Xem mẫu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Tă”ng tttt
ff
BÀI GIẢNG
Nhiên liệu và nguồn năng lượng cho ô tô
Đối tượng: Cao học
Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực
Giảng viên: TS. Đào Chí Cường
Hưng Yên, năm 2014
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU VÀ NGUỒN NĂNG
LƯỢNG CHO Ô TÔ
1.1. Nhiên liệu truyền thống và nhiên liệu thay thế
1.1.1. Nguồn năng lượng và tình trạng năng lượng hiện tại
1.1.1. 1. Nguồn năng lượng
Năng lượng có vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội. An ninh
quốc gia, an ninh kinh tế luôn gắn liền với an ninh năng lượng của một quốc gia. Vì
vậy trong chính sách phát triển kinh tế, xã hội bền vững, chính sách năng lượng nên
được đặt lên hàng đầu.
Theo số liệu thống kê của Viện Chiến lược và Phát triển giao thông vận tải
TDSI) Bộ GTVT, các hoạt động GTVT ở nước ta tiêu thụ một lượng năng lượng lớn,
chiếm 30% tổng nhu cầu năng lượng quốc gia và chiếm 60% tổng nhiên liệu tiêu thụ.
Năng lượng hoạt động trong lĩnh vực GTVT tăng 10% mỗi năm trong vòng 10 năm
qua, trong đó, chủ yếu là vận tải đường bộ với khoảng 68% tổng lượng nhiên liệu của
ngành; 90% nhiên liệu cho GTVT là xăng và dầu diesel, trong đó chỉ sử dụng 0,3% là
nhiên liệu sạch.
Hiện nay, ngoài năng lượng từ các nguồn nhiên liệu truyền thống xăng, dầu,
năng lượng từ nguồn nhiên liệu thay thế cũng đang được hết sức quan tâm. Nhiên liệu
thay thế dùng cho động cơ đốt trong có thể phân thành hai nhóm có tính chất tương
đương:
- Nhóm nhiên liệu dùng cho động cơ cháy do nén gồm dầu thực vật (vegetable oil), diesel sinh học (bio-diesel), dầu thực vật/mỡ động vật hyđrô hóa (HVO),
Dimethyl ether (DME) và FT diesel có nguồn gốc sinh khối (BTL), than đá (CTL) và
khí (GTL).
- Nhóm nhiên liệu dùng cho động cơ đánh lửa cưỡng bức gồm cồn (ethanol,
methanol, butanol và propanol), khí thiên nhiên (CNG, LNG), khí hóa lỏng (LPG),
hyđrô và khí giàu hyđrô như HHO, syngas.
Song song với việc khai thác nguồn năng lượng từ các loại nhiên liệu nói trên,
các nhà khoa học cũng đang tìm kiếm một nguồn năng lượng mới cho lĩnh vực giao
thông vận tải, đó là nguồn năng lượng mặt trời, pin nhiên liệu….Nguồn năng lượng
này cũng đang đem lại rất nhiều hy vọng trong vấn đề khắc phục tình trạng cạn kiệt
nguồn nhiên liệu truyền thống và góp phần giảm ô nhiễm môi trường.
1.1.1.2. Tình trạng nguồn năng lượng hiện tại
1. Nguồn nhiên liệu hóa thạch
Do nhẹ hơn nước nên dầu xuất hiện lộ thiên ở nhiều nơi, vì thế loài người đã
tìm thấy dầu hằng ngàn năm trước Công Nguyên. Thời đó dầu thường được sử dụng
1
trong chiến tranh. Mãi đến thế kỷ 19 người ta mới bắt đầu khai thác dầu theo mô hình
công nghiệp, xuất phát từ việc tìm kiếm một chất đốt cho đèn vì dầu cá voi quá đắt tiền
chỉ những người giàu mới có khả năng dùng trong khi nến làm bằng mỡ thì lại có mùi
khó ngửi. Vì thế giữa thế kỷ thứ 19 một số nhà khoa học đã phát triển nhiều phương
pháp để khai thác dầu một cách thương mại. Năm 1852 một nhà bác sĩ và địa chất
người Canada tên là Abraham Gessner đã đăng ký một bằng sáng chế sản xuất một
chất đốt rẻ tiền và đốt tương đối sạch. Năm 1855 nhà hóa học người Mỹ Benjamin
Silliman đề nghị dùng axit sunfuric làm sạch dầu mỏ dùng để làm chất đốt.
Người ta cũng bắt đầu đi tìm những mỏ dầu lớn. Những cuộc khoan dầu đầu
tiên được tiến hành trong thời gian từ1857 đến 1859. Lần khoan dầu đầu tiên diễn ra
ở Wietze, Đức, nhưng cuộc khoan dầu được toàn thế giới biết đến là của Edwin L.
Drake vào ngày 27 tháng 8 năm 1859 ở Oil Creek, Pennsylvania. Drake khoan dầu
theo lời yêu cầu của nhà công nghiệp người Mỹ George H. Bissel và đã tìm thấy mỏ
dầu lớn đầu tiên chỉ ở độ sâu 21,2 m.
Dầu mỏ là một trong những nhiên liệu quan trọng nhất của xã hội hiện đại dùng
để sản xuất điện và cũng là nhiên liệu của tất cả các phương tiện giao thông vận tải.
Hơn nữa, dầu cũng được sử dụng trong công nghiệp hóa dầu để sản xuất các chất
dẻo (plastic) và nhiều sản phẩm khác. Vì thế dầu thường được ví như là "vàng đen".
Tùy theo nguồn tính toán, trữ lượng dầu mỏ thế giới nằm trong khoảng từ 1.148
tỉ thùng (barrel) (theo BP Statistical Review 2004) đến 1.260 tỉ thùng
(theo Oeldorado 2004 của ExxonMobil). Trữ lượng dầu mỏ tìm thấy và có khả năng
khai thác mang lại hiệu quả kinh tế với kỹ thuật hiện tại đã tăng lên trong những năm
gần đây và đạt mức cao nhất vào năm 2003.
Dự đoán trữ lượng dầu mỏ sẽ đủ dùng cho 50 năm nữa. Năm 2011 trữ lượng
dầu mỏ nhiều nhất là ở Hoa Kỳ (2855 tỷ thùng), Ả Rập Saudi (262,6 tỉ
thùng), Venezuela (211,2 tỉ thùng), Canada (175,2 tì thùng), Iran (137 tỉ
thùng), Iraq (115,0 tỉ thùng), kế đến là ở Kuwait, Các Tiểu Vương quốc Ả Rập Thống
nhất, Nga, Libya, và Nigeria [2]. Nước khai thác dầu nhiều nhất thế giới trong năm
2003 là Ả Rập Saudi (496,8 triệu tấn), Nga (420 triệu tấn), Mỹ (349,4 triệu
tấn), Mexico (187,8 triệu tấn) và Iran (181,7 triệu tấn). Việt Nam được xếp vào các
nước xuất khẩu dầu mỏ từ năm 1991 khi sản lượng xuất được vài ba triệu tấn. Đến
nay, sản lượng dầu khí khai thác và xuất khẩu hàng năm đạt vào khoảng 20 triệu
tấn/năm.
Việt Nam cũng là một quốc gia có nguồn dầu mỏ khá dồi dào. Năm 2013, sản
lượng dầu mỏ tại Việt Nam đã tăng lên 348.000 thùng mỗi ngày, cao nhất kể từ năm
2006. Theo hãng dầu khí Anh (BP), Việt Nam hiện có trữ lượng dầu lớn nhì Đông Á,
với 4,4 tỷ thùng, chỉ sau Trung Quốc.
2
2. Nguồn nhiên liệu thay thế
a. Khí dầu mỏ hoá lỏng (LPG)
Năm 2010, tổng lượng LPG sản xuất trên toàn thế giới đạt đến 249 triệu tấn,
chủ yếu tập trung ở khu vực Trung Đông, nơi có trữ lượng dầu và khí đốt lớn nhất thế
giới. Khu vực châu Á - Thái Bình Dương có tốc độ tăng trưởng nhanh, khoảng 4,6%.
Từ năm 2010 đến nay, sản lượng LPG ở các quốc gia châu Mỹ gần như không thay
đổi, tuy nhiên châu Phi cũng đã bắt đầu cung cấp một lượng nhỏ LPG vào chuỗi giá trị
toàn cầu.
Khí hoá lỏng LPG có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như cho các
phương tiện GTVT, công nghiệp, trồng trọt và dân dụng. Theo số liệu năm 2010, 47%
LPG được sử dụng để phục vụ cho nhu cầu nấu nướng và sưởi ấm, 8,1% LPG sử dụng
cho lĩnh vực GTVT. Hiện nay, một số quốc gia đã sử dụng LPG làm nhiên liệu cho
các phương tiện như xe buýt, xe taxi... Ở Nhật, khoảng 90% taxi sử dụng LPG, ở Mỹ
20-30% các phương tiện sử dụng nhiên liệu này. Hàn Quốc là nước tiêu thụ nhiều LPG
nhất trên thế giới, có khoảng 1,7 triệu xe sử dụng LPG. Hiện nay, tất cả các xe taxi ở
Hongkong đều sử dụng LPG, một phần ba trong tổng số các xe do hãng Ford sản xuất
tại Úc là xe sử dụng LPG... Nhu cầu sử dụng LPG đang ngày càng tăng cao, năm 2010
là khoảng 250 triệu tấn, tăng 50 triệu tấn so với năm 2000.
b. Khí thiên nhiên NG và CNG
CNG là khí thiên nhiên nén, thành phần chủ yếu là CH4 - metane (chiếm 85%95%) được lấy từ những mỏ khí thiên nhiên, mỏ dầu (khí đồng hành) hoặc khí nhà
máy (thu được trong quá trình sản xuất của các nhà máy lọc dầu) qua xử lý và nén ở
áp suất cao (200 đến 250 bar).
Theo thống kê, hiện nay, trên thế giới trữ lượng của khí thiên nhiên vào khoảng:
177 - 182 nghìn tỉ m³, sản lượng khai thác khoảng 2,957 nghìn tỉ m³/năm, như vậy, chỉ
sau 60 năm nữa thì khí thiên nhiên cũng bị cạn kiệt.
Năm 2010, lượng khí thiên nhiên khai thác trên toàn thế giới đạt 3.193,3 tỷ m3,
tăng 7,3% so với năm 2009. Cụ thể, Nga tăng 11,6%; Mỹ tăng 4,7%; Qatar tăng
30,7%. Nga là quốc gia có trữ lượng khí thiên nhiên lớn nhất thế giới (khoảng 44.800
tỷ m3), tiếp theo là Iran với 29.600 tỷ, Qatar là 25.300 tỷ m3. Tuy nhiên, Mỹ là nước
sản xuất chính của thế giới, khoảng 611 tỷ m3/năm, trong khi sản lượng của Nga là
588,9 tỷ m3; Canada là 159,8 tỷ m3; Iran 138 và Qatar 116,7 tỷ m3. Trong tổng lượng
khí thiên nhiên sản xuất được năm 2010 của toàn thế giới, các nước thuộc tổ chức hợp
tác và phát triển kinh tế (OECD) chiếm 1.159,8 tỷ m3; các quốc gia ngoài tổ chức này
chiếm 2.033,5 tỷ m3, châu Âu chỉ chiếm một lượng rất nhỏ, khoảng 174,9 tỷ m3.
Năm 2010, lượng khí thiên nhiên tiêu thụ tăng 7,4%, nhanh nhất kể từ năm
1984. Mỹ là nước sử dụng nhiều khí thiên nhiên nhất, tăng 5,6%. Châu Á có tốc độ
3
tiêu thụ khí thiên nhiên rất nhanh, 10,7%, trong đó Ấn Độ tăng tới 21,5%. Năm 2010,
Mỹ là nước tiêu thụ hết 683,4 tỷ m3 (chiếm khoảng 21,7%), nhiều nhất thế giới; Nga là
nước đứng thứ hai với 414,1 tỷ m3 (khoảng 13%), Iran và Trung Quốc ở các vị trí tiếp
theo với 136,9 và 109 tỷ m3. Tổng lượng khí thiên nhiên tiêu thụ trong năm 2010 của
thế giới là 3.169 tỷ m3, trong đó các quốc gia thuộc tổ chức OECD sử dụng 1.546,2 tỷ
m3, tương đương 48,9% .
c. Cồn ethanol và methanol
Hiện nay, trên thế giới có khoảng hơn 50 nước đã tiến hành nghiên cứu sản xuất
và đưa vào sử dụng nhiên liệu sinh học (NLSH). NLSH được sử dụng trong lĩnh vực
giao thông bao gồm các loại dầu thực vật sạch, ethanol, diesel sinh học, dimetyl ether
(DME), ethyl tertiary butyl ether (ETBE) và các sản phẩm từ chúng. Các thống kê trên
thế giới cho thấy: Năm 2003 đã sản xuất được 38 tỷ lít ethanol, năm 2006 là 50 tỷ lít
ethanol (75% trong số đó được dùng làm nhiên liệu) và theo dự kiến năm 2012 sẽ
khoảng 80 tỷ lít ethanol ra đời. Còn với nhiên liệu biodiesel, năm 2005 đã có 4 triệu
tấn diesel sinh học (B100) được xuất xưởng, năm 2010 lên đến trên 20 triệu tấn.
Năm 2006 tổng số nhiên liệu sinh học được sử dụng là 13%, trong đó 0,3%
nhiên liệu sinh học được dùng làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông. Từ năm
2000 đến 2007 sản lượng nhiên liệu sinh học được sản xuất đã tăng từ 17 tỷ lít lên hơn
52 tỷ lít và cung cấp đến 1,8% nhiên liệu cho các phương tiện cơ giới.
Mỹ và Brazil là hai quốc gia có sản lượng ethanol lớn nhất thế giới, chiếm
khoảng 86% toàn bộ lượng ethanol sản xuất toàn cầu. Nguyên liệu chính để sản xuất
ethanol tại Mỹ là ngô, trong khi tại Brazil, mía là nguồn cung cấp chính. Năm 1995,
Mỹ sản xuất được tổng cộng là 6,5 tỷ lít methanol (1,7 triệu gallon), đứng thứ 21 trong
các chất hoá học được sử dụng nhiều nhất. Hiện nay, Trung Quốc đang là nước sản
xuất methanol lớn nhất trên thế giới (chủ yếu từ than đá). Năm 2010, sản lượng
methanol của Trung Quốc đạt đến 48,24 tỷ lít và dự kiến sẽ tăng lên 62,8 tỷ lít vào
năm 2015.
Những năm thập niên 30, methanol đã được sử dụng thay thế cho xăng trên
động cơ hiệu suất cao trong cuộc đua Grand Prix, và 2 thập niên sau, methanol vẫn
được sử dụng trong cuộc đua xe ở Indianapolis 500. Hiện tại, Trung Quốc đang là
nước tiêu thụ nhiều methanol nhất trên thế giới, 28,5 tỷ lít trong năm 2010, tương
đương 40% lượng methanol tiêu thụ toàn cầu. Trong đó khoảng 8,8 tỷ lít là phục vụ
cho lĩnh vực GTVT. Ở Mỹ hiện có khoảng 21 nghìn phương tiện linh hoạt sử dụng
nhiên liệu M85.
d. Dầu thực vật và bio-diesel
Sản lượng dầu thực vật sản xuất trên toàn thế giới tăng dần theo từng năm, đạt
đến khoảng 141 tỷ lít vào năm 2008. Trong đó dầu cọ chiếm khoảng 30%, dầu đậu
4
nguon tai.lieu . vn
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Tă”ng tttt
ff
BÀI GIẢNG
Nhiên liệu và nguồn năng lượng cho ô tô
Đối tượng: Cao học
Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực
Giảng viên: TS. Đào Chí Cường
Hưng Yên, năm 2014
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU VÀ NGUỒN NĂNG
LƯỢNG CHO Ô TÔ
1.1. Nhiên liệu truyền thống và nhiên liệu thay thế
1.1.1. Nguồn năng lượng và tình trạng năng lượng hiện tại
1.1.1. 1. Nguồn năng lượng
Năng lượng có vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội. An ninh
quốc gia, an ninh kinh tế luôn gắn liền với an ninh năng lượng của một quốc gia. Vì
vậy trong chính sách phát triển kinh tế, xã hội bền vững, chính sách năng lượng nên
được đặt lên hàng đầu.
Theo số liệu thống kê của Viện Chiến lược và Phát triển giao thông vận tải
TDSI) Bộ GTVT, các hoạt động GTVT ở nước ta tiêu thụ một lượng năng lượng lớn,
chiếm 30% tổng nhu cầu năng lượng quốc gia và chiếm 60% tổng nhiên liệu tiêu thụ.
Năng lượng hoạt động trong lĩnh vực GTVT tăng 10% mỗi năm trong vòng 10 năm
qua, trong đó, chủ yếu là vận tải đường bộ với khoảng 68% tổng lượng nhiên liệu của
ngành; 90% nhiên liệu cho GTVT là xăng và dầu diesel, trong đó chỉ sử dụng 0,3% là
nhiên liệu sạch.
Hiện nay, ngoài năng lượng từ các nguồn nhiên liệu truyền thống xăng, dầu,
năng lượng từ nguồn nhiên liệu thay thế cũng đang được hết sức quan tâm. Nhiên liệu
thay thế dùng cho động cơ đốt trong có thể phân thành hai nhóm có tính chất tương
đương:
- Nhóm nhiên liệu dùng cho động cơ cháy do nén gồm dầu thực vật (vegetable oil), diesel sinh học (bio-diesel), dầu thực vật/mỡ động vật hyđrô hóa (HVO),
Dimethyl ether (DME) và FT diesel có nguồn gốc sinh khối (BTL), than đá (CTL) và
khí (GTL).
- Nhóm nhiên liệu dùng cho động cơ đánh lửa cưỡng bức gồm cồn (ethanol,
methanol, butanol và propanol), khí thiên nhiên (CNG, LNG), khí hóa lỏng (LPG),
hyđrô và khí giàu hyđrô như HHO, syngas.
Song song với việc khai thác nguồn năng lượng từ các loại nhiên liệu nói trên,
các nhà khoa học cũng đang tìm kiếm một nguồn năng lượng mới cho lĩnh vực giao
thông vận tải, đó là nguồn năng lượng mặt trời, pin nhiên liệu….Nguồn năng lượng
này cũng đang đem lại rất nhiều hy vọng trong vấn đề khắc phục tình trạng cạn kiệt
nguồn nhiên liệu truyền thống và góp phần giảm ô nhiễm môi trường.
1.1.1.2. Tình trạng nguồn năng lượng hiện tại
1. Nguồn nhiên liệu hóa thạch
Do nhẹ hơn nước nên dầu xuất hiện lộ thiên ở nhiều nơi, vì thế loài người đã
tìm thấy dầu hằng ngàn năm trước Công Nguyên. Thời đó dầu thường được sử dụng
1
trong chiến tranh. Mãi đến thế kỷ 19 người ta mới bắt đầu khai thác dầu theo mô hình
công nghiệp, xuất phát từ việc tìm kiếm một chất đốt cho đèn vì dầu cá voi quá đắt tiền
chỉ những người giàu mới có khả năng dùng trong khi nến làm bằng mỡ thì lại có mùi
khó ngửi. Vì thế giữa thế kỷ thứ 19 một số nhà khoa học đã phát triển nhiều phương
pháp để khai thác dầu một cách thương mại. Năm 1852 một nhà bác sĩ và địa chất
người Canada tên là Abraham Gessner đã đăng ký một bằng sáng chế sản xuất một
chất đốt rẻ tiền và đốt tương đối sạch. Năm 1855 nhà hóa học người Mỹ Benjamin
Silliman đề nghị dùng axit sunfuric làm sạch dầu mỏ dùng để làm chất đốt.
Người ta cũng bắt đầu đi tìm những mỏ dầu lớn. Những cuộc khoan dầu đầu
tiên được tiến hành trong thời gian từ1857 đến 1859. Lần khoan dầu đầu tiên diễn ra
ở Wietze, Đức, nhưng cuộc khoan dầu được toàn thế giới biết đến là của Edwin L.
Drake vào ngày 27 tháng 8 năm 1859 ở Oil Creek, Pennsylvania. Drake khoan dầu
theo lời yêu cầu của nhà công nghiệp người Mỹ George H. Bissel và đã tìm thấy mỏ
dầu lớn đầu tiên chỉ ở độ sâu 21,2 m.
Dầu mỏ là một trong những nhiên liệu quan trọng nhất của xã hội hiện đại dùng
để sản xuất điện và cũng là nhiên liệu của tất cả các phương tiện giao thông vận tải.
Hơn nữa, dầu cũng được sử dụng trong công nghiệp hóa dầu để sản xuất các chất
dẻo (plastic) và nhiều sản phẩm khác. Vì thế dầu thường được ví như là "vàng đen".
Tùy theo nguồn tính toán, trữ lượng dầu mỏ thế giới nằm trong khoảng từ 1.148
tỉ thùng (barrel) (theo BP Statistical Review 2004) đến 1.260 tỉ thùng
(theo Oeldorado 2004 của ExxonMobil). Trữ lượng dầu mỏ tìm thấy và có khả năng
khai thác mang lại hiệu quả kinh tế với kỹ thuật hiện tại đã tăng lên trong những năm
gần đây và đạt mức cao nhất vào năm 2003.
Dự đoán trữ lượng dầu mỏ sẽ đủ dùng cho 50 năm nữa. Năm 2011 trữ lượng
dầu mỏ nhiều nhất là ở Hoa Kỳ (2855 tỷ thùng), Ả Rập Saudi (262,6 tỉ
thùng), Venezuela (211,2 tỉ thùng), Canada (175,2 tì thùng), Iran (137 tỉ
thùng), Iraq (115,0 tỉ thùng), kế đến là ở Kuwait, Các Tiểu Vương quốc Ả Rập Thống
nhất, Nga, Libya, và Nigeria [2]. Nước khai thác dầu nhiều nhất thế giới trong năm
2003 là Ả Rập Saudi (496,8 triệu tấn), Nga (420 triệu tấn), Mỹ (349,4 triệu
tấn), Mexico (187,8 triệu tấn) và Iran (181,7 triệu tấn). Việt Nam được xếp vào các
nước xuất khẩu dầu mỏ từ năm 1991 khi sản lượng xuất được vài ba triệu tấn. Đến
nay, sản lượng dầu khí khai thác và xuất khẩu hàng năm đạt vào khoảng 20 triệu
tấn/năm.
Việt Nam cũng là một quốc gia có nguồn dầu mỏ khá dồi dào. Năm 2013, sản
lượng dầu mỏ tại Việt Nam đã tăng lên 348.000 thùng mỗi ngày, cao nhất kể từ năm
2006. Theo hãng dầu khí Anh (BP), Việt Nam hiện có trữ lượng dầu lớn nhì Đông Á,
với 4,4 tỷ thùng, chỉ sau Trung Quốc.
2
2. Nguồn nhiên liệu thay thế
a. Khí dầu mỏ hoá lỏng (LPG)
Năm 2010, tổng lượng LPG sản xuất trên toàn thế giới đạt đến 249 triệu tấn,
chủ yếu tập trung ở khu vực Trung Đông, nơi có trữ lượng dầu và khí đốt lớn nhất thế
giới. Khu vực châu Á - Thái Bình Dương có tốc độ tăng trưởng nhanh, khoảng 4,6%.
Từ năm 2010 đến nay, sản lượng LPG ở các quốc gia châu Mỹ gần như không thay
đổi, tuy nhiên châu Phi cũng đã bắt đầu cung cấp một lượng nhỏ LPG vào chuỗi giá trị
toàn cầu.
Khí hoá lỏng LPG có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như cho các
phương tiện GTVT, công nghiệp, trồng trọt và dân dụng. Theo số liệu năm 2010, 47%
LPG được sử dụng để phục vụ cho nhu cầu nấu nướng và sưởi ấm, 8,1% LPG sử dụng
cho lĩnh vực GTVT. Hiện nay, một số quốc gia đã sử dụng LPG làm nhiên liệu cho
các phương tiện như xe buýt, xe taxi... Ở Nhật, khoảng 90% taxi sử dụng LPG, ở Mỹ
20-30% các phương tiện sử dụng nhiên liệu này. Hàn Quốc là nước tiêu thụ nhiều LPG
nhất trên thế giới, có khoảng 1,7 triệu xe sử dụng LPG. Hiện nay, tất cả các xe taxi ở
Hongkong đều sử dụng LPG, một phần ba trong tổng số các xe do hãng Ford sản xuất
tại Úc là xe sử dụng LPG... Nhu cầu sử dụng LPG đang ngày càng tăng cao, năm 2010
là khoảng 250 triệu tấn, tăng 50 triệu tấn so với năm 2000.
b. Khí thiên nhiên NG và CNG
CNG là khí thiên nhiên nén, thành phần chủ yếu là CH4 - metane (chiếm 85%95%) được lấy từ những mỏ khí thiên nhiên, mỏ dầu (khí đồng hành) hoặc khí nhà
máy (thu được trong quá trình sản xuất của các nhà máy lọc dầu) qua xử lý và nén ở
áp suất cao (200 đến 250 bar).
Theo thống kê, hiện nay, trên thế giới trữ lượng của khí thiên nhiên vào khoảng:
177 - 182 nghìn tỉ m³, sản lượng khai thác khoảng 2,957 nghìn tỉ m³/năm, như vậy, chỉ
sau 60 năm nữa thì khí thiên nhiên cũng bị cạn kiệt.
Năm 2010, lượng khí thiên nhiên khai thác trên toàn thế giới đạt 3.193,3 tỷ m3,
tăng 7,3% so với năm 2009. Cụ thể, Nga tăng 11,6%; Mỹ tăng 4,7%; Qatar tăng
30,7%. Nga là quốc gia có trữ lượng khí thiên nhiên lớn nhất thế giới (khoảng 44.800
tỷ m3), tiếp theo là Iran với 29.600 tỷ, Qatar là 25.300 tỷ m3. Tuy nhiên, Mỹ là nước
sản xuất chính của thế giới, khoảng 611 tỷ m3/năm, trong khi sản lượng của Nga là
588,9 tỷ m3; Canada là 159,8 tỷ m3; Iran 138 và Qatar 116,7 tỷ m3. Trong tổng lượng
khí thiên nhiên sản xuất được năm 2010 của toàn thế giới, các nước thuộc tổ chức hợp
tác và phát triển kinh tế (OECD) chiếm 1.159,8 tỷ m3; các quốc gia ngoài tổ chức này
chiếm 2.033,5 tỷ m3, châu Âu chỉ chiếm một lượng rất nhỏ, khoảng 174,9 tỷ m3.
Năm 2010, lượng khí thiên nhiên tiêu thụ tăng 7,4%, nhanh nhất kể từ năm
1984. Mỹ là nước sử dụng nhiều khí thiên nhiên nhất, tăng 5,6%. Châu Á có tốc độ
3
tiêu thụ khí thiên nhiên rất nhanh, 10,7%, trong đó Ấn Độ tăng tới 21,5%. Năm 2010,
Mỹ là nước tiêu thụ hết 683,4 tỷ m3 (chiếm khoảng 21,7%), nhiều nhất thế giới; Nga là
nước đứng thứ hai với 414,1 tỷ m3 (khoảng 13%), Iran và Trung Quốc ở các vị trí tiếp
theo với 136,9 và 109 tỷ m3. Tổng lượng khí thiên nhiên tiêu thụ trong năm 2010 của
thế giới là 3.169 tỷ m3, trong đó các quốc gia thuộc tổ chức OECD sử dụng 1.546,2 tỷ
m3, tương đương 48,9% .
c. Cồn ethanol và methanol
Hiện nay, trên thế giới có khoảng hơn 50 nước đã tiến hành nghiên cứu sản xuất
và đưa vào sử dụng nhiên liệu sinh học (NLSH). NLSH được sử dụng trong lĩnh vực
giao thông bao gồm các loại dầu thực vật sạch, ethanol, diesel sinh học, dimetyl ether
(DME), ethyl tertiary butyl ether (ETBE) và các sản phẩm từ chúng. Các thống kê trên
thế giới cho thấy: Năm 2003 đã sản xuất được 38 tỷ lít ethanol, năm 2006 là 50 tỷ lít
ethanol (75% trong số đó được dùng làm nhiên liệu) và theo dự kiến năm 2012 sẽ
khoảng 80 tỷ lít ethanol ra đời. Còn với nhiên liệu biodiesel, năm 2005 đã có 4 triệu
tấn diesel sinh học (B100) được xuất xưởng, năm 2010 lên đến trên 20 triệu tấn.
Năm 2006 tổng số nhiên liệu sinh học được sử dụng là 13%, trong đó 0,3%
nhiên liệu sinh học được dùng làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông. Từ năm
2000 đến 2007 sản lượng nhiên liệu sinh học được sản xuất đã tăng từ 17 tỷ lít lên hơn
52 tỷ lít và cung cấp đến 1,8% nhiên liệu cho các phương tiện cơ giới.
Mỹ và Brazil là hai quốc gia có sản lượng ethanol lớn nhất thế giới, chiếm
khoảng 86% toàn bộ lượng ethanol sản xuất toàn cầu. Nguyên liệu chính để sản xuất
ethanol tại Mỹ là ngô, trong khi tại Brazil, mía là nguồn cung cấp chính. Năm 1995,
Mỹ sản xuất được tổng cộng là 6,5 tỷ lít methanol (1,7 triệu gallon), đứng thứ 21 trong
các chất hoá học được sử dụng nhiều nhất. Hiện nay, Trung Quốc đang là nước sản
xuất methanol lớn nhất trên thế giới (chủ yếu từ than đá). Năm 2010, sản lượng
methanol của Trung Quốc đạt đến 48,24 tỷ lít và dự kiến sẽ tăng lên 62,8 tỷ lít vào
năm 2015.
Những năm thập niên 30, methanol đã được sử dụng thay thế cho xăng trên
động cơ hiệu suất cao trong cuộc đua Grand Prix, và 2 thập niên sau, methanol vẫn
được sử dụng trong cuộc đua xe ở Indianapolis 500. Hiện tại, Trung Quốc đang là
nước tiêu thụ nhiều methanol nhất trên thế giới, 28,5 tỷ lít trong năm 2010, tương
đương 40% lượng methanol tiêu thụ toàn cầu. Trong đó khoảng 8,8 tỷ lít là phục vụ
cho lĩnh vực GTVT. Ở Mỹ hiện có khoảng 21 nghìn phương tiện linh hoạt sử dụng
nhiên liệu M85.
d. Dầu thực vật và bio-diesel
Sản lượng dầu thực vật sản xuất trên toàn thế giới tăng dần theo từng năm, đạt
đến khoảng 141 tỷ lít vào năm 2008. Trong đó dầu cọ chiếm khoảng 30%, dầu đậu
4