Xăng sinh học là gì? Tại sao nên sử dụng xăng sinh học?

Chu Văn An

Nhiên liệu sinh học là sản phẩm được sản xuất từ ​​sinh khối, có từ 6 đến 12 nguyên tử cacbon trong mỗi phân tử và được sử dụng trong động cơ đốt trong. Vậy nhiên liệu sinh học là gì? Nó khác với xăng thông thường như thế nào? Tại sao nên sử dụng nhiên liệu sinh học? Những câu hỏi trên sẽ được giải đáp qua bài viết dưới đây.

1. Nhiên liệu sinh học là gì?

Nhiên liệu sinh học hay còn gọi là gasohol hay biogasoline là loại nhiên liệu được tạo ra bằng cách kết hợp ethanol sinh học (etanol khan) với xăng thông thường theo một tỷ lệ nhất định. Ví dụ, xăng E5 chứa 5% ethanol và 95% xăng thông thường, trong khi xăng E10 chứa 10% ethanol.

Nhiên liệu sinh học là gì?

Nhiên liệu sinh học có thể được chia thành hai loại chính:

– Hỗn hợp ethanol thấp từ E5 đến E25.

– Hỗn hợp ethanol cao từ E30 đến E85.

Cái tên “nhiên liệu sinh học” ra đời vì ethanol sinh học (C2H5OH) sử dụng trong quá trình sản xuất được tạo ra từ các thành phần tự nhiên như tinh bột, cellulose từ các loại ngũ cốc như lúa mì, ngô, đậu nành, vỏ cây, bã mía.

Ethanol là chất quen thuộc với chúng ta, thuộc nhóm rượu etylic, có thể uống được khi chưng cất và pha loãng ở nồng độ thấp. Sau khi lên men nguyên liệu ngũ cốc, etanol thu được dưới dạng hỗn hợp nước và etanol. Trước khi pha vào xăng, ethanol cần phải được tách khỏi nước, sau đó được kết hợp với xăng theo tỷ lệ thích hợp để tạo thành nhiên liệu sinh học, loại nhiên liệu có thể thay thế hoàn toàn xăng truyền thống có chứa phụ gia chì.

2. Đặc điểm của nhiên liệu sinh học

Ethanol khi pha vào xăng đóng vai trò là phụ gia nhiên liệu, thay thế phụ gia chì truyền thống. Ethanol đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện xăng bằng cách tăng chỉ số octan và cải thiện hiệu suất động cơ.

Trong quá trình hoạt động của động cơ ô tô, xe máy, xăng được nén trong xi lanh trước khi cháy. Độ nén càng cao thì động cơ có khả năng đạt được công suất càng lớn. Tuy nhiên, nếu lực nén quá mạnh mà xăng chưa cháy hết có thể dẫn đến hiện tượng tự nổ, cháy không kiểm soát, gây hư hỏng động cơ.

Chỉ số Octane (RON – Research Octane Number) không chỉ giúp tăng khả năng tự kích nổ của xăng mà còn cải thiện khả năng nén mà không gây kích nổ. Vì vậy, trong ngành xăng dầu, việc tìm kiếm chất phụ gia để tăng chỉ số octan cho xăng luôn được ưu tiên hàng đầu. Ethanol là một trong những chất phụ gia quan trọng, giúp nâng cao hiệu suất và độ bền của động cơ.

Nhiên liệu sinh học có chỉ số octan cao

Điều đặc biệt của ethanol so với các loại phụ gia khác là nó có chỉ số octan cực cao, lên tới 109, cao hơn chỉ số octan của xăng thông thường chỉ ở mức 70 và xăng A92 có chỉ số octan là 92. Xăng sinh học có khả năng thay thế hoàn toàn xăng thông thường, tuy nhiên để phát huy tối đa tiềm năng của nó, người dùng nên lựa chọn loại động cơ phù hợp.

3. Nhiên liệu sinh học phù hợp với những loại phương tiện giao thông nào?

Theo thông tin tổng hợp từ Mạng Thông tin Khoa học và Công nghệ TP.HCM, Hiệp hội Nhiên liệu tái tạo (RFA) cho biết, các loại xe thông thường có thể sử dụng xăng từ E0 đến E10 mà không gặp vấn đề gì đáng lo ngại. Nhưng đối với loại xăng có hàm lượng ethanol cao như E85 thì động cơ của xe phải được thiết kế đặc biệt mới đáp ứng được yêu cầu này.

Xu hướng sử dụng xăng chứa ethanol trên ô tô ngày càng tăng nhanh và nhiều mẫu FFV đã được các hãng ô tô nổi tiếng như General Motors, Ford, Daimler, Mazda, Isuzu, Mercedes và Nissan phát triển.

Vào tháng 12 năm 2011, có tổng cộng 27,1 triệu phương tiện sử dụng nhiên liệu linh hoạt (FFV) trên toàn thế giới bao gồm ô tô, xe máy và xe tải nhẹ. Họ chủ yếu tập trung ở 4 thị trường chính: Brazil (16,3 triệu), Mỹ (10 triệu), Canada (> 600 nghìn) và Châu Âu (> 200 nghìn). Tại Mỹ, hầu hết các FFV đều sử dụng xăng E10 với hơn 9 triệu chủ xe FFV có khả năng sử dụng xăng từ E10 đến E85. Tại Brazil, cứ 100 xe bán ra thì có tới 80 xe có khả năng sử dụng xăng ethanol hoặc xăng pha ethanol.

Đáng chú ý, Thụy Điển đứng đầu châu Âu về số lượng xe FFV tính đến tháng 5 năm 2009, với khoảng 300.000 xe FFV. Sự tăng trưởng của FFV ở Thụy Điển được thúc đẩy bởi thuế thấp và bãi đậu xe miễn phí. Năm 2008, khoảng 25% tổng số xe mới được bán là FFV và con số này tăng lên 35% vào năm 2009.

4. Lợi ích và rủi ro của việc sử dụng nhiên liệu sinh học cho động cơ

4.1. Lợi ích

Nhiên liệu sinh học mang lại những lợi ích về môi trường và động cơ sau đây:

– Thân thiện với môi trường: Đúng như tên gọi, nhiên liệu sinh học là loại nhiên liệu thân thiện với môi trường. Sử dụng loại xăng này giúp hạn chế tối đa việc thải chất độc hại ra môi trường. Sau khi đốt, nó tạo ra lượng khí thải CO và HC ít hơn nhiều so với xăng thông thường như A92 và A95, lên tới 20%. Nhiên liệu sinh học còn có hàm lượng oxy cao hơn (do pha trộn với 4-5% thể tích Ethanol), giúp quá trình cháy diễn ra sạch hơn và hiệu quả hơn.

– Bảo vệ động cơ: Chỉ số octan của nhiên liệu sinh học cao hơn từ đó tăng khả năng chống kích nổ của động cơ, giảm mài mòn các bộ phận, kéo dài tuổi thọ động cơ.

– Lợi ích nông nghiệp: Do ethanol thu được từ quá trình lên men các nguyên liệu tự nhiên (lúa mì, đậu nành…) nên sẽ góp phần thúc đẩy nông nghiệp.

Nhiên liệu sinh học thúc đẩy nông nghiệp

– Đảm bảo an ninh năng lượng: Nhiên liệu sinh học thay thế một phần xăng khoáng bằng nhiên liệu tái tạo, giúp đảm bảo cung cấp năng lượng ổn định. Ngày nay, nguồn năng lượng từ dầu mỏ ngày càng có nguy cơ cạn kiệt, vì vậy việc phát triển và sử dụng nhiên liệu sinh học từ nguồn nguyên liệu tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ nguồn năng lượng toàn cầu.

4.2. Có nguy hiểm cho động cơ khi sử dụng nhiên liệu sinh học không?

Theo nhiều nguồn tin trong và ngoài nước, nhiên liệu sinh học có tỷ lệ pha trộn ethanol thấp, từ E2 đến E10, có thể sử dụng cho động cơ ô tô, xe máy mà không gặp vấn đề gì đáng lo ngại. Phó Giáo sư, Tiến sĩ. Lê Anh Tuấn – Phó Viện trưởng Viện Cơ khí, Trưởng phòng Thí nghiệm Động cơ đốt trong Trường Đại học Bách khoa Hà Nội khẳng định: “Với tỷ lệ ethanol 5%, việc sử dụng xen kẽ xăng E5 và xăng thông thường không ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ” – Trích SGGP Online ngày 24/08/2010.

Tuy nhiên, thông tin về nhiên liệu sinh học thường liên quan đến khả năng gây hại cho động cơ khi ethanol ở nồng độ thấp, đặc biệt khi nồng độ ethanol dưới 99,5 độ, có đặc tính hút ẩm, có thể gây tách lớp, ảnh hưởng đến quá trình cung cấp nhiên liệu thông thường và hiệu suất động cơ. Ngoài ra, nhiên liệu sinh học có hàm lượng ethanol cao hơn, từ E15 trở lên, thường chỉ nên sử dụng trên các động cơ đã được cải tiến để chạy bằng loại xăng này. Việc sử dụng nhiên liệu sinh học có hàm lượng etanol cao trên các phương tiện giao thông thông thường có thể ảnh hưởng đến một số bộ phận kim loại, cao su, nhựa và polyme trong động cơ vì cồn/etanol có tính ăn mòn cao.

Hy vọng những kiến ​​thức chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn đọc nắm được thêm những thông tin hữu ích về nhiên liệu sinh học.