Trong những năm gần đây, rất nhiều nước trên thế giới đã quan tâm đến việc sản xuất ra các loại nhiên liệu sạch, nhưng đáng chú ý nhất là nhiên liệu sinh học. Biodiesel là một dạng nhiên liệu sinh học được quan tâm hơn cả do xu hướng diesel hoá động cơ trên toàn cầu, ít nhất có 28 quốc gia trên thế giới nghiên cứu sản xuất biodiesel. Ở Mỹ, ngành công nghiệp biodiesel tăng trưởng rất mạnh, lượng sản phẩm này bán ra đến gần 2 tỷ gallon mỗi năm. Với mức độ thâm nhập thị trường như vậy, biodiesel có thể được sử dụng cho xe buýt, xe tải nặng, các phương tiện cho ngành đường sắt, nông nghiệp, xây dựng, thậm chí hệ thống sưởi trong gia đình và máy phát điện. Ở Pháp, trên 50% số người có xe với động cơ diesel đã sử dụng nhiên liệu biodiesel. Đã có hơn 4000 phương tiện giao thông sử dụng nhiên liệu có pha 30% biodiesel. Các phương tiện này đã chạy được hơn 200 triệu km mà không hề có một hỏng hóc nào liên quan đến sự vận hành của động cơ. [2]
Ở Việt Nam, các nhà khoa học đã bắt tay vào nghiên cứu sản xuất nhiên liệu biodiesel trong phòng thí nghiệm và quy mô sản xuất nhỏ. Chẳng hạn như ở An Giang, một doanh nghiệp đã thành công việc sản xuất biodiesel từ mỡ cá basa, với 1 kg mỡ cá có thể sản xuất ra 1,13 lít biodiesel. Công ty cũng xây dựng nhà máy sản xuất Basa- biodiesel với công suất 10 nghìn tấn/ năm và đưa vào sản xuất lớn năm 2007, tuy nhiên chất lượng biodiesel chưa đạt yêu cầu do chưa có công nghệ tốt để xử lý nguyên liệu đầu vào. Ngoài ra, một số viện khoa học đã nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật có kết quà khả quan. Đến 2015, nước ta sẽ làm chủ công nghệ sản xuất biodiesel từ nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước và bước đầu tiến hành pha trộn B5. Đây cũng là xu hướng sản xuất nhiên liệu sạch phù hợp với sự hội nhập. Biodiesel là các alkyl este của axít béo, một phụ gia rất tốt cho nhiên liệu diesel để làm giảm lượng khí thải. Hơn thế nữa nó còn là nguồn nhiên liệu có khả năng tái tạo được. Biodiesel được sản xuất từ các loại dầu thực vật, mỡ động vật, thậm chí từ các loại dầu cặn phế thải. Việt Nam, một nước nông nghiệp có nguồn dầu thực vật phong phú thì việc sử dụng chúng trong sản xuất nhiên liệu, phụ gia cho nhiên liệu sẽ có giá trị khoa học và thực tiễn cao. Nhiên liệu diesel chủ yếu được lấy từ hai nguồn chính là quá trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ và là
43
sàn phẩm phụ của quá trình cracking xúc tác. Các thành phần phi hydrocacbon trong nhiên liệu diesel tươrng đối cao, như các hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ, nhựa, asphanten. Các thành phần này không những gây nên các vấn đề về động cơ, mà còn gây ô nhiễm môi trường rất mạnh. Khí thải chủ yếu của nhiên liệu này là SO2, SO3, NOx, CO, CO2, hydrocacbon, vật chất dạng hạt,... Khí SOx không những gây ăn mòn thiết bị mà còn ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của con người, gây mưa axit,... Khí CO2 là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính. Khí CO được tạo ra do quá trình cháy không hoàn toàn của nhiên liệu. Không giống như những khí khác, khí CO không có mùi, không màu, không vị và không gây kích thích da, nhưng nó rất nguy hiểm đối với con người. Lượng CO khoảng 70 ppm có thể gây ra các triệu chứng như đau đầu, mệt mỏi, buồn nôn. Lượng CO khoảng 150 ÷ 200 ppm gây bất tỉnh, mất trí nhớ và có thể gây chết người. Các thành phần hydrocacbon trong khí thải của nhiên liệu diesel, đặc biệt là các hợp chất thơm rất có hại cho con người và là nguyên nhân gây ra bệnh ung thư. Các vật chất dạng hạt có lẫn trong khí thải cũng gây ô nhiễm không khí mạnh, chúng rất khó nhận biết, là nguyên nhân gây ra các bệnh về hô hấp, tim mạch. Các nước trên thế giới hiện nay đều quan tâm đến vấn đề về hiệu quả kinh tế và môi trường, vì vậy xu hướng phát triển chung của nhiên liệu diesel là tối ưu hoá trị số cetan, tìm mọi cách để giảm hàm lượng lưu huỳnh xuống, mở rộng nguồn nhiên liệu, tạo nhiên liệu sạch, ít gây ô nhiễm. Việc đưa biodiesel vào nhiên liệu diesel có thể nói là phương pháp hiệu quả nhất trong xu thế phát triển của nhiên liệu diesel khoáng hiện nay, nó vừa có lợi về mặt kinh tế, về sự hoạt động của động cơ, vừa có lợi về mặt môi trườmg sinh thái. Sử dụng nhiên liệu sinh học là phương pháp có hiệu quả nhất. Nhiên liệu sinh học được định nghĩa là bất kỳ loại nhiên liệu nào nhận được từ sinh khối. Chúng bao gồm bioetanol, biodiesel, biogas, etanol pha trộn (ethanol-blendeDfuels), dimetyl ete sinh học và dầu thực vật. Nhiên liệu sinh học hiện nay được sử dụng trong giao thông vận tải là etanol sinh học, diesel sinh học và xăng pha etanol. Có thể so sánh giữa nhiên liệu dầu mỏ với nhiên liệu sinh học qua các tính chất như ở bảng 2.1.
Bảng 2. 1. So sánh nhiên liệu sinh học với nhiên liệu dầu mỏ
Nhiên liệu dầu mỏ Nhiên liệu sinh học
44
Hàm lượng lưu huỳnh cao Hàm lượng lưu huỳnh cực thấp Chứa hàm lượng chất thơm Không chứa hàm lượng chất thơm Khó phân hủy sinh học Có khả năng phân hủy sinh học cao Không chứa hàm lượng oxy Có chứa oxy
Điểm chớp cháy thấp Điểm chớp cháy cao