Thế giới hiện đang nóng hơn 1°C so với mức độ tiền công nghiệp. Các nhà khoa học khí hậu hàng đầu thế giới đã cảnh báo chúng ta chỉ còn 12 năm để duy trì sự nóng lên toàn cầu ở mức tối đa 1.5°C, vượt quá nửa độ sẽ làm tăng đáng kể nguy cơ hạn hán, lũ lụt, sóng nhiệt và nghèo đói cho hàng trăm triệu người. Chỉ khác biệt 0.5°C cũng ngăn cản được sự tận diệt 99% các rạng san hô toàn cầu do sự axít hóa đại dương. Côn trùng, vốn rất quan trọng cho sự thụ phấn của cây trồng và thực vật có khả năng mất một nửa môi trường sống ở 2°C so với 1.5°C. Cũng ở 1.5°C, tỷ lệ dân số toàn cầu chịu sự thiếu nước có thể thấp hơn 50% so với 2°C và cùng rất nhiều vấn đề khác. IPCC vạch ra bốn con đường để đạt được mức 1.5°C, với sự kết hợp khác nhau giữa quản lý sử dụng đất và thay đổi công nghệ. Trồng rừng là điều cần thiết cũng như việc chuyển đổi sang hệ thống giao thông dùng năng lượng điện và áp dụng nhiều hơn các công nghệ thu giữ carbon (CCS). Đảo ngược các xu hướng phát thải là điều cần thiết để thế giới có bất kỳ cơ hội nào đạt mức 1.5°C mà không cần dựa vào các công nghệ biến đổi bức xạ mặt trời và các hình thức kỹ thuật địa lý khác, vốn có thể gây ra hậu quả tiêu cực. [59] Chi phí và khối lượng công việc để thực hiện những sự chuyển đổi này rất cao, nhưng thiệt hại sẽ cao hơn nếu chúng ta không làm gì hết. Hơn thế nữa, những sự chuyển đổi này là khả thi trong những quy luật vật lý và hóa học mà chúng ta biết ngày nay, điều cần thiết nhất là quyết tâm chính trị. Một trong những khía cạnh của việc cắt giảm khí nhà kính là cải thiện các công nghệ để giảm phát thải từ các nguồn hiện tại. Đồng thời, kết hợp năng lượng tái tạo cùng với các công nghệ tổng hợp nhiên liệu (power to fuel) để giảm sự bất ổn về tải của các tổ hợp năng lượng tái tạo đang được xây dựng ở Việt Nam. Các công nghệ Gas-to-liquid (GTL) về cơ bản thỏa mãn được cả hai mục tiêu trên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐỘNG LỰC - - BÁO CÁO GAS-TO-LIQUID (GTL) Chuyển đổi khí đốt thành nhiên liệu lỏng phương pháp hóa học GVHD: TS Võ Tấn Châu Nhóm: “Kẻ Hủy Diệt” Hoàng Đức Vương 15086561 Võ Văn Lộc 14092011 Trương Quang Trường 14032351 Phạm Trần Minh Nhật 16019791 Tạ Duy Thành Trung 16019801 Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng… năm… NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU MỤC LỤC NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU LỜI MỞ ĐẦU Thế giới nóng 1°C so với mức độ tiền cơng nghiệp Các nhà khoa học khí hậu hàng đầu giới cảnh báo 12 năm để trì nóng lên tồn cầu mức tối đa 1.5°C, vượt nửa độ làm tăng đáng kể nguy hạn hán, lũ lụt, sóng nhiệt nghèo đói cho hàng trăm triệu người Chỉ khác biệt 0.5°C ngăn cản tận diệt 99% rạng san hơ tồn cầu axít hóa đại dương Côn trùng, vốn quan trọng cho thụ phấn trồng thực vật có khả nửa môi trường sống 2°C so với 1.5°C Cũng 1.5°C, tỷ lệ dân số toàn cầu chịu thiếu nước thấp 50% so với 2°C nhiều vấn đề khác IPCC vạch bốn đường để đạt mức 1.5°C, với kết hợp khác quản lý sử dụng đất thay đổi công nghệ Trồng rừng điều cần thiết việc chuyển đổi sang hệ thống giao thông dùng lượng điện áp dụng nhiều công nghệ thu giữ carbon (CCS) Đảo ngược xu hướng phát thải điều cần thiết để giới có hội đạt mức 1.5°C mà không cần dựa vào công nghệ biến đổi xạ mặt trời hình thức kỹ thuật địa lý khác, vốn gây hậu tiêu cực [59] Chi phí khối lượng công việc để thực chuyển đổi cao, thiệt hại cao khơng làm hết Hơn nữa, chuyển đổi khả thi quy luật vật lý hóa học mà biết ngày nay, điều cần thiết tâm trị Một khía cạnh việc cắt giảm khí nhà kính cải thiện cơng nghệ để giảm phát thải từ nguồn Đồng thời, kết hợp lượng tái tạo với công nghệ tổng hợp nhiên liệu (power to fuel) để giảm bất ổn tải tổ hợp lượng tái tạo xây dựng Việt Nam Các công nghệ Gas-to-liquid (GTL) thỏa mãn hai mục tiêu NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) Chương Phần 1.1 GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Tình hình lượng môi trường giới Xu hướng lượng giới Hình 1.1 “Năm 2050, dự đốn giá “khí đốt tự nhiên” giảm chi phí lượng tái tạo giảm làm cho loại lượng ngày có sức cạnh tranh” [1] Theo báo cáo tháng 01/2019 “U.S Energy Information Administration” sau sở xuất LNG xây dựng hoàn thành vào năm 2022, lực xuất LNG Hoa Kỳ tăng thêm Tăng trưởng nhu cầu Châu Á cho phép khí đốt tự nhiên Hoa Kỳ trì tính cạnh tranh Sau năm 2030, LNG Hoa Kỳ khơng cịn cạnh tranh nhà cung cấp bổ sung tham gia vào thị trường LNG toàn cầu, giảm giá LNG làm cho khả xuất LNG Hoa Kỳ khơng kinh tế Giá khí đốt tự nhiên tiếp tục giảm phát triển công nghiệp điện tái tạo dẫn đến giá bán điện thấp hơn, thay đổi tỷ lệ sử dụng, giảm thời gian vận hành số lượng lớn nhà máy phát điện than hạt nhân Với phát triển công nghiệp lượng tái tạo thị trường khí thiên nhiên, kết hợp áp dụng cơng nghệ mới, giá khí thiên nhiên trì mức thấp áp lực từ sách hạn chế phát thải khí nhà kính giúp q trình GTL trở nên tiềm NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Hình 1.2 Dự đoán nguồn cung loại lượng Đơng Nam Á Thái Bình Dương năm 2050 theo kịch “Jazz”, với thống trị than, phát triển thị trường khí thiên nhiên, việc xúc tiến đầu tư vào lượng gió-mặt trờiđịa nhiệt [2] NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Hình 1.3 Dự đốn nguồn cung loại lượng Đơng Nam Á Thái Bình Dương năm 2050 theo kịch “Symphony”, với công nghệ thu giữ carbon lượng tái tạo tích hợp nhiều vào tổ hợp sản xuất điện từ khí đốt, than sinh khối [2] NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Hình 1.4 Đến cuối năm 2017, 85 quốc gia, tiểu bang tỉnh thành có mục tiêu đạt 50% lượng điện từ lượng tái tạo [3] Hình 1.5 Thực thi luật yêu NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ cầu pha nhiên ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) liệu sinh học chế áp dụng rộng rãi để tăng việc sử dụng nhiên liệu tái tạo lĩnh vực vận tải đường [4] GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Phần 1.2 Khái qt khí thiên nhiên Khí thiên nhiên (cịn gọi khí gas, khí ga -từ chữ gaz tiếng Pháp), hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn hydrocarbon (hợp chất hóa học chứa cacbon hyđrô) Cùng với than đá, dầu mỏ khí khác, khí thiên nhiên nhiên liệu hóa thạch Khí thiên nhiên chứa đến 85% mêtan (CH 4) khoảng 10% êtan (C2H6), có chứa số lượng nhỏ propan (C 3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), alkan khác Khí thiên nhiên chứa lượng nhỏ tạp chất, bao gồm điơxít cacbon (CO2), hyđrô sulfit (H2S), nitơ (N2) Do tạp chất làm giảm nhiệt trị đặc tính khí thiên nhiên, chúng thường tách khỏi khí thiên nhiên q trình tinh lọc khí sử dụng làm sản phẩm phụ [47] Phần 1.3 Phát thải từ việc đốt cháy khí thiên nhiên Khí thiên nhiên thường mơ tả nhiên liệu hóa thạch Nó tạo 25% –30% 40% –45% carbon dioxide joule phân phối so với dầu than tương ứng có khả gây nhiễm nhiên liệu hydrocacbon khác Tuy nhiên, mặt tuyệt đối, bao gồm tỷ lệ phần trăm đáng kể lượng khí thải carbon người thải ra, phát thải dự báo tăng lên Theo Báo cáo đánh giá lần thứ tư IPCC, năm 2004, khí tự nhiên tạo khoảng 5,3 tỷ CO2 thải vòng năm, than dầu sản xuất 10,6 10,2 tỷ Theo Báo cáo đặc biệt kịch phát thải (Special Report on Emissions Scenario) vào năm 2030, khí thiên nhiên 11 tỷ năm, với than dầu 8,4 17,2 tỷ tương ứng nhu cầu tăng 1,9% năm [47] NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Hình 1.6a Khí thiên nhiên (Natural Gas) cho nhiên liệu hóa thạch cháy [5][6][47] 10 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) Chương Phần 5.1 GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Kết luận chủ đề Gas-to-liquid (GTL) Tiềm sử dụng trình GTL mặt kinh tế (a) Tránh việc phải “đốt khí dư” (flare gas) mỏ khu vực lưu trữ khí thiên nhiên, tránh lãng phí (b) Tránh nguy rị rỉ khí vận chuyển đường ống, gây lãng phí (c) Sản xuất xăng dầu nhân tạo cháy xăng dầu truyền thống có tiềm sinh lợi lớn thương mại hóa (d) Có tiềm ứng dụng linh hoạt nguồn khí thiên nhiên khu vực hẻo lánh mà việc xây dựng đường ống dẫn khí khơng sinh lợi (e) Nguồn nguyên liệu cung cấp cho trình GTL đa dạng: Methane, Syngas, Khí thiên nhiên,… (f) Thị trường vơ rộng lớn: hóa dầu, bơi trơn, hàng tiêu dùng,… (g) Góp phần đa dạng hóa nguồn lượng dự trữ để đảm bảo an ninh lượng Phần 5.2 Tiềm sử dụng trình GTL mặt môi trường (a) Sản xuất xăng dầu nhân tạo cháy xăng dầu truyền thống, mức phát thải thấp hạn chế hydrocarbon thơm (b) Tránh việc lãng phí tài ngun lượng vào q trình cơng nghệ lỗi thời: vận chuyển LNG, nén CNG, mạng lưới ống dẫn khí đốt,… (c) Tránh nguy rị rỉ khí vận chuyển đường ống, bảo vệ mơi trường, giảm nguy gây hiệu ứng nhà kính Phần 5.3 Đánh giá hiệu sử dụng nhiên liệu GTL động đốt (a) Có thể sử dụng nhiên liệu GTL mức độ khác với nhiên liệu truyền thống mà không cần thay đổi kết cấu động (b) Mức phát thải thấp, phát thải xăng dầu truyền thống (c) Ít tiêu hao nhiên liệu loại xăng dầu truyền thống (d) Khởi động tốt điều kiện nhiệt độ thấp so với xăng dầu truyền thống 63 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) Chương Phần 6.1 GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Trả lời câu hỏi buổi thuyết trình Câu hỏi nhóm “Nhung hươu” nhóm “Ma nữ”: (a) Các thơng số, hàm lượng khí thải nhỏ diesel Tại lại không áp dụng rộng rãi vào động mà người ta sử dụng diesel GTL sản xuất được? (i) Hạn chế công nghệ quốc gia (ii) Hạn chế sở hạ tầng (iii) Chính sách chưa tạo điều kiện thuận lợi để phát triển (iv) Khó khăn tiếp cận nguồn nhiên liệu (v) Thiếu nguồn nhiên liệu nhiều khu vực Phần 6.2 Câu hỏi “Nhóm 12 :CTL” (a) Chất xúc tác q trình FT gì? (i) Có nhiều loại chất xúc tác phương pháp xúc tác cho trình FT, tùy theo điều kiện phản ứng loại sản phẩm yêu cầu Đa phần sử dụng cho trình FT chất “xúc tác gốc sắt” (iron-based catalyst) “xúc tác gốc côban” (cobalt-based catalyst) Đối với ngun liệu khí thiên nhiên thường hay chọn sử dụng “xúc tác gốc cơban” Hình 6.1 Năng suất xúc tác số loại chất “xúc tác gốc cô-ban” phản ứng tổng hợp FT mức “năng lượng liên kết phân tử” khác [46] 64 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU (b) Sử dụng GTL phần trăm tốt nhất? (i) Tỷ lệ GTL tốt tùy vào công nghệ động (ii) Sử dụng GTL 100% tốt thay đổi kết cấu động cơ: 1) GTL có số cetane cao dầu diesel bio-diesel nên cần thay đổi thời điểm phun lượng nhiên liệu phun [29],[37] 2) GTL có “nhiệt độ yêu cầu để thông qua bầu lọc” (CFPP) khoảng -7℃, cao loại dầu biodiesel (-16℃) diesel (-32℃) Do cần làm nóng nhiên liệu nơi thời điểm có nhiệt độ lạnh Bộ làm nóng nhiên liệu giảm độ nhớt (viscocity) GTL, giúp tăng tính phun tơi cải thiện hiệu xuất động [29] (c) Quá trình sản xuất GTL có ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính khơng, có xử lí sao? (i) Nếu ta tính phát thải kể từ vận hành nhà máy, nguồn phát thải là: 1) Phát thải trình khai thác nguyên liệu cung cấp cho nhà máy GTL 2) Rị rỉ đường ống bình chứa khí thiên nhiên, mê tan, CO khí nhà kính khác nhà máy GTL từ hệ thống giàn khoan mỏ cung cấp nguyên liệu cho trình GTL (ii) Giải pháp: 1) Gia công bảo dưỡng hệ thống đường ống bồn chứa khí nhiên liệu cho q trình GTL cho hạn chế rị rỉ “khí nhà kính” 2) Sử dụng lượng điện hệ thống lai (hybrid) cho phương tiện vận tải phục vụ trình cung cấp nhiên liệu cho nhà máy GTL (d) Tại CH4 lại gây hiệu ứng nhà kính lớn CO2 nhiều lần? (i) Methane (CH4) khí nhà kính phổ biến thứ hai sau CO 2, 60~70% lượng phát thải methane giới từ hoạt động người [69][75] (ii) CH4 có “chỉ số khả gây nóng lên tồn cầu” (GWP) gấp 84 lần khoảng 20 năm 28 lần cho khoảng 100 năm so với CO “Chỉ số khả gây nóng lên toàn cầu” (Global warming potential - GWP) phương pháp đo lượng nhiệt mà phân tử khí nhà kính thu giữ khí khoảng thời gian cụ thể, so với mức chuẩn khí CO [15] (iii) CO2 (44.01 g/mol) nặng khơng khí (29 g/mol), CH (16.05 g/mol) nhẹ khơng khí nên tập trung bầu khí độ cao lớn nên khả giữ xạ nhiệt mặt trời lớn [41] 65 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU (iv) CH4 đa phần tập trung xích đạo, nơi nhận lượng xạ mặt trời lớn [41] (v) Bản thân CH4 nguồn sản sinh CO2, thơng qua phản ứng oxy hóa CH4 [71]: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (vi) CO2 nặng khơng khí, CH4 nhẹ khơng khí nên tập trung bầu khí độ cao lớn có tiềm việc tiếp cận giữ lượng lớn nhiệt từ xạ mặt trời.[72] (vii) Hiệu ứng “"band saturation” làm giảm tiềm nhà kính CO khuyết đại tiềm nhà kính CH4 Mặc dù CH4 có "dải bước sóng hấp thụ" yếu CO2, hiệu ứng "band saturation” nên CH4 cho khí nhà kính tiềm [44] Bởi có q nhiều khí CO2, bổ sung nhiều khí CO khí tiềm làm nóng phân tử CO2 giảm Khí CH4 có nồng độ thấp nhiều hấp thụ phần khác dải xạ hồng ngoại so với CO2, lượng khí CH bổ sung có hiệu ứng nhà kính lớn so với lượng CO Đây lý nói khí CH loại khí nhà kính mạnh CO2 [76] Phần 6.3 Câu hỏi nhóm “Miền Tây” (a) Ngun liệu tạo GTL gì? (i) Ngun liệu cho q trình GTL hợp chất dùng để tổng hợp khí “syn-gas” (hỗn hợp khí chứa chủ yếu CO H2), chẳng hạn như: than, dầu thơ, khí thiên nhiên, sinh khối, (b) Khó khăn trình sản xuất GTL? (i) Hạn chế cơng nghệ quốc gia (ii) Hạn chế sở hạ tầng (iii) Chính sách chưa tạo điều kiện thuận lợi để phát triển (iv) Khó khăn tiếp cận nguồn nhiên liệu (v) Thiếu nguồn nhiên liệu nhiều khu vực 66 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) Phần 6.4 GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Câu hỏi nhóm “EVO” (a) GTL làm giống tính chất nhiên liệu xăng khơng? (i) Có thể Điểm mạnh GTL chỗ nhiên liệu tinh chế từ Syn-gas - chứa đa phần CO H 2, vốn phân tử để sản xuất nhiên liệu Hydrocarbon với đặc tính linh hoạt tùy theo nhu cầu Khiến cho q trình GTL sản xuất dải sản phẩm đa dạng xăng, dầu, khí đốt, sáp, Riêng dầu diesel, GTL có đặc tính vật lý tương tự dầu diesel có nguồn gốc từ dầu thơ, GTL có số cetane cao nhiều, giá trị nhiệt lượng lớn hơn, mức lưu huỳnh chất thơm thấp khối lượng riêng thấp (b) Ưu điểm nhược điểm GTL so với biodiesel nào? Theo nghiên cứu: (i) Ưu điểm: 1) Về hiệu suất động cơ: • Trong chu kỳ đầu, “hiệu suất nhiệt” GTL cao biodiesel, chu kỳ đầu [29] • GTL có số cetane cao biodiesel, dễ tự cháy hơn, thời gian cháy tối ưu hơn, cháy triệt để [37] • GTL có “nhiệt trị thấp” lớn biodiesel 2) Về tuổi thọ động cơ: • Sau chu kỳ đầu tiên, “áp suất định trung bình” động sử dụng GTL có xu hướng ổn định biodiesel [29] • GTL có độ bơi trơn (lubricity) cao biodiesel không chứa tạp chất lưu huỳnh, giúp hạn chế ăn mòn, tăng tuổi thọ động [29] 3) Về khí thải: • GTL khơng chứa tạp chất lưu huỳnh, chất thơm nitơ [74] 4) Về tiêu thụ nhiên liệu: Khối lượng nhiên liệu GTL tiêu thụ chu kỳ đầu động thấp biodiesel [29] 5) Về tính kinh tế sản xuất lưu trữ nhiên liệu: • • Nguồn cung cấp nguyên liệu cho chu trình GTL dồi dào, đa dạng có xu hướng tập trung so với biodiesel [29] GTL không bị phân hủy sinh học biodiesel [29] (ii) Nhược điểm: 1) Về hiệu suất động cơ: • • • 67 “Tốc độ tỏa nhiệt” nhiên liệu GTL nhiệt độ môi trường 20°C thấp biodiesel [29] GTL có độ nhớt (viscocity) lớn loại diesel biodiesel, nên giảm tính phun tơi, giảm hiệu suất động [29] GTL có “nhiệt độ yêu cầu để thông qua bầu lọc” (CFPP) khoảng -7℃, cao loại dầu biodiesel (-16℃) diesel (-32℃) [29] NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU 2) Về tính kinh tế sản xuất lưu trữ nhiên liệu: • • Chi phí sản xuất GTL chưa thực đủ tiềm cạnh tranh với biodiesel Khó có khả tái chế ngun liệu hồn tồn q trình sản xuất biodiesel Phần 6.5 Câu hỏi nhóm “Pin nhiên liệu” (a) Có thể ứng dụng nhiên liệu GTL vào động sử dụng nhiên liệu truyền thống hay không? (i) Có thể Phần 6.6 Câu hỏi nhóm 14 (a) GTL có nhiều đặc tính tốt (khí thải, hiệu suất nhiệt, công suất) lại không sử dụng rộng rãi để pha trộn với diesel Mà nước giới ưu tiên sử dụng biodiesel? (i) Từ hàng thập niên qua, chi phí trung bình cao khiến GTL chưa thể cạnh tranh với nhiên liệu sản xuất trực tiếp từ dầu thô Cho đến năm gần đây, nhờ việc áp dụng cơng nghệ mới, giá khí thiên nhiên trì mức thấp áp lực từ sách hạn chế phát thải khí nhà kính giúp q trình GTL trở nên tiềm [73] (ii) Biodiesel có nguồn nguyên liệu đa dạng đất liền có cơng nghệ sản xuất đơn giản GTL Quy trình sản xuất Biodiesel khơng có chất thải tất sản phẩm phụ tiếp tục sử dụng Phần 6.7 Câu hỏi nhóm HVO (a) GTL bảo quản nào, sử dụng bao lâu? (i) Q trình GTL sản xuất dải sản phẩm đa dạng xăng, dầu, khí đốt, sáp, Và sản phẩm có phương pháp bảo quản thời gian sử dụng khác Đối với xăng dầu GTL điều kiện thời gian bảo quản giống xăng dầu bình thường Phần 6.8 Câu hỏi nhóm (a) Nguồn khí để làm nhiên liệu cho q trình sản xuất GTL tiếp cận rộng rãi phát triển dài hạn không? (i) Đa phần nhiên liệu cho trình GTL CH có khí thiên nhiên (ii) Nguồn khí nhiên liệu cho GTL dễ tiếp cận khu vực định: • • • • • 68 Các mỏ dầu thơ có lưu trữ khí thiên nhiên Các mỏ than có lưu trữ khí thiên nhiên Các cảng lưu trữ khí thiên nhiên Khu vực phát triển nơng nghiệp tập trung cung cấp methan khí bio-gas Khu vực bãi rác tập trung cung cấp methan, bio-gas khí đốt khác chuyển đổi từ việc xử lý rác NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU (b) Tại GTL cháy tốt hơn, hiệu suất nhiệt cao mà tỉ lệ NO x sinh thấp nhiêu liệu khác? (i) GTL có số cetane cao diesel, dễ tự cháy hơn, thời gian cháy tối ưu hơn, cháy triệt để [37] (ii) GTL có giá trị “nhiệt trị thấp” lớn nhiên liệu diesel thường diesel sinh học (iii) GTL không chứa tạp chất lưu huỳnh, chất thơm nitơ mà thường tìm thấy dầu thơ [74] 69 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ơ TƠ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Tham khảo: [1] U.S Energy Information Administration (January 2019), “Annual Energy Outlook 2019 with projections to 2050”, https://www.eia.gov/outlooks/aeo/pdf/aeo2019.pdf , trang 27 [2] World Energy Council (2013), “World Energy Scenarios: Composing energy futures to 2050, https://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2013/09/WorldEnergy-Scenarios_Composing-energy-futures-to-2050_Full-report.pdf, trang 173 [3] REN21 (2018), “Renewables 2018 global status report”, trang 53 [4] REN21 (2018), “Renewables 2018 global status report”, trang 56 [5] Canadian Centre of Energy Information (2013) [6] Muhammad Imran Khan et al (March 2014), “Development of natural gas as a vehicular fuel in Pakistan: Issues and prospects”, Journal of Natural Gas Science and Engineering [7] Petrovietnam (2011), “Tổng quan cơng tác tìm kiếm dầu khí Việt Nam”, https://petrovietnam.petrotimes.vn/tong-quan-cong-tac-tim-kiem-dau-khi-viet-nam36275.html [8] Dmitry Malyshev (2013), “Origin of Oil”, http://large.stanford.edu/courses/2013/ph240/malyshev2/, Submitted as coursework for PH240, Stanford University, Fall 2013 [8] Dmitry Malyshev (2013), “Origin of Oil”, http://large.stanford.edu/courses/2013/ph240/malyshev2/, Submitted as coursework for PH240, Stanford University, Fall 2013 [9] Trần Đình Hồnh (06/07/2017), “Bản đồ dầu khí Việt Nam”, Retrieved 26/03/2019, from https://cvdvn.net/2017/07/06/ban-do-dau-khi-viet-nam/ [10] Thiên Thanh (11/12/2015), “Vietsovpetro đón dịng khí dự án đường ống dẫn khí Nam Côn Sơn 2”, Báo điện tử Petrotimes, Retrieved 26/03/2019 [11] Thùy Dương (28/03/2016), “Xứng danh anh ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam”, Báo Cơng Thương Điện Tử, , Retrieved 26/03/2019 [12] Ủy ban Liên phủ Biến đổi Khí hậu IPCC (2014), “Báo cáo đánh giá thứ năm (AR5)” [13] Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ US EPA (2018), “Overview of Greenhouse Gases”, https://www.epa.gov/ghgemissions/overview-greenhouse-gases 70 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU [14] Frédéric Leroy on Twitter https://twitter.com/fleroy1974/status/1053400670227828737 [15] Myhre, G., D Shindell et al (2013), "Anthropogenic and Natural Radiative Forcing“, Climate Change 2013: The Physical Science Basis Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Ủy ban Liên phủ Biến đổi Khí hậu IPCC, trang 714 [16] "Final Draft of 15-year LNG Supply Deal with AOT Energy Agreed by Bangladesh“ http://www.incoreinsightlytics.com/final-draft-of-15-year-lng-supplydeal-with-aot-energy-agreed-by-bangladesh/ [17] Erik Vanem et al (2008), “Analysing the risk of LNG carrier operations”, https://www.researchgate.net/publication/223190585 [18] Nathan G.Phillips et al (2013), "Mapping urban pipeline leaks: Methane leaks across Boston“, https://doi.org/10.1016/j.envpol.2012.11.003 [19] Priyank Khirsariya et al (2013), "Single Step Oxidation of Methane to Methanol - towards better understanding", Chemical Department Engineering, Institute of Technology, Nirma University, Ahmedabad, Gujarat, India [20] Phan Hải Anh, Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu so sánh q trình chuyển hóa khí tổng hợp hệ phản ứng pha khí pha lỏng sử dụng xúc tác Co/γ-Al2O3" [21] Wikipedia, “Syngas”, https://en.wikipedia.org/wiki/Syngas, Retrieved 23/03/2019 [22] Wikipedia, “Gas to liquids”, https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_to_liquids, Retrieved 23/03/2019 [23] Elina Dace, Ivars Veidenbergs et al (2015), “Modeling Syngas Composition in an Integrated System of Biomass Gasification, Electrolysis and Methanation”, trang 802 [24] “Reforming xúc tác” (2011), http://www.authorstream.com/Presentation/nthson34-829309-reforming-xuc-tac / , Đại học Cần Thơ [25] Phan Hải Anh (2015), Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu so sánh trình chuyển hóa khí tổng hợp hệ phản ứng pha khí pha lỏng sử dụng xúc tác Co/γAl2O3" [26] INFRA Technology , “INFRA M100 - Tour to the First Commercially Feasible GTL Plant in Texas”, https://youtu.be/eEBbRi9koZA [27] Wikipedia, “Fischer–Tropsch process”, Retrieved 21/03/2019 71 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU [28] INFRA Technology , “M100 - New Generation GTL Plant - Profitable, Scalable, Efficient, Reliable!”, https://youtu.be/khXnvosuo-4 [29] Reyes García-Contreras, et al (September 2017) “Impact of Gas to Liquid and Diesel fuels on the engine cold start", Universidad de Castilla La Mancha [30] H Sajjad, H.H Masjuki, M Varman, M.A Kalam, M.I Arbab, S Imtenan, A.M AshrafulInfluence of gas-to-liquid (GTL) fuel in the blends of Calophyllum inophyllum bioDiesel and Diesel: an analysis of combustion–performance–emission characteristics [31] Schaberg P, Atkinson C Calibration Optimization of a Heavy-Duty Diesel Engine with GTL Diesel Fuel SAE paper no 2016-01-0622 [32] T.L Alleman, R.L McCormick, Fischer-Tropsch Diesel Fuels—Properties and Exhaust Emissions: A Literature Review SAE paper no 2003-01-0763 [33] T Wu, Z Huang, W Zhang, J Fang, Q Yin, Physical and chemical properties of GTL−Diesel fuel blends and their effects on performance and emissions of a multicylinder DI compression ignition engine [34] M Khan, R Tafreshi, A.J Mokahal, M.T Mohamed, M.Y Hanbal, J Elturk, Single Cylinder GTL Engine: An Experimental Comparison Between Traditional Diesel and GTL Diesel on Single Cylinder Engine SAE paper no 2016-01-1262 [35] M Oguma, S Goto, M Konno, K Sugiyama, Experimental Study of Direct Injection Diesel Engine Fueled with Two Types of Gas To Liquid (GTL) SAE Paper no 2002-01-2691 [36] H Wang, H Hao et al (2008), “Performance of Euro III common rail heavy duty Diesel engine fueled with gas to liquid” [37] M.A.Bassiony et al (September 2016), “An experimental study on the effect of using gas-to-liquid (GTL) fuel on Diesel engine performance and emissions”, https://doi.org/10.1016/j.aej.2016.06.026 [38] H Yongcheng et al (June 2006), “Study on the performance and emissions of a compression ignition engine fuelled with Fischer–Tropsch Diesel fuel” [39] Sajjad Hossain et al (2014), "Comparative Study of BioDiesel, GTL Fuel and Their Blends in Context of Engine Performance and Exhaust Emission", https://www.researchgate.net/publication/275540735 [40] Society of Petroleum Engineers (2015), “Gas to liquids (GTL)”, PetroWiki, https://petrowiki.org/Gas_to_liquids_(GTL) , Retrieved 28/03/2019 72 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU [41] Atmospheric methane - Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_methane, Retrieved 04/05/2019 [42] Augenbraun, Harvey; Matthews, Elaine; Sarma, David (1997) "The Global Methane Cycle“, http://icp.giss.nasa.gov/education/methane/intro/cycle.html, Retrieved 17 March 2016 [43] Solar irradiance – Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_irradiance , Retrieved 04 May 2019 [44] David Archer (2006), Chapter , “Global Warming: Understanding the Forecast” http://forecast.uchicago.edu/chapter4.pdf [45] Greenhouse gases – Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas , Retrieved 04 May 2019 [46] “Cobalt catalyst for fischer-tropsch synthesis, production method and method for producing liquid hydrocarbon using same”, https://patents.google.com/patent/WO2014129722A1/en [47] Wikipedia, “Khí thiên nhiên”, https://vi.wikipedia.org/wiki/Kh%C3%AD_thi %C3%AAn_nhi%C3%AAn, Retrieved 04/05/2019 [48] Russia Business Today, “Infrastructure Russia to Build 20,000 km of Oil, Gas Pipelines by 2022: Report”, https://russiabusinesstoday.com/infrastructure/russia-tobuild-20000-km-of-oil-gas-pipelines-by-2022-report/ [49] Wikipedia, “Gas flare”, https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_flare [50] “Báo cáo Thực tập tốt nghiệp nhà máy xử lý khí Dinh Cố”, http://luanvan.co/luan-van/bao-cao-thuc-tap-tot-nghiep-tai-nha-may-xu-ly-khi-dinhco-60977/ [51] Wikipedia, “Khí đồng hành”, https://vi.wikipedia.org/wiki/Kh%C3%AD_ %C4%91%E1%BB%93ng_h%C3%A0nh [52] THISDAY NEWSPAPERS LTD, “LatestNigeria N’Delta Oil Communities Demand Direct Payment of Gas Flare Penalty”, https://www.thisdaylive.com/index.php/2019/01/05/ndelta-oil-communitiesdemand-direct-payment-of-gas-flare-penalty/ [53] Bùi Quốc Hiếu (2017), "Báo cáo ngành khí tháng 08/2017", FPT Securities, http://www.fpts.com.vn/fileStore2/File/2017/08/09/FPTS_Natural_Gas_Industry_Re port_August_2017_l3vssd.pdf [54] PV GAS SOUTH (2017), "PV GAS SOUTH CUNG CẤP KHÍ CNG CHO TỒN BỘ HỆ THỐNG XE BUÝT SỬ DỤNG KHÍ CNG TẠI KHU VỰC TP HỒ 73 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU CHÍ MINH", http://www.pgs.com.vn/tin-tuc/tin-tu-pv-gas-south/pv-gas-south-cungcap-khi-cng-cho-xe-buyt-cng-tai-tp-ho-chi-minh.html [55] TS Nguyễn Sĩ Thắng & Cộng (2012), "Ứng dụng công nghệ chuyển đổi động xăng sang sử dụng khí thiên nhiên nén CNG", Cơng ty CP Kinh doanh Khí hố lỏng miền Nam (PVN), http://www.nangluongnhiet.vn/baocao/257-ung-dungcong-nghe-chuyen-doi-dong-co-xang-sang-su-dung-khi-thien-nhien-nen-cng [56] PV GAS (2011), "Triển khai sử dụng CNG cho giao thơng vận tải ngành Dầu khí", https://www.pvgas.com.vn/tin-tuc/trien-khai-su-dung-cng-cho-giaoth244ng-van-tai-trong-ng224nh-dau-kh237 [57] Ngơ Bình (2018), "Xe bt chạy nhiên liệu TPHCM: Nguy vỡ trận", Báo Tiền Phong, https://www.tienphong.vn/xa-hoi/xe-buyt-chay-bang-nhienlieu-sach-o-tphcm-nguy-co-vo-tran-1329924.tpo [58] PV GAS (2018), "Chuyển đổi động thành động chạy khí", https://www.pvgas.com.vn/sanpham-dichvu/chuyen-doi-dong-co-thanh-dong-cochay-khi [59] Jonathan Watts (08/2018), " We have 12 years to limit climate change catastrophe, warns UN", The Guardian, https://www.theguardian.com/environment/2018/oct/08/global-warming-must-notexceed-15c-warns-landmark-un-report [60] Wikipedia, “Khí thiên nhiên”, https://vi.wikipedia.org/wiki/Khí_thiên_nhiên [61] Cổng thông tin điện tử Bộ Công Thương (MOIT) (2015), "Hội thảo công bố "Quy hoạch địa điểm kho chứa khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) phạm vi nước đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030"", http://www.moit.gov.vn/tin-chitiet/-/chi-tiet/hoi-thao-cong-bo-quy-hoach-đia-điem-kho-chua-khi-thien-nhien-hoalong-lng-tren-pham-vi-ca-nuoc-đen-nam-2020-tam-nhin-đen-nam-2030 10643022.html? fbclid=IwAR24PzbvVrpP0Xwl3zVhKQNFnAvW05HmMoeIBWJD3xBJMOpwbF M21dxgjEs [62] Mark Dwortzan (2017), "Is there a future for gas-to-liquids technology?", MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change, https://globalchange.mit.edu/news-media/jp-news-outreach/there-future-gas-liquidstechnology [63] U.S Energy Information Administration (2014), "Gas-to-liquids plants face challenges in the U.S market", https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php? id=15071 74 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU [64] Bản tin điện tử (website) Tập đồn Hóa chất Việt Nam (09/2013), "Tổng hợp nhiên liệu từ khí thiên nhiên sinh khối xúc tác Fischer-Tropsch mới", http://www.vinachem.com.vn/xuat-ban-pham/so42013vnc/tong_hop_nhien_lieu_tu_khi_thien_nhien_va_sinh_khoi_bang_xuc_tac_fischer -tropsch_moi.html [65] Park Jai-hyun (2010), "Natural gas bus explodes, injuring 17, in east Seoul", Korea Joongang Daily, http://koreajoongangdaily.joins.com/news/article/article.aspx?aid=2924414 [66] EAJV Technology Inc, "Gas to Liquid (GTL) Technology", http://en.eajv.ca/products-services/gas-to-liquid-gtl-technology [67] Bloomberg, "Company Overview of INFRA Technology LLC", https://www.bloomberg.com/research/stocks/private/snapshot.asp? privcapId=307174336 [68] INFRA Technology, "M100", https://en.infratechnology.com/products/m100/ [69] Reid Frazier (07/2016), "Why methane is such a potent greenhouse gas?", The Allegheny Front , https://www.alleghenyfront.org/why-methane-is-such-a-potentgreenhouse-gas/ [70] Quora, "How much more damaging, precisely, is methane to the earth's atmosphere compared to CO2?", https://www.quora.com/How-much-moredamaging-precisely-is-methane-to-the-earths-atmosphere-compared-to-CO2 [71] Wikipedia, "Natural Gas/Environmental effects" , https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_gas#Environmental_effects [72] John Flavia, "How much more damaging, precisely, is methane to the earth's atmosphere compared to CO2?", Quora, https://www.quora.com/How-much-moredamaging-precisely-is-methane-to-the-earths-atmosphere-compared-toCO2/answer/John-Flavin-1 [73] Ramberg, D.J., Y.H.H Chen, S Paltsev and J.E Parsons (2015), "The Influence of Gas-to-Liquids and Natural Gas Production Technology Penetration on the Crude Oil-Natural Gas Price Relationship", Joint Program Report Series,https://globalchange.mit.edu/publication/16268, 22 p [74] Clean Air Fuel Technologies, "What is gas to liquid - GTL Diesel Fuel?", https://cleanairfueltechnologies.co.uk/what-is-gas-to-liquid-gtl-diesel-fuel/ [75] Augenbraun, Harvey; Matthews, Elaine; Sarma, David (1997) "The Global Methane Cycle“, http://icp.giss.nasa.gov/education/methane/intro/cycle.html, Retrieved 17 March 2016 75 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU [76] David Archer (2006), Chapter , “Global Warming: Understanding the Forecast” http://forecast.uchicago.edu/chapter4.pdf [77] Shell Global, "Gas-to-liquids", https://www.shell.com/energy-andinnovation/natural-gas/gas-to-liquids.html 76 NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ ĐỀ TÀI: GAS-TO-LIQUIDS (GTL) 77 GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU ... TÀI: GAS- TO- LIQUIDS (GTL) GVHD: TS VÕ TẤN CHÂU Chương Phần 2.1 Tổng quan công nghệ Gas- to- liquid (GTL) Giới thiệu công nghệ Gas- to- liquid (GTL) (a) Gas- to- liquid (GTL) trình tinh chế để chuyển đổi. .. tầng nhiên liệu chủ yếu dựa vào nhiên liệu lỏng Và chuyển đổi sang hệ thống khí thiên nhiên tốn chi phí lớn Một giải pháp cho điều ứng dụng cơng nghệ GTL để chuyển đổi khí thiên nhiên thành nhiên. .. đổi khí tự nhiên hydrocarbon dạng khí khác thành hydrocarbon chuỗi dài hơn, nhiên liệu xăng Diesel Khí giàu metan chuyển đổi thành nhiên liệu tổng hợp lỏng Hai phương pháp tồn tại: (i) “oxy hóa