Đồ án Công nghệ sản xuất cồn khô

ó khăn trong việc tạo nguồn cháy ban đầu. Nhưng than đá vẫn được sử dụng nhiều trong công nghiệp. Các nhà máy nhiệt điện thường sử dụng than để đun nước, làm nước bốc hơi và hơi sẽ làm quay tua bin tạo ra điện. Nước ta có nhiều mỏ than nhưng mỏ than lớn nhất là ở Quảng Ninh được xem như nguồn “vàng đen” của nước ta. Và than đá hiện nay là một trong những ngành công nghiệp giữ vị trí chủ đạo ở Trung Quốc. Ngành công nghiệp hóa dầu Trung Quốc (TQ) đang trở lại với than đá. Trong những năm đầu của thế kỷ 20 những sản phẩm hóa dầu công nghiệp đầu tiên trên thế giới đã được sản xuất từ than đá. Nhưng đến những năm bốn mươi của thế kỷ này than đá đã phải dần lùi bước khi các nhà sản xuất tìm đến các nguồn nguyên liệu rẻ hơn: dầu thô và khí thiên nhiên. Từ đó đến nay thế giới đã được chứng kiến một kỷ nguyên mới: thời đại phát triển nhảy vọt của hóa học. Hàng triệu tấn các sản phẩm hóa học được tổng hợp từ những nguồn nguyên liệu dầu khí đã làm thay đổi một cách cơ bản cuộc sống của con người trên khắp hành tinh của chúng ta. Nhưng những năm gần đây giá dầu thô đã không ngừng tăng nhanh đến chóng mặt do nhu cầu về dầu mỏ tăng đột biến mà nguồn cung lại có hạn. Mặt khác, tình hình chính trị ở một số quốc gia đóng vai trò chủ đạo trong việc cung cấp dầu thô trên thế giới lại luôn luôn không ổn định. Tất cả những yếu tố trên đã buộc các nước phải nghĩ đến an ninh năng lượng cũng như sự phát triển kinh tế ổn định của đất nước mình. Điều này lại càng quan trọng với TQ, một đất nước có 1,3 tỉ dân với nhu cầu về dầu mỏ chỉ sau Mỹ (cách đây hai năm vị trí số 2 của Nhật Bản đã bị TQ “chiếm lĩnh”). Những yếu tố này đã khiến các nhà đầu tư TQ quay lại với nguồn nguyên liệu truyền thống và dồi dào của mình, đặc biệt là ở vùng Tây Bắc và khu vực Nội Mông, những nơi có nhiều mỏ than, mỏ muối ăn nhưng gặp nhiều khó khăn về vận chuyển, lưu thông. Tại khu vực này đã có nhiều dự án đã và đang được các nhà đầu tư bỏ vốn triển khai. Đó là những dự án sản xuất metanol, PVC (muội than - đất đèn - axetylen - VCM - PVC). Có những dự án với vốn đầu tư lên đến hơn 1 tỉ USD như dự án sản xuất olefin từ than đá của tập đoàn khai thác than lớn nhất TQ - Tập đoàn Shenhua - liên doanh với các công ty của Thượng Hải và Hồng Kông tại khu vực Nội Mông. Dự án này bao gồm 3 giai đoạn: Khí hóa than đá để được khí tổng hip. Tổng hợp metanol. Từ metanol sản xuất ra olefin. Nhiều dự án tương tự cũng đang được triển khai ở nhiều cấp độ khác nhau. Riêng về sản phẩm PVC thì tổng cộng có tới gần 30 nhà máy sản xuất PVC đi từ đất đèn với công suất tổng cộng hơn 2,1 triệu tấn/ năm, bằng một nửa tổng sản lượng PVC của TQ (hơn 4 triệu tấn/năm). Về tính kinh tế, các dự án trên trở nên có hiệu quả rõ ràng nhất khi được triển khai ngay tại khu vực mỏ than. Nếu chủ đầu tư đồng thời là chủ dự án thì hiệu quả càng cao. Một yếu tố quyết định nữa là nguồn cung cấp điện năng. Nếu dự án được triển khai ở những nơi có điện năng dồi dào thì tính kinh tế lại càng hấp dẫn. Theo số liệu từ các dự án của TQ, giá PVC đi từ than đá thấp hơn từ 3 - 4% so với giá PVC đi từ etylen. Còn theo một số nhà phân tích phương Tây thì olefin sản xuất từ than đá có sức cạnh tranh tương đương với olefin ở những vùng có khí thiên nhiên giá rẻ (như vùng Trung Đông).  2.7 Sản xuất và tiêu thụ dầu của Mỹ - Trung Quốc - Nhật Bản: Nước Trữ lượng (Tỉ thùng) Sản xuất (thùng/ngày) Tiêu thụ (thùng/ngày) Xuất khẩu (thùng/ngày) Nhập khẩu (thùng/ngày) Mỹ Trung Quốc Nhật Bản 22,45 (2002 17,74 (2004) 29,29 (2002) 7,8 (2004) 3,4 (2003) 0,017 (2001) 20,5 (2004) 6,6 (2004) 5,4 (2004) - 0,43 (2002) 0,093 (2001) - 2,41 (2002) 5,45 (2001) Các loại nhiên liệu đi từ cồn là những nhiên liệu khá mới mẻ. Trước đây người ta chỉ biết tới cồn như một dạng dung môi. Do những nhu cầu về năng lượng các nhà khoa học đã nghiên cứu và sử dụng cồn như một dạng nhiên liệu. Cồn được dùng để đốt cháy gián tiếp như đèn cồn. Cồn được dùng làm nhiên liệu cho xe hơi và được sử dụng khá phổ biến ở Braxin. Trong khi các nước khác trên thế giới đang lo về sự không ổn định của nguồn năng lượng dầu mỏ thì ở Braxin những chiếc xe hơi vẫn bình thản lướt trên những đường phố bằng cồn nhiên liệu. Cồn còn được dùng pha vào xăng để làm xăng sinh học, hay kết hợp với những chất khác để tạo ra những nhiên liệu mới an toàn cho vận chuyển, bảo quản, và sử dụng với cồn dạng gel và cồn khô. Nhìn chung, vấn đề sử dụng cồn như một dạng nhiên liệu không chỉ mang tính chất riêng lẻ ở bất kì nước nào hay ở khu vực nào đang lan rộng trên toàn thế giới bởi tính ưu việt của loại nhiên liệu này mà đến ngày nay con người mới dần dần khám phá ra và sử dụng nó có hiệu quả hơn. Các nhiên liệu đi từ dầu mỏ hiện nay được sử dụng phổ biến nhất. Như xăng dùng cho các động cơ, nhiên liệu phản lực, diezen, dầu hỏa, nhiên liệu đốt lò, và khí hóa lỏng. Nhiên liệu xăng nói riêng và các sản phẩm dầu mỏ nói chung đã trở thành vị trí chủ đạo trong các loại năng lượng. Có liên quan đến vấn đề kinh tế, an ninh chính trị của các quốc gia. Vấn đề năng lượng và nhất là năng lượng dầu mỏ đã trở nên cần thiết trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của người dân ở hầu hết các quốc gia. Vì vậy mà hầu hết các cuộc chiến tranh ngày nay xuất phát từ vấn đề năng lượng, đặc biệt là dầu mỏ. Các sản phẩm dầu mỏ được ứng dụng nhiều trong đời sống để làm nhiên liệu như dầu hỏa, khí hóa lỏng. Còn các khí mêtan, etan có áp suất hơi quá cao không thể hóa lỏng được thì được sử dụng ở quy mô công nghiệp dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy phát điện... 2.8 Năng lượng từ gió và đất 2.8.1 Năng lượng từ gió Từ xưa người ta đã biết đến gió. Gió là một nguồn năng lượng tự nhiên. Trong điều kiện bình thường gió như một nguồc làm mát tự nhiên. Gió là do không khí chuyển động từ vùng có khí áp cao sang vùng có khí áp thấp. Độ chênh lệch khí áp giữa hai vùng càng lớn thì gió càng mạnh và ngược lại. Nếu khí áp giữa hai vùng như nhau, không có sự chênh lệch thì không có gió. Người ta có thể lợi dụng sức gió để bơm nước cho các nhà cao tầng. Thiết bị được dùng là động cơ gió trục ngang có nhiều cánh, quay chậm để để kéo bơm pittông đưa nước lên cao. Động cơ gió trục ngang này thường được đặt trên cao vì gió trên cao thổi mạnh hơn dưới thấp. Người ta còn lợi dụng sức gió để tạo ra dòng điện bằng phong điện nhỏ dùng cho gia đình. Đây là máy phát điện mini hoạt động nhờ tuabin gió chạy bằng sức gió. Đây là loại phong điện cực nhỏ phát ra dòng điện. Gió - nguồn năng lượng không bao giờ cạn Nếu khai thác triệt để năng lượng gió, một nguồn nhiện liệu sạch, kinh tế, chúng ta sẽ đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng năng lượng ngày một gia tăng, trong khi các nguồn nhiên liệu dầu khí đang khan hiếm. Từ cuối thập niên 1920, người Mỹ đã sử dụng những cối xay gió nhỏ để cung cấp điện cho những khu vực nông thôn. Nhưng chỉ sau một thời gian ngắn, đến thập niên 1930 cối xay gió được sử dụng ngày càng ít, và nay chỉ còn lại một số ít trong các trang trại ở miền Tây nước Mỹ. Đến những năm 1970, cuộc khủng hoảng dầu hỏa làm thay đổi bức tranh toàn cảnh năng lượng trên thế giới, tạo nên một thị trường mới mở ra cho các nguồn năng lượng thay thế, và những cối xay gió cơ học tạo điện năng từ gió đã trở lại. Cối xay gió cơ học ngày càng được xây dựng kỹ thuật hơn với những cánh quạt được chế tạo từ sợi thủy tinh hoặc những vật liệu có sức chịu đựng tốt. Trước khi bước vào khai thác năng lượng gió, câu hỏi đầu tiên chính là: có thể lấy từ gió bao nhiêu năng lượng? Có hai cơ sở cơ bản để đánh giá: hiệu quả và công suất. Hiệu quả (tức năng lực hữu ích mà chúng ta có thể lấy được từ nguồn năng lượng): có thể chuyển từ 30 - 40% động lực của gió thành điện năng (để tiện so sánh: có thể chuyển hóa từ 30-35% hóa chất trong than đá thành điện năng). Công suất (phần điện năng máy có thể cung cấp được): một máy điện từ gió có công suất 100%, có thể hoạt động suốt ngày và lúc nào cũng đầy năng lượng, tỉ lệ ở than đá là 75% nếu như hoạt động cả ngày lẫn đêm và suốt năm. Trước đây, một máy phát điện từ gió thông thường có thể sản xuất từ 1,5 - 4 triệu kWh điện mỗi năm, đủ để cung cấp điện cho 150 - 400 hộ mỗi năm. Ở Mỹ, các máy phát điện năng từ gió có thể cung cấp 10 tỷ kWh mỗi năm. Năng lượng gió đáp ứng được 0,1% nhu cầu năng lượng cho cả nước, một con số rất nhỏ. Mười năm trước, Mỹ còn là “vua” sử dụng năng lượng gió khi sản xuất đến 90% sản lượng điện từ gió của toàn thế giới. Đến năm 1996 sản lượng này giảm 30%. Thế nhưng gần đây, do chi phí đầu tư khai thác nguồn năng lượng từ gió bắt đầu giảm và kỹ thuật được cải tiến nên gió lại trở thành một trong những nguồn năng lượng  mới tạo ra điện có sức cạnh tranh nhiều nhất trong một số khía cạnh. 2.8.1 Mô hình cối xay gió cơ học tạo điện năng từ gió Nhìn trên phương diện kinh tế, gió là một tài nguyên dồi dào có sẵn trong tự nhiên và không có “biên giới”. Ta có thể xây dựng máy phát điện từ gió không tốn nhiều tiền bằng chi phí xây dựng máy phát điện từ những nguồn năng lượng khác. Máy phát điện từ gió có thể dễ dàng bổ sung máy phát điện thông thường khi nhu cầu dùng điện của người dân tăng lên. Mặt khác, chi phí sản xuất điện từ gió đã giảm đột ngột trong hai thập niên qua nhờ các kỹ thuật hạ thấp chi phí đầu tư. Trên góc độ môi trường: gió là một nguồn nguyên liệu sạch, không làm ô nhiễm không khí và nước khi tạo điện năng. Điện năng làm từ gió còn rất sạch, có khả năng giảm đáng kể lượng khí CO2 thải ra môi trường. Một nghiên cứu mới của Bộ Năng lượng Mỹ vừa công bố cho biết trong năm 2003 ngành năng lượng có tốc độ phát triển nhanh nhất không phải nhiệt điện hay năng lượng nguyên tử, mà là gió. Bằng cớ là trong khoảng thời gian từ năm 2000 - 2003, năng lượng gió tăng trưởng 159% ở Mỹ và 87% ở châu Âu (Nguồn: dịch vụ đánh giá của Standard and Poor), qua mặt tất cả các nguồn năng lượng khác về tốc độ tăng trưởng. Đan Mạch hiện đang dẫn đầu thế giới trong lĩnh vực sản xuất và sử dụng điện năng làm từ sức gió. Ngành công nghiệp điện năng từ gió của Đan Mạch tạo công ăn việc làm cho 20.000 người, sản xuất được 3.200 MW trong năm 2003 trên tổng số 8.300MW sản lượng điện từ gió của toàn cầu. Với dân số 5,4 triệu người, Đan Mạch cũng là nước dẫn đầu về tiêu thụ điện năng làm từ gió, với khoảng 21% tổng điện năng được làm từ gió, so với tỉ lệ bình quân trên toàn cầu là 0,5%, (AFP 15-8-2004). Sự chuyển biến về cơ cấu năng lượng cũng đang diễn ra đặc biệt nhanh chóng tại châu Âu, trong đó Anh là nước đi đầu. Trong năm qua, đã hoàn thành phần đấu thầu dự án xây dựng nhà máy năng lượng gió với 1.000 turbine gió dọc bờ biển, hy vọng sẽ thỏa mãn 10% nhu cầu năng lượng. Hoa Kỳ cũng hy vọng năng lượng gió sẽ là nhân tố chủ đạo trong việc chuyển đổi cơ cấu năng lượng nước Mỹ. Theo tính toán của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, chỉ cần phủ tuôcbin phủ trên 6% diện tích nước Mỹ thì sẽ đủ cho sản xuất lượng điện gấp rưỡi nhu cầu hiện tại của Hoa Kỳ. Nếu khai thác triệt để năng lượng gió, một nguồn năng lượng sạch, kinh tế, chúng ta sẽ đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng năng lượng ngày một gia tăng, trong khi các nguồn nhiên liệu dầu khí đang ngày càng hiếm. Tuy nhiên nguồn năng lượng từ gió cũng được sử dụng hạn chế do tính không liên tục và không đồng đều. Có lúc gió nhẹ, có lúc gió mạnh và có lúc không có gió. Vì vậy ngày nay các thiết bị, các phương tiện dùng sức gió được hạn chế sử dụng dần và được thay thế bằng các thiết bị và phương tiện dùng nguồn năng lượng khác. 2.8.2 Địa nhiệt Nguồn năng lượng ở trong lòng quả đất thì ở nơi nào cũng có. Nhưng không phải ở bất cứ nơi nào cũng lộ thiên. Hình thức địa nhiệt thường được bộc lộ ra ngoài là do nước nóng và hơi nóng do địa nhiệt đã đốt nóng. Ở một số khu vực, nguồn địa nhiệt cũng trở nên hữu ích. Chúng ta đều biết rằng dầu mỏ được hình thành từ dưới lòng đất bởi các yếu tố: vi khuẩn, nhiệt độ, áp suất, thời gian… Nguồn địa nhiệt cũng là nguồn năng lượng khá phong phú. Nguồn địa nhiệt không chỉ cung cấp một nguồn năng lượng lớn cần thiết cho sản xuất và phục vụ cho con người. Việt Nam có diện tích tự nhiên 329.241 km2, trong đó 3/4 là đồi núi, biển. Với cấu tạo địa tầng tự nhiên đa dạng, Việt Nam là một quốc gia có tiềm năng địa nhiệt nhất định. Hiện nay, một số tổ chức đã và đang tiến hành khảo sát, đánh giá tiềm năng, nhiệt độ, độ sâu cũng như trữ lượng của nguồn năng lượng này. Vấn đề nguồn cung cấp năng lượng luôn là mối quan tâm hàng đầu của các quốc gia. Đặc biệt là trong gian đoạn hiện nay, khi mà nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn dần và vấn đề ô nhiễm môi trường do đốt lọai nhiên liệu này ngày càng trở nên nghiêm trọng. Ngày nay, năng lượng sạch đang được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm và là một sự lựa chọn cho nguồn năng lượng thay thế trong tương lai. Nguồn năng lượng sạch bao gồm năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng sóng biển, năng lượng thủy triều,…. Các nguồn năng lượng này đã và đang góp phần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế và giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Phía dưới bề mặt hành tinh chúng ta, ở độ sâu từ 5 đến 10 km có rất nhiều dòng nước nóng ngầm có thể sử dụng làm nguồn năng lượng. Những dòng nước nóng (có nơi lên tới 6.000oC) thường thoát lên bề mặt trái đất dưới dạng các nguồn nước nóng hay suối nước nóng phun trào, có thể dùng để biến đổi thành năng lượng điện hay sử dụng trực tiếp để sưởi ấm nhà ở hay các nhà kính trong trồng trọt, sấy nông sản. Bản thân nguồn địa nhiệt không thể giải quyết được các vấn đề căn bản về năng lượng nhưng nó góp phần giảm bớt sự phụ thuộc vào sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Năng lượng địa nhiệt đã được khai thác và sử dụng từ những năm đầu thế kỷ 20 cho mục đích sưởi ấm, sấy nông sản, tắm thư giãn,… Từ đó đến nay, việc nghiên cứu và phát triển công nghệ khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt ngày càng phát triển nhanh về quy mô và hiệu suất. Các nhà máy sản xuất điện từ địa nhiệt (cho giá thành rẻ và sạch về sinh thái) đã được xây dựng tương đối phổ biến tại nhiều quốc gia như Mỹ, Trung Quốc, Pháp, New Zealand, Nhật, Philippines, Canada, Úc,…. Ước tính riêng tại Mỹ, sản lượng điện sản xuất từ nguồn địa nhiệt cho phép tiết kiệm tới 80 triệu thùng dầu mỗi năm. Chỉ tính riêng năm 2003, Mỹ đã sản xuất được 34.880 GWh điện từ các nguồn năng lượng địa nhiệt, gấp trên 12 lần tổng sản lượng điện của nhà máy thủy điện Trị An (công suất 420 MW) của chúng ta hiện nay. Theo thống kê từ năm 2002 đến năm 2004, tổng công suất lắp đặt tại 19 quốc gia trên thế giới với 33 nhà máy là 552MW. Tính đến cuối năm 2004, tổng công suất lắp đặt của các nhà máy điện địa nhiệt trên thế giới là 12.390 MWe, tăng 25% so với năm 2003. Con số này gấp hơn 1,2 lần tổng công suất lắp đặt của tất cả các nhà máy điện ở Việt Nam hiện nay. Như vậy việc sử dụng nguồn năng lượng địa nhiệt đã được khoa học chứng minh và khẳng định bằng thực tế tốc độ phát triển rất nhanh, tính cạnh tranh cao về suất đầu tư và chi phí vận hành của các nhà máy được lắp đặt trên thế giới. 2.8.2.1. Hoạt động Một hệ thống nhà máy điện địa nhiệt thường bao gồm các bộ phận chính sau: Hệ thống bơm Bộ tách hơi nước Tuabin hơi nước Máy phát điện Bình ngưng. Để nhà máy điện hoạt động hiệu quả, đòi hỏi nguồn địa nhiệt phải từ 120-150oC trở lên. Thông thường nước từ nguồn nhiệt được bơm đến bộ tách hơi, phần hơi nước tách ra được chuyển đến tua bin hơi để chạy máy phát điện. Hơi nước sau tua bin được ngưng tụ và được bơm trở lại lòng đất cùng với phần nước ngưng tại bộ tách hơi. Phần nước nóng cũng có thể được sử dụng cho các mục đích khác như sưởi, vệ sinh, tắm,… 2.8.2.2.Phát triển năng lượng địa nhiệt ở Việt Nam Theo khảo sát và đánh giá của các nhà khoa học, hiện Việt Nam có khoảng 200 nguồn, suối nước nóng phân bố tương đối đều trên cả nước: như suối nước nóng Kim Bôi-Hòa Bình, Thạch Bích-Quảng Ngãi, Bình Châu-Bà Rịa-Vũng Tàu,….với nhiệt độ trung bình từ 70-100oC ở độ sâu 3km. Hiện nay một số nguồn nước nóng này được khai thác chủ yếu cho việc tắm thư giãn, chữa bệnh. Tuy nhiên, theo đánh giá của các chuyên gia, các nguồn nhiệt này có khả năng xây dựng được các nhà máy có công suất từ 3-30MW. Riêng khu vực miền Trung từ Quảng Bình đến Khánh Hòa, nơi có các nguồn địa nhiệt với nhiệt độ từ 70-150oC, được xem là có tiềm năng lớn để khai thác và xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt với tổng công suất khoảng 200MW. Đến nay, một số tổ chức mới chỉ dừng lại ở mức tiến hành điều tra, nghiên cứu, lập các dự án tiền khả thi cho khu vực miền Trung. Dự án khai thác nguồn địa nhiệt từ suối nước nóng Bình Châu-Bà Rịa-Vũng Tàu đang có rất nhiều triển vọng. Định hướng phát triển nguồn năng lượng này đã được đề cập đến trong kế hoạch phát triển nguồn điện đến năm 2020 của Tổng Công Ty Điện Lực Việt Nam (EVN) Có thể thấy rằng năng lượng địa nhiệt là một nguồn năng lượng tự nhiên, sạch và kinh tế do tự nhiên ban tặng. Tuổi thọ của một nhà máy điện địa nhiệt có thể lên đến 25-30 năm. Việc khai thác tốt nguồn năng lượng này sẽ giúp đa dạng hóa nguồn phát điện, giảm thiểu gánh nặng cho hệ thống vốn chỉ dựa vào các nguồn năng lượng truyền thống. Vấn đề hiện nay là làm thế nào để quy hoạch, khai thác và sử dụng nguồn năng lượng này một cách tối ưu và hiệu quả. 2.9 Thủy năng và nguồn năng lượng biển Từ thời xa xưa con người đã biết lợi dụng sức nước (thủy năng) để thay thế một số công việc nặng nhọc như đưa nước từ suối sâu lên tưới ruộng bằng các con quay nước hoặc cối giã gạo bằng sức nước mà ta vẫn thấy đồng bào miền núi hiện nay còn dùng. Đến cuối thế kỉ 18 khi phát minh ra các tuabin nước thì việc lợi dụng sức nước ngày càng thuận lợi và kĩ thuật ngày càng hoàn thiện. Người ta đã lắp đặt các máy bơm nước trực tiếp, máy xay xát gần tuabin và đấu trực tiếp hoặc qua dây đai để tuabin kéo các máy công tắc quay. Như vậy là dùng thuỷ năng để phục vụ sản xuất. Hiện nay người ta lợi dụng sức nước làm quay tuabin để làm ra dòng điện phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất. Điện có thể tạo ra nhờ sức nước ở các dòng sông hay sức nước của thuỷ triều. Các máy thuỷ điện trên thế giới hiện nay đều xây dựng trên các khu hẹp của các dòng sông. Người ta tận dụng thế tự nhiên của các dòng sông hoặc xây đập chắn để tạo ra các dòng nước đổ từ trên cao xuống với lưu tốc và lưu lượng lớn đủ để làm quay tuabin. Chúng ta dùng dòng thủy lực thực tế là sử dụng năng lượng trọng lực của nước. Có nhiều trạm phát điện: Thác Bà, Đa Nhim, Trị An. 2.9.1. Lợi dụng thuỷ triều để phát điện Ta có thể sử dụng nước sông tạo ra điện, vậy ta có thể sử dụng nước biển hay không? Nước biển và nước sông không giống nhau. Nước biển là một khối mênh mông tuy không có lòng như sông, tuy có sóng có dao động nhưng nhìn chung vẫn chảy một cách phẳng lặng không có thế năng. Nhưng thí nghiệm cho ta thấy năng lượng có thể chuyển đổi được. Bất kỳ một chất lỏng, động năng có thể chuyển đổi thành năng lượng khác. Năng lượng thủy triều theo tính toán có thể lên tới 1 tỷ kw tương đương với 100 nhà máy điện như nhà máy Tam Hiệp. Phần lớn các nơi trên thế giới là bán nhật triều, nước biển một ngày lên 2 lần xuống 2 lần. Những cửa sông lớn có thể xây dựng những trạm phát điện bằng thủy triều. Máy phát điện bằng năng lượng thủy triều là vận dụng tốc độ chảy của nước biển để biến thành động năng. Xây dựng một đập chắn để lấy nước biển khi thủy triều lên hay xuống đều làm quay tuabin của máy phát điện. Tất nhiên do những nguyên nhân về kỹ thuật, tiền vốn và trang thiết bị… cho nên không phải bất kỳ cửa sông nào cũng có thể xây dựng trạm phát điện bằng năng lượng thủy triều, hiện nay lớn nhất là trạm Lens của Pháp, dung lượng thiết kế là 24000 kw. Cửa sông Nhũ Sơn, Sơn Đông; Lạc Thanh-Triết Giang, Cam Trúc- Quảng Đông… thuộc Trung Quốc đã xây dựng các trạm thủy điện vừa và nhỏ. Do năng lượng thủy triều khai thác là vô tận, và ít ô nhiễm, do đó các nước trên thế giới hết sức hứng thú đi sâu nghiên cứu để khai thác và sử dụng, nhằm giảm bớt khó khăn do thiếu nguồn năng lượng, cũng như dầu mỏ. Chúng ta tin tưởng một ngày không xa nữa nguồn năng lượng thủy triều vô tận sẽ được con người chuyển thành điện năng. 2.9.2. Nước biển cũng là một nguồn năng lượng Tất cả chúng ta đều biết rằng 3/4 diện tích trái đất là biển và đại dương đã và đang được con người khám phá. Có nhiều nguồn lợi từ biển mang lại cho con người, chúng ta thường nói biển là tàn trữ một nguồn năng lượng vô tận. Những năng lượng đó chủ yếu là nhiệt năng và năng lượng cơ học như năng lượng sóng, năng lượng thủy triều, năng lượng dòng điện, năng lượng về độ chênh lệch nhiệt độ, độ chênh lệch về độ mặn. Từ trong nước biển có thể lấy ra các chất đốt như dầu hỏa, dầu mazut, uranium và nước nặng sẽ làm động lực cho sân bay tàu ngầm, tàu phá băng, nhà máy điện. Mọi người đều biết rằng uranium là nhiên liệu của nhà máy điện nguyên tử do nó giải phóng ra một nguồn năng lượng rất lớn, nếu ta tận dụng và khống chế được thì sẽ rất có ích. Trữ lượng uranium trong nước biển là rất đáng kể khoảng 4,5 tỷ tấn tương đương với 4500 lần trên thuộc địa, nếu ta tận dụng được năng lượng này thì dù cho sau này tiêu hao năng lượng gấp đôi hiện nay thì cũng đủ cung cấp cho thế giới trong một vạn năm nữa nhưng thực ra việc thu được uranium với lượng lớn là rất khó vì 1 lít nước biển chứa 3,3 uranium có nghĩa là muốn có 3kg uranium thì phải xử lý khoảng 1 triệu tấn nước biển. Nước nặng là năng lượng khác thu được từ nước biển nó có hydrogen và đồng vị của nó là hydrogen nặng hóa hợp với oxi mà thành đây được coi là nguồn năng lượng lý tưởng của thế kỷ 21. Dựa theo con số tính toán trữ lượng của nước nặng có thể chứa trong nước biển có thể tới 2000 tỷ tấn. 3. NHIÊN LIỆU SINH HỌC. 3.1 Khái niệm nhiên liệu sinh học (NLSH) và tình hình sản xuất, sử dụng hiện nay trên thế giới NLSH là khái niệm chung chỉ tất cả những dạng NL có nguồn gốc sinh học, có thể tạm chia làm mấy nhóm sau: - Xăng sinh học - xăng pha cồn etanol - Điêzen sinh học - điêzen pha cồn etanol hoặc dầu thực vật như dầu dừa, cọ, dầu hạt cải... - Sinh khối - rơm rạ, củi, bã mía, trấu,... - Khí sinh học - những loại hỗn hợp khí tạo thành do sự phân hủy yếm khí trong nông, lâm nghiệp, chăn nuôi, xử lý chất thải... Trong đó, hai dạng NLSH được sản xuất, sử dụng ở quy mô công nghiệp là xăng sinh học và diesel sinh học, ở đây chúng ta cũng quan tâm chủ yếu đến hai dạng này 3.1.1 Điêzen sinh học 3.1.1.1 Khái niệm Diesel sinh học là một loại nhiên liệu có tính chất tương đương với nhiên liệu dầu diesel nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật. Diesel sinh học nói riêng, hay nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại năng lượng tái tạo. Nhìn theo phương diện hóa học thì diesel sinh học là methyl este của những axít béo. 3.1.1.2 Sản xuất Để sản xuất diesel sinh học, người ta pha khoảng 10% metanol vào dầu thực vật và dùng nhiều chất xúc tác khác nhau (đặc biệt là hidroxit natri, hidroxit kali và các ancolat). Ở áp suất thông thường và nhiệt độ vào khoảng 60°C liên kết este của glyxerin trong dầu thực vật bị phá hủy và các axít béo sẽ được este hóa với mêtanol. Chất glyxêrin hình thành phải được tách ra khỏi dầu diesel sinh học sau đấy. 3.1.1.2 Một mẫu diesel sinh học Thông qua việc chuyển đổi este này dầu diesel sinh học có độ nhớt ít hơn dầu thực vật rất nhiều và có thể được dùng làm nhiên liệu thay thế cho dầu diesel mà không cần phải cải biến động cơ để phù hợp. Chữ đầu tự dùng cho tất cả các methyl este từ dầu thực vật theo DIN EN 14214 là PME (có giá trị toàn Châu Âu từ 2004). Tùy theo loại của nguyên liệu cơ bản người ta còn chia ra thành: RME: Methyl este của cây cải dầu (Brassica napus) theo DIN EN 14214 (có giá trị toàn Châu Âu từ 2004). SME: Methyl este của cây đậu nành hay dầu cây hướng dương PME: Methyl este của cây dầu dừa hay dầu hạt cau. Bên cạnh đó còn có mêthyl este từ mỡ nhưng chỉ có những sản phẩm hoàn toàn từ dầu thực vật (PME và đặc biệt là RME) là được dùng trong các loại xe diesel hiện đại, khi được các nhà sản xuất cho phép. * Sản xuất diesel sinh học từ cây cải dầu Với điều kiện ở Châu Âu thì cây cải dầu (Brassica napus) với lượng dầu từ 40% đến 50% là cây thích hợp để dùng làm nguyên liệu sản xuất diesel sinh học. Dầu được ép ra từ cây cải dầu, phần còn lại được dùng trong công nghiệp sản xuất thức ăn cho gia súc. Trong một phản ứng hóa học đơn giản giữa dầu cải và mêtanol có sự hiện diện của một chất xúc tác, glyxêrin và mêtanol trao đổi vị trí cho nhau, tạo thành methyl este của axít béo và glyxêrin * Ưu và nhược điểm đối với môi trường Quy trình sản xuất không có chất thải vì tất cả các sản phẩm phụ đều có thể được tiếp tục sử dụng. Bã cây cải dầu được dùng làm thức ăn gia súc và glyxêrin có thể được tiếp tục dùng trong công nghiệp hóa (thí dụ như trong mỹ phẩm). Thế nhưng cây cải dầu phải được trồng luân canh, tức là chỉ có thể trồng cây cải dầu trên cùng một cánh đồng từ 3 đến 5 năm một lần. Vì nguyên nhân này mà việc tiếp tục tăng sản xuất cải dầu là một việc khó khăn. 3.1.1.2 Nhà máy sản xuất diesel sinh học tại Zistersdorf (Áo) 3.1.1.3. Tiềm năng thị trường của diesel sinh học Diesel sinh học được tạo thành từ một phản ứng hóa học rất đơn giản. Diesel sinh học có nhiều ưu điểm: đố