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

Xăng sinh học là sản phẩm được sản xuất từ sinh khối, có chứa từ 6 đến 12 nguyên tử cacbon trên mỗi phân tử và ứng dụng trong động cơ đốt trong. Vậy xăng sinh học là gì? Nó có điểm gì khác so với xăng thông thường? Tại sao nên sử dụng xăng sinh học. Những vấn đề thắc mắc trên sẽ được giải đáp qua bài viết dưới đây.

1. Xăng sinh học là gì? 

Xăng sinh học, còn được biết đến với tên gọi gasohol hoặc biogasoline, là một loại nhiên liệu được tạo ra bằng cách kết hợp cồn sinh học (ethanol khan) với xăng thông thường theo một tỷ lệ cụ thể. Ví dụ, xăng E5 chứa 5% ethanol và 95% xăng thường, trong khi xăng E10 có 10% ethanol.

Xăng sinh học là gì?

Xăng sinh học có thể được phân thành hai loại chính: 

- Hỗn hợp ethanol thấp từ E5 đến E25.

- Hỗn hợp ethanol cao từ E30 đến E85.

Cái tên "xăng sinh học” ra đời là bởi vì cồn sinh học ethanol (C2H5OH) được sử dụng trong quá trình sản xuất được tạo ra từ các nguyên liệu tự nhiên như tinh bột và cellulose từ các loại ngũ cốc như lúa mì, bắp, đậu tương, vỏ cây, và bã mía.

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

2. Đặc điểm của xăng sinh học

Ethanol khi trộn vào xăng đóng vai trò như một phụ gia nhiên liệu, thay thế phụ gia chì truyền thống. Ethanol có 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 và xe máy, xăng được nén trong xi-lanh trước khi đốt. Độ nén càng cao, động cơ càng có khả năng đạt công suất cao. Tuy nhiên, nếu độ nén quá mạnh mà xăng chưa kịp đốt, có thể dẫn đến tự kích nổ và cháy không kiểm soát, gây hại cho động cơ. 

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

Xăng sinh học có chỉ số octane cao

Điều đặc biệt của ethanol so với các phụ gia khác là nó có một chỉ số octane cực kỳ cao, lên tới 109 cao hơn so với 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 các loại xăng thông thường, nhưng để tận dụng tối đa tiềm năng của nó, người sử dụng nên chọn loại động cơ phù hợp.

3. Xăng sinh học thích hợp sử dụng cho loại xe nào?

Theo thông tin tổng hợp từ Mạng Thông tin Khoa học Công nghệ TP.HCM, Hiệp hội Nhiên liệu Tái tạo (RFA) cho biết rằng 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 xăng chứa ethanol có hàm lượng cao như E85, động cơ của xe phải được thiết kế đặc biệt để đáp ứng yêu cầu này. 

Xu hướng sử dụng xăng có chứa ethanol trong các loại xe đang gia tăng nhanh chóng, và nhiều mẫu xe FFV đã được phát triển bởi các hãng sản xuất ô tô nổi tiếng như General Motors, Ford, Daimler, Mazda, Isuzu, Mercedes và Nissan. 

Vào tháng 12 năm 2011, trên toàn thế giới đã có tổng cộng 27,1 triệu xe nhiên liệu linh hoạt (FFV) bao gồm xe ô tô, xe máy và xe tải nhẹ. Chúng chủ yếu tập trung ở bốn thị trường chính: Brazil (16,3 triệu), Mỹ (10 triệu), Canada (> 600 ngàn), và châu Âu (> 200 ngàn). Ở Mỹ, hầu hết các FFV sử dụng xăng E10 với hơn 9 triệu người sở hữu FFV có khả năng sử dụng xăng từ E10 đến E85. Tại Brazil, đối với mỗi 100 chiếc xe ô tô bán ra, có đến 80 chiếc có khả năng sử dụng xăng ethanol hoặc xăng pha ethanol.

Đáng chú ý, Thụy Điển đã đứng đầu châu Âu về số lượng xe FFV tính đến tháng 5 năm 2009, với khoảng 300,000 xe FFV. Sự phát triển của xe FFV tại Thụy Điển được thúc đẩy bởi thuế thấp và chỗ đậu xe miễn phí. Trong năm 2008, khoảng 25% trong tổng số xe mới bán ra là xe FFV, và con số này đã tăng lên 35% vào năm 2009.

4. Lợi ích và nguy cơ khi dùng xăng sinh học đối với động cơ

4.1. Lợi ích

Xăng sinh học đem lại những lợi ích về môi trường và động cơ như sau:

- Thân thiện môi trường: Như tên gọi của nó, xăng sinh học là một loại nhiên liệu thân thiện với môi trường. Sử dụng xăng này giúp giảm thiểu thải ra môi trường các chất độc hại. Sau quá trình đốt cháy, nó tạo ra ít khí thải CO và HC hơn nhiều so với các loại xăng thông thường như A92 và A95, giảm đến 20%. Xăng sinh học cũng có hàm lượng oxy cao hơn (do pha trộn với 4-5% thể tích Ethanol), giúp quá trình đốt cháy diễn ra sạch sẽ và hiệu quả hơn.

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

- Lợi ích nông nghiệp: Vì ethanol được lấy từ quá trình lên men nguyên liệu tự nhiên (lúa mì, đậu tương,..), nên sẽ góp phần thúc đẩy nền nông nghiệp. 

Xăng sinh học thúc đẩy nền nông nghiệp

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

4.2. Có nguy cơ gì xảy ra đối với động cơ khi sử dụng xăng sinh học không?

Theo nhiều nguồn tin trong và ngoài nước, xăng sinh học có tỷ lệ phối trộn ethanol thấp, từ E2 đến E10, có thể sử dụng cho các động cơ ô tô và xe máy mà không gặp vấn đề nào đáng lo ngại. PGS.TS. Lê Anh Tuấn - Phó Viện trưởng Viện Cơ khí Động lực và Trưởng phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong tại Trường ĐH Bách khoa Hà Nội, đã xác nhận: "Với tỷ lệ ethanol 5%, việc sử dụng xen kẽ E5 và xăng thông thường không ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ" - Trích SGGP Online 24/8/2010.

Tuy nhiên, thông tin về xăng sinh học thường liên quan đến khả năng gây hại cho động cơ khi ethanol có nồng độ thấp, đặc biệt khi nồng độ ethanol dưới 99,5 độ, với đặc tính hút ẩm, có thể gây hiện tượng tách lớp, ảnh hưởng đến quá trình cung cấp nhiên liệu bình thường và hiệu suất làm việc của động cơ. Ngoài ra, các loại xăng sinh học có hàm lượng ethanol cao hơn, từ E15 trở lên, thường chỉ nên được sử dụng trên các động cơ đã được điều chỉnh để chạy với loại xăng này. Việc sử dụng các loại xăng sinh học có hàm lượng ethanol cao trong các xe thông thường có thể gây ảnh hưởng đến một số chi tiết kim loại, cao su, nhựa và polymer trong động cơ do cồn/ethanol có tính ăn mòn cao.

Mong rằng với những kiến thức chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn đọc nắm bắt được thêm thông tin hữu ích về xăng sinh học.