Sử Dụng Các Nguồn Năng Lượng Sạch

Chơng 5

sử dụng các nguồn năng lợng sạch
5.1. viễn cảnh sử dụng các nguồn năng lợng sạch
Mức độ tiêu thụ năng lợng là một trong những chỉ số quan trọng phản ánh tiềm
lực kinh tế, quốc phòng và mức sống của một quốc gia. Cho đến nay, tuyệt đại bộ phận
năng lợng cung cấp cho các hoạt động của con ngời đợc sinh ra từ việc đốt cháy
các loại nhiên liệu hoá thạch (than đá, dầu mỏ, khí mỏ). Việc sử dụng các nguồn năng
lợng hoá thạch nói trên đã tạo ra một khối lợng khổng lồ các chất gây ô nhiễm nh
monoxide carbon (CO), dioxide carbon (CO2), oxide nitơ (NOx), oxide lu huỳnh
(SOx), hydrocarbon (HC), bụi, v.v. Trớc nguy cơ cạn kiệt các nguồn năng lợng hoá
thạch và hiểm hoạ ô nhiễm môi trờng , nhiều quốc gia đã và đang đầu t những khoản
ngân sách khổng lồ cho việc nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng các nguồn
năng lợng truyền thống, đồng thời phát hiện và nghiên cứu giải pháp sử dụng các
nguồn năng lợng mới vừa có khả năng thay thế các nguồn năng lợng truyền thống
vừa không hoặc ít tác động tiêu cực đến môi trờng.
Bảng 5-1. Dự báo cân bằng năng lợng thế giới đến năm 2050 [6]
Năm

1950
1960
1970
1985
2000
2050

Than đá

Dầu mỏ

53

46
43
27
24
4

25
32
43
41
29
4

Tỷ lệ [ % ]
Khí mỏ Nguyên tử
năng
8
13
18
18
4
22
14
25
25

Thuỷ năng
3,2
4,8
5,8

Năng lợng
tái tạo
12
8
6
6
6
29

Trong dự báo cân bằng năng lợng thế giới , các nguồn năng lợng tái tạo (năng
lợng mặt trời, năng lợng hải nhiệt, năng lợng địa nhiệt, năng lợng gió) đợc dành
cho một vị trí đặc biệt quan trọng. Mặc dù cho đến nay, sự phát triển các nguồn năng
lợng tái tạo cha cho phép giải quyết một cách nhanh chóng và triệt để vấn đề đặt ra
do những rào cản về công nghệ và kinh tế. Tuy nhiên, việc tăng cờng nghiên cứu và
sử dụng chúng sẽ có ảnh hởng quan trọng đến tâm lý và ý thức xã hội, góp phần làm
thay đổi thói quen của ngời dùng và có thể dần dần làm thay đổi cách sống ngày càng
thân thiện hơn với môi trờng.
- Nhiên liệu dùng cho ĐCĐT
- 79


E
ạo
tái t
g
n
ï
ơ
g lư

Năn

20

Thuỷ năng

Năng lượng nguyên tử
Khí đốt tự nhiên

10

Dầu mỏ
Than đá
0
1950

1970

1990

2010

2050

H. 5-1. S¶n l−ỵng vµ dù b¸o c©n b»ng n¨ng l−ỵng thÕ
giíi ®Õn n¨m 2050 [6]
[E] = triƯu tÊn nhiªn liƯu quy −íc

1) N¨ng l−ỵng mỈt trêi
N¨ng l−ỵng mỈt trêi (Solar Energy) cã thĨ ®−ỵc coi lµ ngn n¨ng l−ỵng hoµn

toµn s¹ch vµ v« tËn. C¶n trë lín nhÊt ®èi víi sù ph¸t triĨn thiÕt bÞ ch¹y b»ng n¨ng l−ỵng
mỈt trêi hiƯn nay lµ chi phÝ cho viƯc thu nhËn vµ l−u tr÷ n¨ng l−ỵng mỈt trêi cßn rÊt cao
so víi c¸c ngn n¨ng l−ỵng trun thèng kh¸c. C−êng ®é bøc x¹ mỈt trêi ®Õn bÇu khÝ
qun cđa tr¸i ®Êt lµ 10130 Btu/ft2. ngµy (1353 kW/m2. ngµy) , nh−ng khi tíi mỈt ®Êt
th× chØ cßn kho¶ng 85 % gi¸ trÞ trªn do bÞ bÇu khÝ qun hÊp thơ vµ ph¸t t¸n mét phÇn.
NÕu tÝnh c¶ c¸c ngµy cã m©y, m−a th× c−êng ®é bøc x¹ thùc tÕ thu ®−ỵc trªn mỈt ®Êt
cßn thÊp h¬n nhiỊu. VÝ dơ trªn l·nh thỉ cđa Hoa kú, c−êng ®é bøc x¹ trung b×nh c¶
n¨m lµ 1400 Btu/ft2. ngµy [5]. MỈc dï vËy, nhiỊu c«ng tr×nh nghiªn cøu sư dơng n¨ng
l−ỵng mỈt trêi vÉn ®· vµ ®ang ®−ỵc tiÕn hµnh, nhiỊu hƯ thèng thiÕt bÞ ho¹t ®éng b»ng
n¨ng l−ỵng mỈt trêi ®· vµ ®ang ®−ỵc khai th¸c.
H. 5-2 giíi thiƯu mét ph−¬ng ph¸p sư dơng n¨ng l−ỵng mỈt trêi gäi lµ Solar
Tower Concept. N¨ng l−ỵng mỈt trêi ®−ỵc tËp trung vµo mét th¸p tÝch tơ trung t©m
b»ng mét sè l−ỵng lín c¸c g−¬ng ph¶n chiÕu. Theo tÝnh to¸n lý thut, nhiƯt ®é t¹i
vïng tiªu ®iĨm cđa th¸p cã thĨ ®¹t tíi 500 ÷ 1000 0C. Ngn nhiƯt n¨ng ®−ỵc tÝch tơ
dù kiÕn ®−ỵc dïng ®Ĩ t¹o h¬i n−íc ch¹y turbine t¹i nhµ m¸y nhiƯt ®iƯn bè trÝ ë phÇn
d−íi cđa th¸p. C¸c nhµ khoa häc Mü ®· thiÕt kÕ nh÷ng nhµ m¸y ph¸t ®iƯn kiĨu nµy t¹i
c¸c bang miỊn Nam cđa Hoa kú víi c«ng st 100.000 kW tõ mçi mile 2 diƯn tÝch l¾p
®Ỉt g−¬ng ph¶n chiÕu.

-

Nhiªn liƯu dïng cho ®c®t

- 80


H. 5-2. Viễn cảnh nhà máy điện mặt trời hoạt động theo
nguyên lý Solar Tower Concept [5]
-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 81


Một trong những hớng sử dụng năng lợng mặt trời khá hiệu quả và hứa hẹn sự
phát triển mạnh trong tơng lai là để chạy các loại máy lạnh gia dụng nh máy điều
hoà không khí, tủ lạnh gia đình.
Nh chúng ta đã biết, các máy lạnh thông dụng hiện nay hoạt động bằng điện
năng. Nguyên lý hoạt động của chúng nh sau (H. 5-3) : tác nhân lạnh (freon,
ammonia, ...) ở trạng thái lỏng có áp suất và nhiệt độ cao từ dàn nóng (còn gọi là thiết
bị ngng tụ) đợc đẩy qua van dãn nở để giảm áp suất, sau đó đợc hút vào dàn lạnh
(còn gọi là thiết bị bay hơi) . Tại dàn lạnh, tác nhân lạnh lỏng sẽ hoá hơi và thu nhiệt từ
môi trờng xung quanh để thực hiện việc làm lạnh. Hơi tác nhân lạnh trong dàn lạnh
đợc máy nén hút ra và nén lên áp suất cao hơn rồi đẩy trở lại dàn nóng. Tại dàn nóng,
hơi tác nhân lạnh đợc làm mát để ngng tụ trở lại trạng thái lỏng rồi lại đợc đẩy tới
dàn lạnh. Nh vậy, để máy lạnh hoạt động liên tục, cần phải liên tục cung cấp điện
năng cho máy nén .
Có thể sử dụng năng lợng mặt trời để chạy loại máy lạnh mô tả ở trên bằng
cách sử dụng các tấm pin mặt trời để tạo ra điện năng rồi dùng điện năng đó để chạy
máy nén. Tuy nhiên phơng án này ít hấp dẫn về phơng diện kinh tế. Có thể áp dụng
phơng án ít tốn kém hơn bằng cách sử dụng máy lạnh hấp thụ. H. 5-4 thể hiện sơ đồ
nguyên lý của máy lạnh hấp thụ, còn H. 5-6 - sơ đồ hệ thống máy lạnh hấp thụ thực tế
chạy bằng năng lợng mặt trời.
ở máy lạnh hấp thụ, ngời ta sử dụng một cụm thiết bị gọi là phần hấp thụ để
thay thế máy nén hơi tác nhân lạnh, các bộ phận cơ bản khác tơng tự nh ở máy lạnh
thông dụng. Phần hấp thụ đợc cấu thành từ 4 thành tố cơ bản là : bộ hấp thụ, bơm
chất lỏng, bộ tạo hơi và van tiết lu (H. 5-4). Tuần hoàn trong phần hấp thụ là một
dung dịch của tác nhân lạnh và chất hấp thụ. Dung dịch thờng dùng hiện nay là
ammonia (NH3) - nớc (H2O), trong đó ammonia là tác nhân lạnh còn nớc là chất hấp

thụ hoặc dung dịch nớc (H2O) - lithium bromide (LiBr), trong đó nớc là tác nhân
lạnh còn lithium bromide là chất hấp thụ . Nguyên lý hoạt động của phần hấp thụ nh
sau : dung dịch mạnh ( dung dịch có nồng độ tác nhân lạnh cao) đợc bơm từ bộ hấp
thụ lên bộ tạo hơi, tại đó tác nhân lạnh sẽ hoá hơi và tách ra khỏi dung dịch do đợc
cấp nhiệt từ bên ngoài . Tỷ lệ hơi tác nhân lạnh thoát ra khỏi dung dịch phụ thuộc vào
loại dung dịch, nhiệt độ và áp suất trong bộ tạo hơi. Ví dụ : đối với dung dịch
ammonia - nớc, ở nhiệt độ 30 oC, áp suất 1 bar sẽ có 71,5 % ammonia tách ra ; còn ở
nhiệt độ 100 0C, 100 % ammonia sẽ tách ra khỏi dung dịch. Hơi tác nhân lạnh đợc
hình thành làm cho áp suất trong bộ tạo hơi cao hơn áp suất trong bộ hấp thụ và hơi đó
đợc đẩy đến dàn nóng của máy lạnh. Tại dàn nóng, hơi tác nhân lạnh đợc làm mát để
ngng tụ thành thể lỏng, tiếp đó tác nhân lạnh lỏng đi qua van dãn nở để vào dàn lạnh
thực hiện chức năng làm lạnh tơng tự nh ở máy lạnh truyền thống.
-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 82


Qout
Lỏng

Hơi

Dàn nóng

Máy nén

Win

Van dãn nở
Dàn lạnh

Lỏng

Hơi

Qin
H. 5-3. S¬ ®å nguyªn lý m¸y l¹nh kiĨu hÊp thơ

Q

in

Q out
Lỏng

Dàn nóng

Hơi
Bộ tạo hơi

Van dãn nở

Van tiết
lưu

W

in

Bơm

Dàn lạnh

Lỏng

Bộ hấp thụ

Hơi

Q in

Phần hấp thụ

H. 5-4. S¬ ®å nguyªn lý m¸y l¹nh kiĨu hÊp thơ
Bức xạ mặt trời

H. 5-5. Bé hÊp thơ
n¨ng l−ỵng mỈt trêi

Lớp cách nhiệt Ống dẫn nước nóng

-

Tấm hấp thụ

Nắp che bằng kính

Nhiªn liƯu dïng cho ®c®t

- 83


-

Nhiªn liƯu dïng cho ®c®t

- 84

a
ùc x
Bư

a ët
ïm

P

Bo

øi
trơ

ụ
ht
c
í
ät

Nguồn
năng lượng
phụ trợ

Bộ hấp thụ

P

Dung dòch đậm

Dung dòch loãng

Hơi nước

Hệ thốn g điều hoà không khí
kiểu hấp thụ

H. 5-6. S¬ ®å hƯ thèng m¸y l¹nh kiĨu hÊp thơ
ch¹y b»ng n¨ng l−ỵng mỈt trêi

Van 3 ngả

Két chứa
nước nóng

Hệ thống hấp thụ và tích trữ
năn g lượng mặt trời

Bộ bay hơi
Môi chất làm lạnh

Tác nhân lạnh lỏng

Van dãn nở

Tác nhân lạnh lỏng

Bộ ngưng tụ


Sau khi tác nhân lạnh đã hoá hơi, dung dịch trong bộ tạo hơi trở thành dung dịch
yếu (dung dịch có nồng độ tác nhân lạnh thấp) và đợc đẩy trở lại bộ hấp thụ, tại đây
dung dịch yếu sẽ hấp thụ hơi tác nhân lạnh đến từ dàn lạnh đến để trở lại thành dung
dịch mạnh.
Qua mô tả ở trên chúng ta thấy, phần hấp thụ đã thực hiện chức năng của máy
nén hơi trong máy lạnh truyền thống. Sự hoạt động của phần hấp thụ cần đến 2 nguồn
năng lợng : nhiệt năng cung cấp cho bộ tạo hơi (Q in) và điện năng cung cấp cho máy
bơm (Win) , trong đó lợng điện năng để chạy bơm dung dịch thấp hơn rất nhiều so với
lợng điện năng tiêu thụ cho máy nén hơi tác nhân lạnh trong trờng hợp máy lạnh
truyền thống có cùng công suất.
Theo Tạp chí " Thế giới " - Số 6, 18.02.2002, thành tựu mới nhất về sử dụng
năng lợng mặt trời là việc NASA chế tạo và thử nghiệm thành công chiếc máy bay
không ngời lái chạy bằng năng lợng mặt trời mang tên "Helios". Trong lần bay thử
đầu tiên vào tháng 7/2001, Helios đã lên đến độ cao 23183 m, khi bay có thể đạt đến
vận tốc 30 ữ 50 km/h. Chiếc robot bay này có trọng lợng 700 kg, chịu lực đẩy của 14
cánh quạt gắn vào các motor điện chạy bằng năng lợng mặt trời. Các giới chức không
gian xem Helios nh một hình mẫu cho thế hệ máy bay kiểu mới, loại máy bay có thể
bay lợn hàng tháng rất cao trên bầu trời.
2) Năng lợng hải nhiệt
Năng lợng hải nhiệt (Ocean Thermal Energy) là một dạng năng lợng mặt trời

đợc tích trữ trong các lớp nớc gần bề mặt đại dơng. Do nhận đợc năng lợng mặt
trời, lớp nớc gần bề mặt của đại dơng thuộc vùng nhiệt đới có nhiệt độ trung bình
khoảng 28 0C , trong khi nớc dới đáy đại dơng có nhiệt độ trung bình khoảng 5 0C
do các dòng hải lu chảy từ hai cực của trái đất. Sự chênh lệch nhiệt độ đó có thể tận
dụng đợc để thu nhiệt lợng từ nớc biển.
ý tởng sử dụng năng lợng hải nhiệt đợc Clause thực thi lần đầu tiên vào
những năm 1920. Ông đã dùng các bình chân không để hoá hơi nớc biển nóng (nớc
trên bề mặt đại dơng) rồi dùng hơi nớc đó để chạy turbine. Hơi nớc sau khi ra khỏi
turbine sẽ đợc ngng tụ bằng nớc biển lạnh (nớc đợc bơm lên từ các tầng sâu của
đại dơng). Turbine hoạt động theo chu trình Rankine hở và đã đạt đợc công suất từ
20 đến 30 kW. Nhợc điểm cơ bản của phơng án trên là phải duy trì áp suất thấp
trong toàn bộ hệ thống. Điều đó làm cho turbine phải có kích thớc lớn do hơi nớc có
thể tích riêng lớn ở áp suất thấp.
Để khắc phục nhợc điểm của phơng án trên, Anderson đã đề xuất sử dụng
chất lỏng có áp suất hơi bão hoà cao nh ammonia, propane, Freon-22 làm môi chất
cho turbine hoạt động theo chu trình Rankine kín. Môi chất đợc sấy nóng và hoá hơi
bằng nhiệt từ nớc biển nóng. Hơi môi chất đợc dẫn đến turbine để dãn nở sinh công
rồi đợc hoá lỏng trong thiết bị ngng tụ bằng nớc biển lạnh.
-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 85


Hơi môi chất công tác
[ 70 0 F ]

Turbine
hơi

Nước bề mặt
đại dương
[ 80 0 F ]
Bơm
Nồi hơi

Bình ngưng
Nước từ đáy
đại dương
[ 40 0 F ]

H. 5-7. S¬ ®å hƯ thèng thiÕt bÞ s¶n xt ®iƯn n¨ng
b»ng n¨ng l−ỵng h¶i nhiƯt

H. 5-8. ViƠn c¶nh nhµ m¸y H¶i nhiƯt ®iƯn [5]

-

Nhiªn liƯu dïng cho ®c®t

- 86

Máy
phát điện


3) N¨ng l−ỵng ®Þa nhiƯt
a)

Turbine

Giếng hơi nước
b)

Thiết bò tách hơi

Turbine

Dung dòch
nước khoáng

Thiết bò
ngưng tụ

Giếng nước nóng

c)

Turbine

Chu trình của môi chất trung gian

Thiết bò
ngưng tụ

Bơm

Giếng nước nóng

H. 5-9. S¬ ®å hƯ thèng thiÕt bÞ s¶n xt ®iƯn n¨ng
b»ng n¨ng l−ỵng ®Þa nhiƯt
-

Nhiªn liƯu dïng cho ®c®t

- 87


H. 5-10. Viễn cảnh nhà máy Địa nhiệt điện [5]

-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 88


Năng lợng địa nhiệt (Geothermal Energy) là nguồn nhiệt năng tích tụ trong
các tầng địa chất trong lòng trái đất. Ngời ta dự tính có thể khai thác đợc nguồn địa
nhiệt dới dạng các dòng nớc nóng hoặc hơi nớc phun lên từ độ sâu 5 ữ 10 km với
nhiệt độ có thể đạt tới 400 0C. Hình 5-9 giới thiệu sơ đồ hệ thống thiết bị sử dụng năng
lợng địa nhiệt để sản xuất điện năng.
Phơng án trên H. 5-9a đợc dùng với nguồn địa nhiệt dới dạng dòng hơi nớc
quá nhiệt phun lên từ lòng đất. Với độ quá nhiệt có thể đạt tới 50 0C và áp suất tới 10
bar, dòng hơi nớc đợc dẫn trực tiếp vào turbine hơi nớc để tạo ra cơ năng và turbine
sẽ dẫn động máy phát điện để tạo ra điện năng.
Phơng án sử dụng nguồn địa nhiệt mô tả ở trên là phơng án đơn giản và cho
hiệu quả cao nhất. Tuy nhiên, cho đến nay các nguồn năng lợng địa nhiệt đã phát hiện
đợc thờng là loại nớc nóng. Tỷ lệ phát hiện nguồn năng lợng địa nhiệt dới dạng

nớc nóng gấp khoảng 20 lần so với dạng hơi nớc. Việc sử dụng dòng nớc nóng tự
nhiên để chạy turbine phát điện vẫn còn gặp nhiều khó khăn về kỹ thuật vì trong dòng
nớc nóng tự nhiên có mặt một lợng đáng kể các chất khoáng hoà tan. Các cánh bằng
vật liệu hiện có của turbine sẽ bị ăn mòn nhanh chóng khi làm việc với loại môi chất
nh vậy. Các phơng án đợc đề xuất để khắc phục tình trạng trên đợc mô tả trên H.
5-9b - phơng án FSS ( Flash Steam System) và trên H. 5-9c - phơng án BC (Binary
Cycle). Trong phơng án FSS, dòng hỗn hợp nớc - hơi nóng từ giếng khoan đợc dẫn
vào thiết bị tách hơi, tại đó dòng hỗn hợp đợc tiết lu để giảm áp, qua đó tăng tỷ lệ
hơi nớc. Từ đó hơi nớc đợc dẫn đến turbine để phát điện, còn nớc khoáng đợc sử
dụng vào những mục đích khác. Trong phơng án BC, hiện tợng ăn mòn turbine bởi
các chất khoáng đợc loại bỏ hoàn toàn do môi chất công tác của turbine là hơi của các
chất lỏng dễ bay hơi nh freon, amonia, propane ... , còn dòng nớc nóng đợc sử dụng
để gia nhiệt và hoá hơi môi chất lỏng .
Sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt trái đất và các lớp không khí trên cao cũng
có thể coi là một dạng năng lợng địa nhiệt có thể khai thác . Tập đoàn năng lợng
Enviromission cùng các nhà khoa học của Australia dự định xây dựng một nhà máy
phát điện khổng lồ hoạt động bằng nguồn năng lợng địa nhiệt nói trên tại thị trấn
Muldura ở miền Nam Australia . Phần chính của nhà máy là một cột tháp có chiều cao
gấp 3 lần chiều cao của tháp Eiffel, chân tháp có diện tích bằng một sân bóng đá. Bao
quanh chân tháp là một mái nhà kính khổng lồ có diện tích khoảng 30 km2. Phía trong
tháp sẽ có 32 turbine chạy bằng dòng không khí đợc tạo ra bởi sự chênh lệch nhiệt độ
giữa mặt đất và đỉnh tháp. Theo kế hoạch, nhà máy sẽ bắt đầu hoạt động từ năm 2005
với công suất là 200.000 kW, đáp ứng đủ nhu cầu điện cho khoảng 200.000 gia đình.
Theo tính toán thì giá thành điện của nhà máy điện loại này sẽ cao hơn so với điện của
nhà máy điện chạy than hiện nay khoảng 20 %.
-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 89

4) Pin nhiên liệu
Pin nhiên liệu (Fuel Cells) là một loại thiết bị có chức năng biến đổi một cách
trực tiếp hoá năng của nhiên liệu thành điện năng.
Nh chúng ta đã biết, trong các nhà máy nhiệt điện truyền thống, điện năng
đợc tạo ra theo các bớc nh sau :
Hoá năng của nhiên liệu Nhiệt năng Cơ năng Điện năng
Trong qua trình biến đổi nói trên, công đoạn biến đổi nhiệt năng thành cơ năng
trong động cơ nhiệt là công đoạn có hiệu suất thấp nhất. Có thể loại bỏ công đoạn trên
bằng cách biến đổi trực tiếp hoá năng của nhiên liệu thành điện năng trong một loại
thiết bị gọi là pin nhiên liệu.
H. 5-11 giới thiệu sơ đồ nguyên lý của một pin nhiên liệu kiểu hydrogen (H2)oxygen (O2). Nhiên liệu (trong trờng hợp này là H2) đợc cung cấp vào buồng bên trái
tiếp giáp với cathode, còn O2 đợc dẫn vào buòng bên phải tiếp giáp với anode. Anode
và cathode đợc cách ly bằng chất điện phân. Với cấu tạo nh trên, trong quá trình
hoạt động của pin H2 - O2 sẽ diễn ra các quá trình điện - hoá nh sau :
Trên anode : 2H2 4 H+ + 4 eTrên cathode : 4 H+ + 4 e- + O2 2H2O
Khi nối anode với cathode, các điện tử đợc hình thành trên anode sẽ chạy qua
phụ tải ngoài đến cathode và tạo ra dòng điện.

H. 5-11. Sơ đồ cấu tạo
của pin nhiên liệu

H2

O2

Anode

-

Chaỏt ủieọn Cathode
phaõn

H 2O

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 90


5.2. ôtô chạy bằng nhiên liệu thay thế
5.2.1. Đặt vấn đề
Nếu chỉ xét từ góc độ bảo vệ môi trờng thì sử dụng ôtô chạy bằng năng lợng
mặt trời và ôtô chạy bằng accu điện là giải pháp triệt để nhất cho tình trạng ô nhiễm
bởi khí thải của các phơng tiện giao thông cơ giới hiện nay. Trong thực tế đã có hàng
ngàn mẫu ôtô chạy bằng điện đợc sinh ra từ các tấm pin mặt trời gắn trực tiếp trên ôtô
(sau đây gọi tắt là ôtô điện mặt trời) đợc thiết kế và chế tạo. Tuy nhiên, tất cả chúng
mới chỉ đợc coi là biểu tợng của khả năng và quyết tâm bảo vệ môi trờng của con
ngời. Còn rất nhiều vấn đề kỹ thuật, kinh tế và xã hội cần giải quyết để ôtô điện mặt
trời có thể trở thành phơng tiện giao thông thông dụng trong tơng lai. Thực trạng và
viễn cảnh ôtô chạy bằng accu điện (sau đây gọi tắt là ôtô điện) có nhiều mặt khả quan
hơn. Về phơng diện bảo vệ môi trờng, ôtô điện thua kém xa ôtô điện mặt trời nhng
vẫn đợc xếp vào loại ôtô sạch (Zero Emission Vehicles - ZEV). Chính vì vậy, ôtô
điện đã đợc dành cho một vị trí quan trọng trong dự báo phát triển phơng tiện giao
thông cơ giới hiện nay và trong tơng lai. Tuy thị trờng ôtô điện mới chỉ chiếm
khoảng 3 % nhng ớc tính đã có khoảng 2 triệu ôtô điện đợc sản xuất hàng năm ,
chủ yếu là ở Nhật bản, Châu Âu và Bắc Mỹ. So với ôtô truyền thống (ôtô chạy bằng
động cơ xăng, động cơ diesel) thì ôtô điện có 2 nhợc điểm cơ bản là trữ lợng năng
lợng thấp (khả năng chứa điện có hạn của accu điện và số lợng accu điện có thể lắp

đặt trên ôtô) và giá thành cao . Hiện nay, giá một ôtô điện cao hơn khoảng 30 ữ 40 %
so với ôtô truyền thống. Trữ lợng năng lợng thấp (khoảng 100 lần thấp hơn ôtô
truyền thống) làm cho tốc độ, tính năng tăng tốc và cự ly hoạt động giữa hai lần nạp
điện của ôtô điện bị hạn chế.
Nếu xét một cách toàn diện, trong đó có cả khả năng phải huỷ bỏ hàng ngàn dây
chuyền chế tạo và lắp ráp ôtô hiện nay thì ôtô truyền thống vẫn là một loại phơng tiện
giao thông cơ giới cha có đối thủ và hàng triệu chiếc ôtô chạy bằng động cơ đốt trong
trên các nẻo đờng vẫn sẽ là những hình ảnh quen thuộc cho nhiều thế hệ mai sau. Vấn
đề còn lại là phải hoàn thiện những chiếc ôtô đó nh thế nào để hạn chế đến mức thấp
nhất nguy cơ ô nhiễm môi trờng, đồng thời nâng cao hiệu suất sử dụng năng lợng để
đẩy lùi nguy cơ cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống.
Các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao chất lợng quá trình cháy nhiên liệu và
xử lý khí thải đợc giới thiệu trong chơng 2 đã đáp ứng đợc những yêu cầu của các
bộ luật bảo vệ môi trờng ngày càng khắt khe nhng cha đủ để có đợc những loại
ôtô "sạch". Giải pháp có tính khả thi nhất cho vấn đề đặt ra hiện nay và trong tơng lai
gần là sử dụng các loại nhiên liệu thay thế theo hớng bảo vệ môi trờng.
Nhiên liệu thay thế là thuật ngữ đợc dịch từ thuật ngữ substitutes hoặc thuật
ngữ nonpetroleum fuels trong tiếng Anh khi đề cập đến các loại nhiên liệu có thể
-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 91


dùng để thay thế các loại nhiên liệu gốc dầu mỏ thông dụng nh xăng và dầu diesel.
Hiện nay chúng ta đã có một danh sách dài các loại nhiên liệu thay thế và danh sách đó
vẫn tiếp tục đợc bổ sung cùng với sự phát triển của khoa học-công nghệ, ví dụ : etanol
(C2H5OH), metanol (CH3OH), khí đốt tự nhiên, khí đốt nhân tạo, xăng nhân tạo, nhũ
tơng nớc - nhiên liệu, khí hoá lỏng, hydrogen (H2), amonnia(NH3), dầu hạt cải, ...

Dới đây là một số thông tin chọn lọc về u, nhợc điểm và viễn cảnh phát triển của
ôtô chạy bằng những loại nhiên liệu thay thế có nhiều hứa hẹn nhất hiện nay và trong
tơng lai gần.
5.2.2. ôtô chạy bằng khí đốt
5.2.2.1. Sơ lợc về khí đốt
Khí đốt hay Nhiên liệu khí là những chất cháy đợc và khi cháy toả ra nhiều
nhiệt. Khí đốt tồn tại ở trạng thái khí trong điều kiện áp suất và nhiệt độ khí quyển trên
mặt đất. Căn cứ vào nguồn gốc, có thể phân biệt 2 nhóm khí đốt : khí đốt nhân tạo và
khí đốt thiên nhiên.
Khí đốt nhân tạo là khí đốt đợc con ngời tạo ra bằng cách khí hoá các loại
nhiên liệu rắn, nhiên liệu lỏng hoặc là sản phẩm phụ của các quá trình công nghệ khác.
Ví dụ : khí lò ga, khí thắp, khí than,khí ớt, khí dầu, khí lò cao,v.v.
Khí đốt thiên nhiên (natural gas) - còn gọi là khí mỏ - là loại khí đợc khai thác
từ các mỏ khí đốt hoặc mỏ dầu trong lòng đất. Căn cứ vào đặc điểm khai thác , có thể
phân biệt các loại khí đốt thiên nhiên : khí đồng hành, khí không đồng hành và khí hoà
tan. Khí đồng hành là khí tự do có trong các mỏ dầu. Khí không đồng hành là khí đợc
khai thác từ các mỏ khí đốt trong lòng đất và không tiếp xúc với dầu thô trong mỏ dầu.
Khí hoà tan là khí hoà tan trong dầu thô đợc khai thác từ các mỏ dầu.
Bảng 5-1. Thành phần trung bình của khí đốt thiên nhiên [2]
Nơi khai
Thành phần [ % ]
thác
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
N2
CO2
Pháp
69,0

3,0
0,9
0,5
1,5
9,3
Algeria
83,7
6,8
2,1
0,8
5,8
0,2
Đông Âu
85,3
5,8
5,3
2,1
0,9
0,4
Iraq
56,9
21,2
6,0
3,7
7,1
Hoa kỳ
86,5
8,0
1,9
0,3

2,6
0,5
Indonesia
65,7
8,5
14,5
5,1
1,3
4,1
Thành phần của khí đốt thiên nhiên có thể rất khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí địa
lý của mỏ khí hoặc mỏ dầu. Tuy nhiên chúng đều chứa chủ yếu là methane (CH4),
ethane (C2H6), propane (C3H8), butane (C4H10) và một lợng nhỏ các chất khác nh
dioxide carbon (CO2), nitơ (N2), v.v. Ngoài công dụng làm nhiên liệu nói chung và

-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 92


nhiên liệu cho ĐCĐT nói riêng, khí đốt thiên nhiên còn đợc sử dụng làm nguyên liệu
để sản xuất phân hoá học, vật liệu tổng hợp, xăng tổng hợp, v.v.
Khí đốt thiên nhiên đợc phân bố hầu nh khắp địa cầu. Theo ớc tính, trữ
lợng khí đốt thiên nhiên khoảng 130.000 tỷ m3, tơng đơng với trữ lợng dầu thô .
Trong những năm gần đây, lợng khí đốt thiên nhiên đợc khai thác trên toàn thế giới
đạt khoảng 1700 tỷ m3 / năm [2].
5.2.2.2. u , nhợc điểm của ôtô chạy bằng khí đốt
Việc đánh giá u, nhợc điểm của ôtô chạy bằng nhiên liệu thay thế phải căn cứ
vào nhiều tiêu chí, trong đó những tiêu chí quan trọng nhất bao gồm : mức độ " sạch"

(mức độ gây ô nhiễm môi trờng), tính năng kỹ thuật (công suất, hiệu suất của động
cơ) và tính kinh tế (chi phí đầu t ban đầu và chi phí khai thác) .
Ôtô chạy bằng khí đốt có mức độ phát ô nhiễm rất thấp so với ôtô chạy bằng
xăng. Nếu giữ nguyên tỷ số nén, kết cấu đờng ống nạp , cơ cấu phân phối khí và hệ
thống đánh lửa thì mức độ phát ô nhiễm của ôtô dùng khí đốt thấp hơn khoảng 50 % so
với ôtô xăng có cùng công suất. Nếu động cơ đợc cải hoán để chuyên dùng khí đốt thì
mức độ phát ô nhiễm còn thấp hơn nữa.
Về tính năng, ôtô chạy bằng khí đốt có tính năng động lực học (tốc độ cực đại,
khả năng tăng tốc, khả năng leo dốc ,...) tơng đơng ôtô xăng. Nếu đợc cải hoán
tăng tỷ số nén nhờ khí đốt có tính chống kích nổ cao hơn thì hiệu suất nhiệt của động
cơ dùng khí đốt cao hơn động cơ xăng. Tuy nhiên, việc đánh giá hiệu suất sử dụng
năng lợng cần phải tính đến tất cả các công đoạn từ khai thác đến sử dụng. Bảng 3-2
giới thiệu mức tiêu tốn năng lợng đối với các loại nhiên liệu thông dụng đợc phân bố
cho 3 công đoạn : Sản xuất, vận chuyển và phân phối .
Bảng 5-2 . Tỷ lệ năng lợng tiêu thụ ở các công đoạn trớc khi nạp vào động cơ
đối với các loại nhiên liệu thông dụng [2]
Các công đoạn
Xăng
Dầu diesel
LPG
Khí đốt thiên nhiên
Khai thác
5,9
5,9
5,9
9,8
Chế biến
12,8
6,6
3,6

Phân phối
0,5
0,5
1,0
0,5
Tổng cộng
19,2
13,0
10,5
10,3
Theo ớc tính, vào năm 2000 có khoảng 750.000 chiếc ôtô chạy bằng khí đốt
thiên nhiên ở các nớc thuộc Liên xô cũ, 300.000 chiếc ở Canada, 200.000 chiếc ở
Nhật bản, 200.000 chiếc ở Anh, 50.000 chiếc ở Pháp [2]. Nhợc điểm cơ bản nhất của
khí đốt là có nhiệt trị thể tích nhỏ. Để đảm bảo có đợc cự ly hoạt động đủ lớn, ôtô
phải đợc trang bị những bình chứa khí đốt dới áp suất rất cao (thờng đến 200 bar).
Điều đó có ảnh hởng không tốt tới trọng lợng và tính an toàn của xe. Ngoài ra, vấn
đề vận chuyển và phân phối nhiên liệu cũng là một trong những rào cản sự phát triển
của ôtô chạy bằng khí đốt.
-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 93


5.2.3. ôtô chạy bằng khí hoá lỏng
5.2.3.1. Sơ lợc về khí hoá lỏng
Khí hoá lỏng là tên gọi chung cho loại sản phẩm có thành phần chủ yếu là
hydrocarbon có 3 ữ 4 nguyên tử carbon (C3 ữ C4) trong phân tử. Sản phẩm này tồn tại ở
trạng thái khí trong điều kiện áp suất và nhiệt độ khí quyển nhng sẽ hoá lỏng khi đợc

nén đến áp suất không cao lắm ( thờng < 16 bar). Khí đốt tự nhiên qua xử lý, chế
biến và hoá lỏng đợc gọi là khí tự nhiên hoá lỏng (Liquefied Natural Gases - LNG) ;
còn khí đốt thu đợc trong quá trình chế biến dầu mỏ rồi hoá lỏng thì đợc gọi là khí
dầu mỏ hoá lỏng (Liquefied Petroleum Gases - LPG). Thành phần cơ bản của khí hoá
lỏng rất khác nhau, tuỳ thuộc vào nguồn nguyên liệu và tiêu chuẩn của mỗi nớc.
Trớc kia, khí hoá lỏng đợc sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu trong các lĩnh vực
công nghiệp thuỷ tinh, đồ gốm, gia dụng và chạy ĐCĐT. Khi sử dụng làm nhiên liệu
cho động cơ ôtô, khí hoá lỏng thờng đợc chứa trong bình dới áp suất khoảng 16
bar. Hiện nay, ngoài các ứng dụng trên, khí hoá lỏng còn đợc phân tách thành các cấu
tử riêng biệt để làm nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất cao su nhân tạo, vật liệu
tổng hợp, phẩm màu, dợc liệu, v.v.
Bảng 5-3. Sản lợng và tiêu thụ khí hoá lỏng tại châu á
( Đơn vị tính : 1000 tấn . Theo Asia LPG Seminar organized by LPG Center of
Japan , Tokyo 2/1998)
Nớc

1996
Sản lợng

Indonesia
China
Japan
Korea
Malaysia
Philippines
Taiwan
Thailand
India
Vietnam

3228
4537
1461
1499
429
700
1959
3356
0

-

2000

Tiêu thụ

715
5758
19710
5761
1392
811
1410
1829
4198
86

2010

Sản lợng

Tiêu thụ

Sản lợng

Tiêu thụ

3432
4686
2300
3435
601
1130
2979
3805
340

1154
9000
19959
6323
2226
1414
1500
2240
8439
224

2400
4520

2803
3521
1359
1750
3755
10000
840

2886
27000
21600
9448
3718
3497
1800
3531
15000
527

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 94


Nhieõn lieọu
(1%)

Gia duùng
( 67 % )

Coõn g nghieọp
( 15 % )

Noõn g nghieọp
( 15 % )

a)

H. 5-12. Tỷ lệ sử dụng
khí hoá lỏng ở Pháp (a)
và ở Hà lan (b) [5]
Coõng nghieọp
( 24 % )

Noõng nghieọp
( 14 % )

Gia duùng
( 20 % )
Nhieõn lieọu
( 42 % )

b)

5.2.3.2. u , nhợc điểm của ôtô chạy bằng
nhiên liệu khí hoá lỏng
Nhiên liệu khí hoá lỏng ( sau đây quy ớc viết tắt là LPG) đợc coi là một loại
nhiên liệu "sạch" và cao cấp cho động cơ ôtô do có cả những u điểm của nhiên liệu
lỏng và nhiên liệu khí. LPG có số octane cao hơn xăng cho nên không cần sử dụng các
phụ gia tăng tính chống kích nổ, nhiệt trị thể tích của LPG cao hơn của nhiên liệu khí

nên cự ly hoạt động giữa hai lần bổ sung nhiên liệu dài hơn. Hiện nay, việc sử dụng
LPG cho ôtô có thể thực hiện theo một trong 2 phơng án : phơng án lỡng nhiên liệu
và phơng án đơn nhiên liệu.
Trong phơng án lỡng nhiên liệu, chỉ cần lắp đặt thêm một hệ thống chứa và
cung cấp LPG cho ôtô nguyên thuỷ và ôtô vẫn có thể chạy bằng xăng khi cần thiết.
LPG có thể đợc phun vào đờng nạp dới dạng khí nhờ độ chân không tại họng của
carburetor. Phơng án này có u điểm là đảm bảo sự đồng nhất của hỗn hợp cháy và
tránh hiện tợng ớt thành ống nạp bởi nhiên liệu lỏng. Điều này cho phép giảm 30 ữ
80 % mức độ ô nhiễm của khí thải so với động cơ xăng nguyên thuỷ. Tuy nhiên, do
lợng không khí nạp vào xylanh bị giảm do nhiên liệu khí chiểm chỗ nên công suất
của động cơ giảm khoảng 5 ữ 8 %. LPG cũng có thể đợc cung cấp vào động cơ bằng
-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 95


cách phun ở dạng lỏng trực tiếp vào buồng đốt hoặc ngay trớc xupap nạp. u điểm
của giải pháp phun LPG lỏng là thời gian mỗi lần phun rất ngắn và dễ kiểm soát đợc
thành phần hỗn hợp cháy nên có thể áp dụng các biện pháp nâng cao chất lợng hoạt
động của động cơ ở những chế độ quá độ.
Trong phơng án đơn nhiên liệu, hệ thống xăng của ôtô đợc thay thế hoàn toàn
bằng hệ thống LPG và có thể cần cải hoán một số bộ phận khác của động cơ để đảm
bảo tính năng của ôtô không bị giảm sút.
Khi sử dụng LPG làm nhiên liệu cho ĐCĐT thay thế xăng , khí thải có hàm
lợng CO giảm 3 ữ 4 lần, NOx giảm 15 ữ 20 % , khí thải không chứa chì và hợp chất
của chì do không cần phụ gia tăng tính chống kích nổ.
Về tính năng kỹ thuât, nếu lựa chọn phơng án phun LPG lỏng và cải hoán hợp
lý thì công suất và hiệu suất của động cơ xăng cổ điển thay đổi không đáng kể sau khi

chuyển sang chạy bằng LPG .
Sự phát triển ôtô chạy bằng LPG phụ thuộc vào chủ trơng của mỗi quốc gia,
đặc biệt là phụ thuộc vào chính sách bảo vệ môi trờng. Một số nớc nh Italy, Hà lan,
Hàn quốc, Nhật bản, từ lâu đã có chính sách thuế khuyến khích sử dụng nhiên liệu
LPG. Riêng tại Hàn quốc, 100 % taxi hiện nay đợc trang bị hệ thống nhiên liệu LPG.
ở Việt nam, khả năng khai thác và cung cấp LPG là rất sáng sủa. Bởi vậy,
ngoài mục tiêu bảo vệ môi trờng, việc phát triển ôtô chạy bằng LPG còn góp phần
thúc đẩy ngành công nghiệp dầu khí phát triển.

-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 96


5.2.4. ôtô chạy bằng hydro
5.2.4.1. sơ lợc về nhiên liệu hydro
Xét về phơng diện chống ô nhiễm không khí, hydro là một loại nhiên liệu lý
tởng cho ĐCĐT, bởi vì sản phẩm cháy của hydro là hơi nớc (H2 + 0,5 O2 = H2O ).
Một trong những vấn đề đợc quan tâm nhất trong việc phát triển ôtô chạy bằng hydro
là tìm biện pháp lu trữ nó trên ôtô với số lợng đảm bảo cho xe có cự ly hoạt động đủ
lớn và mức độ an toàn cao.
Cho đến nay, có 3 phơng án đợc thử nghiệm là : khí hydro nén, hydro lỏng và
accu hydro.
Trong phơng án khí hydro nén, khí hydro đợc chứa trong các bình dới áp
suất 150 ữ 300 bar sẽ có khối lợng riêng tơng ứng là 13 ữ 26 kg/m3 . Đây là phơng
án đơn giản nhất nhng ít có khả năng đợc sử dụng rộng rãi vì bình chứa phải có kích
thớc và trọng lợng quá lớn.
Trong phơng án hydro lỏng, hydro đã đợc hoá lỏng và đợc chứa trong các

bình dới áp suất 1 bar ở nhiệt độ khoảng - 253 0C. Trong trờng hợp này, khối lợng
riêng của hydro là 70 kg/m3 , lớn hơn rất nhiều so với khí hydro nén. Tuy nhiên, vấn đề
phức tạp nhất trong phơng án này là đảm bảo cách nhiệt hoặc làm lạnh bình chứa để
duy trì hydro ở trạng thái lỏng trong suốt thời gian ôtô hoạt động.
Cho đến nay, phơng án sử dụng accu hydro đợc coi là có viễn cảnh sáng sủa
hơn cả, đặc biệt về phơng diện an toàn. Các loại accu hydro hiện nay đều hoạt động
theo nguyên tắc lu trữ khí hydro dới dạng các liên kết không bền vững giữa hydro và
một số kim loại dới dạng bột có khả năng hấp thụ khí hydro ở điều kiện nhiệt độ thấp
và giải phóngkhí hydro đã hấp thụ ở điều kiện nhiệt độ cao. Bảng 3-6 giới thiệu một số
loại kim loại có thể dùng làm vật liệu accu hydro và tính chất liên quan của chúng.
Bảng 5-4. So sánh một số liên kết hydro-kim loại [6]
Loại liên kết

Li LiH
Mg MgH2
Ca CaH2
Na NaH
Mg2NiH0,3 Mg2NiH4,2
-

Nhiệt lợng
liên kết
[kJ/kg H2]
- 90.000
- 37.100
- 86.800
- 50.000
- 32.000

Nhiên liệu dùng cho đcđt

Hàm lợng
H2
[ % wt ]
12,7
7,7
4,8
4,2
3,5
- 97

Hiệu suất
liết kết H2
[%]

25
69
28
58
73


K KH
FeTiH0,1 FeTiH1,0

- 56.500
- 11.500

2,5
0,9

53
90

H. 5-13. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu của ôtô PONTIAC " Grand Vill "
chạy bằng accu hydro
1- Accu hydro, 2- Các cụm điều khiển, 3- Bộ điều khiển lu lợng hydro,
4- Động cơ, 5- ống xả , 6- Van cấp khí thải sấy nóng accu hydro

H. 5-14. Ôtô thử nghiệm chạy bằng accu hydro của hãng Daimler-Benz
1- Nơi cấp nớc làm mát accu hydro, 2- Bình chứa nớc phun vào buồng đốt
của động cơ, 3- Accu hydro, 4- Bơm nớc, 5- Lọc , 6- Bộ giảm áp hydro.

Khi nạp hydro, accu phải đợc làm mát do quá trình hấp thụ hydro của kim loại
là quá trình toả nhiệt. Ngợc lại, muốn giải phóng hydro để cấp cho động cơ cần phải
cấp nhiệt cho accu. Trong thực tế, accu hydro thờng đợc sấy nóng để giải phóng
hydro bằng nớc làm mát hoặc khí thải. Một accu hydro có thể nạp lại hàng ngàn lần
mà chất lợng vẫn đảm bảo. Trong trờng hợp h hỏng, hydro sẽ thoát ra đồng thời
nhiệt độ của accu giảm, kéo theo việc chấm dứt quá trình giải phóng hydro. Bởi vậy,
-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 98


accu hydo là phơng án rất an toàn trong số các phơng án lu trữ và cung cấp hydro
trên ôtô.
Bảng 5-5. So sánh một số thông số của ôtô chạy bằng xăng và bằng hydro [6]
Thông số

Xăng

Khối lợng nhiên liệu, [kg]
Thể tích nhiên liệu, [m3]
Khối lợng két chứa, [kg]
Thể tích két chứa, [m3]
Tổng khối lợng hệ thống
nhiên liệu, [kg]

53,5
0,07
13,06
0,08
67

Khí hydro
nén
13,4
1,0
1361
1,53
1374

Hydro
lỏng
13,4
0,19
181
0,28

195

Accu hydro
MgH2
181
0,2
45,45
0,23
227

Bảng 5-6. So sánh ôtô điện và ôtô accu hydro [6]
Thông số
Loại accu
Dung lợng năng lợng , [Wh/kg]
Khối lợng accu , [kg]
Thời gian nạp accu, [phút]
Hiệu suất nạp , [%]
Cự ly hoạt động tơng đối

-

ôtô chạy bằng
accu hydro
FeTiH2
570 ữ 670
300 ữ 365
5 ữ 15
90
6

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 99

Ôtô chạy bằng
accu điện
accu chì
20 ữ 25
1400
> 60
80
1


ti liệu tham khảo
1. Từ điển Nhiên liệu-Dầu-Mỡ-Chất thêm Chất lỏng chuyên dùng
NXB Khoa học và Kỹ thuật - Hà nội 1994
2. Kiều Đình Kiểm
Các sản phẩm dầu mỏ và hoá dầu
NXB Khoa học và Kỹ thuật - Hà nội 1999
3. Hội thảo khoa học về chất lợng
xăng ôtô thông dụng tại Việt nam
Vietnam National Petroleum Import-Export Corporation - Hà nội 8/1997
4. Sổ tay sử dụng Dầu - Mỡ bôi trơn ( Tập I )
NXB Khoa học và Kỹ thuật - Hà nội 1991
Viện hoá công nghiệp
5. Prof. Iu. Ia. Phomin, Prof. Trần Hữu Nghị
Nhiên liệu-Dầu nhờn-Nớc dùng cho tàu thuỷ
NXB Giao thông vận tải - Hà nội 1990
6. Przemyslaw urbanski

Paliwa - Smary - Woda dla Statkow Morskich
Wydawnictwo Morskie Gdansk 1976
7. Jan Werner, Jan Wajand
Silniki spalinowe malej i sredniej mocy
Wydawnictwwo Naukowo-Techniczne - Warszawa 1976
8 V. Arkhangelski, M. Khovakh, et all
Motor vehicle engine
Mir Publishers - Moscow 1979
Malabar, Florida 1988
9 Trần Thị Mai
Hóa kỹ thuật chất bôI trơn
Nxb Giao thông vận tải - 1993

-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 100


mục lục
Trang
Chơng 1 : tổng quan về nhiên liệu
dùng cho động cơ đốt trong
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.

Phân loại nhiên liệu .......................................................................................... 2

Yêu cầu đối với nhiên liệu dùng cho động cơ đốt trong ................................. 13
Các loại hydrocarbon có trong dầu mỏ ............................................................ 14
Quan hệ giữa cấu trúc phân tử của hydrocarbon
và tính chống kích nổ của nhiên liệu ............................................................... 17
1.5. Thành phần hoá học của nhiên liệu gốc dầu mỏ ............................................. 17
1.6. Các phơng pháp sản xuất nhiên liệu dùng cho ĐCĐT ................................... 18
Chơng 2 : tính chất lý-hoá của sản phẩm dầu mỏ
2.1. Màu sắc ......................................................................................................... 21
2.2. Mật độ ........................................................................................................... 22
2.3. Độ nhớt ......................................................................................................... 24
2.4. Nhiệt độ chớp lửa và nhiệt độ bắt cháy .......................................................... 26
2.5. Nhiệt độ vẩn đục và nhiệt độ đông đặc .......................................................... 28
2.6. Điểm Aniline .................................................................................................. 28
2.7. Độ ổn định oxy hoá ....................................................................................... 28
2.8. Nhiệt trị ........................................................................................................ 29
2.9. Hàm lợng cốc, tro ........................................................................................ 32
2.10. Hàm lợng nhựa ........................................................................................... 33
2.11. Bitium ........................................................................................................... 34
2.12. Bồ hóng ........................................................................................................ 34
Chơng 3 : xăng ôtô
3.1. Chỉ tiêu chất lợng của xăng ôtô ................................................................... 36
3.1.1. Tính chống kích nổ .......................................................................... 36
3.1.2. Tính hoá hơi ..................................................................................... 46
3.2. Phân loại xăng .............................................................................................. 51
3.2.1. Phân loại chung ............................................................................... 51
3.2.2. Xăng ôtô .......................................................................................... 53
3.2.3. Xăng máy bay ................................................................................. 55
Chơng 4 : nhiên liệu diesel
-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 101


4.1. Phân loại nhiên liệu ........................................................................................ 57
4.2. Chỉ tiêu chất lợng của nhiên liệu diesel ....................................................... 60
4.2.1. Độ nhớt ............................................................................................. 60
4.2.2. Tính tự bốc cháy ............................................................................... 60
4.2.3. Hàm lợng tạp chất .............................................................................. 62
Chơng 5 : ma sát và bôI trơn
5.1 Ma sát và nguyên lý bôi trơn 64
5.1.1 Các dạng ma sát. 64
5.1.2 Ma sát và làm nhờn 64
5.2 Công dụng của dầu bôi trơn. 65
5.2.1 Làm nhờn giảm ma sát.. 65
5.2.2 Làm mát. 65
5.2.3 Làm sạch 66
5.2.4 Làm kín66
5.2.5 Bảo vệ kim loại 66
5.3 Chỉ tiêu chất lợng của dầu bôi trơn
5.3.1 Tính bôi trơn 66
5.3.2 Độ nhớt và chỉ số độ nhớt 67
5.3.3 Số acid. 68
5.3.4 Số kiềm tổng 69
5.4 Phân lọai chất bôi trơn
5.4.1 Phân lọai tổng quát của chất bôi trơn 69
5.4.2 Phân loại dầu bôi trơn động cơ đốt trong. 70
5.5 Mỡ bôi trơn 72
5.5.1 Công dụng 73

5.5.2 Thành phần mỡ nhờn 73
5.5.3 Sản xuất mỡ.. 74
5.5.4 Tính chất của mỡ nhờn . 75
5.5.6 Phân lọai mỡ . 76

-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 102


Chơng 6 : sử dụng các nguồn năng lợng sạch
5.1. Viễn cảnh sử dụng các nguồn năng lợng sạch.............................................. 79
5.2. Ôtô chạy bằng nhiên liệu thay thế ................................................................. 91
5.2.1. Đặt vấn đề ........................................................................................ 91
5.2.2. Ôtô chạy bằng khí đốt ...................................................................... 92
5.2.3. Ôtô chạy bằng khí hoá lỏng ............................................................... 94
5.2.3. Ôtô chạy bằng hydro .......................................................................... 96
Tài liệu tham khảo ........................................................................ 100
mục lục ................................................................................................ 101

-

Nhiên liệu dùng cho đcđt

- 103