Các loại nhiên liệu lỏng thay thế quan tâm hiện nay là cồn, colza,... có nguồn gốc từ thực vật. Do thành phần cacbon(C) trong nhiên liệu thấp nên quá trình cháy sinh ra ít chất ô nhiễm có gốc carbon, đặc biệt là giảm CO2, chất khí gây hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên giải pháp này có lợi ở những nơi mà nguồn nhiên liệu này dồi dào hoặc các loại nhiên liệu trên đƣợc chiết xuất từ các chất thải của quá trình sản xuất công nghiệp.
Một loại nhiên liệu lỏng thay thế khác mới đây đƣợc công bố là Dimethyl ether (DME) đƣợc chế tạo từ khí thiên nhiên. Đây là loại nhiên liệu thay thế cực sạch có thể dùng cho động cơ diesel giống nhƣ LPG. Thử nghiệm trên ô tô cho thấy, ô tô dùng DME có mức độ phát ô nhiễm thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn ô tô phát ô nhiễm cực thấp California ULEV. Nếu việc sản xuất DME trên qui mô công nghiệp thành hiện thực thì trong tƣơng lai nó sẽ là nhiên liệu lỏng lý tƣởng nhất vì khí thiên nhiên công bố đều khắp trên trái đất và có trữ lƣợng tƣơng đƣơng dầu mỏ.
2.2.2.1. Dầu thực vật (Biodiesel) * Đặc điểm
Dầu thực vật có nguồn gốc từ tất cả các hạt, quả của các cây cối. Nhƣng từ dầu thực vật dùng để chỉ các loại cây chứa một lƣợng dầu với chiết suất lớn nhƣ dừa (60%), cọ (50%), dầu thực vật cũng có thể sản xuất từ các hạt của cây lấy dầu nhƣ: cải dầu, đậu phộng, đậu nành, hạt hƣớng dƣơng…
* Tính chất
Tính chất lí hóa của một số dầu thực vật tham khảo:
Bảng 2- 1:Một số tính chất cơ bản của các loại dầu thực vật.
Loại dầu Khối lƣợng (g/cm3) Độ nhớt (cst) Nhiệt trị (Mj/kg) Chỉ số êtan Dầu phộng Dầu cải Dầu dừa Dầu bông Dầu cọ Dầu đậu nành Dầu diesel 0,914 0,916 0,915 0,921 0,195 0,920 0,836 85 77 30-37 73 95-106 58-63 3-6 39,33 37.40 37,10 36,78 36,92 37,30 43,80 38-41 38 40-42 35-40 38-40 36-38 45-50
Biodiesel là nguồn nguyên liệu có thể tái chế, giúp giảm sự phụ thuộc vào dầu mỏ bởi vậy khi sử dụng nó sẽ làm giảm lƣợng khí thải, vì biodiesel chỉ chứa chƣa đến 15 phần triệu sunfua, ngoài ra lƣợng khí thải hydrocacbon và
cacbonmonooxit(CO) sẽ giảm tỷ lệ thuận với tỷ lệ biodiesel. Một trong những ƣu điểm lớn nhất của của việc sử dụng biodiesel thể hiện ngay ở động cơ.
Biodiesel oxy hóa nhanh do đặc điểm thành phần hóa học. Do đó, khó có thể tích trữ loại nhiên liệu này lâu, cần phải có thêm các chất phụ gia để lƣu giữ nhiên liệu đƣợc lâu hơn và Biodiesel nguyên chất dễ bị đóng băng hay đặc lại trong thời tiết lạnh (Ở Việt Nam dùng biodiesel có lẽ sẽ không gặp tình trạng này).
Ngoài ra, việc sử dụng nhiên liệu chứa nhiều hơn 5% biodiesel có thể gây các vấn đề sau: ăn mòn các chi tiết của động cơ và tạo cặn trong bình chứa nhiên liệu do tính dễ bị oxy hóa của biodiesel; làm hƣ hại nhanh các vòng đệm cao su do sự không tƣơng thích của biodiesel với chất liệu làm vòng đệm. Ngày nay, việc sản xuất biodiesel còn gặp nhiều khó khăn do giá thành các sản phẩm nông nghiệp chế biến biodiesel cao, không lợi về mặt kinh tế.
2.2.2.2. Methanol * Đặc điểm
Rƣợu có thể đƣợc sử dụng nhƣ là 1 nhiên liệu động cơ, đó là metanol hoặc cồn từ gỗ. Nhiên liệu này là chất có tính độc và tính ăn mòn cao.
Khoảng 1 nửa năng lƣợng của nó chứa xăng (15900 KJ cho mỗi lít [kJ/l] đƣợc so sánh với 32300 kJ/l). Tỷ số hỗn hợp khí thiên nhiên đối với metanol đồng đẳng là 6,4:1.
* Tính chất
Metanol có tính ăn mòn cao, nó ăn mòn nhôm, hợp kim, nhựa và các vật liệu khác, Để ngăn chặn hƣ hỏng, các bộ phận hệ thống nhiên liệu phải làm bằng thép không gỉ hoặc các kim loại khác để chống sự ăn mòn này.
Metanol không dễ dàng bay hơi nhƣ xăng. Việc thêm 1 số xăng làm cho sự bốc hơi khởi động lạnh dễ dàng hơn và cải thiện sự ấm lên của động cơ. Một hỗn hợp tiêu biểu đƣợc gọi là M85 gồm 85% metanol và 15% xăng. Việc thêm xăng vào cũng làm cho hỗn hợp an toàn hơn vì xăng bay hơi dễ dàng hơn. Metanol tinh khiết đốt cháy bằng 1 ngọn lửa vô hình. Việc thêm xăng vào, làm cho ngọn lửa có màu. Điều này quan trọng trong trƣờng hợp hoả hoạn.
Một sự bất tiện khác là metanol hút nƣớc. Sử dụng metanol có thể chế tạo từ than, dầu đá phiến, gỗ, phân bón, rác và các chất hữu cơ khác. Nó đƣợc sử dụng trong nhiều năm nhƣ là nhiên liệu cho các ô tô đua. Metanol là nhiên liệu lỏng có thể chứa đựng dễ dàng và sạch duy nhất mà chúng ta biết cách chế tạo từ than.
2.2.2.3. Ethanol * Đặc điểm
Ethanol là nhiên liệu dạng cồn, đƣợc sản xuất bằng phƣơng pháp lên men và chƣng cất các loại ngũ cốc chứa tinh bột có thể chuyển hóa thành đƣờng đơn nhƣ ngô, lúa mạch, lúa mì, củ cải đƣờng, củ sắn … Ethanol còn đƣợc sản xuất từ các loại cây cỏ có chứa cellulose..Nếu pha ethanol vào xăng, tùy theo độ tinh khiết của chúng có thể giảm lƣợng xăng khoảng 10-15% mà công suất, hiệu suất, độ mài mòn động cơ hầu nhƣ không đổi.
Xu hƣớng cồn hiện nay là pha với xăng, tỷ lệ khoảng 5-10%, nếu có hơn 10% etanol đƣợc thêm vào xăng thì hệ thống nhiên liệu phải đƣợc điều chỉnh để cung cấp nhiên liệu giàu hơn. Đồng đẳng của etanol yêu cầu tỷ lệ khí hỗn hợp là 9:1, trong khí đó tỷ lệ khí lý tƣởng cho xăng là 14,7:1.
Khi sử dụng Methanol sẽ mang lại nhều ƣu điểm về nức độ gây ô nhiễm của cồn thấp, đặc biệt là hàm lƣợng muội than, SOx giảm đáng kể so với nhiên liệu dầu mỏ do cồn chứa ít lƣu huỳnh, nó đồng chất hơn xăng, quá trình cháy ít mãnh liệt hơn và ít bay hơi hơn xăng. Ngoài ra cồn còn đƣợc pha với xăng nồng độ 5% tạo hỗn hợp xăng pha cồn có nhiều ƣu điểm: tiêu thụ nhiên liệu giảm: cụ thể với xăng pha 5% cồn, tiết kiệm đƣợc khoảng 5% nhiên liệu, công suất động cơ có cải thiện, nhìn chung lƣợng khí thải độc giảm nhiều và khả năng tăng tốc ô tô tốt hơn.
Nhƣng nó vẫn có nhiều nhƣợc điểm do cồn có chứa lƣợng tạp chất nhất định, trong đó có axit axetic, andehic… Axit axetic trong cồn làm ăn mòn da, đặc biệt là ăn mòn kim loại màu rất mạnh. Và so với xăng thì sử dụng nhiên liệu cồn tiêu tốn hơn nhiều, 1,5 lít cồn tƣơng đƣơng với 1 lít xăng. Dẫn đến giá thành sử dụng hiện nay của cồn cao hơn xăng và diesel, đồng thời ô tô khó khởi động khi trời lạnh do nhiệt hóa hơi của cồn cao.