XU HƯỚNG CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRONG TƯƠNG LAI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP XU HƯỚNG CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRONG TƯƠNG LAI Họ tên sinh viên: PHẠM HOÀNG TUẤN Ngành: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Niên khóa: 2004 – 2008 Tháng 08/2008 XU HƯỚNG CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRONG TƯƠNG LAI Tác giả PHẠM HOÀNG TUẤN Tiểu luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Cơng Nghệ Hóa Học Giáo viên hướng dẫn: TS NGUYỄN HỮU LƯƠNG (TT Lọc – hóa dầu ĐHBK) Tháng 08/2008 Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Hữu Lương, người thầy dẫn dắt em tiếp cận với ý tưởng khoa học, thầy cho em hiểu cách giải vấn đề khó khăn nghiên cứu sống Thầy hết lòng động viên em phải cố gắng học tập, khơng ngừng trao dồi kiến thức cho thân Một lần em xin cảm ơn thầy cho em kiến thức thực tế vô quý báo, em biết hồn cảnh đất nước ta nghèo nàn lạc hậu, khơng thể để ý chí nghèo Em xin gởi lời cảm ơn đến q thầy mơn Cơng Nghệ Hóa Học, thầy dìu dắt em suốt bốn năm qua, cho em học hay, kiến thức bổ ích để làm hành trang sống Con xin tạ ơn công lao cha mẹ trời biển Xin chân thành cảm ơn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng năm 2008 Phạm Hồng Tuấn MỤC LỤC Trang Trang tựa i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh sách biểu đồ v Danh sách bảng vi Danh sách hình vii Danh sách từ viết tắt viii CHƯƠNG 1:………………………………………………………………………….1 1.1 Đặt vấn đề………………………………………………………………………1 1.2 Các khái niệm CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG…………………………………… 2.1 Dầu mỏ .4 2.2 Các loại nhiên liệu hóa thạch khác thay dầu mỏ 10 2.2.1 Than đá .10 2.2.2 Nhiên liệu khí 12 2.3 Tình hình nhiễm mơi trường nhiên liệu hóa thạch 14 2.4 Nhiên liệu Uran 18 CHƯƠNG 3: NHIÊN LIỆU SINH HỌC…………………………………………….21 3.1 Khái niệm nhiên liệu sinh học (biofuel)……………………………………21 3.2 Những lợi ích việc phát triển nhiên liệu sinh học…………………………21 3.3 Các mặt hạn chế nhiên liệu sinh học………………………………………25 3.4 Hướng giải quyết………………………………………………………………28 3.5 Triển vọng sản xuất nhiên liệu sinh học giới tới năm 2020……………… 29 3.6 Các loại nhiên liệu sinh học………………………………………………… 30 3.6.1 Khí sinh học (biogas) .30 3.6.2 Ethanol .32 3.6.3 Biodiesel 48 CHƯƠNG 4: NHIÊN LIỆU HYDRO……………………………………………….64 4.1 Giới thiệu nhiên liệu hydro…………………………………………………64 4.2 Các đặc tính Hydro (H2)………………………………………………… 65 4.3 Nguồn sản xuất hydrogen…………………………………………………… 65 4.4 Tiềm sử dụng hydro…………………………………………………… 71 4.5 Giá thành hydro……………………………………………………………… 72 4.6 Nhiên liệu hydro dùng ô tô………………………………………………72 4.7 Những lợi ích nhiên liệu hydro……………………………………………74 4.8 Những hạn chế nhiên liệu hydro………………………………………… 77 4.9 Các cơng trình nghiên cứu sản xuất hydro gần đây……………………………79 4.10 Vấn đề phát triển nhiên liệu hydro……………………………………………82 4.11 Xu kinh tế hydro…………………………………………………84 CHƯƠNG 5: TÌNH HÌNH NHIÊN LIỆU VIỆT NAM…………………………… 86 5.1 Tình hình sử dụng xăng dầu Việt Nam………………………………………86 5.2 Tình hình sản xuất nhiên liệu sinh học Việt Nam……………………………86 5.3 Các kết nghiên cứu biodiesel thực nước………… 87 5.4 NLSH chưa phát triển nước ta số nguyên nhân……………… 89 5.5 Thách thức…………………………………………………………………… 90 5.6 Những sách, biện pháp tháo bỏ rào cản…………………………………91 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……………………………………………93 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Danh sách biểu đồ Biểu đồ 1: Giá dầu giới từ năm 1946-2006 Biểu đồ 2: Biểu đồ biến động giá dầu năm qua Biểu đồ : Sản lượng nhu cầu sử dụng dầu mỏ giới Biểu đồ 4: Biểu đồ nhiệt độ trung bình bề mặt Trái đất 17 Biểu đồ 5: Dự kiến sản lượng bioethanol đến năm 2020 29 Biều đồ 6: Dự kiến sản lượng biodiesel đến năm 2020 30 Biểu đồ 7: Sản lượng ethanol giới, 1975-2003 (triệu lít/năm) 37 Biểu đồ 8: Sự phát thải khí thải biodiesel động 50 Danh sách bảng Bảng 1: Nhu cầu dầu thô giới Bảng 2: Tính chất LPG CNG 14 Bảng 3: Sự gia tăng chất nhiễm khí 15 Bảng 4: Lượng khí thải đốt cháy biodiesel 23 Bảng 6: Tính chất ethanol 33 Bảng 7: Sản lượng tiêu thụ biodiesel số nước 50 Bảng 8: Tiêu thụ dầu thực vật Việt nam (nghìn tấn) 51 Danh sách hình Hình 1: Tỉ lệ tiêu thụ khí hố lỏng Pháp 13 Hình 2: Tỉ lệ tiêu thụ khí hố lỏng Hà Lan 13 Hình 3: Lượng khí thải nhiên liệu diesel sau đốt 16 Hình 4: Năng lượng sinh phân hạch hạt nhân 19 Hình 5: Chu trình khép kín biomass 22 Hình 6: Rây phân tử dùng để tách hỗn hợp Ethanol-Water 46 Hình 7: Cấu tạo ống Zeolite Membrane 47 Hình 8: Hệ thống Zeolite Membrane 47 Hình 9: Phân tử triglyceride 53 Hình 10: Phân tử acid béo tự biodiesel 53 Hình 11: Các bể trồng tảo 55 Hình 12: Quả hạt dầu mè (jatropha) 57 Hình 13: Lượng phát thải CO2 nhiên liệu sinh học 61 Hình 14: Các cánh đồng nguyên liệu ngày mở rộng 62 Hình 15: Các cánh rừng bị tàn phá 62 Hình 16: Phân tử Hydro 64 Hình 17: Màng rây phân tử dùng để tách khí hydro khỏi hỗn hợp khí 66 Hình 18: Phương pháp điện giải tách nước thành oxy hydro 68 Hình 19: Một loại tế bào nhiên liệu 73 Hình 20: Tảo xanh Chlamydomonas reinhardtii ni ao 80 Hình 21: Máy xử lý nhiên liệu 81 Hình 22: Cơng nghệ sản xuất Biodiesel từ mỡ tra, cá ba sa 88 Danh sách từ viết tắt (1) OPEC chữ viết tắt “The Organization of Petroleum Exporting Countries” hay “Tổ chức Quốc gia Sản xuất Dầu” (2) OECD: Organization for Economic Cooperation and Development (tổ chức Hợp tác Phát triển Kinh tế) (3) CNG : Compressed Natural Gas (4) LPG : Liquefied Petrolium Gas (5) COx : gồm CO CO2 (6) NLSH : nhiên liệu sinh học (7) E20 : xăng pha bioethanol với hàm lượng tối đa 20% (8) B20 : dầu pha biodiesel với hàm lượng tối đa 20% (9) ETBE : ethyl-tertiary-butyl-ether (10) MTBE : Methyl Tert - Butyl Ether (11) ASTM : American Society for Testing and Materials (12) NOx cách viết tắc hợp chất oxide nitrogen N2O, NO NO2 NOx gây nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường, sức khỏe người tầng ozone khí (13) ZEV : Zero Emission Vehicle (14) GTVT : Giao Thông Vận Tải (15) KH &CN : Khoa học Công nghệ (16) R &D : Research and Development (17) PME : Palm Methyl Ester (dầu cọ) (18) IMF : International Monetary Fund (19) IEA : International Energy Agency (20) FED : Federal Reserve System (21) IAEA : International Atomic Energy Agency Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, tình hình khai thác tiêu thụ nguồn nhiên liệu dầu mỏ đề tài nóng bỏng giới, gần giá xăng dầu tăng lên đáng kể (tính từ lúc 10 ngày 21 tháng năm 2008 Việt Nam giá xăng 19.000 đồng lít), giá xăng dầu tăng kéo theo việc tăng giá hàng loạt mặt hàng khác, làm cho đời sống người dân đặc biệt nước nghèo lạm phát cao nước ta, sống ngày điêu đứng, thu nhập khơng có lại tiêu nhiều Hơn nữa, nguồn nhiên liệu hóa thạch dần bị cạn kiệt Theo dự đốn, trữ lượng dầu thơ tồn giới đáp ứng nhu cầu lượng vòng vài chục năm Thêm vào chất lượng khơng khí bị nhiễm đến mức phải báo động, nhiễm khơng khí khí thải phát từ q trình cháy chủ yếu Các khí thải nguyên nhân trực tiếp gây biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính hàng loạt vấn đề mơi trường ảnh hưởng đến sức khỏe người Đây thật nguồn nhiên liệu không bền vững Sự ô nhiễm mơi trường cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch hai vấn đề quan trọng cấp bách giới quan tâm Dĩ nhiên viễn cảnh thiếu dầu nỗi kinh hoàng nhân loại Chiến tranh, nạn đói, bệnh hoạn … lan tràn Nhưng có lẽ điều mà nhân loại khó tránh khỏi Đứng trước tình hình trên, người cần phải tìm kiếm nguồn nhiên liệu khác có khả thay cho nhiên liệu hóa thạch ngày cạn kiệt mà không gây ảnh hưởng xấu đến mơi trường việc giảm thiểu khí nhà kính Nhiên liệu thay phải thật mang tính bền vững, có nghĩa nhiên liệu phải thân thiện với mơi trường, nhiên liệu phải có khả tái tạo để đáp ứng nhu cầu sử dụng quốc gia, giúp quốc gia chủ động nguồn nguyên liệu nước giảm lệ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch Bên cạnh đó, phải có ý thức việc sử dụng tiết kiệm nguồn lượng tái sử dụng nguồn lượng Tiết kiệm lượng hiệu nước Vấn đề có thật tiết kiệm hay không 10 Như Tổng thống Mỹ G Bush hi vọng “chiếc ôtô đời trẻ sinh hôm ngồi cầm lái xe hydro dòng ZEV” 94 Chương TÌNH HÌNH NHIÊN LIỆU VIỆT NAM 5.1 Tình hình sử dụng xăng dầu Việt Nam Nước ta với tiềm dầu khí khơng phải lớn, từ chỗ xuất lượng (dầu, than), vòng 15 năm tới phải nhập lượng (dự báo tỷ lệ nhập khoảng 11-20% vào năm 2020, tăng lên 50-58% vào năm 2050 - chưa kể lượng hạt nhân) Xăng dầu dùng cho GTVT(14) thường chiếm đến 30% nhu cầu nước (hiện phải nhập hoàn toàn) Khi nhà máy lọc dầu Dung Quất đưa vào hoạt động (năm 2008) cung cấp khoảng 5,3 triệu xăng, diesel dùng cho GTVT tổng nhu cầu 15,5-16 triệu (34%) Đến trước năm 2020, nhà máy lọc dầu với tổng công suất 20-22 triệu dầu thô đưa vào hoạt động cung cấp 15-16 triệu xăng, diesel tổng nhu cầu khoảng 2728 triệu (56%) Lượng xăng dầu tiêu thụ đầu người năm 2020 65% so với Thái Lan năm 2005 [33] Hiện tượng thiếu điện bất ổn giá xăng dầu vừa qua cảnh báo xuất nguy an ninh lượng Thiếu lượng ảnh hưởng đến tăng trưởng nước ta khó trở thành nước cơng nghiệp vào năm 2020, lượng không trước "hơn bước" dựa vào lượng hoá thạch mà quan tâm phát triển dạng lượng khác 5.2 Tình hình sản xuất nhiên liệu sinh học Việt Nam Bắt nhịp xu hướng chung giới, Bộ Công nghiệp xây dựng đề án “Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020” với mục tiêu sản xuất nhiên liệu sinh học nhằm thay phần nhiên liệu truyền thống Theo đề án, giai đoạn 2006-2010 Việt Nam tiếp cận công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học từ sinh khối, xây dựng mơ hình thí điểm phân phối nhiên liệu sinh học số tỉnh, thành; qui hoạch vùng trồng nguyên liệu cho suất cao; đào tạo cán chuyên sâu kỹ thuật Giai đoạn 2011-2015, phát triển mạnh sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học thay phần nhiên liệu truyền thống, mở rộng qui mô sản xuất mạng 95 lưới phân phối phục vụ cho giao thông ngành sản xuất công nghiệp khác; đa dạng hoá nguồn nguyên liệu Đến năm 2020, công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học Việt Nam đạt trình độ tiên tiến giới, với sản lượng đạt khoảng tỉ lít xăng E10 500 triệu lít dầu B10/năm Về nguyên liệu sản xuất biodiesel có “Dự án trồng Diesel” gây rừng để bảo vệ môi trường, giữ đất, chống sa mạc hố phòng chống bão lụt, hạt chiết xuất lấy dầu để sản xuất biodiesel Tuy nhiên, bước phát triển mang tính tự phát, manh mún Để phát triển nhiên liệu sinh học Việt Nam, cần xây dựng chiến lược tổng thể cân đối diện tích đất trồng ngun liệu phục vụ sản xuất nhiên liệu sinh học theo mục tiêu kế hoạch với diện tích đất bảo đảm an ninh lương thực quốc gia, bảo đảm cân đối nguồn thức ăn chăn nuôi bảo đảm phát triển ngành có liên quan; ban hành sách khuyến khích sản xuất nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học; xây dựng khung pháp lý cho sản xuất, phân phối tiêu dùng nhiên liệu sinh học, chế giám sát xử lý hiệu nhằm bảo đảm phát triển ổn định bảo vệ người tiêu dùng, đó, việc ban hành tiêu chuẩn sản phẩm nhiên liệu sinh học tiêu chuẩn phối trộn quan trọng 5.3 Các kết nghiên cứu biodiesel thực nước  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 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… (xem hình1) Nước ta đặt mục tiêu đến năm 2020  2025 phải sản xuất 4,5  triệu (xăng, diesel pha cồn Biodiesel), chiếm 5% nhu cầu xăng dầu nước 96 Hình 22: Cơng nghệ sản xuất Biodiesel từ mỡ tra, cá ba sa sở nhỏ lẻ  Nhóm nhà khoa học gồm TS Nguyễn Đình Thành, Th.s Phạm Hữu Thiện, KS Võ Thanh Thọ Lê Trần Duy Quang có cơng trình tổng hợp biodiesel từ nguồn dầu mỡ phế thải (mỡ cá basa, dầu ăn phế thải) Các nhà khoa học cho sản phẩm nhiên liệu biodiesel B20 Khi đem phân tích số tiêu hóa lý B20 Trung tâm Nghiên cứu Phát triển chế biến dầu khí, cho thấy đáp ứng số tiêu chuẩn nhiên liệu cho động diesel Mặt khác qua thử nghiệm động xe ô tô Mercedes 16 chỗ với quãng đường 1.000km, B20 đảm bảo độ khí thải mức cho phép khơng ảnh hưởng đến hoạt động động Không động ô tô, nhà khoa học cho thử nghiệm động máy nổ, tàu đánh cá cho kết tương tự Bên cạnh dầu mỡ thực vật, động vật, nhà khoa học nghiên cứu phối trộn cồn vào xăng sản phẩm nhiên liệu Nhóm nhà khoa học Viện Khoa học vật liệu ứng dụng, Viện Khoa học - Công nghệ Việt Nam nghiên cứu thử nghiệm xăng pha cồn cho kết khả quan…  Viện Sinh học Nhiệt đới TP Hồ Chí Minh nghiên cứu thành cơng phương pháp sản xuất ethanol từ củ sắn bã sắn Tại Việt Nam, cồn (ethanol) vốn sản xuất chủ yếu từ rỉ đường mía Do giá ngun liệu đắt cơng nghệ lạc hậu, tốn nhiều chi phí sản xuất nên sản phẩm cồn khơng có sức cạnh tranh cao Để thu lít cồn, cần có kg rỉ đường mía, giá 6.400 đ cho chi phí nguyên liệu Nếu dùng sắn cần 97 2,5 kg với chi phí 1200 đ Cũng sản xuất cồn từ bã sắn, nguồn phế phẩm nhà máy chế biến tinh bột sắn (hiện nước có khoảng 28 nhà máy chế biến sắn) Mỗi lít cồn cần khoảng 15kg bã sắn  Đề tài “Cây Diesel” (tên khoa học Jetro curcas) Phân viện Hoá học hợp chất thiên nhiên, Viện Khoa học công nghệ Việt Nam (TP Hồ Chí Minh) tiến hành nghiên cứu từ năm 2001 Cây Diesel loại hoang dại, thường mọc tự nhiên ven bờ rào, ven cổng chân tường nhà chùa,… Đây loại dễ trồng, suất dầu chiết cao gấp nhiều lần so với dầu trám, chất lượng dầu tốt, hạt tách ép dầu dễ dàng Cây Diesel có nhiều ưu điểm lợi thế, trồng khơng cơng chăm bón, bảo vệ, phát triển khoẻ nhiều loại đất khác nhau, chịu nóng hạn, bị sâu bệnh Đầu tư cho trồng Diesel khoảng 15 triệu đồng, sau năm trồng đất tốt thu 8-12 dầu/ha; đất xấu (đất đá sỏi) thu tấn/ha  Các nhà nghiên cứu Trường Đại học Bách khoa TPHCM nghiên cứu, phân tích: “Bằng việc sử dụng chế phẩm enzyme nước giống nấm men Xacaromyces Cerevisea nước, nhóm nghiên cứu xử lý rơm rạ nước, thủy phân rơm rạ thành đường, lên men đường thành rượu (cồn có nồng độ thấp) chưng cất rượu thành cồn có nồng độ 94%” Trong tương lai gần, nhóm nghiên cứu phát triển cơng nghệ ni cấy số chủng nấm mốc để chủ động việc sản xuất chế phẩm enzyme Nghiên cứu phát triển sử dụng chủng nấm men khác để tăng hiệu suất chuyển hóa loại đường sinh trình phân hủy rơm rạ thành cồn, tối ưu hóa q trình, đồng thời mở rộng nghiên cứu đến đối tượng biomass khác 5.4 NLSH chưa phát triển nước ta số nguyên nhân Nguồn nguyên liệu hạn chế phải dành đất đai để đảm bảo an ninh lương thực, trồng rừng bảo hộ nguyên liệu cho công nghiệp; công nghệ chưa đảm bảo suất trồng cao Nếu phát triển ạt, khơng tính tốn ảnh hưởng đến an ninh lương thực diện tích rừng Cơng nghệ sản xuất NLSH (thế hệ thứ nhất) dùng nguyên liệu tinh bột ngũ cốc, mật rỉ đường để sản xuất ethanol dùng dầu mỡ động thực vật để sản xuất diesel sinh học, số lượng hạn chế có giá thành cao Công nghệ (thế hệ thứ hai) để sản xuất ethanol, diesel sinh học từ phế thải công - nông - lâm nghiệp 98 (ligno-cellulosic biomass) thành công mơ hình trình diễn, quy mơ nhỏ, cần 5-7 năm áp dụng quy mơ công nghiệp với giá thành hạ, sản lượng lớn NLSH phát triển, chưa có đầu tư thích đáng, chưa sánh với lịch sử hàng trăm năm công nghiệp dầu mỏ Muốn khuyến cáo sử dụng NLSH cần phải trợ giá, có sách khuyến khích ban đầu, bắt buộc quy định đô thị 500 ngàn dân phải sử dụng nhiên liệu Chưa có chế, sách ưu đãi cho nhà đầu tư phát triển vùng nguyên liệu, sản xuất phân phối NLSH 5.5 Thách thức 5.5.1 Sự cạnh tranh nhu cầu nguyên liệu sinh khối Một điều phát triển NLSH cạnh tranh nguyên liệu Thí dụ rơm rạ làm thức ăn cho trâu bò, giấy phế liệu tái chế, gỗ phế liệu mùn cưa làm gỗ ép Ngơ khoai, sắn để sản xuất ethanol, đậu tương, lạc, vừng, dừa… để sản xuất biodiesel dùng làm lương thực, thực phẩm cho người gia súc 5.5.2 Sự cạnh tranh chi phí cơng nghệ Hiện nhiều cơng nghệ sinh khối đắt cơng nghệ truyền thống sử dụng nhiên liệu hoá thạch trang thiết bị lẫn nhiên liệu nên việc đưa công nghệ vào Việt Nam gặp trở ngại lớn Viêt Nam nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệ rào cản lớn 5.5.3 Trở ngại mơi trường NLSH có số tác động môi trường Khi đốt, nguồn sinh khối phát thải vào khơng khí bụi khí sulfurơ (SO2) Mức độ phát thải tùy vào nguyên liệu sinh khối, cơng nghệ biện pháp kiểm sốt nhiễm Việc phát triển quy mô lớn lượng để sản xuất nhiên liệu sinh học (biofuel) dẫn tới gia tăng sử dụng thuốc trừ sâu phân bón, gây tác hại động vật hoang dã môi trường sống Sản xuất lượng từ gỗ gây thêm áp lực cho rừng Đây tất vấn đề cần xem xét kỹ lưỡng phát triển NLSH Việt Nam 99 5.5.4 Thiếu nhận thức xã hội lượng sinh khối Do thiếu nhận thức nên có doanh nhân kinh doanh lĩnh vực NLSH Người ứng dụng cơng nghệ gặp nhiều khó khăn việc mua sắm trang thiết bị, tìm kiếm dịch vụ hậu Thí dụ Dự án Khí sinh học xây dựng 18.000 cơng trình khơng có mạng lưới cung cấp dụng cụ sử dụng khí bếp, đèn …Thị trường thường phát triển phía nhu cầu, phía cung cấp chưa quan tâm 5.5.5 Thiếu sách thể chế cụ thể phủ Hiện Viêt Nam chưa có sách lượng nói chung sách lượng tái tạo nói riêng Năng lượng tái tạo khơng có mục tiêu cụ thể kế hoạch phát triển nhà nước trung ương địa phương Hiện chưa có quan nhà nước chịu trách nhiệm quản lý lĩnh vực (Ấn Độ có hẳn riêng) 5.6 Những sách, biện pháp tháo bỏ rào cản Trước hết, cần chế khung sách đầu tư lượng, lượng Để có sở pháp lý đầu tư cho lượng lâu dài, Chính phủ cần sớm phê duyệt “Chính sách an ninh lượng quốc gia”, “Đề án phát triển NLSH” lộ trình thực Quốc hội sớm ban hành Luật Năng lượng, đề cập đến lượng tái tạo Bộ KH &CN(15) cần sớm xây dựng “Chương trình KH &CN quốc gia NLSH” để trình Chính phủ phê duyệt Sớm ban hành tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm để doanh nghiệp ổn định sản xuất, phân phối sản phẩm giúp quan quản lý giám sát chất lượng sản phẩm sản xuất lưu thông thị trường Ban hành chế, sách hỗ trợ nhà đầu tư phát triển vùng nguyên liệu, sản xuất, phân phối NLSH (như ưu đãi tín dụng, giảm thuế, hỗ trợ R &D(16), quảng bá ) Đặc biệt, có chế hỗ trợ vay vốn, trợ giá cho nông dân cung cấp nguyên liệu nước làm Quy hoạch vùng nguyên liệu, nguyên liệu chủ lực để đầu tư; xây dựng quy trình canh tác tiên tiến, áp dụng cơng nghệ sản xuất để nâng cao công suất sản xuất, hạ giá thành NLSH Xây dựng mơ hình đầu tư thấp, phân phối NLSH cho đô thị đông dân cư Xây dựng mơ hình trồng trọt, chế biến, pha chế diesel sinh học cung cấp nhiên liệu cho máy móc nơng nghiệp địa phương 100 Khi có chủ trương, sách, lộ trình cụ thể, với đội ngũ cán KH &CN trang thiết bị có, với hợp tác quốc tế, hồn tồn có khả phát triển NLSH thời gian tới 101 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Việt Nam nước nhiệt đới nhiều nắng mưa nên sinh khối phát triển nhanh Ba phần tư lãnh thổ đất rừng nên tiềm phát triển gỗ lớn Là nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú Nguồn ngày tăng trưởng với việc phát triển nông nghệp lâm nghiệp Đối với nước ta, ngồi lợi ích nêu trên, việc phát triển sản xuất nhiên liệu sinh học tạo hội cho chuyển dịch cấu trồng, phát triển trồng nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học vùng sâu, vùng xa, vùng đất cằn cỗi với khí hậu bất thuận cho sản xuất lương thực, góp phần tăng thu nhập tạo việc làm cho cư dân khu vực nông thơn, góp phần xố đói giảm nghèo Tuy nhiên, điều quan trọng quản lí cân đối sản xuất bảo đảm an ninh lương thực quốc gia với phát triển sản xuất nguyên liệu cho nhiên liệu sinh học Chiến lược phát triển nguyên liệu để sản xuất NLSH cần lưu ý số điểm sau [34]: Một là, nguyên liệu cho sản xuất cồn cần phải nhanh chóng chuyển hướng sang sử dụng biomass (các dạng cành cây, mùn cưa, lá, rơm rạ…) Các loại cho bột nên tập trung cho mục tiêu lương thực, lương thực quan trọng NLSH Các dạng thiên tai vài năm tới làm thay đổi quan điểm giới, vậy, khơng nên nhắm mắt theo đường người khác Hai là, nguyên liệu cho biodiesel nên dựa loại dầu không ăn Chỉ nên trồng loại không làm tổn hại đất, có nhiều ứng dụng khác để tăng hiệu kinh tế Ba là, không nên bao cấp NLSH, không nên chờ nghiên cứu xong triển khai Hãy xem xăng dầu bình thường tơn trọng quy luật thị trường Bốn là, sản xuất E-100 B-100 phải dựa công nghệ không bã thải hy vọng khống chế giá chúng biên độ thấp nhiên liệu từ dầu mỏ 102 Năm là, đầu tư cho nghiên cứu khoa học lĩnh vực NLSH cần thiết không nên dàn trải, mỏng Những vấn đề phụ gia, công nghệ phối trộn nên giao cho đơn vị thực việc chủ trì nghiên cứu áp dụng Sáu là, việc trồng hàng trăm hecta Jatropha vùng đất đó, cần phải xem xét đánh giá tác động môi trường loại Ai biết Jatropha có độc tính định, trồng làm hàng rào quanh nhà để ngăn ngừa sâu bọ, rắn rết Khi có hàng trăm hecta trồng Jatropha, loại côn trùng, động vật đâu? Chắc chắn phải phía khơng có này, khu dân cư Vì vậy, cần lưu tâm tới vấn đề Nói tóm lại loại nhiên liệu có ưu nhược điểm riêng Nhưng nhược điểm giá thành Giải tốn giải hai vấn đề nhiễm cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch Trên thực tế nước ta nghèo, kinh tế trình độ khoa học yếu kém, mà cần giải trước mắt tận dụng tối đa nguồn phế thải nơng nghiệp sẵn có để sản xuất biodiesel, sở trộn với dầu diesel để giảm khả ô nhiễm hạn chế khai thác dầu mỏ Tuy nhiên, giải pháp tạm thời tương lai ? Nếu dùng nhiên liệu biodiesel để làm nhiên liệu thay thế, “lợi bất cập hại” cho dù có phá hết cánh đồng, cánh rừng không đáp ứng đủ nhiên liệu Do giải pháp tạm thời không hiệu Tảo cung cấp nguồn nhiên liệu thay mà trồng thiết bị phản ứng sinh học quang hợp kín tương tự nồi lên men vi khuẩn nơi đâu Phương pháp hiệu bền vững sử dụng nguồn nhiên liệu vô tận lượng mặt trời, hydro, nước, gió….Do lượng lấy từ ánh sáng mặt trời trở nên quan trọng Người ta tính toán lượng thu từ ánh sáng mặt trời với tiến khoa học kỹ thuật vật lý bán dẫn, vật liệu …sẽ cung cấp dư thừa lượng toàn cầu tương lai Một ngày có tàu chở nhiên liệu từ lục địa sang lục địa khác Nhiên liệu khơng phải dầu thơ làm nhiễm mơi trường mà khí H2 cực Dầu thô nguyên vật liệu làm nên chất dẻo, quần áo…thay dùng làm nhiên liệu phun phí ô nhiễm 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tập san Báo cáo Hội nghị Khoa học [2] Nghiên cứu khả ứng dụng nhiên liệu lượng ô tô Việt Nam (Hồng Đức Thông, Huỳnh Thanh Công, Hồ Phi Long, Trần Đăng Long, Trần Quang Tuyên, Nguyễn Ngọc Dũng, Vương Như Long, Nguyễn Khắc Liệu), Đại học Bách Khoa TP HCM, Việt Nam (2003) [35] Tổng quan Biodiesel (TS Nguyễn Hữu Lương) TT-Lọc Hóa Dầu - ĐHBK  Bài báo đăng tạp chí khoa học [19] Science, 2008, Vol 319, No 5867, trang 1238-1240 [20] Science, 2008, Vol 319, No 5867, trang 1235-1238 [22] Taipei Times, 19/2/2008  Khóa luận tốt nghiệp, Luận văn Thạc sĩ, Phó Tiến sĩ, Tiến sĩ [8] Nguyễn Thị Hồng Nơ (2005) Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật với xúc tác rắn Luận văn tốt nghiệp, trường Đại học Bách Khoa TPHCM [26] Nguyễn Thị Phương Thoa (2005) Điều chế nhiên liệu diesel sinh học (biodiesel) từ dầu thực vật phế thải theo cơng nghệ hóa siêu âm Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia TPHCM [15] Phan Ngọc Anh (2002) Nghiên cứu công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu ăn phế thải Luận văn cao học, trường Đại học Bách Khoa TPHCM  Tài liệu tham khảo từ hệ thống internet [1] http://vietimes.vietnamnet.vn/vn/print/caulacbotyphu/4901/index.viet [3] www.tgvn.com.vn [4] http://vi.wikipedia.org/wiki/Kh%C3%AD_thi%C3%AAn_nhi%C3%AAn [5] http://vi.wikipedia.org [6] http://www.kinhte24h.com/index.php?page=news&id=20592 [7] http://www.khoahoc.com.vn [9]http://blueplanet206.wordpress.com/2007/09/21/hydro-ngu%E1%BB%93n-nangl%C6%B0%E1%BB%A3ng-m%E1%BB%9Bi-thay-th%E1%BA%BFd%E1%BA%A7u-khi-trong-t%C6%B0%C6%A1ng-lai/ 104 [10] Biến đổi khí hậu đe dọa sống nhân loại (http://www.khoahoc.com.vn/view.asp?Cat_ID=7&news_id=18368) [11] http://ffden-2.phys.uaf.edu/ [12] http://vi.wikipedia.org/wiki/Than_%C4%91%C3%A1 [13] www.agbiotech.com.vn [14]http://www.sinhhocvietnam.com/vn/modules.php?name=News&file=article&sid= 1063 [16] http://xttm.agroviet.gov.vn/tapchi/TinHD/2007/Noidung/So07_03.asp [17]http://www.biogas.org.vn/Web/Default.aspx?index=menu&cat=newsdetail&catid =84 [21] Ethanol - Nhiên liệu ngày mai (www.agbiotech.com.vn) [23] Nhiên liệu sinh học (Bioethanol) (http://www.hoahocvietnam.com/Home/Thao-luan/Nhien-lieu-sinh-hocBioethanol.html) [24]http://congnghedaukhi.com/web/modules.php?name=News&op=viewst&sid=27 [25] Biodiesel: A Cleaner , Greener Fuel for the 21st Century (www.BuildingGreen.com) [27]http://congnghedaukhi.com/web/modules.php?name=News&op=viewst&sid=33 [28] http://hydrogen-fuelcell.blogspot.com/2005/08/ngnh-nng-lng-hydro-nguyn-tnhng-bc-ng.html [29] http://www.khoahoc.net/baivo/maithanhtruyet/080307-nangluonghydrogen.htm [30] Hydro: nguồn lượng thay dầu - khí tương lai (http://congnghedaukhi.com) [31] Hydro - dầu mỏ tương lai [32] http://www.nea.gov.vn/thongtinmt/noidung/tn_23_07_06.htm [33]http://my.opera.com/kiendat/blog/?tag=sinh%20h%E1%BB%8Dc&startidx=30&n odaylimit=1 [34]http://sinhhocvietnam.com/vn/modules.php?name=News&file=article&sid=1098 105 PHỤ LỤC Khí nhà kính khí có khả hấp thụ xạ sóng dài (hồng ngoại) phản xạ từ bề mặt trái đất chiếu sáng ánh sáng mặt trời, sau phân tán nhiệt lại cho trái đất, gây nên hiệu ứng ấm Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: nước, CO2, CH4, N2O, O3, khí CFC Tỷ lệ phần trăm khí gây hiệu ứng nhà kính:  CO2: 50%  CFC: 20%  CH4: 16%  O3: 8%  N2O: 6% OPEC có tất quốc gia tổ chức này, là: Algeria, Nigeria, Indonesia, Iran, Iraq, Kuwait, Qatar, Saudi Arabia, Venezuela Tổ chức định mức sản xuất dầu hàng năm cho thành viên, từ gián tiếp quy định giá dầu cho quốc gia khác giới Trả lời câu hỏi phản biện Câu 1: Nguyên lý hoạt động tế bào nhiên liệu Trong trình sản xuất lượng truyền thống, nhiệt nhiên liệu (thường nhiên liệu hóa thạch) chuyển hóa thành để làm quay máy phát điện Quá trình sản xuất lượng thường có hiệu suất thấp (30 –35%)và gây ô nhiễm môi trường khối thải Khác với cơng nghệ sản xuất điện đó, pin nhiên liệu thiết bị chuyển đổi từ lượng hóa học trực tiếp sang điện Một tế bào nhiên liệu bao gồm điện cực dương điện cực âm, ngăn cách lớp chất điện giải Pin nhiên liệu hoạt động nguyên tắc trao đổi điện tích q trình điện phân điện cực âm điện cực dương Khi nhiên liệu cung cấp đến cực dương oxy cung cấp cho cực âm, hệ thống sản xuất điện Đây dòng điện chiều (DC), ứng dụng để vận hành 106 động cơ, bong đèn thiết bị điện tử Để tăng điện áp cơng suất, người ta tích hợp nhiều tế bào lại với thành pin nhiên liệu Phản ứng hóa học điện cực pin nhiên liệu diễn sau: Tại điện cực âm (cathode): 2H  4H+ + 4eTại điện cực dương (anode): O + 4H+ + 4e-  2H O Các electron tạo thành dòng điện cung cấp cho phụ tải Động lực thúc đẩy phát triển pin nhiên liệu mặt lợi mơi trường Pin nhiên liệu có ưu điểm không phát thải (trong trường hợp sử dụng H2 làm nhiên liệu) phát thải chất gây ô nhiễm (NOx, SOx, CO hydrocarbon) có tiếng ồn thấp Đồng thời hiệu suất chuyển đổi nhiên liệu – điện pin nhiên liệu cao, khoảng 30 – 60% Nếu sản phẩm phụ trình chuyển đổi – nhiệt – tận dụng hiệu suất hệ thống đạt đến 85% Câu 2: Giải thích số octan cetan nhiên liệu Chỉ số octan số đặc trưng cho khả cháy kích nổ xăng Được xác định tỉ lệ phần trăm isooctan phần trăm n heptan Cách đo : + Chạy động tiêu chuẩn đánh giá độ êm động + Pha loạt hỗn hợp isooctan n heptan với tỉ lệ khác + Đánh giá độ êm động ưng với tỉ lệ + Nhận xét đưa số octan thích hợp Chỉ số cetan tương tự số octan dùng cho dầu diesel Câu 3: Nguyên lý màng lọc tách nước Giống thiết bị truyền nhiệt ống chùm, Zeolite membrane ống gắn thành chùm lồng vào vỏ, dòng hỗn hợp nhập liệu di bên ống, phân tử nước qua lõi lọc Zeolite membrane nhờ động lực trình chênh lệch áp suất nhập liệu bên lõi lọc (áp suất dư) bên lõi áp suất chân không Phân tử Ethanol tách phía ngồi ống lọc (phía vỏ thiết bị) 107 Câu 4: Khả sử dụng loại nhiên liệu tương lai Tên nhiên liệu Giá Cơng thành nghệ Ơ nhiễm Tiềm Đáp Bioethanol Thấp Giảm Đơn giản CO2 ứng nhu cầu nhiên liệu Đáp Biodiesel Thấp Giảm Đơn giản CO2 ứng nhu cầu nhiên liệu Sẽ Hydro Phức Sẽ tạp giảm Không ô nhiễm thay hồn tồn nhiên liệu hóa thạch Câu 5: Ngun liệu vi tảo Hiện có vấn đề vụ mùa nhiên liệu sinh học cạnh tranh với vụ mùa thực phẩm hai sử dụng chung khơng gian Tảo khơng có tượng này, tảo trồng tất nơi như: ao hồ, đại dương, sông gạch, bể, chí nhà, khơng (hệ thống giàn) 108 ... vững loại nhiên liệu thay phù hợp với tình hình nước ta trước đưa vào ứng dụng thực tiển Trong tương lai khơng xa, nguồn nhiên liệu hóa thạch cần phải thay Nhưng vấn đề chúng thay nhiên liệu. . .XU HƯỚNG CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRONG TƯƠNG LAI Tác giả PHẠM HOÀNG TUẤN Tiểu luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Cơng Nghệ Hóa Học Giáo viên hướng dẫn: TS NGUYỄN... dụng tương đối khó khăn Do cần phải qua trình chế biến, hay tổng hợp để loại nhiên liệu đặc trưng hay nhiên liệu sinh học chẳng hạn nhiên liệu dùng cho sản xu t điện khí đốt chủ yếu biogas, nhiên