
t
,
GWh
Hệ số tải trung
b
ình
(
),
y

,
Miền Bắc (Lai Châu…Hà
Tĩnh
1685 7734 0,52
Miền Trung (Quảng
Bì
nh Lâm
Đồ
ng
132 5109 0,52
Bì
nh
…
Lâm

Đồ
ng
Miền Nam (Ninh Thuận,
Bình Thuận, Bình Phước)
108 511 0,54
Tổng 2925 13355 0,52
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
source: H.L.Pham,2009
HiHiệện n trạtrạng sng sử dụử dụng năng lng năng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
 Khai thác và sử dụng cho sản xuất điện
¾
Tí
nh

đế
n
2010
t
ổ
ng công su
ấ
tl
ắ
p đ
ặ
t
cá
c
nhà má
y
/
trạ
m
¾
Tí
nh

đế
n

2010
,
t
ổ

ng

công

su
ấ
t

l
ắ
p

đ
ặ
t

cá
c

nhà

má
y
/
trạ
m

phát điện từ NLTT đạt khoảng 600MW (khoảng 2% tổng
điện sản xuất)
• Điện gió: trên 30MW

• Thủy điện nhỏ: 450MW
Đi
ệ
ặ
tt
ờ
i
1
5
MW
•
Đi
ệ
n m
ặ
t

tr
ờ
i
:
1
,
5
MW
• Điện từ sinh khối: 150MW
¾
Sả
nxu
ấ

t đi
ệ
nn
ố
il
ướ
i:
¾
Sả
n

xu
ấ
t

đi
ệ
n

n
ố
i

l
ướ
i:

•
Thủy điện nhỏ, tổng công suất khoảng 450MW (1,65 tỷ kWh
năm 2010)

• Điện gió: 7,5MW
• Điện từ sinh khối (bã mía): 30MW,
•
Đi
ệ
nt
ừ rá
c
thả
isinh
hoạ
t:
2
4
MW
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
•
Đi
ệ
n

t
ừ

rá
c

thả

i

sinh

hoạ
t:

2
,
4
MW
HiHiệện n trạtrạng sng sử dụử dụng năng lng năng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
¾ Cung cấp điện ngoài lưới và tự dùng
•
Khai thác tại chỗ để cung cấp điện cho vùng sâu, vùng xa, hải
ả
đ
ả
o
• Điện mặt trời: 1,2MW
•
Đi
ệ
n
gió
:
1
2
MW
Đi

ệ
n

gió
:

1
,
2
MW
• Thủy điện nhỏ: 40MW
• Điện từ bã mía: 140MW
• Kỹ thuật không đồng bộ, còn nhiều bất cập trong thiết kế, lắp
đặt, quản lý và vận hành
ấ
 Khai thác và sử dụng cho sản xu
ấ
t nhiệt
¾ Năng lượng sinh khối: Tổng tiêu thụ năng lượng gỗ và các phế thải
nông
–
lâm nghiệp cho mục đích nhiệt: khoảng trên 10 triệu TOE
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
ỗ
ấ
HiHiệện n trạtrạng sng sử dụử dụng năng lng năng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
Nguyên liệu g
ỗ

: 24,5 triệu t
ấ
n
Rơm rạ: 7,8 triệu tấn
Trấu: 2,7 triệu tấn
Bã í
150 MW
Bã
m
í
a:
150

MW
Các loại sinh khối và phụ phẩm
khác: Vỏ café, vỏ hạt, cây và bắp ngô,
đậudừangọnvàlámía gỗ lát :
đậu
,
dừa
,
ngọn

và

lá

mía
,
gỗ

lát
…
:

1,68 triệu tấn năng lượng tương đương
( TOE). Năm 2002.
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
Lĩ
h
àù
Loạ
isinhkh
ố
i
Tỷ
l
ệ
Units: KTOE – Year 2002
HiHiệện n trạtrạng sng sử dụử dụng năng lng năng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
Lĩ
n
h
vực v
à
v
ù
n

g

miền
Loạ
i

sinh

kh
ố
i
Tổng tiêu thụ
Tỷ

l
ệ
(%)
Gỗ TrấuRơm rạ Bã mía Khác
Hộ gia đình
6997 665 1950 165 890 10667 76
Miền núi và trung du 1875 30 150 15 20 2090
Đồng bằng sông Hồng 685 200 1220 20 40 2165
Bắc trung bộ 1085 140 500 30 120 1875
Nam trung bộ 710 130 80 29 240 1189
Cao nguyên 605 - - - 32 637
Vù
ng

đông

nam
6
2
5
60
-1
8
14
0
8
4
3
Vù
ng đông nam
65
60
8
0
83
Đồng bằng sông
Mekong
1412 105 - 53 298 1868
Tiểu thủ côn
g

1808
250
447
798
3333

24
g
nghiệp
1808
250
-
447
798
3333
24
CN đường mía - - - 377 - 377
Sản xuất v
ậ
t li
ệ
u xâ
y

663
140
100
903
ậ
ệ
y
dựng
663
140

100

903
Khác 1145 110 - 100 698 2053
T
ổ
ng
8805
915
1950
642
1688
14000
100
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
T
ổ
ng
8805
915
1950
642
1688
14000
100
HiHiệện n trạtrạng sng sử dụử dụng năng lng năng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
Units: KTOE – Year 2002
Theo mục đích sử dụng
Theo loại sinh khối
Tổng Tỷ lệ

Gỗ TrấuRơm rạ Bã mía Khác
Nhi
ệ
t
Đun nấu hộ gia đình 6,997 665 1,950 165 890 10,667
97 3
Lò gạ
ch
663
140
-
-
100
903
Nhi
ệ
t
97
.
3
Lò

gạ
ch
663
140
-
-
100
903

Lò nung: (chế biến sản
phẩm nông nghiệp)
1,145 110 - 100 698 2,053
N
ồ
ihơi
sả
nxu
ấ
t đ
ườ
ng
Điện
N
ồ
i

hơi
,
sả
n

xu
ấ
t

đ
ườ
ng

mía
- - - 377 - 377 2.7
Total 8,805 915 1,950 642 1,688 14,000 100
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
HiHiệện n trạtrạng sng sử dụử dụng năng lng năng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
Lò đun hộ ở gia đ
ì
nh
Công suất nhiệt: 3-20 kW
th
đốt trực tiếp
3/4 hộ gia đình sử dụng sinh khối làm nguyên liệu đun nấu
chính
ề
ố
ấ
ấ
+ C
á
c lò đun truy
ề
n th
ố
ng: H
i
ệ
u
s

u
ấ
t th
ấ
p:
8
-
15%
+ Lò đun cải tiến: Đạt hiệu suất khoảng 25%
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
HiHiệện n trạtrạng sng sử dụử dụng năng lng năng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
•
Lò
gạ
ch
đ
ố
t
b
ằ
ng
Lò thủ công

Lò

gạ
ch

đ
ố
t

b
ằ
ng

trấu,
• Lò nung sứ đốt bằng
ỗ
g
ỗ
,
• Lò nung chế biến
đ
ườ
ng
đ
ố
t
bã
mí
a
đ
ườ
ng
đ
ố
t

bã

mí
a
• Các loại lò nhỏ dùng
để chế biến thực
phẩm (bún, bánh…)
Hiệu suất đạt được
khoả
ng
15
35
%
tù
y
khoả
ng

15
-
35
%

tù
y

chủng loại.
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi

. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
ồ
HiHiệện n trạtrạng sng sử dụử dụng năng lng năng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
S
ử

dụ
n
g

bã
m
í
a
l
à
m n
guyê
n li
ệ
u

đ
ố
t
(
đ
ộ

ẩ

m4
8
-
5
2
%
)
N
ồ
i hơi
S
ử

dụ
ng

bã

mí
a

là
m

nguyên

li
ệ
u

đ
ố
t
(
đ
ộ

ẩ
m
48
52
%
)
Hầu hết các lò hơi đều được nhập khẩu
Nhà máy mía đường
Trạ
m
phá
t đi
ệ
nnh
ờ
đ
ố
ttr
ấ
u
50
kW
School of Transportation Engineering

Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
Trạ
m

phá
t

đi
ệ
n

nh
ờ

đ
ố
t

tr
ấ
u

50
kW
SSử dụử dụng sinh khng sinh khốối i ((biobio massmass) ) ở ở ViViệệt Namt Nam
Công nghệ đóng bánh bio-mass ở
V
iệt Nam
Máy đóng bánh Biomass và máy đóng bánh vỏ trấu

School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
HiHiệện n trạtrạng sng sử dụử dụng năng lng năng lượượng ng tátái i tạtạo o ở ở ViViệệt Namt Nam
¾ Khí sinh học: 200.000 hầm khí sinh học được xây dựng
(cuối 2010), quy mô hộ gia đình (5 - 20 m
3
), tổng năng
lượng khoảng 85 TOE
¾ Năng lượng mặt trời: sử dụng để đun nước nóng; tăng mạnh
t
ừ
4000
2
(
2005
)lê
70
000
2
(
2012
)
t
ừ

4000
m
2
(

2005
)

lê
n
70
.
000
m
2
(
2012
)
¾ Nhiên liệu sinh học: được trình bày chi tiết trong phần sau
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
CáCác c chíchính nh sásách vch về ề năng lnăng lượượng ng tátái i tạtạoo
 Quyết định số 153/2004/QĐ-TTg: Chiến lược phát triển
bền vững ở Việt nam:
¾ Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo:
• Khuyến khích các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng sinh khối,
thủy điện nhỏ, năng lượng mặt trời, năng lượng gió, địa nhiệt
¾ Chính sách hỗ trợ tài chính cho các nguồn năng lượng tái
tạ
o:
tạ
o:

• Chương trình quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

giai đoạn 2006-2015
ể
ế
ầ
• Dự án phát tri
ể
n nhiên liệu sinh học đ
ế
n năm 2015, t
ầ
m nhìn 2025:
bio-ethanol, bio-diesel và biogas
¾ Sử d
ụ
n
g
các chính sách thuế để khu
y
ến khích
p
hát triển
ụ
g
y
p
năng lượng tái tạo
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
CáCác c chíchính nh sásách vch về ề năng lnăng lượượng ng tátái i tạtạoo

 Quyết định số 153/2004/QĐ-TTg: Chiến lược phát triển
bền vững ở Việt nam :
¾
Chí
nh
sá
ch v
ề
tiêu
thụ
năng l
ượ
ng:
Chương
trì
nh qu
ố
cgiav
ề
¾
Chí
nh

sá
ch

v
ề

tiêu

thụ

năng

l
ượ
ng:

Chương

trì
nh

qu
ố
c

gia

v
ề

sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
• Tiết kiệm 3 ÷ 5% tiêu thụ năng lượng: giai đoạn 2006 – 2015
•
Ti
ế
tki
ệ

m
5
8
%năm
2025
•
Ti
ế
t

ki
ệ
m

5

–
8
%

năm

2025
• Đối mặt với nhiều khó khăn: thiếu thuế năng lượng hay thuế cácbon,
công nghệ phát triển thấp, các thiết bị kém hiệu quả, không đủ tài
hí
hhđ
ổ
i
ớ

iô h
ệ
c
hí
n
h
c
h
o
đ
ổ
i
m
ớ
i
c
ô
ng ng
h
ệ
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
CáCác c chíchính nh sásách vch về ề năng lnăng lượượng ng tátái i tạtạoo
 Quyết định số 177/2007/QĐ-TTg: Dự án phát triển
nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2025:
¾ Đến 2010:
ấ
• Làm chủ công nghệ sản xu
ấ

t nhiên liệu sinh học
• 100.000 tấn E5, 50.000 tấn B5, 0.4% nhu cầu nhiên liệu ở Việt Nam
• Xây dựng được các kế hoạch khả thi về nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh
h
h
ọc
¾ Đến 2015:
• 250.000 tấn ethanol và biodiesel (pha trộn 5 triệu tấn E5 và B5)
• 1% nhu cầu nhiên liệu
¾ Tầm nhìn đến 2025:
• 1,8 triệu tấn ethanol và biodiesel
• 5% nhu cầu nhiên liệu
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
CáCác c chíchính nh sásách vch về ề năng lnăng lượượng ng tátái i tạtạoo
 Những khuyến khích về tài chính:
•
Cá
ct
ổ
ch
ứ
c
cá
nhân trong
và ngoà
iVi
ệ
tNamđ

ầ
utư
và
o
cá
c
Cá
c

t
ổ

ch
ứ
c
,
cá

nhân

trong

và

ngoà
i

Vi
ệ
t

Nam

đ
ầ
u

tư

và
o

cá
c

dự án sản xuất điện từ năng lượng tái tạo sẽ được miễn thuế
thu nhập doanh nghiệp cho việc sản xuất năng lượng tái tạo từ
10
15
năm
10

–
15

năm
.
• Thiết bị, vật liệu và công nghệ nhập khẩu cho các dự án năng
lượng tái tạo được miễn thuế nhập khẩu, thuế VAT và một số
hỗ trợ về giá nếu những bộ phận này không được sản xuất ở

Việt Nam.
•
Cá
cd
ự á
nnăng l
ượ
ng
tá
i
tạ
o
sẽ
đ
ượ
cmi
ễ
nthu
ế tà
i nguyên
Cá
c

d
ự

á
n

năng

l
ượ
ng

tá
i

tạ
o

sẽ

đ
ượ
c

mi
ễ
n

thu
ế

tà
i

nguyên

thiên nhiên.

• Các dự án năng lượng tái tạo được phep vay nợ dài hạn (7
đế
10
ă
)
ớ
i
lã
i
ấ
t đ
ã
it
ừ ỹ há
tti
ể
ă l
tá
i
đế
n
10
n
ă
m
)
v
ớ
i

lã
i
su
ấ
t
ưu
đ
ã
i

t
ừ
qu
ỹ
p
há
t

t
r
i
ể
n n
ă
ng
l
ượng
tá
i

tạo.
¾ Chính
p
hủ cần có chính sách nhất
q
uán t
r
ợ

g
iá cho mỗi 1kWh
School of Transportation Engineering
Hanoi Hanoi
. . University University of of Science Science and and TechnologyTechnology
p
q
ợ g
điện năng sản xuất từ năng lượng tái tạo.
ấấ
PGSPGS TS Lê Anh TuTS Lê Anh Tu
ấấ
nn
Viện Cơ khí động lực, Đại học Bách khoa Hà Nội
NHIÊN LIỆU THAY THẾ DÙNG CHO
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
ĐỘNG

CƠ

ĐỐT

TRONG
:
Tiềm năng, sản xuất và
ứng dụng ở Việt Nam
PGS.TS Lê Anh Tuấn
Bộ môn Động cơ đốt trong
Bộ

môn

Động

cơ

đốt

trong
Viện Cơ khí Động lực
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Nội dung

Đặtvấn đề
Đặt

vấn

đề
 Các loại nhiên liệu thay thế
Tính chấtcủa nhiên liệ tha thế


Tính

chất

của

nhiên

liệ
u
tha
y
thế
 Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu thay thế
ế
• Tình hình trên th
ế
giới
• Tình hình tại Việt Nam
ế

Đ
ặc tính động cơ khi sử dụng nhiên liệu thay th
ế
 Kết luận
Đặt vấn đề
 Sự phát triển của công nghiệp và số lượng các phương tiện
GTVT Æ nhu cầu sử dụng năng lượng tăng cao:
• Trung bình tiêu thụ hết 87 triệu thùng dầu mỗi ngày

• Thải ra các chất độc hại ảnh hưởng đến sức khoẻ, môi trường
• Cạn kiệt nguồn năng lượng hoá thạch
 Vấn đề an ninh năng lượng:
• Thiếu hụt nguồn cung cấp năng lượng trong tương lai
• Giá cả dầu mỏ, than đá tăng cao Æ ảnh hưởng chi phí sinh hoạt
Nhiên liệu
Yêu cầu:
(Khi sử dụng cho động cơ đốt trong)
•Dễ dàng hình thành hỗnhợp không khí – nhiên liệu; dễ cháy và cháy không tạotro
•Trọng lượng nhẹ và có mật độ năng lượng lớn
•Dễ cung cấp cho phương tiện
•Có thể hoạt động tứcthì
A
tà
t
tiê
th
ti
ệ
l
i
t
ậ
h
ể
Nhiên liệu rắn:
Không s
ử dụ
ng tr
ự

cti
ế
p,
•
A
n
t
o
à
n
t
rong
tiê
u
th
u
̣
,
ti
ệ
n
l
ợ
i
t
rong v
ậ
nc
h
uy

ể
n
Không

s
ử

dụ
ng

tr
ự
c

ti
ế
p,

có thể sử dụng gián tiếp thông qua biện
pháp khí hóa hoặc hóa lỏng (VD than, sinh
khối, rác…)
Nhiên li
ệ
u lỏn
g
:
Nhiên liệu kh
í
:
Hiện đang được dùng làm nhiên liệu thay thế,

VD: khí thiên nhiên, hyđrô, mêtan,
prôpan
êtan
khí hó
a
lỏ
ng
ệ
g
Là loại nhiên liệu tốt nhất đáp ứng các yêu
cầu trên, bao gồm các hợp chất H-C,
Chủ yếu được chế biến từ dầu thô (xăng,
di l)
prôpan
,
êtan
,
khí

hó
a

lỏ
ng

(LPG)
di
ese
l)
Lượng dầudự trữ năm 2005 (tỷ thùng)

Lượng dầudự trữ năm 2006 (tỷ thùng)
Lượng dầudự trữ năm 2008 (tỷ thùng)
Kịch bản đa dạng hóa nhiên liệu ở Châu Âu
100%nhucầunănglư
ợ
ng
Gli/
G
aso
li
ne
/

Diesel
Electricity
&
Electricity

&

hydr ogen
Source:SteigerVWAG,2010
Đặt vấn đề
¾
Đadạng hoá nguồnnăng lượng:
năng lượng mặttrờinăng lượng gió
¾
Đa

dạng

hoá

nguồn

năng

lượng:

năng

lượng

mặt

trời
,
năng

lượng

gió
,
năng lượng thuỷ triều, năng lượng hạt nhân
¾ Sử dụng nhiên liệu thay thế (NLTT) trên động cơ đốt trong
Các loại nhiên liệu thay thế
Phân loại các nhiên liệu thay thế dùng cho động cơ
Độ
đáhlử
Độ

há d é
Độ
ng cơ
đá
n
h

lử
a
Độ
ng cơ c
há
y
d
o n
é
n
t
hạch
Ethanol Than đá hoá lỏng (CTL)
Methanol
Khí
hoá lỏng (GTL)
u
ồn hoá
t
Methanol
Khí
hoá

lỏng

(GTL)
Khí thiên nhiên (NG) Dimethyl Ether (DME)
Khí dầu mỏ hoá lỏng (LPG)
Ng
u
Hyđrô
tái tạo
Bio-ethanol / bio-methanol Diesel sinh học (biodiesel / FAME)
Bio-buthanol Dầuthực vật (vegetable oil)
Khí
sinh học (biogas)
Dầu
thựcvậthyđrát hoá (HVO)
Nguồn
Khí
sinh

học

(biogas)
Dầu
thực

vật

hyđrát

hoá

(HVO)
Hyđrô Sinh khối hoá lỏng (BTL)
Dimeth
y
l ether
(
DME
)
y
()
Các loại nhiên liệu thay thế
Lựa chọn nhiên liệu thay thế cho động cơ đốt trong
Nguồn: Daimler AG, CHLB Đức
Các loại nhiên liệu thay thế
Cồn (alcohol)

Công thức hoá học
là C
n
H
2
n+
1
OH, thể lỏng, không màu có trị số octane cao
Công

thức

hoá

học

là

C
n
H
2
n+
1
OH,

thể

lỏng,

không

màu

có

trị

số

octane

cao

 Tồn tại ở 4 dạng chính: ethanol (C
2
H
5
OH), methanol (CH
3
OH), butanol
(C
4
H
9
OH) và propanol (C
3
H
7
OH)
 Nguồn nguyên liệu: mía, của cải đường, ngô, sắn (thế hệ thứ I)
phế phẩm nông, lâm nghiệp, gỗ (thế hệ thứ II)
vi tảo
(
thế h
ệ
thứ III
)
( ệ )
 Quy trình sản xuất (bio-ethanol):
Ngũ cc,
snphmcóđng
Ph phm
nông,lâmnghip

Lên menthuphân
Bio‐ethanol
Tinhbt
Nghin
Lênmen
Chtg(lignin)
Vito
Ánhsángmttri
Nghin
Phânrãtbào
CO2
Hi
nc