NHIÊN LIỆU ĐIÊZEN SINH HỌC

TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA Chương NHIÊN LIỆU ĐIÊZEN SINH HỌC 3.1 Giới thiệu điêzen sinh học • Điêzen sinh học sản xuất từ dầu thực vật, mỡ động vật từ dầu ăn SAU sử dụng Điêzen sinh học nguồn lượng tái tạo đặc điểm sau: • Dầu thực vật sản xuất từ có dầu Trong q trình sinh trưởng, có dầu quang hợp sử dụng nước, khơng khí ánh sáng Sau thu hoạch hạt chứa dầu, tiếp tục sinh trưởng cho thu hoạch vụ sau, dầu thực vật nguồn nguyên liệu tái tạo TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA • Mỡ động vật tận thu từ trình chế biến thực phẩm Động vật sinh trưởng nhờ nguồn thức ăn, nguồn dinh dưỡng có nguồn gốc thực vật, mỡ động vật nguồn nguyên liệu tái tạo • Điêzen sinh học sử dụng thay nhiên liệu điêzen sản xuất từ dầu mỏ (điêzen khoáng) động đốt Sử dụng nhiên liệu điêzen sinh học mang lại nhiều lợi ích: nguồn lượng tái tạo, hiệu sử dụng lượng cao, sử dụng thay nhiên liệu điêzen khống dạng phá trộn với tỷ lệ tới 20% mà khơng phải thay đổi nhiều kết cấu động • Sử dụng nhiên liệu điêzen sinh học giúp giảm phát thải khí nhà kính, điểzen sinh học nhiên liệu không độc nên không ảnh hưởng đến sức khỏe người trình tồn chứa vận chuyển, điêzen sinh học tự phân hủy sinh học TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA • Điêzen sinh học sử dụng cho động đốt cách trộn lẫn với nhiên liệu điêzen truyền thống Điêzen sinh học sử dụng dụng nguyên chất (B100) Thông thường, việc sử dụng điêzen sinh học với hàm lượng 20% khơng cần phải quan tâm nhiều đến ảnh hưởng chúng tới đường dẫn nhiên liệu, với tỷ lệ lớn 20% điêzen sinh học cầu phải lưu ý tới đường ống nối cao su, động sản xuất trước năm 1993, Điêzen sinh học có thuộc tính hịa tan, lắng đọng tồn thùng đường dẫn nhiên liệu vận hành với nhiên liệu điêzen trước hịa tan Vì vậy, sau sử dụng nhiên liệu điêzen sinh học thời gian ngắn cần phải thay lọc để đảm bảo lưu lượng nhiên liệu cung cấp (Utah biodiesel cooperative, 2016) TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA • Hầu hết nhà sản xuất tơ giới có khuyến cáo việc sử dụng nhiên liệu điêzen sinh học sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM D6751 Theo đó, sản phẩm tô thị trưởng Mỹ Hãng Ford, Isuzu, Kubota, Mercedes Benz, Volkswagen, Volvo cho phép sử dụng nhiên liệu sinh học B5 Một dòng xe hãng General Motors, Cummins, Toro phép sử dụng nhiên liệu B20 (chứa 20% biodiesel, 80% diesel) • Tuy nhiên, hầu hết hãng ô tô khuyến cáo không chịu trách nhiệm hư hỏng động sử dụng nhiên liệu sinh học biodiesel không tiêu chuẩn tỷ lệ cho phép (OEM Statement and Resources, 2012) TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA • Sản lượng sản xuất điêzen sinh học nói riêng nhiên liệu nói chung năm 2015 có chiều hướng chứng lại giảm giá nhiên liệu hóa thạch giảm Theo số liệu Hãng BP, sản lượng sản xuất nhiên liệu sinh học giới tăng 0,9% năm 2015 so với năm 2014, tỷ lệ tăng thấp giai đoạn từ năm 2000 đến Trong sản lượng etanol toàn cầu tăng 4,1% nhờ đẩy mạnh sản xuất khu vực châu Á – Thái Bình Dương, Nam & Trung Mỹ Bắc Mỹ, sản lượng điểzen sinh học giảm 4,9% năm 2015, giảm tất vùng sản xuất giới • Sản lượng sản xuất điêzen sinh học giảm châu Âu nước Euros năm 2015 so với 2014 0,6%, số khu vực châu Á – Thái Bình Dương 7,2% (BP, 2016) TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA • Tại Mỹ, năm 2011, lần sản lượng sản xuất vượt mức tỷ galông (tương đung với 3,785 tỷ lít) điêzen sinh học Năm 2012, số 1,1 tỷ galông đạt số kỷ lục 1,8 tỷ galỏng vào năm 2013, bao gồm nhiên liệu điểzen tái tạo (hình 3.1) Hình 3.1 Thị trường điêzen sinh học Mỹ TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA • Năm 2005, sản lượng điêzen sinh học châu Âu (chủ yếu Đức Pháp) chiếm khoảng 80% sản giới Năm 2010, châu Âu sản xuất 9,2 tỷ lít tổng cộng 17,61 tỷ lít tồn giới (chiếm 52,2%), Trung Nam Mỹ chiếm 20,5%, châu Á – Thái Bình Dương chiếm 12,1%, Bắc Mỹ chiếm 10,8%, châu Đại Dương chiếm 3,6%, châu Phi chiếm 0,57% khu vực khác chiếm 0,32% (hình 3.2) Hình 3.2 Tỷ lệ sản xuất điêzen sinh học giới năm 2010 (OECD/FAO, 2011) TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA 2010, lượng bio-điêzen tiêu thụ toàn giới khoảng 16,31 tỷ lít, tập trung chủ yếu châu Âu với khoảng 66,3%, Trung • vàNăm Nam Mỹ 13,5%, châu Á – Thái Bình Dương 9,2%, Bắc Mỹ 6,8%, châu Đại Dương 3,8%, châu Phi 0% khu vực khác 0,35% (hình 3.3) Hình 3.3 Tỷ lệ tiêu thụ điêzen sinh học giới năm 2010 (OECD/FAO, 2011) TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA 3.1.1 Ưu điểm nhiên liệu điêzen sinh học • Q trình sản xuất điêzen sinh học trình thặng dư lượng: đánh giá tiêu hao lượng cho trình sản xuất điêzen sinh học (Life Cycle Assessment), phải tính tốn đến tồn lượng sử dụng lĩnh vực nơng nghiệp q trình sản xuất điêzen sinh học Năng lượng sử dụng nông nghiệp bao gồm trình trồng trọt, vận chuyển, tưới tiêu lượng phân bón, thuốc trừ sâu sử dụng canh tác (phân bón thuốc trừ sâu sản xuất từ nguyên liệu có nguồn gốc hóa thạch) Năng lượng sử dụng cho trình sản xuất điêzen sinh học bao gồm điện, nước, nhiệt sử dụng cho q trình sản xuất Sản xuất điểzen sinh học cịn sử dụng đến nguyên liệu metanol, nguyên liệu sản xuất từ than đá khí thiên nhiên (có nguồn gốc hóa thạch) Các nghiên cứu chứng minh rằng, để sản xuất từ 2,5 – 3,5 đơn vị lượng điêzen sinh học phải sử dụng đơn vị lượng nhiên liệu hóa thạch Do đó, trình sản xuất điêzen sinh học trình thăng du lượng (National Renewable Energy Laboratory, 2009) TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC SƯ SƯ PHẠM PHẠM KỸ KỸ THUẬT THUẬT VĨNH VĨNH LONG LONG TRƯỜNG KHOA CƠ CƠ KHÍ KHÍ ĐỘNG ĐỘNG LỰC LỰC KHOA • Khi điêzen sinh học sử dụng thay điêzen khoáng giúp giảm thiểu đáng kể phát thải khí nhà kính (bao gồm khí cacbonic, mêtan, ơxít nitơ) Các tính tốn cho thấy việc sử dụng điêzen sinh học cắt giảm 41% phát thải khí nhà kính • Trong q trình trồng trọt, có dầu hấp thụ CO2 để tăng trưởng thu hoạch hạt có dầu để sản xuất điêzen sinh học Sử dụng nhiên liệu điêzen sinh học phát thái khí CO2 khí nhà kính khác mơi trường • Tuy nhiên, xét chu trình sử dụng điezen sinh học khơng phát thải khí CO2 khí hấp thụ trình sinh trưởng có dầu Đối với nhiên liệu khoảng than dầu mỏ cháy tạo CO; phát thải môi trường ... vật, mỡ động vật nguồn nguyên liệu tái tạo • Điêzen sinh học sử dụng thay nhiên liệu điêzen sản xuất từ dầu mỏ (điêzen khoáng) động đốt Sử dụng nhiên liệu điêzen sinh học mang lại nhiều lợi ích:... thay nhiên liệu điêzen khoáng dạng phá trộn với tỷ lệ tới 20% mà thay đổi nhiều kết cấu động • Sử dụng nhiên liệu điêzen sinh học giúp giảm phát thải khí nhà kính, điểzen sinh học nhiên liệu. .. trơn nhiên liệu điêzen giảm Sử dụng nhiên liệu pha trộn điểzen khoảng điêzen sinh học giúp tăng tinh chất trơn nhiên liệu tăng trị số xêtan), cải thiện hiệu làm việc động TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC