L ỜI CẢM ƠN
1.2.5.Các nghiên cứu ứng dụng xăng sinh học cho động cơ ở Việt Nam
i. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
1.2.5.Các nghiên cứu ứng dụng xăng sinh học cho động cơ ở Việt Nam
Ở Việt Nam, nghiên cứu sử dụng hỗn hợp nhiên liệu sinh học etanol-xăng trên động cơ xăng ở các tỷ lệ 5% và 10% (E5 và E10) đã được đề cập trong các nghiên cứu tại Phòng Thí nghiệm Động cơ đốt trong, Đại học Bách khoa Hà Nội [6] và Đại học Bách khoa Đà Nẵng [7]. Các kết quả nghiên cứu đều phản ánh tích cực tính tương đồng về các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật và phát thải cũng như một số kết quả khá khiêm tốn liên quan đến độ bền,
-25-
tuổi thọ của động cơ khi sử dụng nhiên liệu xăng truyền thống và xăng sinh học. Thử nghiệm trên xe máy trang bị bộ chế hòa khí với nhiên liệu xăng RON92 thông thường, E5 và E10 [6] cho thấy khi sử dụng E5, công suất và lực kéo lần lượt tăng 6,50% và 6,24% so với khi sử dụng nhiên liệu RON92, suất tiêu thụ nhiên liệu giảm tới 6,37% nhờ công suất được cải thiện trong khi lượng nhiên liệu tiêu thụ tính theo kg trên giờ (kg/h) gần như không thay đổi (Hình 1.20).
Hình 1.20. So sánh các thông số của động cơ xe máy khi sử dụng E5 và E10 với RON92[6]
Cùng với đó, các thành phần phát thải CO và HC giảm lần lượt là 14,40% và 21,65% đối với nhiên liệu E5 so với khi sử dụng xăng RON92. Đây là kết quả rất có lợi đối với môi trường, nhất là đối với thành phần phát thải CO, một thành phần phát thải được quan tâm nhất đối với động cơ xe máy. Quá trình cháy được cải thiện nhờ hỗn hợp giữa không khí và nhiên liệu đồng đều hơn do khả năng bay hơi tốt và do lượng ôxy sẵn có của nhiên liệu E5. Tuy nhiên, phát thải NOx và CO2 trong trường hợp sử dụng E5 và E10 cao hơn so với xăng RON92. Đây là hệ quả của việc quá trình cháy trong động cơ được cải thiện: nhiệt độ cháy tăng làm tăng phát thải NOx, nhiên liệu cháy kiệt nên hầu hết hyđrô cácbon đều được chuyển thành CO2.
Nghiên cứu đánh giá độ bền động cơ ô tô sử dụng nhiên liệu E5 so với nhiên liệu xăng RON92 thị trường đã được thực hiện khá bài bản và chi tiết [7]. Theo đó, động cơ của hai ô tô tải hoàn toàn mới của hãng Suzuki đã được vận hành trong điều kiện đối chứng trên băng thử của phòng thí nghiệm, một xe sử dụng nhiên liệu E5, xe còn lại sử dụng nhiên liệu xăng RON92 thị trường. Kết quả thử nghiệm bền cho thấy, sau 455 giờ chạy động cơ (tương đương với khoảng 36.000km vận hành ô tô trên đường) thì công suất ở tốc độ 5.500 v/ph và 95% tải của động cơ sử dụng xăng E5 giảm 1,887% trong khi công suất ở cùng chế độ của động cơ dùng nhiện liệu RON92 giảm 2,242%. Như vậy, có thể thấy rằng công suất động cơ sử dụng E5 sau 455 giờ vận hành suy giảm ít hơn so với động cơ sử dụng xăng thông thường. Mức độ tăng tiêu hao nhiên liệu (tính theo kg/giờ) sau 455 giờ vận hành động cơ cũng cho thấy tác động tích cực của nhiên liệu E5, tiêu thụ nhiên liệu của động cơ sử dụng E5 tăng 3,977%, trong khi giá trị này là 4,406% đối với trường hợp sử dụng xăng thị trường. Qua các kết quả trên, có thể nhận định rằng, áp suất nén, độ mòn các chi tiết của động cơ khi sử dụng E5 là tương đồng, thậm chí tốt hơn, so với khi sử dụng xăng thông thường.
Nghiên cứu của Viện dầu khí Việt Nam [7] cũng đã chỉ ra rằng nhiên liệu xăng pha
6,50 6,24 -6,37 -14,40 -21,65 31,67 11,37 5,03 4,43 -5,41 -16,06 -17,21 16,94 11,64 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 E5 E10 Cải thiện(%)
-26-
cồn etanol E5 hoàn toàn không xẩy ra hiện tượng tách lớp sau 60 ngày theo dõi trong môi trường kín. Điều này là một cơ sở quan trọng trong việc quyết định có nên sử dụng phụ gia chống tách lớp cho nhiên liệu E5 hay không. Tuy nhiên, trong trường hợp sử dụng hỗn hợp nhiên liệu xăng RON92 và cồn 97 với tỷ lệ 90:10 (hỗn hợp E10) thì hiện tượng mờ đục đã xảy ra ngay sau khi pha trộn nếu không sử dụng phụ gia chống tách lớp. Hiện tượng mờ đục này có xảy ra hay không khi sử dụng hỗn hợp xăng và cồn tuyệt đối E10 vẫn là một câu hỏi cần được các nhà khoa học trong nước giải đáp.
Cũng cần phải kể thêm rằng nghiên cứu sử dụng xăng pha etanol ở Việt Nam còn được thực hiện bởi khá nhiều đơn vị khác và ở nhiều quy mô khác nhau. Đề tài độc lập cấp Nhà nước của KS. Cù Việt Cường, Công ty CP phát triển phụ gia và sản phẩm dầu mỏ (APP) về“Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học có pha etanol và một số hợp chất có nguồn gốc dầu thực vật”, hoàn thành năm 2006 [8]. Nghiên cứu sử dụng etanol E5 trên 50 xe taxi thuộc hiệp hội taxi TP Hà Nội năm 2008 do Công ty Cổ phần Hoá dầu & Nhiên liệu Sinh học Dầu khí, Tập đoàn Dầu khí quốc gia VN thực hiện, tuy nhiên, kết quả nghiên cứu chưa được công bố một cách rộng rãi. Ở thời điểm hiện tại, Viện Dầu khí thuộc Tập đoàn Dầu khí quốc gia VN đang phối hợp với Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Đại học Bách khoa Hà Nội thực hiện một nghiên cứu về lựa chọn các chất phụ gia cho hỗn hợp nhiên liệu sinh học với nhiên liệu gốc khoáng (xăng và diesel) nhằm đảm bảo yêu cầu về chất lượng nhiên liệu trong quá trình bảo quản và sử dụng, đồng thời đảm bảo tính an toàn môi trường của nhiên liệu.