Ở cấp độ cơ bản nhất, khả năng đáp ứng nhu cầu năng lượng là yếu tố chi phối sự thịnh vượng trên thế giới. Lịch sử là một minh chứng cho thực tế này, nếu xét đến số lượng các nền văn minh đã thất bại vì cạn kiệt năng lượng. Thêm vào đó, việc phát hiện ra nhiên liệu hóa thạch đã thúc đẩy đáng kể sự phát triển công nghiệp, công nghệ tiên tiến và cơ sở hạ tầng cũng như nâng cao mức sống trên toàn thế giới. Mãi về sau, chúng tôi mới nhận ra rằng nó cũng sẽ cạn kiệt vào một ngày nào đó. Vô số cuộc chiến tranh đã xảy ra về dầu mỏ, tất cả là do các khu vực trên thế giới phụ thuộc vào dầu mỏ để đáp ứng nhu cầu năng lượng và tăng trưởng trước khi cạn kiệt nguồn dự trữ.
Như một giải pháp, chúng tôi hướng mắt về nhiên liệu sinh học. Một nguồn năng lượng tái tạo với tiềm năng thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về nhiên liệu. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn nó là gì và nó có thể mang lại lợi ích như thế nào cho lĩnh vực tiêu thụ chính của chúng ta - nhiên liệu cho xe cộ.
Nhiên liệu thực chất là chất mang năng lượng. Chúng lưu trữ năng lượng ở dạng hóa học. Năng lượng được giải phóng và sử dụng bình thường sau khi đốt cháy chuyển nó thành nhiệt năng, dạng năng lượng nguyên thủy nhất. Sau đó, nó có thể được sử dụng làm nhiên liệu để sưởi ấm, tạo ra điện và chạy máy móc.
Điều phân biệt nhiên liệu sinh học với nhiên liệu hóa thạch là chúng được tạo ra từ các nguồn hữu cơ như chất thải động thực vật. Ngược lại, nhiên liệu hóa thạch là nguồn dự trữ năng lượng là kết quả của các quá trình địa nhiệt tự nhiên bên trong vỏ Trái đất. Chúng mất hàng triệu năm để tạo ra các nhiên liệu hữu ích như dầu mỏ, khí đốt tự nhiên và than đá. Ngoài ra, không giống như nhiên liệu hóa thạch, Nhiên liệu sinh học chủ yếu là carbon trung tính. Có nghĩa là, lượng carbon thải ra trong quá trình tiêu thụ của chúng nhỏ hơn hoặc bằng lượng carbon thu được trong giai đoạn tăng trưởng của chúng.
Khái niệm nhiên liệu sinh học không phải là một khái niệm mới. Trên thực tế, nó là nguồn năng lượng chính trước khi phát hiện ra nhiên liệu hóa thạch. Chúng tôi đã sử dụng gỗ như một nguồn nhiên liệu trước khi bắt đầu sử dụng than. Tuy nhiên, nó thường không được trồng để sử dụng làm nhiên liệu. Bạn vẫn có thể thấy tàn tích của việc sử dụng nhiên liệu sinh học chính trong ngành gỗ.
Nhiên liệu sinh học chính là những nhiên liệu chưa qua chế biến. Nhiên liệu như gỗ có thể được thu hoạch nhanh chóng và dễ dàng và đốt cháy để giải phóng năng lượng. Mặc dù đây là một nguồn có thể tái tạo, nhưng việc khai thác gỗ như một loại cây trồng kiếm tiền không thể phù hợp với tốc độ mà nhu cầu năng lượng ngày càng tăng. Kết quả là chúng ta phải gánh chịu nạn phá rừng quy mô lớn, một quá trình dương tính với carbon. Hơn nữa, gỗ không thể được sử dụng trong các phương tiện của chúng tôi. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng này, chúng ta phải hướng sự chú ý của mình sang nhiên liệu sinh học thứ cấp.
Nhiên liệu sinh học thứ cấp đang ở vị trí của nó. Đây là các sản phẩm phái sinh của nguyên liệu có nguồn gốc thực vật tạo ra nhiên liệu tinh chế. Điều tốt về nhiên liệu sinh học thứ cấp là chúng tạo ra hỗn hợp nhiên liệu có thể được tích hợp với cơ sở hạ tầng của ngành giao thông vận tải của chúng tôi.
Việc sử dụng nhiên liệu sinh học thế hệ tiếp theo hiện đang được nghiên cứu sẽ cho phép chúng tôi thực hiện quy trình hiệu quả hơn, dẫn đến quy trình sản xuất và phân phối bền vững hơn. Dưới đây là một số nhiên liệu sinh học đã xuất hiện được một thời gian và đang được sử dụng trong các phương tiện giao thông.
Ethanol sinh học là nhiên liệu sinh học được sử dụng nhiều nhất. Trên thế giới có hai trung tâm chính sản xuất Bioethanol là Hoa Kỳ và Brazil; tuy nhiên, quá trình này ít nhiều giống nhau.
Về cơ bản, nó là sản xuất đường bằng cách lên men, một quá trình sinh hóa làm thay đổi tính chất hóa học của đường khi có sự hiện diện của nấm men để tạo ra etanol. Giống như nấu rượu để tiêu thụ. Tuy nhiên, nó thường bị biến tính với các hợp chất khác, như methanol, khiến nó không thích hợp để uống.
Brazil là quốc gia đứng đầu thế giới về sản xuất cồn sinh học nhờ vào những cây mía rộng lớn. Điều đó chủ yếu là do Brazil yêu cầu các phương tiện được bán tại quốc gia này phải là xe FlexFuel (FFV) kể từ năm 2003. Những phương tiện này chạy bằng hỗn hợp 85% xăng và 15% ethanol, được bán trên thị trường dưới dạng nhiên liệu E85. Ngay sau đó, các nhà sản xuất ô tô trên toàn thế giới bắt đầu sản xuất các mẫu xe có thể đạt tiêu chuẩn này.
Mỹ chủ yếu sử dụng đường ngô làm nguyên liệu sản xuất etanol làm nhiên liệu; tuy nhiên, ngành công nghiệp này vẫn đang tranh cãi về việc liệu quá trình sản xuất có tiêu cực năng lượng hay không. Có nghĩa là cần nhiều năng lượng hơn để sản xuất cồn sinh học từ ngô so với lượng nhiên liệu thải ra. Vậy tại sao nó lại được sản xuất như thế này? Câu trả lời khả dĩ nhất hướng tới các khoản trợ cấp của chính phủ nhằm bảo vệ nông dân và hàng triệu người đang làm việc trong ngành. Thêm vào đó, quá trình tiêu cực carbon cho phép chúng ta ít phụ thuộc hơn vào nhiên liệu hóa thạch và hướng tới một tương lai bền vững.
Để biết liệu xe của bạn có thể chạy bằng nhiên liệu E85 hay không, bạn sẽ phải xem số nhận dạng xe (VIN) của nó. Tám ký tự trong 17 chữ số VIN cung cấp dấu hiệu này. Nó thường nằm ở mặt trước của khối động cơ, phía trước của khung xe bên dưới mui xe, ở bánh sau hoặc dưới lốp dự phòng, và bên trong tấm chắn cửa phía người lái hoặc cột cửa. Một số xe còn có nhãn dán bên trong nắp cửa nhiên liệu cho biết khả năng FlexFuel của chúng.
Một vấn đề khác đối với việc sử dụng nguyên liệu nông nghiệp để sản xuất nhiên liệu không tính đến việc sử dụng đất và chi phí thực phẩm đi kèm với nó. Khi nhu cầu nhiên liệu tăng lên, đất canh tác cho các loại cây lương thực sẽ được chuyển đổi thành đất nông nghiệp để làm nhiên liệu. Cellulosic ethanol cung cấp một giải pháp cho vấn đề này. Đây là nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai sản xuất ethanol theo cùng một quy trình nhưng sử dụng chất thải nông nghiệp như bã mía, gỗ, cỏ và các bộ phận thực vật không ăn được.
Sử dụng etanol xenlulo làm giảm tác động lên chuỗi thức ăn của con người đồng thời thu được những lợi ích của nhiên liệu âm cacbon. Rác thải nông nghiệp thường bị lãng phí trong các bãi chôn lấp hoặc được sấy khô để sử dụng làm nhiên liệu chính. Bằng cách chuyển nó thành ethanol, nó có thể được sử dụng cho một thị trường rộng lớn hơn.
Một bộ phận rất lớn của ngành vận tải, đặc biệt là các phương tiện dịch vụ hậu cần như xe tải và tàu hàng, dựa vào dầu diesel làm nhiên liệu chính. Tuy nhiên, đây là một trong những nhiên liệu gây ô nhiễm nhất, tạo ra tỷ lệ oxit nitơ, lưu huỳnh và cacbon cao hơn.
Dầu diesel sinh học là câu trả lời cho việc thay thế các sản phẩm dầu mỏ làm từ dầu diesel. Dầu diesel sinh học thế hệ đầu tiên được sản xuất bằng cách sử dụng dầu chiết xuất từ thực vật. Ngay cả dầu thực vật thải từ ngành công nghiệp thức ăn nhanh cũng có thể được tận dụng để sản xuất dầu diesel sinh học. Giống như etanol, nó cũng được pha trộn (thường là 20%) nhưng cũng có thể được sử dụng ở dạng nguyên chất.
Quá trình hóa học chuyển đổi dầu thành diesel sinh học được gọi là quá trình transesterification. Quá trình này bao gồm phản ứng dầu với rượu với sự có mặt của chất xúc tác. Dầu diesel sinh học tinh khiết thu được, cũng như glycerin - một sản phẩm phụ có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm và mỹ phẩm.
Dầu diesel sinh học thế hệ thứ hai đang hướng tới việc nuôi cấy vi sinh vật, như tảo, có chứa hàm lượng dầu dự trữ cao so với trọng lượng của chúng. Tảo cũng là sinh vật quang hợp, do đó bù đắp lượng carbon trong môi trường cũng như thể hiện tiềm năng sản xuất dầu diesel sinh học trên quy mô lớn.
Khí sinh học có lẽ là nhiên liệu ít được sử dụng nhất cho giao thông vận tải; tuy nhiên, nó có tác động lớn nhất đến biến đổi khí hậu nếu được sử dụng. Vấn đề với khí sinh học là nó được tạo ra như một sản phẩm phụ tự nhiên của quá trình thoái hóa. Kết quả là, các bãi chôn lấp và chất thải chăn nuôi góp phần tạo ra thành phần chính của nó, khí mêtan, với số lượng lớn. Mêtan, một loại khí gây hiệu ứng nhà kính, có tác dụng làm ấm Trái đất mạnh hơn xấp xỉ 40 lần so với khí cacbonic, thoát vào khí quyển.
Để giảm thiểu tác động của nó, một giải pháp thay thế tốt hơn là thu thập và sử dụng nó làm nhiên liệu đốt. Xe buýt chạy bằng khí sinh học đã được thử nghiệm ở một số nơi ở Châu Âu bằng cách sử dụng khí sinh học được sản xuất thông qua các hầm tiêu gần các trang trại gia súc.
Nó có thể được thu thập bằng cách để vi khuẩn tự nhiên hỗ trợ quá trình phân hủy của nó trong môi trường yếm khí. Lý do khiến nó không được phổ biến rộng rãi là do quá trình diễn ra chậm chạp và tốc độ sản xuất đòi hỏi đầu tư lớn cho khả năng mở rộng. Thêm vào đó, việc áp dụng đại trà sẽ đòi hỏi một sự thay đổi mạnh mẽ về cơ sở hạ tầng không chỉ ở các trạm nhiên liệu mà còn cả ô tô. Chưa kể đến các yêu cầu an toàn mà người ta cần tuân thủ khi có xi lanh điều áp trong ô tô của bạn.
Đây là những cách bạn có thể tránh làm hỏng xe trong ga ra của mình
Bạn đã sẵn sàng cho mùa đông chưa? Là phương tiện của bạn?
Xe của bạn nói với bạn điều gì?
Phụ gia nhiên liệu là gì và khi nào bạn nên sử dụng chúng?