Đề tài: Xăng sinh học
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
Cuộc sống của chúng ta đang chịu nhiều ảnh hưởng rất lớn từ sự biến đổi khí hậu như
hiệu ứng nhà kính, trái đất nóng lên, băng tan Và một thách thức đã đặt ta cho toàn nhân
loại đó là phải tìm ra biện pháp để cải thiện tình hình này. Từ nguyên nhân là lượng khí thải
vượt quá mức cho phép và nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt. Xăng sinh học
được ra đời và được coi là một nguồn nhiên liệu rẻ, sạch và dồi dào có thể thay thế cho
nguồn nhiên liệu cũ. Nhưng trong cuộc sống hiện nay, xăng sinh học vẫn chưa đi vào thị
hiếu của người dân Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Để hiểu được những vai trò,
lợi ích cùng với những yếu điểm của loại nhiên liệu này, nhóm chúng em đã chọn "xăng
sinh học" làm đề tài để thảo luận.
2. Mục tiêu của đề tài.
Tìm hiểu được sự ra đời, phương pháp sản xuất, lợi ích và những mặt của xăng sinh
học.
3. Nhiệm vụ của đề tài.
Trong bài tiểu luận này tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Giải thích được xăng sinh học là gì? Phân tích các tài liệu khoa học liên quan đến đề
tài.
- Đề xuất được những biện pháp để phát triển nguồn nhiên liệu mới này.
4. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp nghiên cứu tải liệu.
- Phương pháp quan sát.
1
Đề tài: Xăng sinh học
NỘI DUNG
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ XĂNG SINH HỌC
1. Khái niêm.
Xăng sinh học là hỗn hợp của xăng truyền thống và cồn sinh học (bio-ethanol), được sử
dụng làm nhiên liệu cho các loại động cơ đốt trong như xe gắn máy, ô tô.
2. Lịch sử hình thành xăng sinh học.
Nhiên liệu sinh học ở thể rắn (gỗ, củi, than củi, phế thải thực và động vật, ) đã được
loài người sử dụng từ khi khám phá ra lửa. Khi phát minh ra động cơ hơi nước và máy phát
điện, nhiên liệu sinh học thể rắn (gỗ) được sử dụng một thời để phát triển kỹ nghệ ở thế kỷ
XVIII và XIX, và gây nhiều ô nhiễm. Ở Việt Nam, xe lửa chạy bằng đốt gỗ cho tới khoảng
1956, mới thay thế bằng động cơ diesel. Ngày nay có khoảng 2 tỷ dân đốt nhiên liệu sinh
học ở thể rắn như gỗ, củi, trấu, mạt cưa, rơm rạ, lá khô, Mặc dầu chứa carbon tái tạo,
nhưng cho nhiều khói, tro bụi, bù hóng nên làm ô nhiễm môi trường.
Động cơ nổ đầu tiên trên thế giới do Nikolaus August Otto (người Đức) thiết kế sử
dụng nhiên liệu sinh học thể lỏng là rượu cồn – ethanol, Rudolf Diesel (người Đức) phát
minh động cơ Diesel thiết kế chạy bằng dầu đậu phộng (groundnut oil), và Henry Ford
(Mỹ) thiết kế xe hơi chạy bằng dầu thực vật (từ 1903 đến 1926) chế biến từ dầu chứa trong
hạt và thân cây cần sa.
Từ khi khám phá ra nhiên liệu cổ sinh (than đá, dầu hoả, khí đốt) thì ngành kỹ nghệ sử
dụng nhiên liệu cổ sinh, vì có hiệu quả kinh tế hơn. Tuy nhiên mỗi khi có chiến tranh, bị
địch phong toả khó chuyển vận dầu, hay thế giới có khủng hoảng chính trị, kinh tế, và để
không tuỳ thuộc vào dầu hoả nhập cảng (từ Trung Đông), khuynh huớng sử dụng xăng sinh
học lại bộc phát trong những thời kỳ này. Chẳng hạn, Đức và Anh Quốc sản xuất xăng sinh
học từ khoai tây và lúa mì trong thời kỳ Đệ nhị Thế Chiến. Khủng hoảng xăng dầu năm
2
Đề tài: Xăng sinh học
1972 do khối OPEC gây ra, làm một số quốc gia có chủ trương tự túc nhiên liệu bằng cách
sản xuất xăng sinh học từ tiềm năng nông nghiệp đồ sộ của mình. Brazil tiêu biểu cho chính
sách này.
Kể từ 2000, các quốc gia trên thế giới lần lượt thật sự tuân thủ Thoả hiệp Rio de Janeiro
(1992), rồi Kyoto (1997), tìm kỹ thuật hạn chế sa thải khí nhà kiếng (CO
2
, methane,N
2
O, )
của nhiên liệu cổ sinh, thay thế bằng năng lượng xanh (như năng lượng mặt trời, gió, thuỷ
điện, ),năng lượng sạch nên nhiên liệu sinh học đang trên đà phát triển.
3. Phân loại.
3.1. Xăng- etanol
Hiện đang là loại xăng thông dụng trên thế giới vì dễ dàng chế biến từ đường và tinh
bột.
Xăng E5 được bán trên thị trường hiện nay là hỗn hợp của 95% xăng không chì A92
với 5% etanol, nồng độ 99,7%. Etanol này có thể chạy động cơ xe hơi chạy bằng xăng. Khi
cháy, một phần tử etanol sinh ra một nhiệt lượng 1409kJ. Tuy nhiên, Etanol chứa 33% năng
lượng ít hơn xăng cổ sinh, nên cần nhiều etanol hơn để chạy xe chạy cùng một đoạn đường.
Vì vậy, xe phải có bình chứa nhiên liệu lớn hơn. Thông thường, máy xe hơi chạy hiệu
nghiệm với E15 ( pha 15% etanol). Trên thị trường hiện nay cũng có một số xe hơi chạy với
E10 nhưng theo khuyến cáo thì tốt nhất là dùng xăng E5
3.2. Butanol (C
4
H
10
O)
Loại xăng này cho nhiều năng lượng hơn etanol và có thể đổ thẳng vào bình xăng xe
mà không cần chế biến gì thêm. Chế biến từ dầu mỏ, hay từ lên men nguyên liệu sinh khối
do vi khuẩn Clostridium acetobutylicum.
3
Đề tài: Xăng sinh học
3.3. Methanol ( CH
3
OH)
Được điều chế từ khí methane (CH
4
) của khí đốt mỏ dầu. Methanol cũng được chế biến
từ chất hữu cơ động thực vật qua phương pháp đun trong bình kín ( không có oxy và hơi
nước) ở nhiệt độ cao (pyrolysis)
3.4. Diesel- sinh học
Diesel- sinh học có thành phần chính là acid béo - fatty acid methyl ( hay ethyl) ester.
Diesel- sinh học chứa ít năng lượng hơn, nhiệt độ bắt cháy là 150°C, trong khi diesel là
70°C.
Diesel- sinh học có những tính chất vật lý giống như diesel. Nhưng Diesel- sinh học khi
đốt thải 50% cacbon monoxide (CO) và 78% cacbon dioxide (CO
2
) ít hơn diesel. Cũng
không có sa thải SO
2
.
Dầu thực vật khi làm nóng thì trở nên lỏng, nhờn hơn, nên có thể chạy máy diesel. Dầu
4
Đề tài: Xăng sinh học
thực vật trích từ các thực vật chứa nhiều dầu như hột cải dầu , dừa dầu, dừa, đậu nành, đậu
phộng, bông vải, hạt cao su, hướng dương, cây và hột cần sa, vv. Tảo và trái dầu lai là
những nguồn dầu thực vật quan trọng mới ngày nay.
Thông thường, để cho động cơ an toàn, diesel-sinh học được pha với diesel. Tuy nhiên,
các loại dầu ăn tinh khiết bán trên thị trường, hay đã sử dụng, đều có thể thay thế diesel để
chạy động cơ diesel loại cũ (chỉ cần thay thế bộ phận bơm injection). Hiện nay nhiều loại
xe hơi hiện đại có động cơ chạy được với dầu ăn nguyên chất, hay diesel-sinh học 100%.
Chẳng hạn, động cơ xe hơi MAN B &W Diesel, Wartsila và Deutz AG có thể chạy từ dầu
ăn nguyên chất. Dầu đã sử dụng (từ trong các tiệm Fast Food) chỉ cần lọc cặn và loại phần
nước (do thức chiên xâm nhập) thì chạy được xe hơi. Xe Đức Volkswagen cũng chạy được
với diesel-sinh học 100%. Tuy nhiên, các hãng làm xe hơi khuyến cáo là nên pha 15%
diesel-sinh học với 85% diesel để xe ít bị hao mòn. Các nước Âu Châu hiện nay bán diesel
pha 5% diesel-sinh học ở mọi trạm xăng.
Ở Hoa Kỳ, hơn 80% xe vận tải và xe bus đều chạy bằng diesel-sinh học, và càng ngày
sử dụng diesel-sinh học càng gia tăng, 25 triệu gallons năm 2004, 78 triệu gallons năm
2005, và khoảng 1 tỷ gallons vào 2007. Xe chở hàng và xe bus ở Âu châu đều chạy bằng
diesel-sinh học.
4. Vai trò của xăng sinh học.
4.1. Làm giảm ô nhiễm môi trường và CO
2
- khí gây hiệu ứng nhà kính.
Thực vật hấp thụ CO
2
thông qua quá trình quang hợp, khi thực vật chết đi (bị phân giải
hay đốt cháy) cũng sẽ giải phóng một lượng CO
2
tương ứng. Nghĩa là thực vật không tham
gia vào quá trình phát thải CO
2
. Như vậy, xăng sinh học được tạo ra từ nguồn nhiên liệu
động thực vật coi như không làm gia tăng lượng khí CO
2
trong khí quyển. Thêm vào đó, sự
cân bằng trong phát thải CO
2
đối với năng lượng sinh học còn thể hiện qua chu trình khép
5
Đề tài: Xăng sinh học
kín: nhiên liệu sinh học sau khi sử dụng sẽ thải khí CO
2
, cây trồng hấp thụ khí CO
2
cùng
với năng lượng mặt trời lại phát triển, tạo ra nguồn nguyên liệu cho sản xuất xăng sinh học.
Ngoài ra, nhiên liệu sinh học còn có khả năng phân hủy nhanh nên ít gây ô nhiễm môi
trường.
4.2. Phát triển kinh tế nông nghiệp.
Xăng sinh học được sản xuất chủ yếu bằng các chế phẩm hay thành phẩm của nông
nghiệp thông qua các nhà máy sản xuất, do đó nó có thể kích thích sản xuất nông nghiệp và
mở rộng thị trường cho sản phẩm nông nghiệp trong nước. Từ các nguồn nguyên liệu là
một số cây trồng như mía, ngô và sắn (cho ethanol) và dừa, đậu phộng, jatropha (cho
biodiesel) mở ra cơ hội thị trường sản phẩm mới cho nông dân với tiềm năng tăng thu nhập
hoặc tăng năng lực sản xuất của đất canh tác hiện có, tận dụng các vùng đất hoang hóa và
tạo thêm công ăn việc làm cho người dân. Chính sách phát triển nguồn nguyên liệu cho sản
xuất NLSH phù hợp cũng sẽ tạo ra sự đa dạng môi trường sinh học với các chủng loại thực
vật mới. Bên cạnh đó, việc tận dụng các nguồn phụ, phế phẩm nông nghiệp để sản xuất
NLSH sẽ giúp bảo đảm không ảnh hưởng đến an ninh lương thực khi phát triển NLSH,
đồng thời nâng cao giá trị của sản phẩm nông nghiệp. Trong quá trình sản xuất xăng sinh
học còn tận dụng nhiều chất phế thải từ các hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Về bản chất là
cellulose sẽ là một nguồn nguyên liệu tiềm năng vô cùng to lớn để sản xuất xăng sinh học.
Hiện nay, khi cuộc bàn cãi về việc ảnh hưởng của xăng sinh học đến nền an ninh lương
thực chưa ngã ngũ, nền sản xuất NLSH trên thế giới đang tập trung vào phát triển các
nguồn nguyên liệu không ảnh hưởng đến lương thực loài người như các loại phụ, phế phẩm
từ ngành nông nghiệp và các ngành khác (rơm rạ, vỏ trấu, chất thải từ nhà máy giấy, rác
sinh hoạt, ).
5. Qúa trình sản xuất xăng sinh học.
5.1. Nguồn nguyên liệu
6
Đề tài: Xăng sinh học
Xăng sinh học được sản xuất từ đường (mía, củ cải đường, sorgho đường) và tinh bột
của nông phẩm (từ hạt của bắp, lúa mì, lúa, ) hay từ củ (như khoai tây, khoai mì, …) để tạo
ethanol; hay từ dầu (của hạt dừa dầu, đậu nành, đậu phộng,…) để biến chế diesel-sinh học.
Ngoài ra, xăng sinh học còn sản xuất từ cellulose, chất xơ của dư thừa thực vật (rơm,
rạ, thân bắp, gỗ, mạt cưa, bã mía,…), hay thực vật hoang (non crop) (như cỏ voi, vetiver,
lục bình). Chẳng hạn, một ha mía cho khoảng 25 tấn bã mía (bagasse, xác mía sau khi ép),
và mỗi tấn bã mía sản xuất 285 lít ethanol.
Khi mà kĩ thuật đang phát triển thì xăng sinh học còn được tạo thành từ tảo (algae).
5.2. Quy trình chế tạo etanol
Etanol là rượu no, đơn chức, chứa 2 nguyên tử cacbon, có công thức C
2
H
5
OH, có thể
sản xuất theo phương pháp hóa học từ nguyên liệu etan hoặc etylen. Trên thực tế etanol
thường được sản xuất bằng con đường sinh học. Công nghệ chiếm ưu thế hiện nay là
chuyển hóa sinh khối thành etanol thông qua lên men rượu rồi chưng cất. Quá trình lên men
rượu này là quá trình chuyển hóa sinh hóa học. Sinh khối sẽ bị men của vi khuẩn hoặc nấm
7
Đề tài: Xăng sinh học
men phân hủy. Phương pháp lên men có thể áp dụng đối với nhiều nguồn nguyên liệu sinh
khối khác nhau.
5.2.1. Biến chế từ rơm rạ.
Quá trình chuyển hóa sinh khối của rơm rạ là hỗn hợp xenlulo thành etanol chỉ khác với
quá trình lên men tinh bột ở chỗ xử lý nguyên liệu thành đường đơn sẵn sàng cho quá trình
lên men. Có sự khác nhau này là vì hỗn hợp xenlulo là tập hợp các phân tử đường liên kết
với nhau thành mạch dài (polyme cacbonhyđrat) gồm khoảng 40 - 60% xenlulo và 20 -
40% hemixenlulo, có cấu trúc tinh thể, bền. Hemixenlulo chứa hỗn hợp các polyme có
nguồn gốc từ xylo, mano, galaeto hoặc arabino kém bền hơn xenlulo. Nói chung hỗn hợp
xenlulo khó hòa tan trong nước. Phức polyme thơm có trong gỗ là lignin (10 - 25%) không
thể lên men vì khó phân hủy sinh học, nhưng có thể tận dụng vào việc khác.
Quy trình trải qua hai bước chính là:
+ Bước 1: thủy phân bằng axit loãng nồng độ 0,5% để phá vỡ liên kết hyđro giữa các mạch
xenlulo và phá vỡ cấu trúc tinh thể của chúng thực hiện ở nhiệt độ 200
o
C. Kết quả thủy
phân bước 1 sẽ chuyển hóa hemixenlulo thành đường C5 và C6 (chủ yếu xylo và mano) dễ
lên men tạo thành etanol đồng thời bẻ gãy cấu trúc xenlulo.
+ Bước 2: sử dụng axit nồng độ 2% được thực hiện ở nhiệt độ 240
o
C để chuyển hóa hoàn
toàn cấu trúc xenlulo đã gãy thành đường gluco C6. Quá trình thủy phân xenlulo thành
gluco bằng axit có thể thay thế bằng men phân hủy xenlulo.
5.2.2. Biến chế từ tinh bột.
Để biến chế ethanol từ tinh bột, tinh bột trước hết phải được điều chế thành đường, rồi
từ đó mới lên men rượu.
+ Chế biến thành đường: Những nguyên liệu như hạt bắp chứa khoảng 70-72% tinh bột,
8
Đề tài: Xăng sinh học
hạt sorgho khoảng 68-70%, gạo 70-80% phải được xay nghiền thành bột, pha với nước, nấu
ở 70°C rồi nấu chín ở 100-110°C (vừa diệt trùng vừa thêm đường), để nguội rồi trộn men,
cho lên men 48 giờ ở nhiệt độ 36°C. Men dùng thường là vi nấm Saccharomyces
cerevisiae, Aspergillus oryzae, Mucor, Rhizopus, vi khuẩnZymomonas mobilis.
+ Lên men rượu: Sau khi đã chế biến thành đường rồi thì dùng máy ly tâm tách rời chất
hèm để làm thức ăn gia súc. Phần chất lỏng, có độ cồn (rượu) 5-15%, được chưng cất ở lò
chưng nhiều tầng để tăng độ cồn. Để đạt độ cồn 99.9%, trước đây dùng benzene và
cyclohexane (đắt tiền, không tái sử dụng được, và độc gây bịnh) để loại nước. Kỹ thuật
ngày nay dùng “chất sàng phân tử” (molecular sieve, như silica gel, zeolite, hút thấm nước
nhưng không hút rượu, vì rượu có phân tử lớn hơn) thay thế, rẻ tiền và hiệu quả hơn.
Một kỹ thuật mới được áp dụng hiệu quả hơn, không cần phải nấu tinh bột (tiết kiệm
năng lượng) là sử dụng một loại men (yeast) mới, giúp lên men biến tinh bột thành đường ở
nhiệt độ 32°C.
Theo tính toán, trung bình, cứ 1 tấn bắp sản xuất được 409 lít ethanol.
5.2.3. Biến chế từ đường.
Đường có thể lấy từ nước mật (molasse), hay trực tiếp từ nước mía ép, hay nước củ cải
đường ép, như theo lối thủ công hay công nghiệp xưa nay. Mía đường có chứa khoảng 12-
17% lượng đường trong đó 90% là saccharose và 10% glucose và fructose. Khi xay nghiền
sẽ thu được khoảng 95% lượng đường của mía và loại ra bã mía. Sản lượng trung bình là
khoảng 70- 80lít/tấn.
Ethanol thu đươc từ nước mía sau quá trình lên men nhưng các quy trình thực tế liên
quan lại phụ thuộc vào loại chưng cất.
Trong loại đầu tiên, nuớc mía được làm nóng tới 110
o
C để diệt khuẩn, sau đó được gạn
lọc(nhiều trường hợp nó được thực hiện sau khi trải qua quá trình làm bốc hơi) và sau đó
được lên men. Trong chưng cất, cái mà tạo ra cả đường và ethanol, các tinh thể được hình
9
Đề tài: Xăng sinh học
thành bởi quá trình cô đặc(centrifugal) được loại đi, chỉ còn lại lớp chất lỏng đặc
sánh(syrup)được gọi là mật, mật có chứa tới 65% w/v đường và là phần được sử dụng để
lên men. Dưới những hệ thống như thế, sau quá trình lên men, chất lỏng được bơm vào khu
vực chưng cất mà ở đó ethanol sẽ được tách ra(95.5% v/v ethanol, 4.5% v/v water, và
aezotropic solution).Từ đây, ethanol cấp độ nhiên liệu có thể thu được hoặc sử dụng công
nghệ khử nước sàng phân tử hoặc chưng cất theo kiểu đẳng phí (azeotropic) sử dụng
benzene hoặc cyclohexane. Qúa trình chưng cất sản sinh ra cả ethanol và nước thải gọi là
stillage hoặc vinasse. Chưng cất sẽ loại ra stillage gấp 10-15 lần lượng ethanol thu được.
Trong chưng cất từ mía đường, stillage được sử dụng để tưới tiêu và bổ sung chất màu cho
cánh đồng mía.
5.2.4. Biến chế từ chất xơ.
Chất xơ ở đây nói chung là cellulose, hemicellulose, lignin trong thân lá, rơm rạ, trấu,
gỗ, Cellulose là đường polysaccharide, có công thức (C
6
H
10
O
5
)
n
, mà số n biến thiên từ
7,000 đến trên 15,000 phân tử glucose. Hemicellulose cũng là đường polysaccharides chứa
khoảng 200 đơn vị đường, là thành phần của màng tế bào thực vật. Cây thực vật chứa
khoảng 33% cellulose, gỗ khoảng 50%, riêng sợi bông vải (cotton) 90%. Động vật ăn cỏ,
mối (termite) tiêu hoá được cellulose nhờ vi sinh vật sống cọng sinh trong bao tử (như
Cellulomonas), một số vi khuẩn có khả năng biến cellulose ra đường, nhờ chúng sản xuất
enzyme cellulase biến cellulose ra đường.
Để biến cellulose thành rượu, bắt chước theo bộ tiêu hoá của động vật ăn cỏ và mối,
trước hết phải biến hoá cellulose ra đường đơn giản như hexose, pentose, bằng thuỷ phân
(hydrolysis) nhờ một số acid (như trong dịch vị) và enzyme cellulase. Hemicellulose tương
đối dễ dàng biến thành đường chứa 5C như Xylose (C
5
H
10
O
5
)
n
, nhưng xylose không biến
chế thành ethanol được. Cũng vậy, với kỹ thuật hiện tại, chưa có cách biến lignin ra ethanol.
Vì vậy trước tiên phải loại lignin và hemicellulose, chỉ còn lại thành phần cellulose. Loại
lignin bằng sulfuric acid đậm đặc, hay bằng đun sôi trong nước với sodium carbonate, hay
10
Đề tài: Xăng sinh học
butanol. Cellulose sau đó cho lên men với cellulase ở nhiệt độ khoảng 71°C trong vài ngày
để biến thành đường.
Hiện tại, sản xuất enzyme cellulase để biến cellulose thành đường khá phức tạp, tốn
kém, chiếm khoảng 40% chi phí sản xuất rượu vì gồm 3 loại cellulases:
+ Endo-p-glucanase, 1,4-ß-D-glucan glucanohydrolase, CMCase, phá huỷ các cầu của
chuỗi cellulose để biến thành đường glucose và oligo-saccharide.
+ Exo-P-glucanase, 1,4-ß - D-glucan cellobiohydrolase, Avicelase, C1: biến thành đường
cellobiose (C12).
+ ß-glucosidase, cellobiase: thuỷ phân đường cellobiose thành glucose.
Vi nấm Trichoderma sản xuất nhiều endo-ß-glucanase và exo-ß-glucanase, nhưng rất ít
ß-glucosidase, ngược lại Aspergillus sản xuất nhiều endo-ß-glucanase và ß-glucosidase,
nhưng ít exo-ß- glucanase. Vì vậy, muốn có nhiều hiệu quả phải tuyển chọn nhiều dòng
nấm. Kết quả cho biết dòng nấm Trichoderma reesei QM-9414 có hiệu quả tốt nhất trong
việc biến cellulose thành đường. Trong số dòng này, tuyển chon lại thành dòng KY-746.
Phương pháp sản xuất enzyme cellulase từ men Trichoderma reeseidòng KY-746 hữu hiệu
và tương đối rẻ tiền và được sử dụng hiện nay. Ngày nay nhiều công ty sản xuất men rượu
dùng kỹ thuật “biến cải di truyền” tạo được nhiều dòng men sản xuất enzyme cellulase,
xylanase và hemicellulase.
5.2.5. Sản xuất từ vi khuẩn.
Để tạo ra ethanol từ cellulose, các nhà nghiên cứu trên thế giới đang sử dụng các
enzymes do nấm tạo ra để phân huỷ chất cellulose từ các phần sợi của cây, chẳng hạn như
thân, thành đường. Sau đó, họ lên men loại đường này.
Còn đối với phương pháp sản xuất ethanol truyền thống, men được sử dụng để phân
huỷ đường từ các phần chứa tinh bột của cây, chẳng hạn như hạt ngô. Như vậy, phương
11
Đề tài: Xăng sinh học
pháp dùng nấm và vi khuẩn tận dụng được các phế thải nông nghiệp mà phương pháp
truyền thống không làm được.
Trên thị trường hiện nay xuất hiên thêm vi khuẩn ALK2 có thể giúp lên men tất cả các loại
đường ở nhiệt độ 50 độ C, trong khi các loại vi khuẩn thông thường khác không thể làm được điều
này khi nhiệt độ vượt quá 37 độ C. Mặt khác, trong khi quá trình lên men thông thường hiện nay
tạo ra các loại axít hữu cơ cùng với cồn ethanol, thì với phương pháp sử dụng vi khuẩn mới ALK2
sẽ cho sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men là cồn ethanol. Với vi khuẩn ALK2, phương pháp
sản xuất cồn từ cellulose - một loại đường có trong thân cây ngô hay mùn cưa - có ưu điểm đặc biệt
là không sử dụng hạt ngô làm nguyên liệu thô, nhờ đó mở ra một hướng đi mới trong việc sản xuất
nhiên liệu sạch vừa góp phần chống lại sự biến đổi khí hậu vừa không ảnh hưởng đến sản lượng
lương thực.
5.2.6. Sản xuất từ rác.
Quy trình sản xuất được xây dựng trên cơ sở khí tổng hợp (gọi là syngas), là hợp chất
carbon monoxide và hydrogen được tạo ra khi cây, củi hoặc các vật liệu chứa carbon khác
bị phân hủy dưới nhiệt độ cao. Công nghệ này đã được sử dụng từ lâu, vì thế "điểm nhấn"
của quy trình chính là việc sử dụng vi khuẩn. Theo đó, rác thải bao gồm chất thải rắn đô thị,
chất thải nông nghiệp và chất thải hữu cơ thương phẩm sẽ được xử lý nhiệt để tạo ra khí, sau đó
vi khuẩn sẽ phân hủy khí này thành ethanol. Cụ thể là có 5 loại vi khuẩn mà đại diện Coskata
gọi là "giống thuần chủng", có thể tự nhiên sản sinh ethanol từ syngas. Các vi khuẩn này
được nuôi trong một loạt ống hút mỏng như sợi tóc được làm từ một loại vải lọc. Syngas
được dẫn qua ống hút trong khi nước được bơm dọc theo ống ở bên ngoài. Vi khuẩn được
cho tiếp xúc với cả syngas lẫn nước và biến chúng thành ethanol.
5.3. Quy trình chế tạo xăng sinh học.
Xăng sinh học được ghi danh bằng ký tự “E” kèm theo một con số chỉ số phần trăm của
ethanol sinh học được pha trộn trong xăng đó. Trên thị trường ta thường gặp các loại xăng
sinh học như E5, E20, E95
12
Đề tài: Xăng sinh học
Chỉ tiêu chất lượng cồn dùng để pha vào xăng.
Ethanol (%thể tích) >92,1%
Hàm lượng các
chloride vô cơ
(ppm)
<40
Methanol (% thể
tích)
<0,5%
Hàm lượng đồng
(mg/kg)
<0,1
Nhựa tan trong dung
môi (mg/100 mL)
<5,0
Độ axít (%khối
lượng)
<0,007
Hàm lượng nước (%
thể tích)
<1% Độ pH
e
6,5-9,0
Hàm lượng các chất
làm biến tính (%thể
tích)
1,96-4,76
Hàm lượng lưu
huỳnh (ppm)
<30
Để có xăng E5, người ta pha 5% ethanol với 95% xăng 92 thường dùng. Và tương tự
cũng áp dụng với các loại xăng E20, E25, E95.
Sự khác biệt giữa các loại xăng:
+ Các loại xăng thấp hơn E25: được dùng trực tiếp cho động cơ chạy xăng thông thường,
13
Đề tài: Xăng sinh học
không phải chỉnh sửa, cải tạo máy. Dùng loại xăng này vừa giảm sự phụ thuộc nhập khẩu
xăng sản xuất từ dầu mỏ, vừa nâng cao chỉ số octan của xăng, vừa giảm lượng khí phát thải
độc hại nhưng phải tiêu thụ lượng nhiên liệu nhiều hơn trên cùng một khoảng đường đi.
+ Các loại xăng cao hơn xăng E25: phải cải hoán kết cấu động cơ để phù hợp.
6. Ưu và nhược điểm của xăng sinh học.
6.1. Ưu điểm
Đốt xăng sinh học sa thải 18-30% khí nhà kính ít hơn đốt xăng cổ sinh. Ngoài ra, số khí
CO
2
sa thải này được cây hấp thụ lại để tái tạo xăng sinh học, như vậy coi như không có
làm gia tăng khí CO
2
trong khí quyển. Tường trình của Viện Nghiên Cứu EMPA Thuỵ Sĩ
cho biết trong số 26 loại xăng sinh học biến chế từ các nguồn nguyên liệu thực vật khác
nhau có 21 loại xăng thải 30% khí nhà kính ít hơn xăng cổ sinh. Đại học Minnesota cho biết
ethanol sinh học sản xuất từ bắp sa thải CO
2
ít hơn 12% so với xăng, và diesel-sinh học
41% CO
2
ít hơn so với diesel từ dầu mỏ. Ô nhiễm môi trường sẽ ít hơn, và sức khoẻ con
người nhờ vậy tốt hơn.
Như mọi người đều biết, hệ thống thu nhận quang năng của Trái Đất có diện tích rất
lớn- đó là sinh hệ tạo sinh khối bằng con đường quang hợp. Sinh hệ tạo ra các sản phẩm
sinh học rất đa dạng, bền vững và bảo quản được lâu. Đó chính là nguồn cung cấp năng
lượng tái sinh chủ yếu. Nhưng quá trình này có nhược điểm là hiệu suất thấp, sinh khối tạo
ra có hàm lượng nước cao, gây khó khăn cho việc tạo năng lượng (phương thức chủ yếu sử
dụng năng lượng chứa trong sinh khối thực vật là đốt cháy chúng). Khác với quá trình trên,
quá trình tạo năng lượng bằng con đường sinh học như sản xuất xăng sinh học ưu việt hơn
hẳn, vì có thể tiến hành trên nguyên liệu sinh học có hàm lượng nước cao và ở nhiệt độ
thấp.
Sử dụng xăng E5 giúp giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ, điều này có ý nghĩ với người sử
dụng về mặt kinh tế, đặc biệt là những đơn vị vận tải các mức độ tiêu thụ lớn.
14
Đề tài: Xăng sinh học
Thí nghiệm tại trường ĐH Bách Khoa Hà Nội cho thấy thành phần CO và HC giảm
đáng kể, khả năng tăng tốc của xe tốt hơn. Xăng E5 có trị số chống khả năng khích nổ của
động cơ cao hơn ( trị số octan), thải ít khí động và sản phẩm của hỗn hợp đốt chạy là
CO
2
và H
2
O giảm sự ăn mòn máy móc.
Ngoài ra, đây cũng là cơ hội giúp khoa học tiến nhanh, tiến mạnh trong nghiên cứu đi
tìm năng lượng xanh hiệu quả cho toàn cầu, thay thế năng lượng từ nhiên-liệu-cổ-sinh sẽ
kiệt quệ vào cuối thế kỷ này.
6.2. Nhược điểm.
Về mặt nguyên liệu, việc dùng sắn để sản xuất Ethanol sẽ gây ra tác động môi trường từ
canh tác vì sắn thường trồng không tập trung, quy mô nhỏ, phân tán tại các khu vực xa,
vùng cao, vùng dân tộc. Người trồng sắn thường nghèo nên canh tác quảng canh, tự phát,
thiếu vốn đầu tư canh tác thâm canh về bền vững. Điều đó sẽ làm năng suất thấp, đất nhanh
chóng bạc màu và nguy cơ nghèo đói cao sau khi đất bị khai thác cạn kiệt.
Xăng chứa ethanol chứa nhiều octane hơn xăng thường nên động cơ mau nóng hơn,
máy cũng mau hao mòn hơn, nhất là các vòng đệm cao su. Bất lợi của Ethanol là hút ẩm
nên xăng-ethanol có chứa nhiều nước, làm máy khó “đề”, làm rỉ sét kim loại, hư mòn chất
nhựa (plastic), nên đòi hỏi phải thay đổi vật liệu làm động cơ, phải bảo trì xe thường xuyên.
Bồn chứa ethanol cũng phải làm từ kim loại đặc biệt, việc chuyên chở cũng khó khăn hơn
xăng thường (bồn đặc biệt, đắt hơn, khoảng £120,000/xe bồn xăng ở Anh – USD 200,000),
nên cuối cùng tổn phí cao (tại Anh, tổn phí sản xuất khoảng 35 pence/lít – 60 cents/lít).
Nghiên Cứu EMPA Thuỵ Sĩ cũng cho biết là có 12 loại xăng sinh học có ảnh hưởng xấu
trầm trọng vào môi sinh thế giới hơn xăng cổ sinh, trong số đó là ethanol biến chế từ bắp
của Hoa Kỳ, từ mía của Brazil, diesel-sinh học từ đậu nành của Brazil và từ dừa dầu của
Mã Lai và Indonesia. Nhà khoa học được giải thưởng Nobel là Paul Crutzen cho biết lượng
khí N
2
O thải từ đốt xăng sinh học chế từ dầu-cải, dừa-dầu và bắp góp phần vào gia tăng
nhiệt toàn cầu còn mãnh liệt hơn đốt nhiên liệu cổ sinh, bởi vì xăng sinh học thật sự thải
vào không khí nhiều khí nhà kiếng hơn xăng cổ sinh. Nếu chỉ tính từ việc đốt xăng thì xăng
15
Đề tài: Xăng sinh học
sinh học quả thật cho ít khí nhà kiếng, nhưng nếu tính từ lúc sửa soạn đất đai, canh tác,
phân bón, thuốc sát trùng, tưới nước, thâu hoạch, chế biến, để thành xăng sinh học, tất cả
các khâu này đều cần rất nhiều năng lượng lấy từ nhiên liệu cổ sinh, thì sử dụng xăng sinh
học, vừa đắt tiền hơn, vừa sa thải nhiều khí nhà kiếng hơn xăng cổ sinh, chưa kể tai hại
thảm khốc vào môi sinh khi phá thêm rừng Amazon của Nam Mỷ (để trồng thêm mía và
đậu nành), rừng nhiệt đới ở Đông Nam Á (để trồng dừa-dầu) và Phi châu (bắp, sorgho),
khai khẩn đất than-bùn ở Âu Châu (củ cải-đường).
Xăng-sinh-học cạnh tranh với nông phẩm của người và gia súc, làm giá nông phẩm gia
tăng trên thị trường thế giới hiện nay (khoảng 50% so với 3 năm trước đây), làm ảnh hưởng
đến chăn nuôi gia súc và tôm cá, làm cạn kiệt kho thực phẩm an toàn của thế giới. Để có lợi
nhuận nhiều, nông dân ở Hoa Kỳ và Âu châu chuyển hướng giảm diện tích lúa mạch
(barley, làm rượu bia, không lợi để làm ethanol), đồng cỏ để trồng bắp, lúa mì, củ-cải-
đường. Ngoài ra, vì để sản xuất xăng sinh học các quốc gia giàu đã giảm viện trợ nông
phẩm thặng dư cho các nước nghèo đói.
Gia tăng phá rừng. Hiện nay, khoảng 12 triệu ha – tức khoảng 1% diện tích canh tác
toàn thế giới – được dùng sản xuất xăng-sinh-học: mía và bắp để biến chế ethanol; dầu-hạt-
cải (oil seed rape) và dừa-dầu (oil palm) để biến chế diesel-sinh-học. Năng lượng dùng canh
tác phải tính từ lúc cày xới, máy gieo hạt, phân bón, thuốc sát trùng, tưới nước, máy thâu
hoạch, phơi sấy khô, lên men, chưng cất v.v. Tổng số năng lượng này cao hơn năng lượng
sinh ra từ xăng-sinh-học. Ngoài ra, khi phá rừng, cày xới đất, chất hữu cơ trong đất bị thiêu
huỷ và lượng CO
2
sa thải vào khí quyển rất lớn.
16
Đề tài: Xăng sinh học
CHƯƠNG II - THỰC TRẠNG CỦA XĂNG SINH HỌC TRONG ĐỜI SỐNG.
1. Sử dụng xăng sinh học trên thế giới.
Trong bối cảnh hiện này, rất nhiều nước trên thế giới đã chuyển từ việc dùng xăng cổ
sinh sang dùng xăng sinh học. Khuynh hướng này càng tăng vì nhiều lý do:
+ Giá xăng cổ sinh ngày càng cao.
+ Về mặt chính trị, việc biến chuyển này sẽ làm giảm sự lệ thuộc vào các nước Trung
Đông.
+ Trữ lượng dầu hoả ở các mỏ dầu có giới hạn và sẽ kiệt quệ trong tương lai (khoảng năm
2100).
+ Do tình trạng môi trường ngày càng báo động, các nước phải tuân thủ theo hiệu ước
Kyoto giảm sa thải khí nhà kính và sức ép của giới môi sinh.
+ Đồng thời, điều này cũng phát triển nông nghiệp tạo công ăn việc làm cho vùng thôn
quê.
Sau đây là tình hình sử dụng xăng sinh học của một số nước trên thế giới.
- Brazil: Bắt nguồn từ khủng hoảng dầu hoả 1972, Brazil có kế hoạch sản xuất xăng
sinh học, và hiện nay dẫn đầu thế giới về sản xuất và sử dụng xăng ethanol và diesel sinh
học. Vào năm 2006 Brazil đã có trên 325 nhà máy ethanol, và khoảng 60 nhà máy khác
đang xây cất, để sản xuất xăng-ethanol từ mía (đường, nước mật, bã mía), và bắp. Để sản
17
Đề tài: Xăng sinh học
xuất diesel sinh học từ hạt cải-dầu và đậu nành, hiện có 10 nhà máy, và 40 nhà máy khác
đang xây cất. Năm 2005, Brazil sản xuất 16 tỷ lít ethanol, chiếm 1/3 sản xuất toàn cầu. Năm
2006, Brazil sản xuất được 17.8 tỷ lít ethanol, dự trù sẽ sản xuất 38 tỷ lít vào năm 2013.
Chính phủ Brazil mới đây ra chỉ tiêu 2% diesel sinh học cho 2008, và 5% cho năm 2013.
Ngày nay, diện tích trồng mía ở Brazil là 10.3 triệu ha, một nửa sản lượng mía dùng sản
xuất xăng ethanol, nửa kia dùng sản xuất đường. Tiên đoán là Brazil sẽ canh tác 30 triệu ha
mía năm 2020. Vì lợi nhuận khổng lồ, các công ty tiếp tục phá rừng Amazon để canh tác
mía, bắp, đậu nành cho mục tiêu xăng-sinh-học vừa tiêu thụ trong nước vừa xuất cảng. Giá
xăng ethanol được bán bằng nửa giá xăng thường tại Brazil.
- Hoa Kỳ: Hoa Kỳ sản xuất Ethanol từ hạt bắp, hạt sorgho và thân cây sorgho-đường,
và củ cải-đường. Khoảng 17% sản lượng bắp sản xuất hàng năm ở Hoa Kỳ dùng để sản
xuất ethanol. Hoa Kỳ đặt chỉ tiêu sản xuất E10 để cung cấp 46% nhiên liệu cho xe hơi năm
2010, và 100% xe hơi vào 2012. Hãng General Motor đang thực hiện dự án sản xuất E85 từ
cellulose (thân bắp), và hiện có khoảng hơn 4 triệu xe hơi chạy bằng E85. Hãng Coskata
đang có 2 nhà máy lớn sản xuất xăng ethanol. Hiện tại nông dân Hoa Kỳ chuyển hướng sản
xuất lúa mì và bắp cho xăng sinh học, vì vậy số lượng xuất cảng hạt ngũ cốc giảm từ nhiều
năm nay, làm giá nông phẩm thế giới gia tăng Vì giá cả xăng sinh học còn cao hơn xăng
thường, chính phủ Mỹ phải trợ cấp, khoảng 1.9 USD cho mỗi gallon (=3.78 lít) xăng sinh
học, trợ cấp tổng cộng khoảng 7 tỷ USD/năm.
- Canada: Chỉ tiêu cho năm 2010 là 45% toàn quốc tiêu thụ xăng E10.
- Âu Châu: Cộng đồng Âu châu (EU) ra biểu quyết chung là mỗi quốc gia phải sản xuất
cung cấp 5.75% xăng sinh học vào năm 2010, và 10% năm 2020 cho nước mình.
- Đức: là nước tiêu thụ nhiều nhất xăng sinh học trong cộng đồng Âu châu, khoảng 2.8
triệu tấn diesel-sinh-học, 0.71 triệu tấn dầu-thực-vật (tinh khiết) và 0.48 triệu tấn ethanol.
Công ty sản xuất diesel-sinh học lớn nhất là ADM Oelmühle Hamburg AG (của Hoa Kỳ),
kế đến là MUW (Mitteldeutsche Umesterungswerke GmbH & Co KG) và EOP Biodiesel
18
Đề tài: Xăng sinh học
AG. Nguyên liệu chánh là củ cải-đường để sản xuất ethanol, và dầu cải và dừa dầu (nhập
cảng từ Mã Lai, Indonesia) cho diesel-sinh học.
- Pháp: là nước thứ hai tiêu thụ nhiều ethanol-sinh học trong cộng đồng Âu châu năm
2006, khoảng 1.07 triệu tấn ethanol và diesel-sinh học. Công ty Diester sản xuất diesel-sinh
học và Téréos sản xuất ethanol là 2 đại công ty của Pháp.
- Thuỵ Điển: có chương trình chấm dứt hoàn toàn nhập cảng xăng cho xe hơi vào năm
2020, thay vào đó là tự túc bằng xăng-sinh học. Hiện nay, 20% xe ở Thuỵ Điển chạy bằng
xăng-sinh học, nhất là xăng-ethanol. Thuỵ Điển đang chế tạo xe hơi lai vừa chạy bằng
ethanol vừa bằng điện. Để khuyến khích sử dụng xăng-sinh học, chính phủ Thuỵ Điển
không đánh thuế lên xăng-sinh học, trợ cấp xăng-sinh học rẻ hơn 20% so với xăng cổ sinh,
không phải trả tiền đậu xe ở thủ đô và một số thành phố lớn, bảo hiểm xe cũng rẻ hơn.
- Vương quốc Anh: chỉ tiêu 5% xe giao thông sử dụng xăng-sinh học năm 2010. Hiện
tại các xe bus đều chạy xăng-sinh học. Hãng Hàng Không Virgin (Anh quốc) bắt đầu sử
dụng xăng-sinh học cho máy bay liên lục địa.
Các nước Âu châu nhập cảng dừa-dầu (oil palm) từ Mã Lai và Indonesia để chế diesel-sinh-
học.
- Trung quốc: Năm 2005, Trung quốc sản xuất 920,000 tấn ethanol và khoảng 200,000
tấn diesel-sinh học. Chỉ tiêu sản xuất 4 triệu tấn ethanol và 2 triệu tấn diesel-sinh học vào
năm 2010, và 300 triệu tấn ethanol vào 2020. Hiện tại sản xuất xăng E10 ở 5 tỉnh phía nam,
cung cấp 16% nhiên liệu cho toàn xe hơi ở Trung quốc. Trung quốc cũng trợ cấp khoảng
163 USD cho mỗi tấn xăng-ethanol (nhưng không trợ cấp diesel-sinh-học). Vì giá cả nông
phẩm gia tăng, và sợ thiếu thực phẩm, hiện nay Trung quốc chỉ cho phép canh tác khoai mì,
sorgho-đường và một số hoa màu không quan trọng khác trên đất biên tế (nghèo), không
thích ứng sản xuất nông phẩm như ở Shangdong và Xinjiang Uygur. Hiện tại, Trung Quốc
có 2 nhà máy lớn là Longyan Zhuoyue New Energy Development (thiết lập năm 2001) và
Xiamen Zhuoyue Biomass Energy Co. (thiết lập năm 2006), cả 2 đều ở tỉnh Fujian nam
19
Đề tài: Xăng sinh học
Trung Quốc. Ngoài ra còn khoảng hơn 100 nhà máy quốc doanh nhỏ ở Guizhou, Guangxi,
Shandong, và Anhui, với khả năng sản xuất từ 300 đến 600,000 tấn diesel-sinh học/năm,
biến chế từ dừa dầu (nhập cảng từ Mã Lai), hay từ dầu ăn phế thải, dầu hạt cải (trồng ở
thung lủng sông Hoàng Hà), dầu bông vải, dầu trẩu (Aleurites moluccana), hạt dầu-lai
(jatropha, trồng vùng đồi núi ở Guizhou, Sichuan, và Yunnan trong chương trình xoá đói
giảm nghèo) và các phế thải hữu cơ khác. Hàng năm, Trung quốc tiêu thụ khoảng 22 triệu
tấn dầu ăn trong kỹ nghệ thực phẩm, sa thải khoảng 4.5 triệu tấn dầu đã-sử-dụng (sau khi
chiên xào rồi) để chạy vào dây chuyền sản xuất diesel-sinh học. Để tìm nguồn nguyên liệu
khác, các nhà khoa học Trung quốc nghiên cứu cho biết có 1553 loài cây rừng chứa nhiều
dầu có khả năng khai thác sản xuất diesel-sinh học, trong đó là Pistacia chinensis Bungo
chứa 40% dầu trong thân mọc trên đồi núi. Trung quốc cũng dự trù trồng 670,000 ha cây
dầu lai (jatropha) để sản xuất diesel-sinh học.
- Ấn Độ: Chính phủ có chính sách sử dụng xăng-ethanol E5 hiện nay, sẽ tăng lên E10
và E20 trong những năm tới. Ần Độ gia tăng diện tích trồng cây dầu lai để sản xuất diesel-
sinh học, và diện tích canh tác mía cho xăng-ethanol.
- Mã Lai và Indonesia: đã phá rừng canh tác thêm dừa dầu (oil palm) để xuất cảng dầu
cho thị trường Âu châu, Hoa Kỳ và Trung quốc cho mục tiêu sản xuất diesel-sinh học. Hai
quốc gia này dự trù cung cấp 20% nhu cầu dầu cho kỹ nghệ diesel-sinh học của Âu châu
vào 2009. Chẳng hạn, tại Tây Kalimantan thuộc Indonesia trong thập niên 1990s có nửa
triệu ha cây dừa-dầu, nay (2006) diện tích dừa dầu tăng lên hơn 3.2 triệu ha, và sẽ gia năng
lên nữa trong tương lai. Indonesia có chương trình phá rừng để gia tăng diện tích dừa-dầu
toàn quốc lên 20 triệu ha. Liên Hiệp Quốc đã cảnh cáo Indonesia về việc phá rừng quy mô
này, và tiên đoán rằng 98% rừng Indonesia sẽ bị phá huỷ vào 2022 với đà phá rừng trồng
dừa-dầu hiện nay.
- Thái Lan: Từ năm 1985, Thái Lan đã bắt đầu nghiên cứu sản xuất xăng-sinh học. Uỷ
ban Nhiên liệu sinh học được thành lập năm 2001 để điều hành, và xăng E10 đã bắt đầu bán
ở các trạm xăng từ 2003.
20
Đề tài: Xăng sinh học
2. Xăng sinh học ở Việt Nam - tình hình và triển vọng.
2.1. Tiềm năng ở Việt Nam.
Việt Nam có nhiều tiềm năng về nhiên liệu sinh học có thể làm nhiên liệu thay thế cho
xăng dầu có nguồn gốc dầu mỏ bằng xăng sinh học. Nhiều loại cây như sắn, ngô, mía, có
thể sản xuất cồn sinh học mà ở Việt Nam lại có nhiều vùng đất rất thích hợp với các loại
cây trồng này. Sản lượng sắn cả nước năm 2007 là hơn 7 triệu tấn, mía đường hơn 14 triệu
tấn và ngô gần 4 triệu tấn. Với sản lượng này có thể đáp ứng được cho nhu cầu sản xuất cồn
sinh học ở quy mô vừa và nhỏ. Ước tính Việt Nam có thể sản xuất 5 triệu lít cồn sinh học
mỗi năm nếu như có sự điều chỉnh về sản lượng và diện tích cây trồng. Về sản xuất điêzen
sinh học có thể đi từ các loại dầu thực vật và mỡ động vật. Ở Việt Nam, các loại cây trồng
tiềm năng cung cấp nguyên liệu cho sản xuất điêzen sinh học như cây cọc rào, dầu cọ, hạt
bông,
Điều kiện đất đai và khí hậu Việt Nam cho phép hình thành những vùng nguyên liệu tập
trung. Mỡ cá, dầu thực phẩm thải được sử dụng cho sản xuất điêzen sinh học có thể giúp
giải quyết được các vấn đề về môi trường trong chế biến thủy sản. Ước tính Việt Nam có
thể sản xuất khoảng 500 triệu lít điêzen sinh học mỗi năm nếu như tổ chức quy hoạch và
thực hiện vùng nguyên liệu theo hướng sử dụng đất triệt để, tạo ra nhiều loại giống có sản
lượng cao và sở hữu các công nghệ tách dầu từ nguyên liệu.
2.2. Tình hình sử dụng.
Từ ngày 1-8-2010, xăng sinh học đã được đem vào bán thí điểm ở một số địa phương ở
Việt Nam. Và đến một năm sau đó, đã có trên 80 điểm bán loại xăng này. Tuy nhiên, sau
gần 2 năm có mặt trên thị trường, sức tiêu thụ mặt hàng này vẫn rất thấp. Mặc dù giá bán lẻ
xăng E5 thấp hơn 500 đồng 1 lít so với giá bán xăng RON 92 cùng thời điểm đó, tuy nhiên
sau 5 tháng triển khai kinh doanh thí điểm tại 30 cửa hàng xăng dầu, sản lượng tiêu thụ
xăng E5 năm 2010 chỉ đạt 4.200 m
3
. Sở dĩ xăng E5 chưa thu hút được người tiêu dùng do
số cây xăng có trụ bơm xăng E5 còn quá lèo tèo, việc quảng bá lợi ích của sản phẩm này
21
Đề tài: Xăng sinh học
còn quá hạn chế.
Nhưng trong khoảng thời gian gần đây, xăng sinh học đã được người sử dụng quan tâm
đến, lượng bán xăng đã gia tăng lên mỗi ngày. Ghi nhận từ cửa hàng xăng dầu số 5 (Quốc
lộ 13, Thủ Đức, TPHCM), lượng xăng E5 bán ra khoảng bằng 30% xăng truyền thống. Còn
cửa hàng xăng dầu Nghĩa Tân (Hoàng Quốc Việt, Hà Nội) cũng có rất nhiều người chọn
mua xăng E5. Hiện công ty đang đẩy nhanh tiến độ hoàn thiện các trạm pha chế xăng E5 tại
kho Liên Chiểu (Đà Nẵng), kho Vũng Tàu (Bà Rịa - Vũng Tàu) và có kế hoạch gia tăng
công suất pha chế xăng E5 lên gấp đôi tại kho Đình Vũ (Hải Phòng), kho Nhà Bè
(TPHCM) để đáp ứng 100% đơn đặt hàng từ các điểm bán.
Theo tinh thần dự thảo quyết định của Thủ tướng Chính phủ liên quan đến lộ trình sử
dụng xăng sinh học đang được Bộ Công Thương xây dựng , từ ngày 1/7/2013, xăng sẽ được
sản xuất, tiêu thụ tại bảy tỉnh, thành phố gồm Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà
Nẵng, Cần Thơ, Quảng Ngãi, Bà Rịa-Vũng Tàu phải là xăng E5. Ngoài ra, từ đầu 2015, tại
năm tỉnh, thành gồm Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng và Cần Thơ sẽ
dùng dầu diesel B5. Từ đầu 2016, năm tỉnh, thành trên chuyển sang dầu diesel B7 còn các
địa phương khác bắt đầu dùng dầu diesel B5. Toàn quốc dùng dầu diesel B5 từ đầu năm
2018. Việc chuyển đổi nói trên nhằm góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và bảo vệ môi
trường.
2.3. Sản xuất xăng sinh học tại Việt Nam.
Nhận thấy được tiềm năng của thị trường Việt Nam về NLSH, các cơ quan, tổ chức của
nhà nước cũng như các công ty tư nhân đã có các hoạt động nghiên cứu, thử nghiệm và tiến
hành đầu tư xây dựng các nhà máy sản xuất NLSH. Các công ty nước ngoài cũng đẩy mạnh
hoạt động tìm kiếm các đối tác đầu tư trong nước.
2.3.1. Các dự án của Petro Vietnam.
Là một doanh nghiệp lớn của Việt Nam, tập đoàn Dầu khí quốc gia (PetroVietnam) đã
đưa ra "Kế hoạch và Chương trình triển khai các dự án NLSH đến năm 2015, tầm nhìn đến
22
Đề tài: Xăng sinh học
năm 2025" tháng 2-2009 với nội dung tổng quát gồm phát triển sản xuất, chế biến, kinh
doanh và phân phối các loại NLSH. Thực hiện kế hoạch này, PetroVietnam đã phối hợp với
các bộ ban ngành và các địa phương triển khai tốt công tác đầu tư xây dựng 3 nhà máy sản
xuất cồn sinh học đặt tại 3 miền Bắc, Trung, Nam với công suất mỗi nhà máy là 100.000 m³
cồn/năm. Trong đó, tập đoàn giao Tổng Công ty Dầu Việt Nam (PV Oil) trực tiếp làm chủ
đầu tư 2 nhà máy ở tỉnh Phú Thọ và Bình Phước, còn tập đoàn trực tiếp làm chủ đầu tư nhà
máy Dung Quất ở Quảng Ngãi. Dự án đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất cồn nhiên liệu
(Ethanol) tại Phú Thọ có số vốn 80 triệu USD, được xây dựng trên địa bàn huyện Tam
Nông với diện tích hơn 50 ha, dự kiến hoàn thành và đi vào hoạt động trong cuối năm 2010.
Vùng nguyên liệu trồng sắn và mía có diện tích 35.000ha được đặt ngay tại Phú Thọ đủ để
đảm bảo cho nhà máy hoạt động ổn định. Nhà máy sản xuất ethanol tại Bình Phước với
tổng mức đầu tư trên 80 triệu USD, tiêu thụ khoảng 240.000 tấn sắn lát khô một năm. Sản
phẩm của Nhà máy là ethanol biến tính sẽ được pha trộn với xăng của Nhà máy Lọc dầu
Dung Quất để phân phối trên thị trường cả nước. Nhà máy đã được khởi công xây dựng
tháng 3/2010 tại xã Minh Hưng, huyện Bù Đăng do Công ty TNHH Nhiên liệu Sinh học
Phương Đông (OBF) - thành viên PVOil - làm chủ đầu tư. Dự kiến thời gian xây dựng nhà
máy là 21 tháng. Tháng 9/2010, Petro Vietnam đã tổ chức lễ khởi công xây dựng Nhà máy
sản xuất Ethanol Dung Quất. Dự án có tổng mức đầu tư khoảng 80 triệu USD, trên diện tích
24,62 ha, do Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí miền Trung (PCB) làm chủ đầu
tư. Thời gian xây dựng nhà máy là 18 tháng. Đây là nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học
có quy mô đầu tư lớn nhất miền Trung hiện nay, sử dụng công nghệ tiên tiến. Nhà máy sử
dụng nguyên liệu sắn lát để sản xuất ethanol. Vùng nguyên liệu chủ yếu của nhà máy tại
tỉnh Quảng Ngãi và các tỉnh miền Trung-Tây Nguyên.
2.3.2. Một số dự án khác.
Bên cạnh các nhà máy sản xuất Ethanol của Petro Vietnam, còn có nhiều các dự án sản
xuất NLSH của các công ty khác đã được triển khai thực hiện. Điển hình là nhà máy sản
xuất cồn sinh học - Nhà máy ethanol Đại Tân, đã được khánh thành và chính thức cung cấp
xăng cho thị trường tháng 8/2010. Nhà máy có tổng vốn đầu tư khoảng 900 tỉ đồng đặt tại
23
Đề tài: Xăng sinh học
xã Đại Tân, huyện Đại Lộc, Quảng Nam do Công ty CP Đồng Xanh đầu tư. Với công suất
của nhà máy là 100.000 tấn ethanol/năm, nhà máy cần 300.000 tấn sắn khô mỗi năm. Ngoài
ra sản phẩm phụ của nhà máy là CO
2
có công xuất 20 ngàn tấn/năm và 40 ngàn tấn phân vi
sinh/năm. Tháng 9/2009, nhà máy Ethanol Đại Tân đã sản xuất thử mẻ sản phẩm đầu tiên,
từ tháng 4-6/2010 sản xuất 50% công xuất và từ tháng 7/2010 nhà máy đã chạy từ 60-70%
công suất. Một số các dự án khác bao gồm: Dự án Sản xuất điêzen sinh học bằng cách trộn
lẫn mỡ cá da trơn với điêzen để chạy động cơ điêzen (máy bơm nước, máy phát điện…)
(2005-2007): Công ty xuất khẩu cá da trơn Agifish đã được chính phủ phê duyệt xây dựng
1 nhà máy ở An Giang năm 2007 và sản xuất khoảng 10 triệu lít nhiên liệu 1 năm. Công ty
đã tiến hành các thử nghiệm từ 2006 trong phòng thí nghiệm ở thành phố Hồ Chí Minh và
chứng minh rằng NLSH từ cá da trơn là rất tốt. Công ty đã sản xuất được 1 lít NLSH từ 1
kg dầu, mỡ cá nước ngọt và đã được sử dụng làm nhiên liệu để chạy máy bơm ở các trang
trại cá của công ty. Nhiên liệu này sẽ được sử dụng cho động cơ điêzen ở thị trường trong
nước. Dự án “Sử dụng gasohol cho các xe cơ giới trong thành phố” (2005-2007). Dự án
nhằm khởi đầu một chương trình sử dụng gasohol cho các xe cơ giới ở thành phố Hồ Chí
Minh, là một dự án thành phần của dự án “giảm thiểu ô nhiễm không khí thành phố”. Tập
đoàn Saigon Petro, Công ty đồ uống Sài Gòn (SABECO) là đơn vị thực hiện dự án. UBND
thành phố Hồ Chí minh là đơn vị hỗ trợ dự án. “Trộn lẫn dầu ăn với điêzen để tạo ra loại
nhiên liệu rẻ hơn” (2005-2007). Dự án thử nghiệm 2 năm, dầu ăn được thu gom từ các nhà
hàng, khách sạn và các nhà máy thực phẩm ở thành phố lớn nhất của Việt Nam, giúp giảm
lượng ô nhiễm đi vào khu vực sông suối. Dự án do Trung tâm Công nghệ hóa dầu thực hiện
thử nghiệm ở TP. Hồ Chí Minh.
24
Đề tài: Xăng sinh học
KẾT LUẬN
Xăng sinh học thật sự là vị cứu tinh nếu được biến chế từ các phế thải rác rến thành phố,
dư thừa thực vật (rơm, rạ, ), phó sản của nhà máy (mạt cưa, trấu, bã mía, ), từ thực vật
hoang dại, hay thực vật được canh tác trên vùng đất biên tế không thích ứng cho cây lương
thực. Năng lượng để sản xuất và biến chế xăng sinh học cũng phải “xanh”
25