Nhiên liệu sinh học theo nghĩa rộng là những nhiên liệu rắn, lỏng hay khí được chuyển hóa từ sinh khối, có thể thay thế nhiên liệu khoáng và có tính năng tương đương.
Nhiên liệu sinh học mang lại những lợi ích như: giảm khí thải nhà kính, giảm gánh nặng lên nhiên liệu hóa thạch, tăng sự an toàn về năng lượng quốc gia, góp phần phát triển đất nước và là nguồn nguyên liệu bền vững trong tương lai. Tuy nhiên, nhiên liệu cũng còn một số hạn chế như: nguồn nguyên liệu cần được tái tạo nhanh, công nghệ sản xuất phải được thiết kế và vận hành sao cho cung cấp lượng nhiên liệu nhiều nhất với kinh phí thấp nhất và lợi ích về môi trường nhất.
Nhiên liệu sinh học và những dạng nhiên liệu tái tạo khác nhắm đến tính chất trung tính về carbon. Điều này có nghĩa là carbon được thải ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu để cung cấp năng lượng được tái hấp thụ và cân bằng với lượng carbon hấp thụ bởi cây cối. Sau đó thu hoạch cây cối về tiếp tục sản xuất nhiên liệu. Những nhiên liệu trung tính về carbon không gây ra sự tăng carbon trong khí quyển, vì thế không làm trái đất nóng lên. Có nhiều dạng nhiên liệu sinh học, nhưng chủ
yếu là Biodiesel, xăng ethanol, biomass. Người ta phân chia thành ba thế hệ nhiên liệu sinh học:
Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ nhất: là nguồn nguyên liệu được sản xuất từ nguồn nguyên liệu liên quan đến lương thực thực phẩm như đường (mía, củ cải, trái cây); tinh bột (ngô, khoai, sắn); dầu thực vật (dầu đậu tương, dầu dừa, dầu lạc); mỡ động vật (mỡ bò, mỡ cá,..) Nguồn nhiên liệu này đã được hoàn thiên song lại ảnh hưởng đến an ninh lương thực nên bị phản đối.
Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai: được sản xuất từ các phụ phẩm và phế thải trong sản xuất và sinh hoạt như: rơm, bã trấu, mùn cưa, rác thải hữu cơ, dầu ăn thải, dầu hạt cao su… Ưu điểm của loại này là sử dụng nguồn sinh khối không ảnh hưởng đến an ninh lương thực, và giảm ô nhiễm môi trường; tuy nhiên nguồn nguyên liệu ít khó đáp ứng cho sản xuất và tiêu tốn nhiều năng lượng
Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ ba: được sản xuất từ các loại tảo biển, cây jatropha,... là loại thực vật dễ trồng lại cho hiệu suất dầu cao.
Để đảm bảo an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường phát triển bền vững, nhiều quốc gia và các tổ chức quốc tế trong thập kỷ qua đã tập trung nghiên cứu nhiên liệu sinh học, thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch, tiến tới xây dựng ngành nhiên liệu sạch. Các nước đã có thành công nghiên cứu và sử dụng nhiên liệu sinh học là Brazil, Mỹ, Canada, Mexico; châu Âu có Anh, Pháp, Đúc, Tây Ban Nha, Bỉ, Áo,.. châu Á có Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Nhật [6], [7].
Dầu thực vật được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, phổ biến là làm thực phẩm, kế đến dùng làm nhiên liệu sinh học, trong công nghiệp hóa chất hoặc một số ngành công nghiệp khác (Bảng 1.6). Nhu cầu dầu thực vật tăng trưởng mạnh trong 10 năm gần đây do nhu cầu thực phẩm và nhiên liệu sinh học gia tăng. Sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu là xu hướng phát triển trong tương lai với kỳ vọng thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt. Tuy nhiên đây bài toán cần cân nhắc thận trọng [12].
Bảng 1. 5 Sử dụng dầu thực vật các loại trên thế giới, năm 2011 [12]. Loại dầu Nhiên liệu
sinh học (%) Thực phẩm (%) Hóa chất (%) Ứng dụng khác (%) Dầu đậu nành 18 76 4 2 Dầu cọ 10 77 9 4 Dầu cải 25 68 4 3 Dầu hướng dương 2 96 1 1
Việt Nam được đánh giá có tiềm năng sản xuất nhiên liệu sinh học và đã ưu tiên phát triển dạng nhiên liệu sinh học trong quy hoạch phát triển nhiên liệu quốc gia. Nguồn nguyên liệu chính cho sản xuất tại Việt Nam cho giai đoạn 2015 – 2025 được xác định gồm dầu mỡ thải đã qua sử dụng từ công nghiệp thực phẩm, tảo, phế phẩm nông nghiệp như: bã mía, vỏ trấu, các loại dầu mè, dầu phộng, dừa và mỡ cá basa.
CHƯƠNG 2:ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU