Nhiêu liệu sinh học xăng sinh học

Chuyên đề 3. Nhiêu liệu sinh học (tt)
Xăng sinh học
Xăng sinh học là gì?
Xăng sinh học (Biogasoline) là một loại nhiên liệu
lỏng, trong đó có sử dụng ethanol hoặc butanol như là một
loại phụ gia nhiên liệu pha trộn vào xăng thay phụ gia chì.
Ethanol được chế biến thông qua quá trình lên men các
sản phẩm hữu cơ như tinh bột, celullose, lignocellulose.
Ethanol hoặc butanol được pha chế với tỷ lệ thích hợp với
xăng tạo thành xăng sinh học có thể thay thế hoàn toàn
cho loại xăng sử dụng phụ gia chì truyền thống.
Tình hình nghiên cứu sản xuất và sử dụng xăng sinh
học trên thế giới
Trên thế giới đã có hơn 50 quốc gia sử dụng xăng sinh
học. Tại Braxin, xăng sinh học đã sản xuất sử dụng từ
năm 1975. Na Uy, nước xuất khẩu dầu mỏ, cũng có đến
50% năng lượng được dùng từ nhiên liệu sinh học này.
Còn tại Thái Lan, Hàn Quốc, Trung Quốc cũng đã có luật
bắt buộc sử dụng nhiên liệu sinh học ở một tỷ lệ nhất định.
Ngày 20/11/2007, Thủ Tướng Chính Phủ đã chính thức
phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm
2015, tầm nhìn đến năm 2025”, trong đó đưa ra mục tiêu
đến 2010 sản xuất 100.000 tấn xăng E5/năm và 50.000
tấn B5/năm, đảm bảo 0,4% nhu cầu nhiên liệu cả nước
và đến năm 2025 sẽ có sản lượng hai loại sản phẩm này
đủ đáp ứng 5% nhu cầu thị trường nội địa. Đề án cũng đưa
ra 6 giải pháp quan trọng nhằm phát triển năng lượng sinh
học và kiến lập thị trường để đưa ngành này từng bước hội
nhập với thế giới.
Để thực hiện chiến lược này, PetroVietNam dự kiến từ
2011 đến 2015 sẽ đưa 3 nhà máy ethanol sinh học ở

Quảng Ngãi, Phú Thọ, Bình Phước vào hoạt động với
tổng công suất 230.000 tấn/năm và từ sản phẩm này sẽ
pha thành nhiên liệu E5-E10, đáp ứng khoảng 20% tổng
nhu cầu tiêu thụ xăng sinh học cả nước.
Từ năm 2008 đến nay Việt Nam đã có 4 dự án sản xuất
ethanol sinh học từ sắn lát hoặc rỉ đường để trộn với xăng
thành gasohol. Mẻ cồn đầu tiên của Công ty cổ phần Đồng
Xanh (Quảng Nam) đạt 120.000 lit/ngày đã ra lò vào
tháng 10/2009, góp phần đưa tổng sản lượng cồn của Việt
Nam trong năm này đạt 50 triệu lit/năm. Tuy nhiên giá
cồn trên thị trường trong nước đã tăng từ 5000 đồng/lit
năm 2001 lên 13.000 đồng/lit năm 2010, trở thành cao
hơn giá bán trong khu vực. Sở dĩ có tình trạng này vì quy
mô sản xuất nhỏ, công nghệ lạc hậu, chưa sử dụng nhiều
loại nguyên liệu khác rẻ hơn, chưa tận dụng các phụ phẩm
đẻ hạ giá thành sản phẩm.
Sản xuất nhiên liệu sinh học ở Việt Nam cũng được
nhiều đối tác nước ngoài rất quan tâm. Đáng chú ý trong
số này là các Dự án JICA - Nhật bản hỗ trợ Việt Nam
nghiên cứu sản xuất nhiên liệu sinh học sử dụng các loại
phế phẩm bã mía, rơm rạ; dự án do Chính phủ Hà Lan tài
trợ sử dụng trấu, vỏ cà phê, trái điều, vỏ điều, rong biển;
chương trình tổng thể về nghiên cứu và phát triển nhiên
liệu sinh học ở Việt Nam của Hàn quôc sản xuất diesel
sinh học và các hóa chất tinh khiết thân thiện với môi
trường từ dầu thực vật v v…
Tại sao phải
nghiên cứu
xăng sinh học?
Đảm bảo an ninh năng lượng

Giảm mức độ ô nhiễm
Tái sử dụng rác thải hữu cơ
Giảm các chất độc trong xăng như: Pb, S
Không thải ra HC tác nhân gây ung thư
Đảm bảo tốc độ tăng trưởng của các ngành
công nghiệp
 Ưu điểm của xăng sinh học
Ethanol có chỉ số octane cao RON = 120
– 135, MON = 100 – 106, thường được pha
vào xăng với tỉ lệ 10% – 15%. Khi pha vào
xăng do bản thân ethanol có chỉ số octane
cao nên nó cũng làm tăng chỉ số octane
chung của xăng
Mặt khác, do bản thân quá trình cháy trong động cơ là cháy cưỡng
bức trong điều kiện thiếu oxy nên một số chất không cháy hoàn toàn
và sinh ra CO gây độc hại. Khi đưa ethanol vào thì sẽ có các ưu điểm
sau:
- Đốt cháy hoàn toàn các chất trong hỗn hợp cháy nhờ có
thêm oxy trong ethnol giảm tiêu hao năng lượng do cháy không
hết
- Oxy hóa các khí độc hại trong quá trình cháy lên số oxy hóa
cao nhất ít độc hại hơn với môi trường

Nhược điểm:
- Ethanol khan rất háo nước do đó quá trình bảo quản sẽ khó
khăn
- Ethanol khó bay hơi hơn phần nhẹ trong xăng nên khi nhiệt
độ xuống thấp sẽ khó khởi động động cơ
- Nước có trong cồn pha xăng có thể làm tách lớp
- Giá cồn hiện nay tương đối cao

- Ngoài nhược điểm trên, do ethanol chủ yếu được sản xuất từ
nông nghiệp nên cần phải cân đối hợp lý giữa việc sử dụng
lương thực để làm nguyên liệu sản xuất cồn và thực phẩm sinh
hoạt
 Chưng cất thu ethanol
Ethanol thu được sau quá trình lên men rỉ đường, tinh bột
hoặc xenllulo có nồng độ khoảng 10%tt – 12%tt. Để thu được
cồn có nồng độ lớn hơn nồng độ tại điểm đẳng phí thông
thường phải trải qua các giai đoạn chính sau:
Giai đoạn 1: Sử dụng các phương pháp chưng cất thông
thường để nâng cao độ cồn tới gần điểm đẳng phí (96,4%tt)
Giai đoạn 2: Sử dụng các phương pháp đặc biệt khác để
tinh chế, làm khan cồn. Để làm khan cồn hiện nay người ta
thường sử dụng các phương pháp:
- Chưng luyện:
+ Chưng luyện đẳng phí
+ Trích ly muối rắn
- Phương pháp bay hơi thẩm thấu qua màng
- Phương pháp hấp phụ

Tóm lại: tình hình nghiên cứu sản xuất xăng sinh học
trên thế giới là hướng đi đúng để giải quyết các khó khăn
về nhiên liệu hiện nay.
- Ở châu Á, Thái Lan đang xây dựng hơn một chục nhà
máy sản xuất etanol từ mía và trấu.
- Là nước sản xuất etanol lớn thứ ba thế giới, Trung
Quốc đang xây dựng các nhà máy sản xuất etanol sinh học
lớn nhất thế giới từ ngô và đang sản xuất thí điểm biofuel
từ sắn, mía và khoai tây.
-

Liên hiệp châu Âu (EU) đặt mục tiêu tăng tỷ lệ nhiên
liệu xanh lên 6% vào năm 2015. Nhằm mục tiêu nói trên,
EU trợ cấp 45 euro cho nông dân đối với mỗi ha trồng các
loại cây nhiên liệu.
-
Với sản lượng etanol sản xuất một năm hơn 20 tỷ lít,
Mỹ trở thành nước sản xuất etanol lớn thứ hai thế giới sau
Braxin.
- Tại gần 30 nước khác, từ Ấn Độ, Indonesia, Malaysia
đến Ghana Malaysia diện tích trồng các loại cây nhiên
liệu như cọ dầu, đậu tương, dừa để sản xuất biofuel ngày
càng tăng.
- Ngày càng nhiều chính phủ trên khắp thế giới yêu cầu
sử dụng biofuel pha trộn với các loại nhiên liệu khác để
giảm phát thải lượng khí gây hiệu ứng nhà kính.
- Các hãng dầu mỏ lớn như Shell và British Petroleum
cũng đầu tư mạnh vào việc sản xuất biofuel. Shell trở
thành nhà phân phối lớn nhất thế giới cung cấp etanol sinh
học thông qua mạng lưới các trạm bán xăng của hãng trên
toàn cầu. Các công ty nhu Du Pont và Volkswagen cũng
vào cuộc, chiếm một phần trong thị trường trị giá hơn 20
tỷ USD này.