Phương trình chuyển hóa
Phương trình chuyển hóa biodiesel cơ bản như sau:
100 kg dầu mỡ + 10 kg methanol -> 100 kg biodiesel + 10 kg glycerol
Phản ứng chuyển ester hóa mỡ, dầu
Trong đó R1, R2, R3 là các acid béo no hoặc không no chứa trong mỡ cá tra, chiếm chủ yếu trong mỡ động vật như:
Trong đó palmitic acid chứa 16 C, stearic acid có 18 C, oleic acid 18 C và có nối đôi. Để thực hiện phản ứng chuyển hóa này cần có chất xúc tác như NaOH, hoặc KOH. Vai trò của các chất xúc tác này rất quan trọng vì nó phản ứng với Methanol trước để tạo tiền chất cho phản ứng.
Phản ứng 1: Tạo Alkoxide
CH3OH + NaOH → CH3O-Na + H2O (Eq. 1)
Trong môi trường có nước alkoxide phân ly tạo CH3O- và Na+, CH3O- tiếp tục thực hiện phản ứng tiếp theo.
Phản ứng 2: Tạo Triglyceride amion
Phản ứng 3: Tạo diglyceride và CH3O- tiếp tục cho các phản ứng dây chuyền tiếp theo để tạo ra monoglyceride, methyl ester và cuối cùng tạo glycerol methyl ester
Như vậy: trong quá trình này cứ 01 phân tử Triglyceride tác dụng với 03 phân tử CH3OH tạo ra 01 phân tử glycerol và 03 phân tử methyl ester (2)
Công đoạn 1
Mỡ và dầu sau khi đã loại nước
Công đoạn 2
Huyền phù sau khi trộn methanol
Công đoạn 3
Kết thúc quá trình acid hóa
Công đoạn 4
Mỡ tan chảy hoàn toàn
Công đoạn 5
Huyền phù sau khi trộn methanoxide
Công đoạn 6
Giai đoạn 1 phản ứng tạo glycerol lớp đáy và methyl ester
Công đoạn 7
Giai đoạn 2 phản ứng tạo glycerol lớp đáy và methyl ester
Công đoạn 8
Hoàn tất phản ứng lượng glycerol lắng hoàn toàn dưới lớp đáy
Lợi ích môi trường
− Việc tận dụng mỡ các loại cá này để sản xuất dầu sinh học đã giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường rất nhiều. Đây là một loại nhiên liêu sạch vì qua kiểm nghiệm, so với dầu DO, tỷ lệ khí thải CO2, CO, hạt khói … đều thấp hơn từ 45 –78,75%. Đặc biệt, Basa Bio không có lưu huỳnh và có mùi vị giống dầu ăn.
− Hơn nữa, một số người dân sử dụng dầu biodiesel do các công ty của Việt Nam sản xuất cho biết, nếu sử dụng liên tục, máy móc chạy êm, mát máy, khói thải ít, có mùi dễ chịu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
− Một đặc điểm nổi bật là dầu biodiesel có khả năng cháy sạch và thải ra rất ít khí độc hại cho môi trường như oxit lưu huỳnh, hydrocacbon... Nghiên cứu đã chứng minh, dùng biodiesel giảm 1/3 lần muội than so với nhiên liệu diesel truyền thống. Đồng thời không cần thêm phụ gia để tăng chỉ số octan và nhiệt độ sôi cao cũng là yếu tố thuận lợi cho việc tồn trữ lâu dài.
− Ưu điểm của biodiesel so với nhiên liệu diesel truyền thống là nguồn năng lượng có thể tái tạo được, giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường, giảm hiệu ứng nhà kính. Biodiesel là chất không độc, dễ bị phân hủy sinh học, có nhiệt độ chớp nháy cao nên tính an toàn trong tồn trữ cao. Biodiesel có thể sử dụng trực tiếp với động cơ diesel mà không cần bất cứ sự biến đổi động cơ nào, có thể phối trộn với nhiên liệu truyền thống ở bất kỳ tỷ lệ nào, giúp kéo dài tuổi thọ động cơ.
CHƯƠNG 4
QUAN ĐIỂM CÁ NHÂN
Có thể nói thế kỷ 21 là thế kỷ có nhiều vấn đề thách thức của nhân loại, trong đó vấn đề năng lượng là một vấn đề nóng bỏng. Chiến tranh ở một số nước bắc phi như Libya và một số nước trung đông và cận trung đông như Iran, Irag,… suy cho cùng thì cũng chỉ vì năng lượng. Sự kiện động đất ngày 11/3/2011 ở Nhật Bản dẫn đến các nhà máy điện hạt nhân bị nổ đến nay vẫn còn là nỗi kinh hoàng cho cả thế giới và con số thiệt hại có thể thấy được cũng như những nguy cơ còn tiềm ẩn của tác động phóng xạ đến nay đã là một con số khổng lồ mà chưa thể thống kê được. Thảm hoạ nguyên tử Chernobyl xảy ra vào ngày 26 tháng 4 năm 1986 khi nhà máy điện nguyên tử Chernobyl ở Pripyat, Ukraina (khi ấy còn là một phần của Liên bang Xô viết) bị nổ. Đây được coi là vụ tai nạn hạt nhân trầm trọng nhất trong lịch sử năng lượng hạt nhân. Do không có tường chắn, đám mây bụi
phóng xạ tung lên từ nhà máy lan rộng ra nhiều vùng phía tây Liên bang Xô viết, Đông và Tây Âu, Scandinav, Anh quốc, và đông Hoa Kỳ. Nhiều vùng rộng lớn thuộc Ukraina, Belarus và Nga bị ô nhiễm nghiêm trọng, dẫn tới việc phải sơ tán và tái định cư cho hơn 336.000 người. Khoảng 60% đám mây phóng xạ đã rơi xuống Belarus. Tất cả các vấn đề trên đều xuất phát từ vấn đề năng lượng.
Các nguồn nhiên liệu hóa thạch thì ngày càng cạn kiện trong khi nhu cầu sử dụng ngày càng tăng cao khiến cho đường “CUNG – CẦU” phát triển không cân đối dẫn đến giá thành leo thang của các loại nhiên liệu hóa thạch.
Ô nhiễm môi trường ngày càng tăng lên, con người vừa phải đối mặt với các vấn đề môi trường vừa phải đối mặt với nhu cầu sử dụng nhiên liệu. Trong bối cảnh này, quan điểm cá nhân Tôi nhận thấy rất cần thiết phải có các nguồn năng lượng thay thế trong đó năng lượng tái tạo như năng lượng sinh khối là một ví dụ điển hình. Với các ưu điểm như đã trình bày trình bày trong chương 3, năng lượng sinh khối có thể giải quyết được các vấn đề cấp bách mà còn mang lại nhiều ý nghĩa môi trường sâu sắc.
Việt Nam là một nước nhiệt đới nhiều nắng và mưa nên sinh khối phát triển nhanh. Là một nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú. Nguồn này ngày càng tăng trưởng cùng với việc phát triển nông nghiệp và lâm nghiệp. Cùng với sự tăng trưởng kinh tế , xã hội của đất nước, nhu cầu ứng dụng các công nghệ năng lượng sinh học ngày càng phát triển. Việc phát triển chăn nuôi đã tạo ra nhu cầu xử lý chất thải vật nuôi, thúc đẩy công nghệ khí sinh học phát triển mạnh mẽ.
Mặc dù chưa có chính sách năng lượng nói chung và năng lượng tái tạo nói riêng nhưng từng bước năng lượng tái tạo đã được đề cập đến trong các văn bản nhà nước như: Quyết định của Thủ tướng chính phủ số 176/2004/QĐ-TTg ban hành ngày 05 tháng 10 năm 2004 về việc phê duyệt chiến lược phát triển ngành Điện Việt Nam giai đoạn 2004 – 2010, định hướng đến năm 2020 và Luật Điện lực được Quốc hội thông qua ngày 03 tháng 12 năm 2004 đều có ghi sử dụng nguồn năng lượng mới, tái tạo để cung cấp điện
cho vùng nông thôn, miền núi hay hải đảo hoặc Chỉ thị của Thủ tướng chính phủ số 35/2005/CT-TTg ban hành ngày 17 tháng 10 năm 2005 về việc tổ chức thực hiện nghị định thư Kyoto thuộc công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu cũng là một cơ sở pháp lý thuận lợi cho năng lượng tái tạo. Tất cả các vấn đề dẫn dắt trên cho thấy sự quan tâm của đảng và nhà nước Việt Nam đối với năng lượng tái tạo tạo điều kiện thuận lợi để phát triển năng lượng sinh học ở nước ta.
Tuy nhiên, khi năng lượng sinh học được phát triển, một trong những điều không biết chắc được khi là sự cạnh tranh về nguyên liệu như ngô khoai, sắn để sản xuất etanol, đậu tương, lạc, vừng, dừa... để sản xuất biodiezen còn dùng làm lương thực, thực phẩm cho người và gia súc. Hoặc sự cạnh tranh về chi phí của các công nghệ vì thực tế cho thấy có nhiều công nghệ sinh khối còn đắt hơn công nghệ truyền thống sử dụng nhiên liệu hoá thạch cả về trang thiết bị lẫn nhiên liệu nên việc đưa công nghệ mới vào Việt Nam còn gặp trở ngại lớn. Việt Nam còn là một nước đang phát triển, chúng ta thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệ mới là một rào cản rất lớn.
Xét về khía cạnh môi trường phát triển năng lượng sinh khối có thể giảm được các khí ô nhiễm do năng lượng hóa thạch gây ra như khí SO2, NOx, CO,…nhưng lại tăng thêm một số chất độc hại khác như gia tăng sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón, gây tác hại đối với động vật hoang dã và môi trường sống. Đây là tất cả những vấn đề cần xem xét kỹ lưỡng khi phát triển năng lượng sinh khối.
Một vấn đề khác, Tôi muốn bàn đến là nhận thức của xã hội về năng lượng sinh khối. Do thiếu nhận thức được các ý nghĩa và tiềm năng to lớn của năng lượng sinh khối nên hầu như không có các doanh nghiệp nào kinh doanh trong lĩnh vực này dẫn đến người ứng dụng các công nghệ mới gặp rất nhiều khó khăn trong việc mua sắm trang thiết bị, tìm kiếm dịch vụ hậu mãi. Trong khi hiện tại chúng ta chưa có chính sách năng lượng nói chung và chính sách năng lượng sinh học nói riêng nào. Năng lượng tái tạo không có các mục tiêu cụ thể trong kế hoạch phát triển của nhà nước trung ương và địa phương. Hiện cũng chưa có một cơ quan nhà nước nào chịu trách nhiệm quản lý lĩnh vực này.
Do vậy, để có thể phát triển năng lượng sinh học tại Việt Nam một cách toàn diện và triệt để, ngoài việc tuyên truyền nâng cao nhận thức của mọi người về vai trò vá ý nghĩa của năng lượng sinh khối. Đảng và nhà nước nên xem xét thêm tiềm năng phát triển năng lượng sinh khối trong các chiến lược phát triển của quốc gia. Bên cạnh đó cần phải làm rõ được mục tiêu của phát triển năng lượng sinh khối là thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch nhưng không thể để vấn đề này gây ảnh hưởng đến vấn đề an ninh lương thực.
Phát triển năng lượng sinh khối cần phải có các công trình nghiên cứu cũng như cần phát triển các công nghệ và kỹ thuật do vậy nhà nước nên có chính sách đầu tư và hỗ trợ dài hạn và ngắn hạn cho các nhà khoa học cũng như các công trình nghiên cứu, đồng thời có các chính sách miễn giảm thuế hoặc khuyến khích việc áp dụng các nguồn năng lượng bắt nguồn từ sinh khối
Năng lượng sinh khối tạo ra nhiều công ăn việc làm cho mọi người đủ mọi bằng cấp từ những công việc đơn giản nhất là trồng cây cho đến các kỹ thuật tạo ra năng lượng nên nhà nước cần phải có chính sách khuyến khích nhiều hơn đối với các nông dân nghèo trong việc trồng cây – gây rừng – tạo năng lượng
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN
Năng lượng sinh khối hiện chiếm một tỷ lệ lớn trong tiêu thụ năng lượng toàn quốc nhưng lâu nay không được quan tâm. Việc khai thác sử dụng còn theo lối cổ truyền nên hiệu quả thấp: hiệu suất thấp và gây ô nhiễm môi trường. Vấn đề cấp bách để phát triển năng lượng sinh khối nói riêng và năng lượng tái tạo nói chung hiện nay là cần có chiến lược phát triển, những chính sách, thể chế và quy hoạch cụ thể của nhà nước. Trên cơ sở đó có biện pháp huy động vốn đầu tư từ các nguồn nhà nước, tư nhân, quốc tế... cho nghiên cứu triển khai và phát triển ứng dụng.
Trong các công nghệ năng lượng sinh khối hiện nay, cần tập trung vào một số công nghệ: bếp cải tiến, sấy và phát điện dùng sinh khối, khí sinh học. Đặc biệt với tỷ lệ sinh khối sử
dụng trong đun nấu hiện lớn nhất nên việc xây dựng một dự án quốc gia về bếp cải tiến sẽ mang lại hiệu quả rất lớn về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Http://www.orientbiofuels.com.vn
2. Báo cáo tại Hội thảo Phát triển năng lượng bền vững ở Việt Nam
3. Http://Tailieu.Vn
4. Theo tài liệu Hội thảo của Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam
5. Http://Tailieu.Vn
6. Http://Nangluongsinhkhoi.Blogspot.Com
7. Những vấn đề phát triển sinh khối tại việt nam, Khải.N.Q, 2003 8. Công nghệ xanh và năng lượng sạch, Hải.L.T, 2010. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
9. Kỹ thuật sinh thái, Hùng.Đ.V, 2010.
10. Ngăn ngừa ô nhiễm công nghiệp, Hải.L.T, 2009 11. Hóa học xanh, Hải, 2009