<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

TIỂU LUẬN

NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRÊN ĐỘNG CƠ

MÔN: NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Lý Vĩnh Đạt

LỚP: Thứ 6 tiết 123

TP. Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 05 năm 2022

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU...1

1. Lý do chọn đề tài...1

2. Mục tiêu nghiên cứu...1

3. Đối tượng nghiên cứu...1

4. Phương pháp nghiên cứu...1

CHƯƠNG I: CÁC NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ HIỆN NAY...2

1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NHIÊN LIỆU...2

CHƯƠNG II: CÁC NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRÊN ĐỘNG CƠ...9

1. LÝ DO CHỌN NHIÊN LIỆU THAY THẾ...9

2. NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRÊN ĐỘNG CƠ...9

2.1. Khái niệm...9

2.2. Một số nhiên liệu thay thế trên động cơ...9

2.3. Công dụng nhiên liệu thay thế trên động cơ...12

2.4. Ưu nhược điểm của nhiên liệu thay thế...12

a) Ưu điểm...12

b) Nhược điểm...13

2.5. Một số thành tựu của nhiên liệu thay thế...13

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

a) Ơ tơ chạy bằng điện...13

b) Ơ tơ chạy bằng hydro...15

c) Ơ tơ chạy bằng khí nén...17

d) Ơ tô chạy bằng biodiesel...20

CHƯƠNG III: TỔNG KẾT...23

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

LỜI NÓI ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Trong thời đại 4.0 hiện nay, nhu cầu về vật chất và tinh thần ngày càng tăng kéo theo đó vật giá càng leo thang, đặc biệt là giá nhiên liệu và thực phẩm.

Và ở thời điểm mà mọi người hiện nay ít nhất mỗi gia đình đều có một chiếc xe máy hoặc thậm chí ơ tơ thì nhiên liệu lại đang trở thành một phần thiết yếu của mọi người hiện nay. Thực trạng hiện nay, các nguồn tài nguyên thiên nhiên đang dần bị khai thác cạn kiệt, các vấn nạn mơi trường, biến đổi khí hậu,... càng trở nên trầm trọng; trong sự xung đột của Ukraine và Nga đã làm dấy lên làn sóng tăng mạnh giá nhiên liệu trên tồn thế giới thì việc giải quyết vấn đề về nhiên liệu ngày càng quan trọng để đáp ứng nhu cầu về di chuyển của con người. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã nghỉ ra một phương án đó là thay thế nguồn nhiên liệu hiện tại trên động cơ (xăng, dầu diesel,...) bằng các nguồn nhiên liệu thay thế khác (nhiên liệu pha ethanol, nitơ hóa lỏng,...) nhưng vẫn cịn nhiều khó khăn và đang hồn thiện nhưng đây là một trong những phương án tối ưu nhất hiện tại.

2. Mục tiêu nghiên cứu

Hiểu rõ bản chất, nguyên lý hoạt động của một số nhiên liệu thay thế đang được sử dụng hiện nay.

3. Đối tượng nghiên cứu

Nhiên liệu thay thế đang được áp dụng: dầu diesel sinh học, nhiên liệu pha ethanol,... và chưa được áp dụng: nước,... hiện nay.

4. Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên các kiến thức đã học trên lớp và các tài liệu tham khảo khác giải thích nguyên lí, cách thức vận hành,... của các nhiên liệu thay thế hiện nay.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

CHƯƠNG I: CÁC NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ HIỆN NAY

1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NHIÊN LIỆU

1.1. Nhiên liệu là gì?

Nhiên liệu là (nhiên nghĩa là "cháy, đốt", liệu trong vật liệu) là vật chất được sử dụng để giải phóng năng lượng khi cấu trúc vật lý hoặc hóa học bị thay đổi. Nhiên liệu giải phóng năng lượng thơng qua q trình hóa học như cháy hoặc q trình vật lý, ví dụ phản ứng nhiệt hạch phản ứng phân hạch, . Tính năng quan trọng của nhiên liệu đó là năng lượng có thể được giải phóng khi cần thiết và sự giải phóng năng lượng được kiểm sốt để phục vụ mục đích của con người.

Mọi dạng sự sống trên Trái Đất – từ những cấu trúc vi sinh vật cho đến động vật và con người, đều phụ thuộc và sử dụng nhiên liệu là nguồn cung cấp năng lượng. Các tế bào trong cơ thể sống tham gia q trình biến đổi hóa học mà qua đó năng lượng trong thức ăn hoặc ánh sáng Mặt trời được chuyển hóa thành những dạng năng lượng có thể duy trì sự sống.

Con người sử dụng nhiều cách thức nhằm biến đổi năng lượng ở nhiều hình thức thành những dạng phù hợp mới mục đích sử dụng phục vụ cuộc sống và các quá trình xã hội. Ứng dụng giải phóng năng lượng từ nhiên liệu rất đa dạng trong cuộc sống như đốt cháy khí tự nhiên để đun nấu, kích nổ xăng dầu để chạy động cơ, biến năng lượng hạt nhân thành điện năng, v.v..

Các dạng nhiên liệu phổ biến được dùng là dầu hỏa xăng dầu, , than đá, chất phóng xạ, v.v..

Nhiên liệu sinh học là loại nhiên liệu được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học) như nguyên liệu chế xuất từ chất béo của động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa,...);ngũ cốc (lúa mì,ngơ,đậu,tương,...); chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ,phân chuồng,...); sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải,...). Biogas, xăng sinh học là các loại nhiên liệu sinh học thân thiện với môi trường.

1.2. Lịch sử phát triển

Năng lượng - Lịch sử nhân loại từ than củi tới hạt nhân là "sự hoảng loạn" của Hoàng gia Anh thời Nữ hoàng Elizabeth đệ nhất (thế kỷ 16), khi lo sợ rằng rừng sẽ không đủ để sưởi ấm nước Anh khi người ta tiêu thụ gỗ ngày một nhiều để đốt lửa sưởi ấm trong những mùa đông dài lạnh lẽo ở đảo quốc sương mù.

Thế rồi người ta tìm ra các mỏ than, biến than thành một nguồn chất đốt chủ lực để sưởi ấm (và cũng dẫn tới hệ lụy ô nhiễm khói than sau này); rồi từ đốt than, khai thác than, người Anh đã dùng than để hóa hơi nước và tạo ra động cơ hơi nước, từ đó tạo ra cuộc cách mạng cơng nghiệp lần thứ nhất.

2

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Người Anh cũng từ than tạo ra khí gas như một nguồn nhiên liệu thắp sáng thay những ngọn nến cũ tù mù, góp phần xóa sổ ngành săn bắt cá voi để lấy mỡ làm nến.

Richard Rhodes đi theo từng tiến trình của lịch sử các cuộc cách mạng công nghiệp để tiếp tục mô tả sự phát triển của các nguồn năng lượng mà ta đang dùng hiện nay như điện năng (từ các nhà máy nhiệt điện tới xây dựng các con đập thủy điện, cho tới sự bùng nổ của các nhà máy điện hạt nhân, hay sự nổi lên của điện gió, điện mặt trời gần đây như những nguồn năng lượng sạch cho tương lai), hay ngành công nghiệp khai thác dầu mỏ và khí thiên nhiên ở Mỹ, ở Trung Đông...

Năng lượng - Lịch sử nhân loại từ than củi tới hạt nhân được viết khá dễ hiểu ngay cả với các chủ đề tưởng chừng "khó nhằn" với nhiều người.

Đọc sách, người đọc sẽ thấy được một bức tranh rõ hơn về nhiều mặt của các cuộc cách mạng công nghiệp, thấy cả những mất mát mà nhân loại từng phải đánh đổi để có sự phát triển như ngày nay (sự đổ máu của những người tiên phong, sự đánh đổi về môi trường...), hay những nỗ lực phi thường của các nhà phát minh trong các cuộc chạy đua cơng nghệ đó.

Ta cũng có thể hình dung một thế giới phương Tây trong thế kỷ 17 đến 19 như cuồng lên bởi các phát minh khoa học kỹ thuật, tiền đề cho thế giới ngày hơm nay.

Vượt xa ngồi những câu chuyện kể, tác giả giúp chúng ta có cái nhìn rõ hơn về những lựa chọn về năng lượng mà loài người đang theo đuổi trong khi đối mặt với một thách thức cực lớn - biến đổi khí hậu.

Từ khoa học kỹ thuật của các cuộc cách mạng năng lượng cho tới thách thức mơi trường, dân số và khí hậu toàn cầu, cuốn sách cho ta nhiều bài học đáng suy ngẫm và thảo luận.

2. NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ HIỆN NAY

2.1. Xăng

a) Khái niệm

Xăng hay Ét xăng (tiếng Pháp: essence) là một chất lỏng dễ cháy có nguồn gốc từ dầu mỏ, được sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu trong hầu hết các động cơ đốt trong. Nó bao gồm chủ yếu là các hợp chất hữu cơ thu được từ quá trình chưng cất phân đoạn dầu mỏ, được tăng cường với nhiều loại phụ gia.

Đặc tính của hỗn hợp xăng đặc biệt để chống cháy quá sớm (nguyên nhân gây ra hiện tượng kích nổ máy và làm giảm hiệu quả trong động cơ piston) được đo bằng chỉ số octane, được sản xuất theo nhiều cấp độ. Sau khi được sử dụng rộng rãi để tăng chỉ số octane, chì ê-ty-len (dùng chống kích nổ) và các hợp chất chì khác khơng cịn được sử dụng ở hầu hết các lĩnh vực (chúng vẫn được sử dụng trong hàng không và đua xe hơi). Các hóa chất khác thường được thêm vào xăng để cải thiện tính ổn định và hiệu suất của hóa chất, kiểm sốt sự ăn mịn và cung cấp hệ thống làm sạch nhiên liệu. Xăng

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

có thể chứa các hóa chất chứa oxy như ethanol MTBE, hoặc ETBE để cải thiện quá trình đốt cháy.

Xăng có thể xâm nhập vào mơi trường khơng có tổ chức, cả dưới dạng lỏng và hơi, do rị rỉ và xử lý trong q trình sản xuất, vận chuyển và giao hàng (ví dụ: từ bể chứa, từ sự cố tràn, v.v.). Là một ví dụ về các nỗ lực kiểm sốt rị rỉ như vậy, nhiều bể chứa dưới lịng đất được u cầu phải có các biện pháp rộng rãi để phát hiện và ngăn chặn rị rỉ đó. Xăng chứa benzen và các chất gây ung thư được biết đến khác.

b) Lịch sử

Các động cơ đốt trong đầu tiên phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng vận chuyển, được gọi là động cơ Otto, được phát triển ở Đức trong quý cuối của thế kỷ 19. Nhiên liệu cho những động cơ đầu tiên này là một hydrocarbon tương đối dễ bay hơi thu được từ khí than. Với điểm sôi gần 85 °C (185 °F) (octaneee sôi cao hơn khoảng 40 °C), nó rất phù hợp cho bộ chế hịa khí sớm (thiết bị bay hơi). Sự phát triển của bộ chế hịa khí "vịi phun" cho phép sử dụng nhiên liệu ít bay hơi hơn. Những cải tiến hơn nữa về hiệu suất động cơ đã được thử ở các tỷ số nén cao hơn, nhưng những nỗ lực ban đầu đã bị chặn bởi vụ nổ nhiên liệu sớm, được gọi là kích nổ.

Năm 1891, q trình lọc dầu Shukhov đã trở thành phương pháp thương mại đầu tiên trên thế giới để phá vỡ các hydrocarbon nặng hơn trong dầu thô để tăng tỷ lệ sản phẩm nhẹ hơn so với chưng cất đơn giản.

Sự phát triển của xăng theo sự phát triển của dầu mỏ là nguồn năng lượng thống trị trong thế giới công nghiệp hóa. Trước Thế chiến thứ nhất, Anh là cường quốc công nghiệp lớn nhất thế giới và phụ thuộc vào hải quân của mình để bảo vệ việc vận chuyển ngun liệu thơ từ các thuộc địa của mình. Đức cũng đang cơng nghiệp hóa và, giống như Anh, thiếu nhiều tài nguyên thiên nhiên phải được chuyển đến nước sở tại.

Đến những năm 1890, Đức bắt đầu theo đuổi chính sách nổi tiếng tồn cầu và bắt đầu xây dựng một hải quân để cạnh tranh với Anh. Than là nhiên liệu cung cấp năng lượng cho hải quân của hai nước. Mặc dù cả Anh và Đức đều có trữ lượng than tự nhiên, nhưng những phát triển mới về dầu làm nhiên liệu cho tàu đã thay đổi tình hình. Tàu chạy bằng than là một điểm yếu chiến thuật vì quá trình nạp than cực kỳ chậm và bẩn và khiến con tàu hoàn tồn dễ bị tấn cơng, và nguồn cung than khơng đáng tin cậy tại các cảng quốc tế khiến những chuyến đi đường dài trở nên không thực tế. Những lợi thế của dầu mỏ đã sớm tìm thấy hải quân trên thế giới chuyển đổi sang dầu, nhưng Anh và Đức có rất ít trữ lượng dầu trong nước. Cuối cùng, Anh đã giải quyết được sự phụ thuộc vào dầu của hải quân bằng cách đảm bảo dầu từ Royal Dutch Shell và Công ty dầu mỏ Anglo-Persian và điều này được xác định xăng đến từ đâu và chất lượng xăng.

4

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Trong thời kỳ đầu phát triển động cơ xăng, máy bay đã buộc phải sử dụng xăng xe cơ giới vì xăng hàng không chưa tồn tại. Những nhiên liệu ban đầu này được gọi là xăng chưng cất trực tiếp và là sản phẩm phụ từ quá trình chưng cất một loại dầu thô duy nhất để sản xuất dầu hoả. Xăng chưng cất trực tiếp sớm nhất là kết quả của việc chưng cất dầu thơ phía đơng và khơng có sự pha trộn của các sản phẩm chưng cất từ các loại rượu khác nhau. Thành phần của những nhiên liệu ban đầu này chưa được biết và chất lượng rất khác nhau vì dầu thơ từ các mỏ dầu khác nhau xuất hiện trong các hỗn hợp hydrocarbon khác nhau theo các tỷ lệ khác nhau.

Các hiệu ứng động cơ được tạo ra bởi quá trình đốt cháy bất thường (kích nổ động cơ và đánh lửa trước) do nhiên liệu cấp thấp chưa được xác định, và kết quả là khơng có đánh giá nào về khả năng chống cháy bất thường cho xăng. Đặc điểm chung mà theo đó các loại xăng ban đầu được đo là trọng lượng riêng thông qua thang Baumé và sau đó là độ bay hơi (xu hướng hóa hơi) được chỉ định theo các điểm sơi, đã trở thành trọng tâm chính cho các nhà sản xuất xăng dầu. Những loại xăng dầu thơ phía đơng ban đầu có kết quả thử nghiệm Baumé cao (65 tới 80 độ Baumé) mà được gọi là "High-Test" Pennsylvania hay đơn giản là các loại xăng "High-Test". Chúng thường được sử dụng cho động cơ máy bay.

Đến năm 1910, sản xuất xe hơi tăng và tiêu thụ xăng tăng lên đã tạo ra nhu cầu lớn hơn về xăng. Ngồi ra, điện khí hóa ngày càng tăng tạo ra nhu cầu dầu hỏa giảm, tạo ra vấn đề về nguồn cung. Có vẻ như ngành cơng nghiệp dầu đang phát triển sẽ bị mắc kẹt trong việc sản xuất dầu hỏa quá mức và xăng sản xuất kém vì chưng cất đơn giản khơng thể thay đổi tỷ lệ của hai sản phẩm từ bất kỳ loại dầu thô nào. Giải pháp xuất hiện vào năm 1911, khi sự phát triển của quy trình Burton cho phép cracking nhiệt dầu thô, làm tăng năng suất phần trăm của xăng từ các hydrocarbon nặng hơn. Điều này được kết hợp với việc mở rộng thị trường nước ngoài để xuất khẩu dầu hỏa dư thừa mà thị trường trong nước khơng cịn cần thiết. Những loại xăng "cracking nhiệt" mới này được cho là khơng có tác dụng có hại và sẽ được thêm vào loại xăng chưng cất trực tiếp. Ngồi ra cịn có cách thực hành pha trộn các chất chưng cất nặng và nhẹ để đạt được kết quả đọc Baumé mong muốn và gọi chung là các loại xăng "pha trộn".

Dần dần, sự biến động đã đạt được sự ưu ái so với thử nghiệm Baumé, mặc dù cả hai sẽ tiếp tục được sử dụng kết hợp để chỉ định một loại xăng. Cuối tháng 6 năm 1917, Standard Oil (nhà máy lọc dầu thơ lớn nhất tại Hoa Kỳ vào thời điểm đó) tuyên bố rằng tài sản quan trọng nhất của xăng dầu là sự biến động của nó. Người ta ước tính rằng mức đánh giá tương đương với các loại xăng chưng cất trực tiếp này dao động từ 40 đến 60 octaneee và "Thử nghiệm cao", đôi khi được gọi là "cấp chiến đấu", có thể trung bình từ 50 đến 65 octaneee.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Ngày 15/12/2017, xăng sinh học E5 chính thức mở bán tại các cây xăng ở Việt Nam. Đến nay, xăng sinh học này vẫn ngày càng lên ngôi và chiếm lĩnh thị trường.

Đây là loại xăng được tạo nên từ việc pha trộn xăng A92 với các nhiên liệu sinh học bio-ethanol theo tỷ lệ 95:5. Chúng được sử dụng làm nhiên liệu cho các loại động cơ đốt trong như xe máy, ô tô…

Bio-Ethanol được sản xuất từ các loại lương thực khơ, an tồn tuyệt đối như ngơ, sắn, ngũ cốc và củ cải đường lên men. Bio-Ethanol thu được sau khi chưng cất có dạng hỗn hợp gồm nước và Ethanol. Do đó, người ta sẽ tách nước để lấy được Ethanol khan trước khi trộn với xăng A92. Riêng Brazil lại sản xuất bio-ethanol từ mía đường, nhiều tới mức năm 2012 chính phủ Brazil xem xét chính sách cơng nhận ethanol là sản phảm chính của mía và chuyển đường thành sản phẩm phụ. Tại Việt Nam, các nguyên liệu được dùng để pha chế xăng sinh học E5 đều sẽ được trải qua quá trình giám định

Trị số ốctan của xăng biểu hiện tính chống kích nổ của xăng. Xăng có trị số ốctan càng cao thì tính chống kích nổ càng cao. Xăng có trị số ốctan cao sử dụng cho động cơ có tỉ số nén cao. Nếu sử dụng xăng có trị số ốctan thấp cho xe có tỉ số nén cao sẽ gây hiện tượng cháy kích nổ. Nếu sử dụng xăng có trị số ốctan cao cho xe có tỉ số nén thấp thì xăng sẽ cháy khó cháy, cháy khơng hết tạo cặn than làm bẩn máy, hao xăng. Chỉ số octaneee thấp nhất là 92 và cao nhất đang sử dụng là 98.

Tính bay hơi thích hợp

Xăng muốn cháy được trong máy thì cần phải bay hơi, trộn với một lượng oxy vừa đủ để đạt được hiệu suất đốt cao nhất, đối với động cơ đốt trong, chúng được trộn với nhau thơng qua bộ chế hịa khí. Nếu xăng bay hơi khơng thích hợp thì máy sẽ không phát huy được hết công suất, hao xăng nhiều và gặp phải những sự cố kỹ thuật sau:

Hiện tượng nghẹt xăng hay nút hơi Hiện tượng ngộp xăng (sặc xăng) Tính ổn định hóa học cao

6

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Khả năng giữ vững bản chất hóa học chống lại ảnh hưởng của mơi trường xung quanh gọi là tính ổn định hóa học của xăng. Tính ổn định hóa học của xăng bị ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố: nhiệt độ, diện tích tiếp xúc với khơng khí, độ sạch và khô của vật chứa, mức độ tồn chứa và thời gian tồn chứa Xăng có hàm lượng keo nhựa càng cao thì có tính ổn định hóa học càng thấp.

Khơng có sự ăn mịn, tạp chất cơ học và nước

Xăng có tính ăn mịn kim loại do sự có mặt của các hợp chất lưu huỳnh, các axít, keo nhựa chưa tinh chế hết trong q trình chế biến.

Tạp chất cơ học có trong xăng gồm những chất từ bên ngồi rơi vào trong q trình bơm rót, vận chuyển như cát, bụi, các chất được pha thêm trong quá trình sản xuất, chế biến như nhiên liệu cháy, chất ổn định, …

Nước từ bên ngoài rơi vào xăng trong quá trình xuất, nhập, tồn chứa....

e) Các quốc gia tiêu thụ xăng lớn - Hoa Kỳ (dữ liệu lấy ngày 13/09/2021)

Mặc dù thực tế là tác động của cơn bão Ida đối với lĩnh vực xăng dầu đã làm sai lệch dữ liệu trong báo cáo hàng tồn kho của Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA). Dự trữ dầu thô giảm 1,5 triệu thùng trong tuần tính đến ngày 3/9, thấp hơn mức trung bình 5 năm cho thời điểm này trong năm.

Tồn kho xăng giảm 7,2 triệu thùng trong kỳ, so với mức giảm 1,3 triệu thùng/ngày của tuần trước. Đối với sản phẩm chưng cất trung bình, EIA ước tính lượng tồn kho giảm 3,1 triệu thùng trong tuần tính đến ngày 3/9, mức giảm lớn hơn so với mức giảm 1,7 triệu thùng của tuần trước.

Xăng động cơ thành phẩm được cung cấp trong tuần tính đến ngày 3/9 tăng lên 9,608 triệu thùng/ngày (bpd), tăng so với 9,578 triệu thùng/ngày của tuần trước. Theo dữ liệu của EIA, nhu cầu xăng trung bình trong 4 tuần ở Mỹ ở mức 9,523 triệu thùng/ngày, tăng 8,9% so với mức 8,742 triệu thùng/ngày trong những tuần đó vào năm 2020.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Nhu cầu nhiên liệu máy bay trung bình trong 4 tuần tăng 65,3% so với năm ngoái, lên 1,622 triệu thùng/ngày. Nhu cầu sản phẩm chưng cất tăng 11,2% lên 4,126 triệu thùng/ngày.

- Trung Quốc (dữ liệu lấy ngày 28/12/2021)

Năm ngối, nhóm nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu Kinh tế & Cơng nghệ CNPC (ETRI) nói rằng, nhu cầu dầu của Trung Quốc sẽ đạt đỉnh ở mức 730 triệu tấn mỗi năm vào khoảng năm 2025.

Trong báo cáo mới nhất của mình ETRI cho biết, mức tiêu thụ nhiên liệu diesel, xăng và dầu hỏa được dự báo sẽ đạt đỉnh vào khoảng năm 2025 vào khoảng 390 triệu tấn mỗi năm. Nhu cầu hóa dầu mạnh mẽ sẽ hỗ trợ tiêu thụ gia tăng cho đến năm 2030.

ETRI cho biết nhu cầu dầu tổng thể sẽ giảm sau năm 2030 do tiêu thụ vận tải giảm trong bối cảnh điện khí hóa các phương tiện trong khi nhu cầu hóa chất vẫn ổn định trong giai đoạn này,.

ETRI cũng điều chỉnh mức đỉnh của tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp của Trung Quốc lên 6,01 tỷ tấn than tiêu chuẩn mỗi năm vào khoảng năm 2030 từ 5,6 tỷ tấn mỗi năm.

ETRI cũng dự báo mức tiêu thụ khí tự nhiên (một loại nhiên liệu cầu nối quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng và giảm thiểu carbon) sẽ đạt đỉnh vào năm 2040 ở mức khoảng 650 tỷ mét khối mỗi năm, dẫn đầu là tiêu thụ từ ngành công nghiệp và máy phát điện.

2.2. Dầu diesel a) Khái niệm

Dầu diesel, còn gọi là dầu gazole, là một loại nhiên liệu lỏng, sản phẩm tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm giữa dầu hỏa (kesosene) và dầu bôi trơn cơng nghiệp (lubricating oil). Chúng thường có nhiệt độ bốc hơi từ 175 đến 370 độ C. Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ bốc hơi 315 đến 425 độ C.

Dầu Diesel được đặt tên theo nhà sáng chế Rudolf Diesel, và có thể được dùng trong loại động cơ đốt trong mang cùng tên, động cơ Diesel.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

c) Ưu điểm và nhược điểm

- Ưu điểm: dầu diesel thải ra môi trường một lượng ít carbon monoxit, hyrdrocarbon và carbon dioxit – những chất thải dẫn đến hiệu ứng nhà kính gây ra sự nóng lên tồn cầu.

- Nhược điểm: dầu diesel chứa một lượng cao các hợp chất nitơ và bồ hóng phát ra từ việc đốt nhiên liệu diesel góp phần tạo ra mưa axit, khói và ảnh hưởng tới điều kiện sức khỏe.

d) Ứng dụng

Dầu diesel được sử dụng chủ yếu cho động cơ diesel đường bộ đường ( ,

sắt, đường thủy) và một phần được sử dụng cho các tuabin khí trong cơng nghiệp phát điện, xây dựng…

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

CHƯƠNG II: CÁC NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRÊN ĐỘNG CƠ

1. LÝ DO CHỌN NHIÊN LIỆU THAY THẾ

Các cuộc khủng hoảng dầu khí gần đây, nhanh chóng tăng giá và sự không chắc chắn liên quan đến sự sẵn có của dầu mỏ đe dọa sự phát triển bền vững của nền kinh tế thế giới. Cả mối quan tâm về mơi trường và tính sẵn có của nhiên liệu đều ảnh hưởng rất lớn đến xu hướng nhiên liệu cho các phương tiện vận chuyển. Công việc hiện tại nhằm mục đích biên soạn một kịch bản tồn diện về các tài ngun, cơng nghệ sản xuất và tài sản khác nhau của nhiên liệu thay thế cho phương tiện vận chuyển. Mô tả chi tiết về cơng nghệ sản xuất và tính chất nhiên liệu sẽ giúp tinh chỉnh và tăng cường hơn nữa các công nghệ. Mặc dù nhiều công nghệ sản xuất đã được phát triển, nhưng vẫn cần chú ý nhiều hơn để phát triển một quá trình chuyển đổi hiệu quả, kinh tế và hiệu quả. Là một tổng quan rộng rãi về chủ đề này. Việc tích hợp các cơng nghệ khác nhau và lai tạo là nhu cầu của thời gian hiện tại để phát triển năng lượng bền vững và phát triển kinh tế.

Việc nhận ra rằng mức độ khí thải nhà kính (GHG) đối với khí quyển đang tăng lên và tài nguyên nhiên liệu hóa thạch đang trở nên khan hiếm đã tăng sự quan tâm đến các hệ thống năng lượng bền vững và có thể tái tạo, sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo được bổ sung tự nhiên. Sản xuất nhiên liệu sinh học từ vật liệu hữu cơ là một trong những hệ thống năng lượng tái tạo thay thế. Hệ thống năng lượng thay thế đang góp phần giảm những các vấn đề về môi trường, nguồn tài nguyên không tái tạo, đặc biệt hơn thời buổi hiện đại giảm chi phí về vấn đề di chuyển, nói riêng và sử dụng nguồn năng lượng bền vững trong tương lai, nói chung. Đó là lý do thế giới đang tìm ra các nguồn nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu hóa thạch hiện tại, và tính cấp thiết trên các động cơ hiện tại.

2. NHIÊN LIỆU THAY THẾ TRÊN ĐỘNG CƠ

2.1. Khái niệm

Nhiên liệu thay thế là những nhiên liệu có thể thay thế cho nhiên liệu hiện tại, nhằm tối ưu một vấn đề nào đó, có thể được áp dụng hoặc mang tính tương lai.

Phương tiện và các máy móc khác có thể được chế tạo để lấy năng lượng từ quá trình đốt cháy hydrocarbon trong nhiên liệu hóa thạch, theo truyền thống, hoặc chúng có thể được chế tạo để dựa vào các hóa chất và đầu vào khác.

Thuật ngữ "nhiên liệu thay thế" được đặt ra bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ trong Đạo luật Chính sách năng lượng năm 1992, và bao gồm diesel sinh học, điện, ethanol, hydro, propan và nhiên liệu vẫn đang được phát triển, được dán nhãn nhiên liệu mới nổi. Các cơng nghệ "Sạch" như gió, mặt trời và thủy điện thuộc loại rộng lớn thứ hai.

10

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

2.2. Một số nhiên liệu thay thế trên động cơ a) Khí hydro

Đứng trước việc dịng xe điện bị hạn chế về mặt phạm vi hoạt động do phải phụ thuộc vào các trạm sạc pin công cộng, các nhà sản xuất ô tô đang lên kế hoạch chuyển sang dùng nhiên liệu hydro. Nhờ đó, xe điện có thể nạp nhiên liệu như dịng xe máy xăng/dầu thông thường. Khi vào trong xe, hydro sẽ chuyển hóa năng lượng hóa học thành điện và cung cấp cho hoạt động của chiếc xe. Tất cả những gì xe thải ra trong quá trình vận hành sẽ chỉ là nước và khơng gây ơ nhiễm mơi trường.

b) Khí thiên nhiên CNG

Hiện nay, CNG đã được chứng minh là một nhiên liệu thay thế hữu ích. CNG được sản xuất bằng cách nén khí tự nhiên ở áp suất cao và khơng có chất gây ơ nhiễm. Là loại nhiên liệu khơng mùi và khơng ăn mịn, CNG hiện đã được sử dụng cho xe. Khi chạy bằng CNG, xe cần được trang bị bình nhiên liệu lớn. Theo các nghiên cứu, CNG có thể cắt giảm 40% chi phí sản xuất và 80% khí thải. Chỉ có điều, các trạm nạp nhiên liệu này vẫn cịn rất ít và quá trình lưu trữ cũng rất nguy hiểm.

c) Biodiesel

Diesel sinh học là loại nhiên liệu được sản xuất từ dầu thực vật hay mỡ động vật. Tuy không chứa thành phần dầu mỏ nhưng diesel sinh học lại có thể trộn lẫn với diesel gốc dầu thông thường để trở thành nhiên liệu cho xe. Diesel sinh học được đánh giá là một nhiên liệu sạch với mức khí thải thấp hơn nhiều so với các loại nhiên liệu thông thường. Sử dụng dầu diesel sinh học không chỉ an tồn cho mơi trường mà cịn mang đến ích lợi cho nền kinh tế quốc gia. Vì được sản xuất từ đậu tương nên diesel sinh học giúp các quốc gia giảm sự phụ thuộc vào nguồn dầu nhập khẩu.

d) Ethanol từ cây ngô

Thân cây ngô, thức ăn thừa, thậm chí cả lốp xe cũ là sự kết hợp tuyệt vời để cho ra thứ nhiên liệu Ethanol sinh học. Trong mơi trường yếm khí, dưới sức nóng vài nghìn độ C, khơng có ơxy, hỗn hợp này khơng cháy mà bị “bẻ gẫy vụn” bởi cacbon ơxít, cacbon đi-ơxít và hydro. Hỗn hợp khí thu được dạng gas sạch, lạnh và chỉ cần chất xúc tác là tách được Ethanol và nhiều loại cồn khác.

e) Rác thải

Quá trình chuyển đổi rác thải thành nhiên liệu hóa lỏng được gọi là khí hóa. Các hạt rắn được chuyển thành khí tổng hợp bằng nhiệt và sau đó chưng cất với ethanol. Xăng cũng xuất hiện trong hỗn hợp nhiên liệu làm từ rác nhưng với lượng khá nhỏ. Một số nước trên thế giới nay đã bắt đầu sử dụng nhiên liệu từ rác thải cho xe.

f) Điện

Điện có thể được sử dụng làm nhiên liệu thay thế vận tải cho các loại xe chạy bằng pin và pin nhiên liệu. Xe điện chạy bằng pin lưu trữ năng lượng và được sạc lại

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

bằng cách cắm xe vào nguồn điện tiêu chuẩn. Xe chạy bằng pin nhiên liệu chạy bằng điện được tạo ra thông qua phản ứng điện hóa xảy ra khi hydro và oxy kết hợp với nhau. Pin nhiên liệu sản xuất điện mà không cần đốt cháy hoặc gây ô nhiễm.

g) Propane

Propane là hydrocarbon nhỏ, không phân nhánh này, tồn tại ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng; hay còn được gọi là khí hóa lỏng hoặc LPG là một sản phẩm phụ của q trình chế biến khí tự nhiên và tinh chế dầu thô đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ. Kể từ năm 2019, chỉ có một tỷ lệ nhỏ propan được sử dụng ở Hoa Kỳ được sử dụng trong lĩnh vực giao thông vận tải. Hiện nay đã được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu để nấu ăn và sưởi ấm, propan cũng là một loại nhiên liệu thay thế phổ biến cho các phương tiện giao thông (bạn sẽ thấy nhiều chiếc xe buýt trên đường phố có gắn chữ LPG). Propane tạo ra ít khí thải hơn xăng, và cũng có một cơ sở hạ tầng rất phát triển cho việc vận chuyển, lưu trữ và phân phối propane.

h) Methanol

Metanol, còn được gọi là cồn gỗ (đây cũng là rượu, nhưng khơng uống được), có thể được sử dụng làm nhiên liệu thay thế trong các phương tiện chạy bằng nhiên liệu linh hoạt được thiết kế để chạy trên M85, hỗn hợp 85% metanol và 15% xăng, nhưng các nhà sản xuất ô tô khơng cịn sản xuất xe chạy bằng metanol nữa. Tuy nhiên, methanol có thể trở thành nhiên liệu thay thế quan trọng trong tương lai, là nguồn cung cấp hydro cần thiết để cung cấp năng lượng cho các loại xe chạy bằng pin nhiên liệu. j) Nhiên liệu P-Series

Nhiên liệu P-Series là sự pha trộn của etanol, chất lỏng khí tự nhiên và methyltetrahydrofuran (MeTHF), một đồng dung môi có nguồn gốc từ sinh khối. Nhiên liệu P-Series là nhiên liệu thay thế rõ ràng, có trị số octan cao, có thể được sử dụng trong các loại xe chạy bằng nhiên liệu linh hoạt. Nhiên liệu P-Series có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc trộn với xăng theo bất kỳ tỷ lệ nào bằng cách chỉ cần thêm nó vào bình chứa.

i) Amoniac

Amoniac từng được sử dụng làm nhiên liê £u cho động cơ đốt trong từ năm 1943. Ưu điểm của amoniac là giá thành rẻ, có thể sản xuất được với số lượng lớn và nó cũng khơng tạo ra khí thải carbon dioxide như xăng dầu.

Do có mật độ năng lượng thấp nên loại nhiên liê £u này đã không được phát triển và sử dụng rơ £ng rãi. Ngồi ra, viê £c bảo quản khó khăn cũng là rào cản để loại nhiên liê £u sạch này trở nên phổ biến.

l) Rượu

12

</div>