Nguyễn Đỗ Công Công nghệ Môi trường K54 TIỂU LUẬN MÔN HỌC TRUYỀN THÔNG MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI Phân tích các ưu/nhược điểm khi sử dụng xăng sinh học thay thế cho các nhiên liệu truyền thống ở Việt Nam BÀI LÀM I. Mở đầu Năng lượng hiện đang là vấn đề sống còn của toàn nhân loại. Con người đang khai thác tối đa các nguồn năng lượng hóa thạch (dầu mỏ, khí thiên nhiên, than đá…), nhưng dự trữ của các nguồn nhiên liệu này ngày càng cạn kiệt. Theo nghiên cứu, nếu không tìm kiếm thêm được các nguồn dự trữ mới thì với lượng khai thác như hiện nay, khoảng 85,9 triệu thùng mỗi ngày, dầu mỏ sẽ cạn kiệt sau 43 năm nữa . Với lượng khai thác 19 BBOE (tương đương triệu thùng dầu mỏ) mỗi ngày thì khí thiên nhiên cũng sẽ cạn kiệt sau 60 năm nữa. Với lượng khai thác khoảng 29,85 BBOE mỗi ngày thì than đá nhiều nhất là 148 năm nữa cũng sẽ cạn kiệt. Trên thực tế, lượng tiêu thụ từ ba nguồn cung cấp này đã và đang tăng lên hàng năm, thậm chí là tăng rất nhanh. Trong hoàn cảnh như vậy con người đặt nhiều hi vọng vào các nguồn năng lượng mới như: quang năng, phong năng, thủy năng, địa năng, năng lượng hạt nhân và năng lượng sinh học. Trong các loại năng lượng trên, năng lượng sinh học, cụ thể ở đây là xăng sinh học, là loại nhiên liệu mới được đưa vào sử dụng ở Việt Nam và đã gây ra nhiều ý kiến trái chiều. Vậy tại sao xăng sinh học lại là chủ đề được đưa ra tranh luận? Để có câu trả lời cho câu hỏi trên, hãy cùng tìm hiểu về khái niệm cũng như ưu, nhược điểm của loại nhiên liệu này. II. Khái niệm, ưu, nhược điểm của xăng sinh học 1. Khái niệm Đầu tiên chúng ta đi tìm lời giải đáp cho câu hỏi xăng sinh học là gì? Nói qua một chút về nhiên liệu sinh học. Nhiên liệu sinh học là loại nhiên liệu được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật: - Chế xuất từ chất béo của động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa…) - Chế xuất từ ngũ cốc (lúa mì, ngô, đậu tương…) - Chế xuất từ chất thải trong nông nghiệp (rơm, rạ, phân…) - Chế xuất từ sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa, gỗ thải…) Nhiên liệu sinh học được chia thành ba nhóm chính: diesel sinh học, xăng sinh học và khí sinh học. Ở đây ta chỉ tìm hiểu về xăng sinh học. Xăng sinh học là một loại nhiên liệu lỏng, trong đó có sử dụng ethanol như là một loại phụ gia nhiên liệu pha trộn vào xăng thay phụ gia chì. Ethanol được chế biến thông qua quá trình lên men các sản phẩm hữu cơ như tinh bột, cellulose, lignocellulose. Ethanol được pha chế với tỷ lệ thích hợp với xăng tạo thành xăng sinh học, có thể thay thế hoàn toàn cho loại xăng sử dụng phụ gia chì truyền thống. Ở Việt Nam, loại xăng sinh học đang được tiêu thụ là xăng sinh học E5. Xăng sinh học E5 là nhiên liệu chứa 5% thể tích cồn sinh học và 95% thể tích xăng truyền thống. 2. Ưu điểm Nhiên liệu sinh học nói chung và xăng sinh học nói riêng có 5 ưu điểm chính: - Trị số oc-tan cao: Do cồn sinh học đơn chất có trị số oc-tan cao (RON = 109) nên khi pha vào xăng nguyên chất sẽ giúp tăng trị số oc-tan cho hỗn hợp nhiên liệu. Đối với quá trình đốt cháy nhiên liệu của động cơ xe khi chúng ta vận hành, chính trị số oc-tan này giúp làm tăng hiệu suất cháy, giảm hiện tượng kích nổ, làm cho động cơ vận hành êm hơn và tăng tuổi thọ cho động cơ. - Giảm phát thải khí CO và hidro cacbon (HC): trong các kết quả nghiên cứu của phòng thí nghiệm động cơ đốt trong, động cơ sử dụng xăng sinh học E5 tạo ra rất ít khí thải CO và HC, ít hơn hẳn các loại xăng thông dụng như A92 và A95 tới 20%. Chính vì vậy, xăng sinh học có thể được coi là thân thiện với môi trường. Với hàm lượng ôxy cao hơn xăng thông dụng, quá trình cháy trong động cơ diễn ra triệt để hơn, tăng công suất, giảm tiêu hao nhiên liệu, và là cơ sở tạo ra ít khí thải độc hại CO và HC. - Thân thiện với môi trường và khả năng tái sinh: Vì xăng sinh học là loại nhiên liệu được chế xuất từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật nên nó là sản phẩm hoàn toàn thân thiện với môi trường và các nhiên liệu này hoàn toàn có khả năng tái sinh. - Giảm sự lệ thuộc vào năng lượng hóa thạch: Sử dụng xăng sinh học sẽ giảm sự lệ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch, bổ sung nguồn nhiên liệu thiếu hụt, giảm lượng xăng dầu nhập khẩu, đảm bảo an ninh năng lượng. Ước tính, nếu Việt Nam sử dụng toàn bộ xăng E5 trong năm 2012 sẽ giảm nhập khẩu gần 300.000m3 xăng, tương đương với khoảng 200 triệu USD. - Phát triển kinh tế xã hội địa phương: Sử dụng xăng sinh học giúp đóng góp vào phát triển kinh tế - xã hội của các cộng đồng địa phương và các ngành kinh tế đang phát triển do nhu cầu thu mua nguyên liệu thô cho sản xuất xăng sinh học tạo ra việc làm mới và thu nhập cho nông dân. 3. Nhược điểm Nhiên liệu sinh học nói chung và xăng sinh học nói riêng có 4 nhược điểm chính: - Tăng phát thải CO 2 và NO x : như đã nói, quá trình cháy khi sử dụng xăng sinh học được cải thiện, dẫn tới một hậu quả không mong muốn là sự tăng hàm lượng CO 2 do tăng lượng nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn. Tuy nhiên, có giả thiết cho rằng nếu xét đến chu trình kín của CO 2 có kể đến phần CO 2 được hấp thụ bởi các loại cây nguyên liệu để chế tạo ethanol thì tổng lượng CO 2 gây hiệu ứng nhà kính khi sử dụng xăng sinh học sẽ giảm xuống so với xăng truyền thống. Một hậu quả khác là sự tăng phát thải khí NO x . - Giá thành cao: Việc sản xuất và kinh doanh NLSH tại Việt Nam đang ở giai đoạn khởi đầu nên giá thành sản xuất còn cao và phụ thuộc rất nhiều vào giá nguyên liệu đầu vào của nông dân. Các doanh nghiệp tiên phong sản xuất, phân phối xăng sinh học chưa có mạng lưới phân phối ổn định, quy mô kinh doanh nhỏ nên các chi phí liên quan đến sản xuất và kinh doanh đều lớn. - Chi phí thay thế vật liệu và cải tiến động cơ: với xăng pha dưới 5% ethanol thì không cần phải thay đổi vật liệu chế tạo hay cải tiến các chi tiết trong động cơ. Tuy nhiên nếu sử dụng nhiên liệu xăng có hàm lượng ethanol cao có thể gây ảnh hưởng đến một số chi tiết kim loại, cao su, nhựa, polymer của động cơ. Từ đó ra đời dòng xe mới FFV (flexible fuel vehicles). Một điểm khác cần lưu ý là xăng sinh học có tính hút nước, nên nếu phương tiện chứa xăng sinh học không sử dụng trong 3 tháng trở lên sẽ có hiện tượng phân lớp, gây ảnh hưởng tới động cơ. - Cạnh tranh giữa an ninh năng lượng và an ninh lương thực: các quốc gia đang đầu tư mạnh vào việc sản xuất nhiên liệu sinh học thay thế nguồn dầu lửa đang ngày một khan hiếm và giá cả tăng cao. Người ta đã tính được rằng, để lấp đầy khoảng thiếu hụt xăng dầu từ năm 2001 đến 2007, tổng sản lượng ethanol trên toàn thế giới đã tăng gấp 3 lần từ 18,5 tỷ lít lên đến 60 tỷ lít. Tương tự, tổng sản lượng dầu diesel sinh học đã tăng gần gấp 10 lần từ 1 tỷ lít lên đến hơn 9 tỷ lít. Sự mâu thuẫn và cạnh tranh giữa sản xuất năng lượng ethanol với nhu cầu ngũ cốc, cây lương thực, thực phẩm đang diễn ra quyết liệt: • Cạnh tranh trực tiếp: hiện nay nguồn nguyên liệu chính để làm ra nhiên liệu sinh học là nông sản, nó là thức ăn cho động vật trong các trại chăn nuôi hoặc hơn thế nữa, đó chính là nguồn thực phẩm của nhân loại. Do vậy việc sử dụng nông sản làm thực phẩm hay làm nguyên liệu sản xuất ethanol trở thành một chủ đề nóng. • Cạnh tranh gián tiếp: việc phát triển trồng cây năng lượng tạo sự cạnh tranh đất canh tác giữa đất trồng cây lương thực và đất trồng cây năng lượng. Ngoài ra còn sự cạnh tranh về giá cả do việc nông dân sẽ có lợi nhuận cao hơn khi trồng cây năng lượng, dẫn tới sự chuyển đổi cây trồng từ việc trồng cây lương thực sang trồng cây cho năng lượng. III. Kết luận Qua quá trình tìm hiểu, có thể thấy việc sử dụng xăng sinh học nói riêng và nhiên liệu sinh học nói chung là một hướng đi đầy hứa hẹn, có nhiều ưu thế, xong cần phải tìm hiểu kỹ lưỡng và có chính sách phát triển phù hợp để tránh rơi vào tình trận mất cân bằng giữa an ninh lương thực và an ninh năng lượng. Đồng thời cũng cần đẩy mạnh đầu tư nghiên cứu về các nguồn năng lượng mới khác để bài toán nhu cầu năng lượng được trọn vẹn giải quyết, trong xu thế nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt và nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng, cũng như sự biến đổi khí hậu và ấm lên toàn cầu do hậu quả của việc khai thác quá mức nguồn nhiên liệu hóa thạch. . LUẬN MÔN HỌC TRUYỀN THÔNG MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI Phân tích các ưu/nhược điểm khi sử dụng xăng sinh học thay thế cho các nhiên liệu truyền thống ở Việt Nam BÀI. thụ là xăng sinh học E5. Xăng sinh học E5 là nhiên liệu chứa 5% thể tích cồn sinh học và 95% thể tích xăng truyền thống. 2. Ưu điểm Nhiên liệu sinh học nói