viỆc sỬ dỤng etanol cÓ ĐÒi hỎi thay thẾ mÁy mÓc … filehi bay hơi sẽ giúp hạ...
TRANSCRIPT
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Một số tính chất lý hóa quan trọng
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)
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Một số tính chất lý hóa quan trọng
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)
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Nghiên cứu sử dụng etanol sinh học ở Việt Nam
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Nghiên cứu sử dụng etanol sinh học ở Việt Nam
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Nghiên cứu sử dụng etanol sinh học ở Việt Nam
Ảnh chụp trên kính hiển vi điện tử
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Nghiên cứu sử dụng etanol sinh học ở Việt Nam
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Việc sử dụng etanol có đòi hỏi thay thế máy móc động cơ hay không?
Tất cả các hãng, các dòng xe sản xuất ở Hoa Kỳ đều đáp ứng E10
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Việc sử dụng etanol có đòi hỏi thay thế máy móc động cơ hay không?
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Việc sử dụng etanol có đòi hỏi thay thế máy móc động cơ hay không?
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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
Việc sử dụng etanol có đòi hỏi thay thế máy móc động cơ hay không?
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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 etanol có đòi hỏi thay thế máy móc động cơ hay không?
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
Việc sử dụng etanol có đòi hỏi thay thế máy móc động cơ hay không?
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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
School of Transportation EngineeringHanoi University of Science and Technology
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