viỆc sỬ dỤng etanol cÓ ĐÒi hỎi thay thẾ mÁy mÓc … filehi bay hơi sẽ giúp hạ...

VIỆC SỬ DỤNG ETANOL CÓ ĐÒI HỎI THAY THẾ MÁY MÓC ĐỘNG CƠ HAY KHÔNG?

PGS.TS. Lê Anh Tuấn

Viện Cơ khí động lựcTrường Đại học Bách khoa Hà Nội

09, tháng 12, 2010

HỘI THẢO “Chính sách Phát triển NLSH cho Việt Nam - Sự lựa chọn cho Tương lai”

School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology

Nội dung

1. Lời nói đầu

2. Một số tính chất lý hóa quan trọng

3. Nghiên cứu sử dụng etanol sinh học ở Việt Nam

4. Việc sử dụng etanol có đòi hỏi thay thế máy móc động cơ hay không?

5. Kết luận và kiến nghị


Lời nói đầu

Nikolaus August OttoPhát minh động cơ 4 kỳ dùng nhiên liệu etanol - 1876

Rudolf dieselĐộng cơ diesel dùng dầu lạc- 1898

Henry FordÔ tô chạy bằng nhiên liệu etanol (Ford T- 1908)

Ford Model T (1908) running on ethanol fuel


Lời nói đầu

Etanol sinh học: Nguồn năng lượng tái tạo

Phân loại theo thành phần:

Etanol ngậm nước (hydrous): 96°

Etanol khan (anhydrous): 99°trở lên

Phân loại theo sử dụng:

Đồ uống, công nghiệp, nhiên liệu

Phân loại theo nguyên liệu:

Đường, tinh bột: Thế hệ thứ nhất Chất xơ (cellulose): Thế hệ thứ 2

Source: Dr. Christoph Berg, F.O. Licht


Lời nói đầu

Năm 2009 sản lượng etanol thế giới đạt 19,5 tỷ gallons (73,9 tỷ lít) Brazil và Hoa Kỳ chiếm 89%. Brazil - 6,57 tỷ gallons (24,9 tỷ lít)

Source: http://www.marketresearchanalyst.com, Jan. 2008


Một số tính chất lý hóa quan trọng

Hòa tan vô hạn trong nước. Tỷ trọng cao hơn 1 chút so với xăng thông dụng (0,7917 kg/lít so với tỷ trọng 0,7291 kg/lít của

xăng RON 92)

Có nhiệt hóa hơi cao hơn xăng: Khi bay hơi sẽ giúp hạ nhiệt độ môi chất nạp, làm tăng hệ số nạp, và có khả năng giảm nhiệt độ cháy.

Chỉ số ốc tan cao hơn so với xăng: Chống kích nổ tốt hơn

Tỷ lệ không khí/ nhiên liệu cần thiết để cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu thấp (9 so với 14,6 của xăng): Giảm CO, HC

Có giới hạn cháy rộng hơn: Cho phép sử dụng hỗn hợp không khí/nhiên liệu đậm hơn nhằm nâng cao công suất động cơ



Quan hệ giữa áp suất hóa hơi và tỷ lệ etanol trong hỗn hợp xăng - etanol (Nguồn: Dựa trên dữ liệu cung cấp bởi Bennett J, Ford

Motor Company 2007)



Khả năng bay hơi thấp hơn và điểm bắt cháy lớn: Tồn trữ và vận chuyển an toàn hơn

Giúp nâng cao hiệu quả của bộ xúc tác tới 24%: Nhờ hàm lượng lưu huỳnh thấp

Nhiệt trị thấp của etanol là 21,2MJ/lít, chỉ bằng 2/3 của nhiên liệu xăng (30,1 MJ/lít)

Có tính hút nước mạnh: Có thể gây ăn mòn động cơ và hệ thống hạ tầng cung cấp

Khả năng bôi trơn thấp hơn của hỗn hợp xăng –etanol so với nhiên liệu xăng: chưa có một báo cáo nào thể hiện ảnh hưởng xấu đến độ mòn và độ bền của động cơ trong suốt 20 năm qua(Shelley Minteer, 2006)


Nghiên cứu sử dụng etanol sinh học ở Việt Nam

Nghiên cứu sử dụng etanol sinh học E5, E10: PTN Động cơ đốt trong, ĐHBK HN

6,50 6,24

-6,37

-14,40

-21,65

31,67

11,375,03 4,43

-5,41

-16,06 -17,21

16,94

11,64

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

E5 E10

Cải thiện(%)

THC

CH4

NOx

CoCo2

hot

THC



Sử dụng nhiên liệu E5 so với xăng RON92 trên xe máy:• Công suất tăng 6,50% • Suất tiêu thụ nhiên liệu giảm tới 6,37%• Phát thải mônôxít cácbon (CO) giảm 14,40% • Phát thải hyđrô cácbon (HC) giảm 21,65%• Phát thải NOx và CO2 cao hơn

Nghiên cứu đánh giá độ bền động cơ xe ô tô sử dụng nhiên liệu E5 của VPI: Sau 455 giờ chạy động cơ (36.000km vận hành). Tại chế độ tốc độ

5.500 v/ph và 95%:• Công suất giảm 1,887% đối với nhiên liệu E5, 2,242% đối với xăng

RON92• Tiêu thụ nhiên liệu của động cơ sử dụng nhiên liệu E5 tăng 3,977%,

trong khi giá trị này là 4,406% E5 hoàn toàn không xẩy ra hiện tượng tách lớp sau 60 ngày theo

dõi trong môi trường kín



Nghiên cứu tương thích vật liệu động cơ xe máy với xăng sinh học E5, E10 và E20: PTN ĐCĐT, ĐHBK HN và Viện Hóa học công nghiệp VN

Ảnh chụp trước và sau 1500 giờ ngâm tiêu chuẩn



Ảnh chụp trên kính hiển vi điện tử



Một số nghiên cứu khác: Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học có pha etanol

và một số hợp chất có nguồn gốc dầu thực vật: APP, 2006 Sử dụng etanol E5 trên 50 xe taxi thuộc hiệp hội taxi TP Hà Nội:

Công ty Cổ phần Hoá dầu&Nhiên liệu Sinh học Dầu khí, Tập đoàn Dầu khí, 2008

Phát triển phụ gia cho nhiên liệu E10 và D5: VPI, 2009

Các kết quả nghiên cứu đối với E5 đều phản ánh tích cực tính tương đồng về Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật Phát thải Tương thích vật liệu Độ bền, tuổi thọ


Việc sử dụng etanol có đòi hỏi thay thế máy móc động cơ hay không?

Sử dụng etanol ở các nước trênthế giới Châu Âu và Ấn độ sử dụng tối đa 5%

etanol (E5) Mỹ sử dụng 10% etanol (E10) Brazil bắt buộc sử dụng từ 22% - 25%

etanol Thái Lan: Bắt buộc sử dụng E5, E20 và

E85 được giới thiệu từ 2008



Tất cả các hãng, các dòng xe sản xuất ở Hoa Kỳ đều đáp ứng E10



Sử dụng etanol sinh học ở Brazil 1976: Bắt đầu sử dụng xăng sinh học E10 đến E22 1993: Sử dụng E22 trên toàn lãnh thổ 2003:

• Quy định giới hạn hàm lượng etanol trong hỗn hợp nhiên liệu trong khoảng 20% đến 25%

• Giới thiệu phương tiện sử dụng nhiên liệu linh hoạt FFV 2007: Bắt buộc sử dụng hỗn hợp 25% etanol khan và 75% xăng 2009: FFV chiếm 92,3% tổng số xe con và xe tải nhẹ bán ra 2010: Số lượng xe con và xe tải nhẹ FFV đạt con số tổng cộng 10

triệu chiếc



Sử dụng etanol sinh học ở Brazil Những yêu cầu cải tiến động cơ cần thiết khi tăng tỷ lệ etanol trong

hỗn hợp nhiên liệu xăng-etanol


E85 và phương tiện sử dụng nhiên liệu linh hoạt FFV E85 phát triển rất mạnh mẽ ở Mỹ từ năm 1992. Tỷ lệ tăng trưởng

hằng năm về số lượng xe từ 1996 đến 2005 là 78,8% • Không đủ etanol cung cấp cho thì trường (85% etanol trong hỗn hợp)• Cải tiến động cơ đáp ứng việc khởi động lạnh, tương thích vật liệu và

công suất FFV (Flexible Fuel Vehicles)

• Nhiên liệu thay đổi linh hoạt từ E0 đến E85• Được sử dụng rộng rãi ở Hoa Kỳ, Brazil, Thụy Điển• Các hãng có sản phẩm FFV: CHRYSLER, FORD, GM, TOYOTA,

MERCEDES-BENZ, ISUZU, MAZDA, NISSAN



Sử dụng etanol sinh học ở Việt Nam

Sử dụng rộng rãi E5 là bước khởi đầu hợp lý do: • Lượng etanol được sản xuất trong nước đang hạn chế• Đã qua các bước nghiên cứu thử nghiệm đầy đủ và tin cậy• Không phải quan tâm đến cải tiến động cơ, đặc biệt là đối với

động cơ xăng thế hệ cũ sử dụng bộ chế hòa khí• Sẵn có QCVN 1 : 2009/BKHCN

Tiến tới sử dụng E10 :• Khẩn trương hoàn thiện các hành lang pháp lý• Khuyến khích sử dụng thí điểm E10 dựa trên kinh nghiệm sử

dụng E10 của Thái Lan, Trung Quốc, Hoa Kỳ và Brazil• Khuyến khích và hỗ trợ các nghiên cứu về sử dụng xăng sinh

học E10




Việc sử dụng hỗn hợp có tỷ lệ etanol cao hơn E10:• Cần nghiên cứu kỹ hơn về tương thích vật liệu• Cải tiến và nâng cấp hệ thống phân phối• Nghiên cứu điều chỉnh kết cấu của động cơ• Đánh giá độ bền, tuổi thọ và dầu bôi trơn của động cơ

FFV là một giải pháp kích cầu thị trường


Kết luận và kiến nghị Khuyến khích sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học

là một chủ trương thích hợp Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, đa dạng hóa nguồn năng

lượng Cải thiện công ăn việc làm cho nông dân, khuyến khích phát triển vùng

sâu, vùng xa Giảm ô nhiễm môi trường và giảm phát thải gây hiệu ứng nhà kính

Sử dụng xăng sinh học E5 và E10 Không cần thiết phải thay thế máy móc động cơ khi sử dụng E5. Không

cần thiết phải cải tiến động cơ khi sử dụng E5 và E10 E5 có thể coi như một phụ gia làm giàu oxy và tăng chỉ số Ốctan cho

nhiên liệu Không gây khó khăn khi khởi động do E5, E10 bay hơi rất tốt Hoàn thiện các hành lang pháp lý cho E10 Lưu ý về tần suất sử dụng phương tiện nhằm tránh sự hút nước của nhiên

liệu etanol


Kết luận và kiến nghị

Sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol cao hơn E10

Cần có sự đồng thuận của 4 thành phần: Nhà quản lý, nhà sản xuất và phân phối nhiên liệu, người tiêu dùng và nhà sản xuất phương tiện

Có thêm những nghiên cứu kỹ lưỡng về: nguyên liệu sản xuất, tương thích đối với phương tiện đang lưu hành, giải pháp kỹ thuật, công nghệ đối với động cơ

Cám ơn quý vị đã chú ý lắng nghe !

PGS.TS. Lê Anh TuấnPhó Viện Trưởng Viện cơ khí động lựcTrưởng Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trongTrường Đại học Bách khoa Hà NộiEmail: [email protected]: http://ite.hut.edu.vn

viỆc sỬ dỤng etanol cÓ ĐÒi hỎi thay thẾ mÁy mÓc … filehi bay hơi sẽ giúp hạ...

Documents