TÍNH CHÁT KHÓI THẢI KHI s ử DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIEZEL

Phương trình biểu diễn quá trình cháy của một loại nhiên liệu khoáng bình thường như sau:

Nhiên liệu + không khí (N2 + 0 2) — ► C 02 + c o + H20 + N2 + 02 +

+ (RH) + 0 3 + N 0 2 + SO2

C 02 là chất khí không màu, không mùi, không độc và được sinh ra từ quá trinh cháy cùa nhiên liệu hoá thạch và oxy không khí. CO2 không ảnh hường trực tiếp tới sức khoẻ con người mà nó ảnh hưởng trực tiếp đến trái đất gây hiệu ứng nhà kính và góp phần vào hiện tượng nóng lên của địa cầu.

CO là chất khí không màu, không mùi, rất độc. Nó được sinh ra từ quá trình cháy của hợp chất nào đó chứa cacbon.

NOx được tạo thành từ phản ứng giữa nitơ và oxy trong điều kiện nhiệt độ cao. NOx góp một phần vào hiện tượng mưa axit, và nó ảnh hưởng tới quá trình quang hoá cũng như gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng lớn tới tầng ozon.

Hydrocacbon (RH) được sinh ra do sự cháy không hoàn toàn cùa nhiên liệu. Nó ảnh hưởng tới quá trình quang hoả và sức khoẻ con người. RH phản ứng trong sự có mặt của NOx với ánh sáng sẽ tạo thảnh khói vả sương mù. RH kích thích lỗ thủng tầng ozon và ảnh hưởng tới cơ quan hô hấp và sự thở.

SOx có mùi hăng, không màu, được hỉnh thành chủ yếu từ quá trình cháy s trong nhiên liệu hoá thạch nhất lả than đá và đầu. SOx làm hao mòn động cơ và ảnh hưởng ỉớn tới sức khoẻ con người, gây mưa axit.

O3 hăng, không mùi, rất độc, nó đuợc sinh ra từ quá trình quang hợp RH, oxit của nitơ, ánh sáng và khói. Tuy nhiên nếu ờ trên cao thì nó bảo vệ trái đẩt khỏi tia tử ngoại.

Các hợp chất dạng hạt có một lượng nhỏ là chất rắn, chất lỏng của nhựa, bụi khói và hoá chất. Các hạt bụi nhỏ xâm nhập được vào cơ thể sẽ gây các bệnh về đường hô hấp và gây ô nhiễm không khí. Khói cũng gày ô nhiễm không khí. Trên thế giới hiện đang tìm cách giảm thiểu lượng khói tạo ra từ nhiên liệu giao thông.

Do trị sổ xetan cao, trong nhiên liệu lại chứa một lượng oxy (khoảng hơn 11% ) nên khả năng tự bốc cháy của biodiezel tốt hem diezel khoáng. Động cơ chạy đều đặn hơn, cháy sạch hơn và giảm sự tạo muội đóng cặn

trong động cơ. Hàm lượng các hợp chất chứa lưu huỳnh (như SOx, HịS) gây ăn mòn thiết bị và ô nhiễm môi trường cũng được giảm nhiều. Thành phần hydrocacbon trong khí thải và lượng khí CO2, cũng giảm.

Biện pháp sử dụng biodiezel để giảm khói thải động cơ đang được thế giới quan tâm. Nếu sử dụng biodiezel loại B I00 (100% biodiezel tinh khiết) sẽ làm giảm lượng khí thài độc hại xuống còn 50% so với diezel truyền thống. Còn diezel loại B20 (20% diezel sinh học nguyên chất + 80% diezel thường) lượng khí thải giảm 20%.

Nhìn chung với lượng biodiezel pha chế với diezel hợp lý thì khói thải cùa biodiezel đạt tiêu chuẩn khí thải Euro IV.

5.10. HIỆU QUẢ KINH TÉ VÀ MÔI TRƯỜNG KH I s ử DỤNG BIODIEZEL

5.10.1. Hiệu quả kỉnh tế, giá cả biodiezel

Một sổ lợi thế về kỹ thuật và kinh tế của nhiên liệu biodiezel là: * Kéo dài tuổi thọ động cơ và làm giảm sự cần thiết phải bảo dường (biodiezel có thêm vai trò tự bôi trơn tốt hơn so với diezel dầu khoáng).

* An toàn hơn khi điều khiển, íí độc hại hơn và có điểm chớp cháy cao hơn.

* Làm giàm đáng kể sự phát thải khí độc hại. Sử dụng biodiezel rất có hiệu quả, quá trình cháy sạch.

Trong số các lợi ích khác nhau của nhiên liệu biodiezel, phải kể đến đó là nó rất an toàn cho việc sử dụng trong tất cà các động cơ diezel thông thường, không phải thay đổi cơ cấu động cơ. Biodiezel tốt hcm so với nhiên liệu dầu diezel khoáng theo hàm lượng lưu huỳnh, điểm chớp cháy, hàm lượng chất thơm.

Biodiezel bắt đầu được sản xuất vào những năm 1990 tại Châu Ẩu với nguyên liệu chủ yếu xuất phát từ dầu hạt cải. Hầu hết các nguồn dầu để sản xuất biodiezel tại Hoa Kỳ là từ đậu tương và dầu mỡ màu vàng (chủ yếu là tái chế dầu ăn từ nhà hàng và công nghiệp chế biến thực phẩm). Trong số nhiên liệu biodiezel, dầu biodiezel có nguồn gốc từ đầu thực vật được chấp nhận và là thị phần ngang bằng với nhiên liệu diezel

khoáng tại Châu Âu và Hoa Kỳ. Băng một số các biện pháp pha trộn biodiezel thu được hỗn hợp nhiên liệu có các chi tiêu đặc trưng tốt hơn so với dầu diezel thông thường, nhưng giá thành biodiezel thời đó tương đối cao. Hiện nay tại Liên minh Châu Âu, biodiezel chiếm gần 89% trong thị phần sản xuất biodiezel trên toàn thế giới. Đến năm 2010, Hoa Kỳ dự kiến sẽ trở thành nước có thị trường dầu biodiezei lớn nhất, chiếm khoảng 18% mức tiêu thụ dầu biodieze] thế giới, tiếp theo là Đức.

Nàm

H ình 5.19. Sản xuất biodiezel của Liên minh Châu Ẩ u (1993-2005)

Những lợi thế kinh tế và môi trường của biodiezel mang lại là: làm giảm lượng phát thài khí nhà kính, giúp giảm sự phụ thuộc của một quốc gia vào nhập khẩu dầu thô, và hỗ trợ nông nghiệp bàng cách cung cấp lao động và cơ hội mới cho thị trường cây trồng trong nước. Chi phí đầu vào của dầu biodiezel sản xuất là nguyên liệu, chiếm khoảng 80% tồng chi phí. Chi phí quan trọng khác là lao động trong sản xuất biodiezel, hoá chất metanol và xúc tác. Tại một số nước, biodiezel bán Tẻ hơn so với

dầu diezel thông thường.

Chi phí của nhiên liệu biodiezel khác nhau tùy thuộc vào nguồn cung cấp ban đầu, các khu vực địa lý, sự biến đổi trong sản xuất từ mùa này đến mùa khác, giả dầu thô, và những yếu tố khác. Giá của biodiezel cao hơn hai lần giá dầu diezel. Giá thành cao của biodiezel một phần lớn là

do giá của các nguyên liệu cao. Tuy nhiên, biodiezel có thể được làm từ nguyên liệu khác, kể cả mỡ bò, mỡ lợn và dầu mỡ phế thải. Biodiezel đang thu hút sự chú ý từ các công ty quan tâm đến thương mại, quy mô sản xuất lớn cũng như sản xuất nhỏ và sử dụng thẳng đầu thực vật hay dầu thải từ động cơ diesel. Biodiezel là một dự án khả thi để thay thế cho diezel từ dầu khoáng. Tuy nhiên, chi phí hiện nay của biodiezel thường gấp 1,5 đến 3 lần dầu diezel khoáng ở các nước đang phát triển. Khà năng cạnh tranh của biodiezel với đầu diezel phụ thuộc vào tỷ giá nhiên liệu và các chính sách thuế. Nói chung, chi phí sản xuất biodiezel vẫn còn cao hơn nhiều so với dầu diezel. Do đó, biodiezel không thể cạnh tranh với dầu diezel trong điều kiện kinh tế hiện nay. Sức cạnh tranh cùa diesel sinh học dựa vào giá của các biomass nguyên liệu và chi phí liên quan tới công nghệ chuyển đổí. Sự gia tăng gần đây trong việc sử dụng tiềm năng cùa biodiezel không chỉ do sổ lượng thực vật mà còn do sự cải tiến của phương tiện được sừ dụng trong sản xuất. Sự phát triển trong ngành công nghiệp biodiezel dụ kiển sẽ có tác động đáng kể tới giá của nguyên liệu dieze] sinh học. Biodiezel dự kiến ngày càng được phát triển và có triển vọng phát triển hơn. Người ta cũng đang tìm cách nâng cao hiệu quả thu hồi glyxerin, là sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất biodiezel. Điều này sẽ góp phần giảm đáng kể giá thành của biodiezel trong tương lai do glyxerin có giá trị cao.

5.10.2. Hỉệu quả môi trư ờ ng khỉ sử dụng biodiezel

Ô nhiễm không khí thường là do khói thải từ các nhà máy, các khu công nghiệp, các phương tiện giao thông. Hiệu quả sử dụng biodiezel hoặc hỗn hợp biodiezel - diezel dầu khoáng đã được nêu ờ trên: Lượng khói thải độc hại giảm đáng kể.

Ở nước ta hiện nay các phương tiện giao thông ngày càng nhiều và các chất độc hại được thải ra ngày càng tăng. Vì vậy, cần sản xuất nhiên liệu sạch để dần thay thể nhiên liệu diezel khoáng. Do biodiezel có chứa rất ít hợp chất thơm, chứa rất ít lưu huỳnh (khoảng 0.001%), quá trình cháy của biodiezel lại triệt để hơn nên giảm được đáng kể lượng

hydrocacbon, giảm đáng kể lượng NOx (biểu diễn trên hình 5.20), SOx , H2S có trong khí thải. Điều này góp phần làm giảm lượng khí thải'là nguyên nhân gây nóng toàn cầu do hiệu ứng nhà kính.

Biodiezel không độc, đễ bị phân huỷ (phân huỷ đến hơn 98% chỉ trong 21 ngày), và phù hợp với nhiều môi trường khác nhau. Đồng thời biodiezel có thể được sản xuất từ các loại đầu mỡ thải ra từ nhà hàng hoặc các khu công nghiệp nên có thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước, môi trường đất cũng như môi trường không khí do chính các nguyên liệu này gây nên.