CỒN NHIÊN LIỆU THAY THẾ XĂNG DẦU CHẠY XE (Tư Mỏ Lết)

Cồn nhiên liệu thay thế xăng dầu chạy xe

Tư Mỏ Lết

October 23, 2016

http://www.nguoi-viet.com/doi-song/con-nhien-lieu-thay-xang-dau-chay-xe/

Khi nói đến những nguồn “nhiên liệu xanh” để thay thế cho xăng dầu có nguồn gốc từ dầu mỏ, người ta thường hay nghĩ ngay đến những chiếc xe điện, xe chạy bằng năng lượng mặt trời, xe chạy bằng hydro.

Thế nhưng, hằng ngày, khi đi ra các trạm xăng Costco để đổ đầy bình xăng cho chiếc xe của mình, đứng trước dòng chữ rất to: “Contains up to 10% ethanol” (có chứa đến 10% cồn), có nhiều người không biết nó có nghĩa là gì, và tại sao lại có dòng chữ này.

Ethanol chính là tên hóa học của cồn, tức là gốc của các loại rượu bia mà chúng ta thưởng thức trong những dịp cuối tuần. Ethanol ở cây xăng chính là cồn nhiên liệu, được pha vào xăng như là một nguồn để thay thế cho xăng. Có nghĩa là nếu con người uống rượu cho… vui, thì xe uống… cồn để vận hành.

Cồn nhiên liệu (fuel ethanol) là một nguồn nhiên liệu thay thế cho xăng dầu, đã có từ rất sớm. Trong kỹ thuật động cơ đốt trong (động cơ của phần lớn xe hơi hiện nay), cồn nhiên liệu đã có mặt từ năm 1826, khi mà Samuel Morey- một nhà phát minh Mỹ- đã chế tạo ra động cơ đốt trong đầu tiên tại Hoa Kỳ chạy bằng cồn. Để rồi cho đến ngày hôm nay, hầu hết các loại xăng bán ra trên nước Mỹ đều có chứa cồn. Việc pha cồn vào xăng là để đáp ứng đạo luật Clean Air Act năm 1990, và Tiêu Chuẩn Nhiên Liệu Tái Tạo trong đạo luật Energy Independence and Security Act năm 2007. Cơ Quan Bảo Vệ Môi Trường Hoa Kỳ (EPA) là người giám sát, quản trị những yêu cầu của Chương Trình Tiêu Chuẩn Nhiên Liệu Tái Tạo. Biết như vậy để thấy, nước Mỹ đã nhìn trước từ xa việc phải giảm bớt sự phụ thuộc vào dầu mỏ, và đã có kế hoạch để thực hiện điều này.

Cũng vì lý do đó, mà lượng cồn nhiên liệu sử dụng cho xe hơi trên nước Mỹ ngày càng tăng. Trong năm 2015, có khoảng 13.7 tỷ gallon cồn nhiên liệu được pha vào trong xăng xe hơi tại Hoa Kỳ. Cồn nhiên liệu chiếm khoảng 10% tổng lượng xăng xe hơi tiêu thụ tại quốc gia đứng đầu thế giới về ngành công nghệ xe hơi, và thường bị mang tiếng là xài cho hết nguồn xăng dầu của thế giới! Lưu ý: cồn nhiêu liệu có chứa một hàm lượng chất biến tính, với mục đích không thể được dùng để… nhậu nhẹt bởi con người! Luật liên bang đòi hỏi cồn nhiên liệu phải chứa tối thiểu 2% chất biến tính. Nhưng trong thực tế, hàm lượng này cao hơn.

Có ba mức độ tổng quát pha chế cồn vào xăng: E10, E15 và E85. E10 là xăng có chứa 10% cồn, E15 là xăng với 15% hàm lượng cồn, và xăng E85 có chứa tới 85% lượng cồn. Nói nôm na cho dễ hiểu, E10 có hàm lượng cồn tương đương với một chai bia Bỉ hạng nặng (bia thường chỉ có 5%), còn E15 thì tương đương với… một chai rượu vang. Hiện nay, hầu hết các cây xăng ở Mỹ bán loại xăng E10, có hàm lượng cồn nhỏ hơn 10%. Những loại xăng chứa cồn cao hơn 10% thường chỉ bán ở vùng Midwest, là nơi sản xuất cồn chủ lực tại Hoa Kỳ. Cây xăng bán loại xăng pha cồn cỡ nào, thì phải có bảng thông báo cho khách hàng rõ ràng. Ở Mỹ, không có chuyện “treo đầu dê, bán thịt chó” được!

Nói về mặt động cơ, thì tất cả các động cơ xe hơi hiện nay đều có thể vận hành bình thường với xăng E10. Hiện nay, chỉ có những loại xe Flex-Fuel (Flex-Fuel Vehicle- FFV) và những xe tải nhẹ với model từ 2001 trở về sau mới được EPA cho phép sử dụng xăng E15. Và chỉ có loại xe Flex-Fuel mới có thể sử dụng các loại xăng có pha cồn lên đến mức E85. Làm sao biết được xe mình có phải là loại Flex Fuel? Cách phân biệt dễ nhất là nhìn nắp xăng. Hầu hết các nhà sản xuất xe hơi đều sử dụng nắp màu vàng cho những xe FFV kể từ model 2008, có hàng chữ E85 rõ ràng.

Cũng cần lưu ý thêm: rượu để nhậu cho “ấm” người, nhưng dùng rượu để đốt thì không có nhiều năng lượng bằng xăng đâu! Năng lượng chứa trong cồn ít hơn khoảng 33% so với xăng. Khi sử dụng xăng E10, thì mức tiêu thụ xăng của xe sẽ cao hơn khoảng 3% so với khi sử dụng xăng nguyên chất.

Tại Hoa Kỳ, cồn nhiên liệu chủ yếu được sản xuất từ tinh bột trong hạt bắp. Cồn sản xuất từ bắp có mức cân bằng năng lượng dương tính (posistive energy balance), có nghĩa là nguyên liệu, nhiên liệu đầu vào sản xuất không đòi hỏi nhiều năng lượng hơn tổng năng lượng chứa trong thành phẩm là cồn nhiên liệu. Bên cạnh bắp, cồn sản xuất bằng cellulose (dạng xơ của thân cây, cỏ) có mức cân bằng năng lượng cao hơn, là bởi vì nguyên liệu làm bằng cellulose đòi hỏi ít nhiên liệu đốt để sản xuất ra cồn. Các loại chất hữu cơ dùng trong quá trình chế biến những nguyên liệu phi thực phẩm thành cồn nhiên liệu có gốc cellulose cũng sẽ giúp cho giảm lượng nhiên liệu đốt để sản xuất. Điều này tương đương với việc bảo vệ bầu khí quyển ít bị nóng lên do hiện tượng hiệu ứng nhà kính. Một dạng nguyên liệu “xanh” hơn.

Chiếc xe được sản xuất đại trà đầu tiên có thể chạy bằng 100% cồn nhiên liệu là chiếc Fiat 147, được giới thiệu ra thị trường tại Brazil vào năm 1978. Sau Hoa Kỳ, Brazil là quốc gia sản xuất và sử dụng cồn nhiên liệu cho xe đứng hàng thứ hai trên thế giới. Điều này cũng dễ hiểu, vì Brazil là quốc gia có thổ nhưỡng, khí hậu thích hợp để trồng các loại nguyên liệu sản xuất cồn nhiên liệu. Vào năm 2011, chỉ riêng Hoa Kỳ và Brazil đã chiếm đến hơn 87% tổng số cồn nhiên liệu sản xuất trên thế giới. Cũng giống như Mỹ, chính phủ Brazil có những qui định từ lâu để khuyến khích việc sử dụng cồn nhiên liệu trong ngành công nghiệp xe hơi. Vào năm 1976, chính phủ Brazil đã bắt buộc phải pha cồn vào xăng. Và kể từ năm 2007, tỉ lệ pha chế cồn vào xăng theo luật định là vào khoảng 25% cồn và 75% xăng. Đến cuối năm 2011, Brazil có khoảng 14.8 triệu các loại xe hơi và tải nhẹ loại Flex-Fuel, và khoảng 1.5 triệu chiếc mô tô loại Flex-Fuel có khả năng chạy bằng 100% cồn nhiên liệu.

Việc sử dụng cồn nhiên liệu trên toàn thế giới trong thế kỷ 21 tăng với tốc độ chóng mặt, với đầu tàu là nước Mỹ. Chỉ trong vòng khoảng 8 năm, từ năm 2000 đến năm 2007, tổng sản lượng cồn nhiên liệu dùng cho xe hơi tăng gấp ba lần: từ 17 tỷ lít lên đến 52 tỷ lít! Trong năm 2015, sản lượng cồn nhiên liệu của Mỹ là hơn 14 tỷ gallon, hơn gấp đôi Brazil là 7 tỷ gallon, và gấp 10 lần của khối EU là 1.4 tỷ gallon.

Tương lai của nhiên liệu cồn xem ra vẫn tiếp tục sáng sủa. Vào năm 2016, Nissan thông báo rằng họ đã có kế hoạch phát triển các loại xe fuel cell chạy bằng cồn nhiên liệu thay vì bằng hydrogen như trước đây. Cần nhắc lại rằng, các thế hệ xe fuel cell chạy bằng nhiên liệu hydrogen như Honda FCX Clarity, Hyundai Tuscon FCEV, Toyota Mirai… được xem là tương lai của ngành công nghệ xe hơi thân thiện với môi trường, cùng với xe điện. Vấn đề là việc xây dựng các trạm bơm hydrogen là khá tốn kém, với chi phí xây dựng vào khoảng từ 1 triệu đến 2 triệu USD cho một trạm. Và nay, xe fuel cell sử dụng cồn nhiên liệu hứa hẹn sẽ giải quyết vấn đề này.

Một lần nữa, một người Mỹ có thể yên tâm về tương lai năng lượng của đất nước mình. Đừng có lo chuyện cạn dầu mỏ. Bởi vì đã có nhà nước Mỹ lo từ xa lắm rồi.

Nước Mỹ vẫn còn vĩ đại đấy chứ!