BÀI BÁO CÁO-Giới thiệu về Biodiesel

Giới thiệu Biodiesel Biodiesel gọi Diesel sinh học loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật Biodiesel, hay nhiên liệu sinh học nói chung, loại lượng Mặt khác chúng không độc dể phân giải tự nhiên Giới thiệu Biodiesel I GIỚI THIỆU – LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA BIODIESEL - Bản chất Biodiesel sản phẩm Ester hóa methanol ethanol acid béo tự dầu thực vật mỡ động vật - Tùy thuộc vào loại dầu loại rượu sử dụng mà alkyl Ester có tên khác nhau: * Nếu từ dầu đậu nành (soybean) Methanol ta thu SME (soy methyl Esters) Đây loại Esters thông dụng sử dụng Mỹ * Nếu từ dầu cải dầu (rapeseed) Methanol ta thu RME (rapeseed methyl Esters) Đây loại Esters thông dụng sử dụng châu Âu - Theo tiêu chuẩn ASTM Biodiesel định nghĩa: “là mono alkyl Ester acid mạch dài có nguồn gốc từ lipit tái tạo lại như:dầu thực vật, mỡ động vật, sử dụng làm nhiên liệu cho động diesel” - Biodiesel bắt đầu sản xuất khoảng năm 1800, thời điểm người ta chuyển hóa dầu thực vật để thu Glycerol ứng dụng làm xà phòng thu phụ phẩm methyl ethyl Ester gọi chung biodiessel Giới thiệu Biodiesel I GIỚI THIỆU – LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA BIODIESEL - 10/08/1893 lần Rudolf Diesel sử dụng Biodiesel ông sáng chế để chạy máy Năm 1912, ông dự báo: “Hiện nay, việc dùng dầu thực vật cho nhiên liệu động không quan trọng, tương lai, loại dầu chắn có giá trị khơng thua sản phẩm nhiên liệu từ dầu mỏ than đá”.Trong bối cảnh nguồn tài nguyên dầu mỏ cạn kiệt tác động xấu lên môi trường việc sử dụng nhiên liệu, nhiên liệu tái sinh có Biodiesel ngày khẳng định vị trí nguồn nhiên liệu thay khả thi Để tưởng nhớ nguời có cơng đốn giá trị to lớn Biodiesel, Nation Board Biodiesel định lấy ngày 10 tháng năm năm 2002 làm ngày Diesel sinh học Quốc tế (International Biodiesel Day) - 1900 Hội chợ giới tổ chức Pari, Diesel biểu diễn động dùng dầu Biodiesel chế biến từ dầu Phụng (lạc) - Trong năm thập kỷ 90, Pháp triển khai sản xuất Biodiesel từ dầu hạt cải Và dùng dạng B5 (5% Biodiesel với 95% Diesel) B30 (30% Biodiesel trộn với 70% Diesel) Giới thiệu Biodiesel II Ưu nhược điểm nhiên liệu Biodiesel Ngoại trừ lượng thuỷ điện lượng hạt nhân, phần lớn lượng giới tiêu tốn nguồn dầu mỏ, than đá khí tự nhiên Tất nguồn có hạn với tốc độ sử dụng chúng bị cạn kiệt hồn tồn vào cuối kỷ 21 Sự cạn kiệt nguồn dầu mỏ giới quan tâm môi trường ngày tăng dẫn đến nghiên cứu phát triển nguồn lượng thay cho lượng có nguồn gốc dầu mỏ Biodiesel thay đầy tiềm cho diesel dựa vào tính chất tương tự ưu điểm vượt trội Giới thiệu Biodiesel Ưu Điểm Về mặt môi trường – – – – – – – Giảm lượng phát thải khí CO2, giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính Khơng có chứa hợp chất lưu huỳnh ( 100 kg biodiesel + 10 kg glycerol Phương trình chuyển hóa biodiesel sau: Q trình chuyển hóa Biodiesel Trong R1, R2, R3 acid béo no không no chứa mỡ cá tra, dầu thực vật, acid hữu chiếm chủ yếu dầu mỡ động vật như: Trong palmitic acid chứa 16 C, stearic acid có 18 C, oleic acid 18 C có nối đơi Để thực phản ứng chuyển hóa cần có chất xúc tác NaOH, KOH Các phương pháp xử lý dầu thực vật mỡ động vật để thu nhiên liệu diesel Biểu đồ trình hydrocracking Hiệu suất thu sản phẩm khoảng 75¸80% với chỉ sớ cetane cao (~100) Thành phần sulfur thấp 10 ppm Nó phân rã 95% sau 28 ngày, đó dầu diesel phân rã 40% cùng một khoảng thời gian Lợi ích chính những Biodiesel khác là nó làm giảm lượng NOx Quá trình này sử dụng xúc tác hydro hoá và hydro tinh khiết thương mại thông thường Quá trình hydrocracking có thể là một lựa chọn thích hợp cho những nhà máy lọc dầu Phương pháp này có thể dễ dàng thích hợp với nhà máy lọc dầu nhờ vào nguồn hydro tạo nhà máy Tuy nhiên, quá trình này vẫn chưa được áp dụng vào thực tế Các phương pháp xử lý dầu thực vật mỡ động vật để thu nhiên liệu diesel Phương pháp chuyển hóa Ester Phản ứng chuyển hóa Ester phản ứng acid béo dầu mỡ rượu tạo thành Ester Glycerol Đây phương pháp sử dụng phổ biến sản phẩm thu có tính chất tương tự nhiên liệu diesel, sản phẩm phụ Glycerol có giá trị sử dụng cao cơng nghiệp mỹ phẩm dược phẩm TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI Ơtơ chuyển dịch sang động diesel  Giá dầu thô ngày tăng cao, công nghệ tiên tiến hybrid hay pin nhiên liệu cịn q xa để áp dụng, diesel ngày trở thành lựa chọn hợp lý cho người sử dụng xe  Cùng với việc giá dầu thô tăng cao hàng loạt công nghệ đại đa van hay Common Rail Diesel (phun nhiên liệu đơn đường), xu hướng chuyển dần sang sử dụng máy dầu ngành công nghiệp xe giới ngày rõ rệt Thị trường châu Âu coi mảnh đất hứa loại xe máy dầu, vốn chiếm tới gần 50% lượng ôtô loại lưu hành Tại vài quốc gia Pháp, Đức, Áo, Thụy Sĩ, diện động diesel lấn át động xăng Nhu cầu giảm tiêu thụ nhiên liệu giúp tăng lượng xe động diesel thị trường ôtô lớn giới Mỹ Ngay Nhật Bản, tỷ lệ xe máy dầu chiếm khoảng 3% đến 5% số xe lưu hành, trở thành thị trường mục tiêu cho nhà sản xuất xe động diesel hàng đầu giới TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI   Mới đây, tổ hợp công nghiệp nặng Fuji Heavy Industries, sở hữu nhãn hiệu Subaru, tuyên bố tung mẫu xe diesel vào cuối năm 2007, nhật báo Nihon Keizai Shimbun, dẫn lời Chủ tịch Kyoji Takenaka, cho biết Trong tháng vừa qua Anh, lượng tiêu thụ xe máy dầu tăng 8,9% Nhờ đó, với tổng số 156.932 sản phẩm từ đầu năm, số ôtô chạy diesel loại bán chiếm 36% ngành công nghiệp xe xứ sở sương mù Bước tiến gần công nghệ hybrid kết hợp mô-tơ điện động diesel (thay cho động xăng trước đây) Mercedes-Benz hãng tiên phong khiến đối thủ phải giật giới thiệu mẫu xe hạng sang S-class trang bị động diesel-hybrid triển lãm ôtô Detroit 2005 Cũng đây, người ta thấy diện Meta One với hệ thống động tương tự Ford Motor, vốn không mạnh lĩnh vực hybrid TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI   Tại Việt Nam, số xe động diesel chiếm 20% thị trường ôtô Việt Nam, khoảng gần 40.000 Năm 2001, số cịn mức 10% Thơng thường, máy dầu ưa chuộng lĩnh vực chuyên chở Sau Ford Transit, xuất Mercedes-Benz Sprinter Toyota Hiace làm tăng thêm lựa chọn cho khách hàng loại xe chở khách 16 chỗ trang bị động dầu Nhưng với xe chỗ chở xuống, diện loại động mức khiêm tốn Gần độc chiếm thị trường xe pickup nước, với cạnh tranh không đáng kể từ Isuzu D-Max, số xe Ford Ranger bán năm 2005 đạt 778 chiếc, chiếm 15% tổng số xe Ford tiêu thụ Ở dòng xe đa dụng có Isuzu Hi-Lander phiên Everest trang bị động diesel Có thể mảnh đất tiềm xe máy dầu Việt Nam Theo Ford, xe máy dầu chiếm tới 75% số Everest hãng sản xuất TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI Ưu diesel    Giá nhiên liệu rẻ điều mà người ta nói so sánh xe diesel với xe xăng Ngồi máy dầu ăn nhiên liệu máy xăng trung bình từ 25% đến 40% nên làm giảm đáng kể mức chi phí Theo thử nghiệm Consumer Report, xe chạy diesel có tính tiết kiệm cao Chẳng hạn, với dung tích bình nhiên liệu, Volkswagen Jetta TDI (máy dầu) chạy 1.070 km so với 775 km xe Jetta máy xăng Ngốn nhiên liệu có nghĩa xe thải mơi trường khí carbon dioxide Dầu diesel trộn với khơng khí nén với áp suất lớn phun vào buồng đốt, làm tăng hiệu suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu tỷ lệ trộn tối ưu Các xe Ford Việt Nam gắn động hệ với hệ thống turbo tăng áp giúp hoàn thiện trình phun nhiên liệu Ngồi ra, có mơ-men xoắn lớn nên xe máy dầu sức kéo mạnh, hẳn khả leo dốc vượt địa hình phức tạp Vì thế, thị trường xe trang bị động diesel ngày mở rộng, thu hút quan tâm nhiều khách hàng khắp giới Những đột phá công nghệ diesel   Dần khắc phục nhược điểm, hãng xe biến loại động bị coi "bẩn thỉu" diesel ngày trở nên phổ biến hữu dụng Ngay người Mỹ bắt đầu quan tâm tới diesel, loại nhiên liệu mà họ "ruồng bỏ" nhiều thập kỷ qua Vài năm gần đây, người Mỹ vất vả đối phó với giá dầu tăng cao người châu Âu lại đón nhận kiện với thái độ bình thản Nguyên nhân nằm quan điểm hai châu lục động diesel Với xuất công nghệ đa van, công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp cơng nghệ kiểm sốt tiền cháy nổ, động diesel gỡ bỏ định kiến người tiêu dùng gần kỷ qua tiếng ồn, bụi bẩn Trên tồn châu Âu, có 1/3 số xe sử dụng nhiên liệu diesel, chí vài quốc gia, diesel lấn sân hồn tồn xăng nguyên nhân mà châu lục phụ thuộc vào giá xăng Mỹ Những công nghệ chủ yếu làm nên cách mạng động diesel    Công nghệ đa van Hầu hết động diesel đại Audi V8 trang bị van cho xi-lanh, bao gồm van nạp van xả Giải pháp cho phép kỹ sư đặt kim phun buồng đốt, giúp tăng hiệu suất cháy tính đối xứng động Do vậy, công suất động tăng lên nồng độ khí thải giảm xuống Phun xăng trực tiếp điều khiển máy tính Máy tính xe chịu trách nhiệm đọc tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga vịng tua động cơ, điều chỉnh cách chi tiết hoạt động cung cấp nhiên liệu Diesel không cần thiết bị đánh lửa (bugi) mà hịa khí nhiên liệu - khơng khí tự phát cháy nén áp suất cao Động Audi V8 TDI động sử dụng kim phun nhiên liệu Piezo Loại kim chứa đường phun độc lập theo chu kỳ máy Tại vòng tua 4.000 vòng/phút, kim phun phun 20.000 lần/phút hay 333 lần giây Hiệu cháy tăng lên đáng kể Phun nhiên liệu đơn đường (Common Rail Engine) Các động diesel cũ có đường dẫn nhiên liệu độc lập từ bơm tới kim phun Áp lực thời gian phun nhiên liệu phụ thuộc vào vòng tua máy Trong hệ thống phun nhiên liệu đơn đường, nguyên lý hoạt động hoàn toàn ngược lại Toàn kim phun có chung đường dẫn nhiên liệu vận hành độc lập với vịng tua máy Vì vậy, nhiên liệu cung cấp tới xi-lanh cách xác thơng qua máy tính Hệ thống phun nhiên liệu đơn đường hoạt động áp suất cao, giúp tối ưu hóa q trình pha trộn khơng khí - nhiên liệu xi-lanh tăng hiệu cháy Những công nghệ chủ yếu làm nên cách mạng động diesel   Tăng nạp Động diesel tăng nạp khó tạo nên hình ảnh sử dụng quạt gió ngày trở nên ấn tượng Audi V8 TDI trang bị đồng thời tăng nạp kép làm mát khí nạp kép BMW 525d lại trang bị động diesel sử dụng turbin Một turbin nhỏ kích hoạt động vòng tua thấp - giúp sinh mơ-men xoắn có giá trị 500 Nm vịng tua 1.5000 vịng/phút Sau chừng giây, turbin lớn vận hành chế độ vòng tua cao Sự phối hợp tạo nên động có cơng suất 272 mã lực, mơ-men xoắn 560 Nm Giảm nồng độ khí thải Lộ trình giảm nồng độ lưu huỳnh nhiên liệu diesel bắt đầu thực Mỹ vào năm sau đặt châu Âu trước lâu Ngồi ra, hãng xe cịn tập trung loại bỏ chất độc không mong muốn cách xử lý thơng qua trung hịa xúc tác Audi V8 tích hợp tới trung hòa xúc tác với lọc đặc biệt mà khơng cần phụ gia hay q trình bảo dưỡng suốt thời gian sử dụng xe Những ưu điểm bật Thời kỳ đầu, động diesel không ý công nghệ chế tạo phức tạp giá thành đắt Tuy nhiên, ngày nay, giá thành khơng cịn vấn đề Động diesel BMW 530d có giá tương đương với 530i Anh Tuy nhiên, có cơng suất, động diesel có mơ-men xoắn cực đại cao Ví dụ, có cơng suất 231 mã lực, diesel có mơ-men xoắn 512 Nm so với 287 Nm động xăng Tuy 530i tăng tốc 0-100 km/h nhanh 1,3 giây so với 530d quãng đường trung bình, mô-xoắn trở nên đáng kể, động diesel đánh bại đối thủ chạy xăng Tính tổng thể, 530d có mức tiêu hao 17,9 lít/km so với 13,6 lít/km 530i Để khách quan hơn, kỹ sư tạp chí Edmund.com tiến hành so sánh Audi A8 4.2 TDI Quattro Audi A8 4.2 Quattro Audi A8 4.2 TDI quattro Audi A8 4.2 quattro 326 mã lực V8 335 mã lực V8 Mô-men xoắn (Nm) 649 430 Thời gian 0-100 km/h (giây) 5,9 6,2 Tốc độ tối đa (km/h) 250 250 Tiêu thụ nhiên liệu (km/lít) 12,7 10,0 Nồng độ khí thải CO2 (g/km) 253 286 103.591 101.005 Động Giá (USD)   So sánh lượng khí thải nhiên liệu Diesel Bio-Diesel Bio-Diesel giảm thải khí CO 50% 35% CO2 65% hydrocacbon trình cháy động Theo xu hướng giới, người ta trộn Bio-Diesel vào thành phần diesel từ ¸ 30% * Ở châu Âu theo thị 2003/30/EC EU mà theo từ ngày 31 tháng 12 năm 2005 2% 31 tháng 12 năm 2010 5,75% nhiên liệu dùng để chuyên chở phải có nguồn gốc tái tạo Tại Áo, phần thị EU thực sớm từ ngày tháng 11 năm 2005 cịn có dầu diesel với 5% có nguồn gốc sinh học (B5) phép bán * Tại Australia, sử dụng B20 B50 vào tháng năm 2005 * Tại Mỹ năm 2005, sử dụng B20 * Tại Thái Lan năm 2006, sử dụng B5 Chiangmai Bangkok * Tại Việt Nam, Petro Việt Nam có kế hoạch đưa 10% Bio-Diesel (B10) vào thành phần diesel để lưu thông thị trường CÁC NGUỒN NGUYÊN LIỆU VÀ XU HƯỚNG SẢN XUẤT BIODIESEL Ở CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI     Với điều kiện châu Âu cải dầu với lượng dầu từ 40% đến 50% thích hợp để dùng làm nguyên liệu sản xuất diesel sinh học Ở Trung Quốc người ta sử dụng cao lương mía để sản xuất Biodiesel.Cứ 16 cao lương sản xuất cồn, phần bã cịn lại cịn chiết xuất 500 kg Biodiesel Ngồi ra, Trung Quốc cịn nghiên cứu phát triển khai thác loại nguyên liệu - Tảo Khi nghiên cứu loại dầu sinh học từ tảo thành công đưa vào sản xuất, quy mơ sản xuất loại dầu đạt tới hàng chục triệu Theo dự tính chuyên gia, đến năm 2010, Trung Quốc sản xuất khoảng triệu dầu nhiên liệu sinh học Giống Trung Quốc, Mỹ vận dụng công nghệ sinh học đại nghiên cứu gien thực phòng thí nghiệm lượng tái sinh quốc gia tạo giống tảo có hàm lượng dầu 60%, mẫu sản xuất dầu diesel sinh học Các nước Tiểu Vương quốc Ảrập Thống Nhất sử dụng dầu jojoba, loại dầu sử dụng phổ biến mỹ phẩm để sản xuất Biodiesel CÁC NGUỒN NGUYÊN LIỆU VÀ XU HƯỚNG SẢN XUẤT BIODIESEL Ở CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI   Đối với khu vực Đông Nam Á, nước Thái Lan, Inđônêxia, Malaysia trước nước ta bước lĩnh vực nhiên liệu sinh học Như Thái Lan, sử dụng dầu cọ thử nghiệm hạt jatropha, kg hạt jatropha ép lít diesel sinh học tinh khiết 100%, đặc biệt loại hạt dùng để ép dầu ăn mọc vùng đất khô cằn, giá thành sản xuất rẻ so với loại hạt có dầu truyền thống khác Bộ Năng Lượng Thái Lan đặt mục tiêu, đến 2011, lượng diesel sinh học đạt 3% (tương đương 2,4 triệu lít/ngày) tổng lượng diesel tiêu thụ nước năm 2012, tỷ lệ đạt 10% (tương đương 8,5 triệu lít/ngày) Indonexia ngồi cọ dầu, Thái Lan, Indonesia ý đến có dầu khác jatropha Indonesia đặt mục tiêu đến năm 2010, nhiên liệu sinh học đáp ứng 10% nhu cầu lượng ngành điện giao thông vận tải CÁC NGUỒN NGUYÊN LIỆU VÀ XU HƯỚNG SẢN XUẤT BIODIESEL Ở CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI   Do chi phí cho việc trồng nhiên liệu lấy dầu thấp, chúng lại sẵn tự nhiên nên tương lai, diesel sinh học sản xuất với chi phí thấp nhiều so với diesel lấy từ dầu mỏ Tuy nhiên toán nguyên liệu đặt là: “Diesel sinh học làm thay đổi nhu cầu đất nông nghiệp”, Trevor Price, chuyên gia môi trường Đại học Glamorgan (xứ Wales, Anh), nhận định Diesel sinh học giải tốn hiệu ứng nhà kính cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch, cần nhiều đất Các cánh rừng nhiệt đới bị đốt để trồng cọ, đậu tương lấy dầu khác Nhiều quốc gia phải lựa chọn nhiên liệu thực phẩm" Vì lý mà nhiều quốc gia sử dụng nguồn nguyên liệu mỡ loại động vật có giá trị mặt kinh tế để sản xuất Biodiesel Tại An Giang, đề tài nghiên cứu khoa học ông Hồ Xuân Thiên số cán kỹ thuật thuộc Công ty Cổ phần Xuất Nhập Thủy sản An Giang (AGIFISH) nghiên cứu công nghệ sản xuất Bio-Diesel từ mỡ cá tra, cá ba sa đưoc áp dụng công ty khu vực Đồng Bằng Sông Cữu Long như: công ty AGIFISH, công ty MINH TÚ, cở sở sản xuất nhỏ lẻ khác… Nước ta đặt mục tiêu đến năm 2020 ¸ 2025 phải sản xuất 4,5 ¸ triệu (xăng, diesel pha cồn Biodiesel), chiếm 20% nhu cầu xăng dầu nước ... biodiessel Giới thiệu Biodiesel I GIỚI THIỆU – LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA BIODIESEL - 10/08/1893 lần Rudolf Diesel sử dụng Biodiesel ông sáng chế để chạy máy Năm 1912, ông dự báo: “Hiện...Giới thiệu Biodiesel I GIỚI THIỆU – LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA BIODIESEL - Bản chất Biodiesel sản phẩm Ester hóa methanol ethanol acid... Biodiesel từ dầu hạt cải Và dùng dạng B5 (5% Biodiesel với 95% Diesel) B30 (30% Biodiesel trộn với 70% Diesel) Giới thiệu Biodiesel II Ưu nhược điểm nhiên liệu Biodiesel Ngoại trừ lượng thuỷ điện lượng