Home Hóa học-Năng lượng Nhiên liệu sinh học: Nguồn năng lượng tương lai

Nhiên liệu sinh học: Nguồn năng lượng tương lai

Hóa học-Năng lượng Hóa Học Ngày Nay · 26/05/2010 · 0 Bình luận

(Hóa học ngày nay-H2N2)-Theo tờ Newsweek, nhằm đối phó với giá dầu mỏ không ngừng tăng, nhiều nước trên thế giới đề ra biện pháp khẩn cấp nhằm khuyến khích phát triển các nguồn nhiên liệu thay thế, trong đó sản xuất nhiên liệu sinh học được nhiều nước lựa chọn vì lợi ích lớn về kinh tế và môi trường.

Braxin đang là nước đi đầu về sản xuất nhiên liệu sinh học (biofuel).

Ngoài Braxin, rất nhiều nước khác trên thế giới cũng lựa chọn con đường sản xuất biofuel để giảm ngân sách dành cho nhập khẩu dầu mỏ.

Ở châu Á, Thái Lan đang xây dựng hơn một chục nhà máy sản xuất etanol từ mía và trấu.

Là nước sản xuất etanol lớn thứ ba thế giới, Trung Quốc đang xây dựng các nhà máy sản xuất etanol sinh học lớn nhất thế giới từ ngô và đang sản xuất thí điểm biofuel từ sắn, mía và khoai tây.

Liên hiệp châu Âu (EU) đặt mục tiêu tăng tỷ lệ nhiên liệu xanh lên 6% vào năm 2015. Nhằm mục tiêu nói trên, EU trợ cấp 45 euro cho nông dân đối với mỗi ha trồng các loại cây nhiên liệu.

Với sản lượng etanol sản xuất một năm hơn 20 tỷ lít, Mỹ trở thành nước sản xuất etanol lớn thứ hai thế giới sau Braxin.

Tại gần 30 nước khác, từ Ấn Độ, Indonesia, Malaysia đến Ghana Malawiâ€¦ diện tích trồng các loại cây nhiên liệu như cọ dầu, đậu tương, dừa để sản xuất biofuel ngày càng tăng.

Ngày càng nhiều chính phủ trên khắp thế giới yêu cầu sử dụng biofuel pha trộn với các loại nhiên liệu khác để giảm phát thải lượng khí gây hiệu ứng nhà kính.

Các hãng dầu mỏ lớn như Shell và British Petroleum cũng đầu tư mạnh vào việc sản xuất biofuel. Shell trở thành nhà phân phối lớn nhất thế giới cung cấp etanol sinh học thông qua mạng lưới các trạm bán xăng của hãng trên toàn cầu. Các công ty nhu Du Pont và Volkswagen cũng vào cuộc, chiếm một phần trong thị trường trị giá hơn 20 tỷ USD này.

Tại Việt Nam vấn đề nghiên cứu sản xuất và sử dụng biofuel cũng là một trong những định hướng lớn của Nhà nước. Song do nhiều nguyên nhân mà trong nhiều năm qua vấn đề này vẫn dậm chân tại chỗ và kết quả thu được vẫn còn rất nghèo nàn. Đến nay vấn đề này lại được xới lên và đã có một số dự án đang được thực hiện có kết quả bước đầu.

Các nhà phân tích cho rằng tuy biofuel mới chiếm tỷ lệ nhỏ so với nhiên liệu hoá thạch được sử dụng hiện nay, nhưng do giá dầu mỏ không ngừng tăng cao, mối quan tâm bảo vệ môi trường sống cũng như vấn đề an ninh năng lượng trong tương lai khiến cho sản xuất etanol nói riêng và biofuel nói chung rất có triển vọng.

Ngay cả khi nhiều nước trên thế giới quan tâm sử dụng nhiên liệu hydro, biofuel vẫn sẽ là nguồn nhiên liệu thay thế dầu mỏ trong một tương lai không xa.

I. VÀI NÉT TỔNG QUÁT VỀ MỘT SỐ NGUỒN NĂNG LƯỢNG

1. Nguồn năng lượng hóa thạch (than đá, dầu mỏ – khí đốt)

Đến đầu thế kỷ thứ 19, than, củi, rơm, rạ cung cấp cho con người 50% năng lượng trong cơ cấu sử dụng nhiên liệu, sau đó các nhiên liệu này dần dần được thay thế bằng than đá trong suốt nửa đầu thế kỷ XX. Đến khi động cơ đốt trong được phát minh ra thì dầu mỏ trở thành nguồn nhiên liệu chính thay thế dần than đá trong công nghiệp. Năng lượng tính theo đầu người vào năm 1970 ở các nước phát triển là 200.000 kcal/ ngày trong khi đó ở đầu thế kỷ XIX chỉ vào khoảng 70.000 kcal/ ngày. Cho tới năm 2000, năng lượng chủ yếu mà con người sử dụng là dầu mỏ và khí đốt.

2. Năng lượng mới và năng lượng tái tạo

Do tính hữu hạn của nguồn năng lượng truyền thống nên việc tìm kiếm các nguồn năng lượng mới để có thể khai thác và sử dụng rộng rãi trở nên cấp bách. Hiện nay, việc nghiên cứu, thăm dò tập trung chủ yếu vào ba lĩnh vực: năng lượng có nguồn gốc từ bức xạ mặt trời, năng lượng địa nhiệt và năng lượng hạt nhân. Trong đó thủy điện, năng lượng mặt trời (sử dụng dưới dạng nhiệt và điện), năng lượng gió (sử dụng trực tiếp sức gió và dưới dạng phong điện), năng lượng từ sinh vật (bao gồm các loại củi, gỗ và khí khi phân hủy các chất hữu cơ, gọi chung là nhiên liệu sinh học – biofuel) được coi là các dạng năng lượng có thể tái tạo.

Thực tế, năng lượng dưới dạng biofuel đã được biết đến và sử dụng từ lâu. Đốt củi, rơm hay rác để sinh nhiệt là hình thức dùng năng lượng sinh vật khô hiển nhiên nhất. Ở quy mô công nghiệp, đã có những lò hơi đạt công suất cả chục nghìn kilowat. Ở một số nước trên thế giới, người ta trồng rừng để có củi đốt lâu dài. Các loại cây lớn nhanh như cây bạch dương và một số loại cây khác thường được dùng cho mục đích này. Tại các khu dân cư đông đúc người ta lại đốt rác trong lò để sản xuất hơi phát điện hoặc dùng để sưởi ấm nhà cửa, điều hòa không khí, hay dùng trong các dây chuyền chế biến thực phẩm và hóa chất. Tuy nhiên hiện nay ở các khu vực đốt rác như vậy đang nổi cộm vấn đề ô nhiễm môi trường vì làm sản sinh ra lượng đioxin quá lớn.

Một hình thức sử dụng năng lượng sinh vật khô nữa là làm than hoa (người ta đốt củi trong môi trường yếm khí để thành than). Những loại gỗ thích hợp để sản xuất than thường là loại gỗ rắn. Ở vùng ôn đới loại gỗ tốt nhất là gỗ sồi, ở vùng nhiệt đới ven biển là g0ỗ tràm, đước. Trước đây người ta đã phải sử dụng than hoa cho ngành luyện kim, nhưng hiện nay than này chủ yếu chỉ được sử dụng cho các mục đích thủ công, dân dụng (lò nướng thịt, lò rèn nhỏ,v.v…).

Một hình thức sử dụng năng lượng sinh vật thứ ba là nhiệt phân để sản xuất nhiên liệu. Phụ phẩm của quá trình nhiệt phân – một nhánh công nghệ của ngành hóa học than – là các hợp chất gốc phênol có giá trị kinh tế. Tuy nhiên hiện nay ngành hóa học than và hyđrocacbua phát triển mạnh theo hướng sản xuất hóa chất nên phương pháp nhiệt phân để sản xuất nhiên liệu ít được sử dụng.

Khi một chất hữu cơ bị lên men và phân hủy thì sinh ra khí mêtan có thể sử dụng làm khí đốt. Người ta gọi loại khí này là khí sinh vật (biogas). Bã còn lại sau quá trình lên men này có thể dùng làm phân bón.

Người ta có thể sử dụng quá trình này để xử lý rác, chất thải nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm. Phương pháp sản xuất biogas từ các chất thải là dùng hầm ủ khí sinh vật (hầm biogas). Ở quy mô nhỏ có thể dùng biogas để sản xuất hơi nước hay trộn với khí tự nhiên trong mạng phân phối khí đốt của thành phố. Hiện nay một số nước trên thế giới đang sử dụng phương pháp này để xử lý rác của các khu dân cư và sản xuất biogas. Các bãi rác có thể đóng vai trò các hầm ủ khí lớn, tương tự những mỏ khí tự nhiên nhỏ, và có thể khai thác cho nhiều mục đích dân sinh. Hiện tại một số tập đoàn Gaz Pháp đang thử khai thác một số bãi đỗ rác của họ nhằm bảo vệ môi trường đồng thời sản xuất khí đốt. Thành phố Hồ Chí Minh cũng đã triển khai sử dụng biogas từ bãi rác để phát điện với công suất ban đầu 750 kW.

Công nghệ phân hủy chất hữu cơ đang trong giai đoạn phát triển trên quy mô nhỏ. Thành quả sản xuất quy mô lớn sẽ phụ thuộc vào tiến bộ công nghệ sinh học trong tương lai.

3. Khái niệm về biofuel

Phương pháp làm rượu (vang và các loại rượu nói chung) bao gồm công đoạn lên men tinh bột, đường, đường quả và một số công đoạn chế biến khác. Muốn có loại rượu nặng hoặc sản xuất cồn thì phải chưng cất sản phẩm lên men thu được.

Trên thực tế, ngoài mục đích sản xuất bia, rượu làm đồ uống, người ta có thể áp dụng phương pháp sản xuất rượu quy mô lớn để sản xuất nhiên liệu chạy xe hoặc các mục đích khác. Một trong các loại vật liệu từ thực vật thích hợp cho mục đích này là đường mía. Braxin là nước đang đi đầu trong lĩnh vực này.

Dầu của các loại quả hoặc hạt có dầu như lạc, hướng dương, cọ, dừa, v.vâ€¦sau khi được và được xử lý hóa học có thể cho sản phẩm làm nhiên liệu. Hiện tại ở Paris (Pháp) đang có một số xe buýt bằng biofuel từ hạt hướng dương.

Các loại nhiên liệu đi từ cồn (etanol) lên men, dầu thực vật được coi là biofuel.

Các phương pháp sản xuất biofuel đang trong giai đoạn phát triển ban đầu. Khó khăn ở đây không chỉ là vấn đề công nghệ mà là vấn đề kinh tế chung, liên quan đến diện tích đất để trồng cây nhiên liệu ở quy mô lớn. Câu hỏi được đặt ra là cần dành diện tích đất cho mục đích này bao nhiêu cho đủ và khi đó thì lấy đất đâu đất để trồng cây thực phẩm cho người và thức ăn cho gia súc? Năng lượng phục vụ cho việc trồng đại trà cây nhiên liệu như vậy sẽ được cân đối ra sao?, v.vâ€¦

II. NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH – SƠ LƯỢC TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG

1. Trên thế giới

1.1. Than đá

Hàng nghìn năm trước đây nguồn năng lượng được con người sử dụng cho cuộc sống chủ yếu lấy từ củi gỗ, rơm, rạ, cỏ, lá cây, v.v… Than đá được khai thác sớm nhất vào thế kỷ thứ X ở Đức nhưng không được con người ưa chuộng vì khó cháy và lại tỏa nhiều khí độc khi đốt.

Đến thế kỷ XV, ngành công nghiệp luyện kim ra đời và ngày càng phát triển, nhất là đến đầu thế kỷ XIX, với sự ra đời của các nhà máy nhiệt điện, thì nhu cầu sử dụng than đá mới chiếm tỷ trọng ngày một lớn. Tuy nhiên, cho đến những năm 60 của thế kỷ XX, lượng than đá khai thác và sử dụng mới chỉ chiếm dưới 27% tổng năng lượng sử dụng, còn khí đốt và dầu mỏ thì vẫn coi như không đáng kể.

Từ đầu thế kỷ XX, cơ cấu thành phần nhiên liệu sử dụng có sự thay đổi lớn. Tỷ lệ dùng than đá, dầu mỏ và khí đốt tăng cao. Theo số liệu năm 1965, tỷ lệ đó là 40%, 33,5% và 16,3% tương ứng. Song đối với từng khu vực và từng quốc gia, cơ cấu năng lượng sử dụng phụ thuộc vào trình độ phát triển của nền kinh tế – xã hội của mỗi nước., Chẳng hạn Ấn Độ vào năm 1965, năng lượng do than đá cung cấp chiếm 40%, trong khi đó năng lượng cung cấp từ điện năng (trừ nhiệt điện), dầu mỏ, khí đốt… chỉ là 7%.. Tuy nhiên trong thời gian qua, xu hướng sử dụng năng lượng từ than đá có sự giảm sút rõ rệt vì dầu mỏ và khí đốt được khai thác ngày càng nhiều nên giá thành hạ. Gần đây, một xu hướng mới lại xuất hiện ở nhiều nước, trước tình hình nguồn dầu mỏ và khí đốt thiếu hụt, giá tăng nhanh. Người ta đang quay trở lại sử dụng than đá, đồng thời cải tiến kỹ thuật đốt than để dễ diều khiển quá trình cháy và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Bảng 1. Nhu cầu sử dụng than đá trên thế giới trước thập kỷ 80 của thế kỷ XX (số liệu năm 1990)

Năm	Than đá (triệu tấn)	Các nhiên liệu khác (triệu tấn)	Tổng cộng (triệu tấn)	Tỉ lệ % năng lượng từ than sử dụng
1900	725	50	775	93,6
1940	1.500	600	2.100	71,4
1950	1.550	1.150	2.700	67,4
1960	2.100	2.100	4.200	50,0
1972	2.500	5.300	7.800	32,0

Trữ lượng than đá thế giới được đánh giá là 23.000 tỷ tấn, trong đó khoảng 30% tập trung ở Liên Xô (cũ), Mỹ và Trung Quốc. Các nước có trữ lượng than đá lớn hơn 20 tỉ tấn là: Liên Xô (4.122 tỉ tấn), Mỹ (1.100 tỉ tấn), Trung Quốc (1.011 tỉ tấn), Đức (70 tỉ tấn), Canađa (61 tỉ tấn), Ba Lan (46 tỉ tấn), Nam Phi (26 tỉ tấn), Nhật Bản (20 tỉ tấn). Với nhịp độ khai thác hiện nay thì việc khai thác than đá có thể tiếp tục chừng 250 năm nữa.

Nhu cầu sử dụng than đá ở một số nước vẫn tăng cao, tuy nhiên số lượng than khai thác thì lại có nguy cơ giảm xuống. Thực trạng thị trường than đá thế giới đang trong giai đoạn cung thấp hơn cầu. Hiện tại Trung Quốc và Nhật Bản là hai nước nhập khẩu than đá lớn nhất thế giới.

1.2. Dầu mỏ

Từ năm 2000 trở đi, năng lượng chủ yếu được khai thác và sử dụng cho nhu cầu công nghiệp là dầu mỏ và khí đốt. Riêng dầu mỏ, trữ lượng toàn cầu (trừ Liên Xô và các nước XHCN cũ) là 65,3 tỉ tấn, và đến năm 1978 trữ lượng này tăng lên 74,9 tỉ tấn do quá trình thăm dò bổ sung ở một số vùng biển và thềm lục địa. Không kể phần Liên Xô (cũ) thì khoảng 65% dự trữ dầu mỏ tập trung ở các nước thuộc khối Ả Rập.

Từ nửa sau thế kỷ XX, nhu cầu về dầu mỏ ngày càng tăng và lượng dầu khai thác cũng tăng lên gấp đôi. Lượng dầu khai thác hàng năm vào cuối thế kỷ XX gấp 150 lần lượng khai thác hàng năm vào đầu thế kỷ (Bảng 2). Theo ước tính, với nhịp độ khai thác hiện nay thì trữ lượng dầu mỏ sẽ cạn trong vòng 30 – 35 năm nữa.

Bảng 2: Sản lượng dầu thô khai thác được trên thế giới từ năm 1900

Năm	Sản lượng	Năm	Sản lượng
1900	19,9	1965	1503,5
1920	96,9	1970	2336,2
1930	196,5	1975	2709,1
1945	354,6	1980	3624,0
1950	524,8	1985	3700,0
1955	770,1	1990	3003,4
1960	1051,5	1994	2982,5

Có tồn tại mâu thuẫn là khu vực sản xuất dầu mỏ nhiều nhất lại là nơi không tiêu thụ nhiều dầu, nên phần lớn dầu mỏ khai thác được xuất sang các nước phát triển.

1.3. Khí tự nhiên

Trong nửa sau thế kỷ XX, khí đốt (khí tự nhiên) là nguồn cung cấp quan trọng sau dầu mỏ. Trữ lượng khí đốt ở độ sâu hiện đang khai thác (3.000m) là 72,9 ngàn tỉ m³ trong đó có 20% nằm ở đại dương. Nếu tính ở độ sâu 5000 mét thì trữ lượng khí đốt là 86 ngàn tỉ m³. Mức độ khai thác khí đốt cũng khác nhau tùy theo khu vực và từng nước là do nhu cầu thực tiễn của sự phát triển kinh tế – xã hội của mỗi nước.

Do nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên toàn cầu tăng cao, trong khi nguồn nhiên liệu than đá và dầu mỏ cạn dần, đã khiến giá nhiên liệu nói chung, nhất là dầu mỏ, tăng cao. Giá dầu mỏ tăng đang làm chao đảo nền kinh tế nhiều khu vực và thế giới. Mỹ là nước tiêu thụ dầu mỏ lớn nhất thế giới (khoảng 1 tỷ tấn năm) và phải nhập khẩu 70% nhu cầu sử dụng, ước 20 – 25 triệu thùng/ngày. Trung Quốc (TQ) hiện đang là nước tiêu thụ dầu mỏ đứng thứ 2 sau Mỹ, vượt cả Nhật Bản. Theo số liệu của cơ quan Năng lượng Quốc tế, năm 2003 tổng khối lượng dầu mỏ tiêu thụ của TQ là 252,3 triệu tấn. Trong năm 2004, con số đó dự kiến sẽ tăng đến 308 triệu tấn. Theo số liệu của Bộ Thương mại TQ, nước này đang nhập khẩu dầu mỏ với khối lượng ngày càng tăng và chiếm 1/3 lượng dầu mỏ tiêu thụ ở TQ. Năm 2004, TQ nhập khẩu 110 triệu tấn dầu thô, vượt 21% so với năm 2003. Dự báo đến năm 2020, sự thâm hụt dầu mỏ ở TQ sẽ đạt tới 250 triệu tấn/ năm. Các nguồn dầu mỏ mà TQ đang hướng tới là Nga, Arập Xeut, Iran, Kazacstan, Tuôcmenistan, Kirgistan, Xyri. Ngoài ra TQ cũng đang tìm cách tăng cường thăm dò và khai thác dầu khí trong nước.

Khu vực lãnh hải giàu tiềm năng khí đốt đang là chủ đề tranh cãi gay gắt giữa Nhật Bản và TQ. Ngoài ra, Chính phủ TQ đang tổ chức các đề án quy mô lớn nhằm khai thác dầu mỏ và khí đốt trên đại lục.

Nước đông dân thứ hai trên thế giới, đồng thời sử dụng dầu mỏ lớn thứ 3 châu Á bên cạnh TQ, là Ấn Độ.

Ấn Độ là nước đang phải nhập khẩu tới hơn 2/3 nhu cầu dầu thô trong nước. Từ lâu các công ty dầu khí của Ấn Độ đang tìm kiếm cơ hội đầu tư ở Iran, mua dầu thô và khí đốt tại Angola, I rắc, Myanma, Xuđăng, Xyri và Việt Nam.

2. Ở Việt Nam

2.1. Than đá

Theo Quyết định số 20/2003/QĐ-TTg (29/01/2003), Thủ tướng Chính phủ đã phe duyệt Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam giai đoạn 2003 – 2010 có xét triển vọng đến 2020. Theo đó trữ lượng than đá của Việt Nam được xác định 3,8 tỉ tấn, trong đó đã đưa vào quy hoạch là khoảng hơn 2,5 tỉ tấn than đá (chủ yếu tập trung ở vùng Quảng Ninh) và hơn 0,4 tỉ tấn than bùn. Than Quảng Ninh là than antraxit có chất lượng tốt, nhiệt lượng cao.

Tình hình khai thác than đá ở Việt Nam từ năm 1955 đến 2005 được trình bày trong Bảng 3. Hiện nay sản lượng khai thác ngày càng tăng để đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Việt Nam hiện chiếm 40% lượng than antraxit xuất khẩu trên toàn cầu.

Đáp ứng nhu cầu thị trường, năm 2004 tổng lượng than các loại tiêu thụ tại Việt Nam là 25 – 26 triệu tấn (xuất khẩu 8 – 9 triệu tấn). Thị trường tiêu thụ than trong những tháng cuối năm 2004 và đến năm 2005 vẫn tiếp tục tăng.

Bảng 3. Sản lượng than khai thác ở Việt Nam giai đoạn 1955-2005

Năm	Sản lượng (đơn vị: 1.000 tấn)
Năm	Than khai thác	Than sạch	Than xuất khẩu
1955	641,5	429,9	65,9
1960	2.774,6	2.575,2	1.356,3
1965	4.890,1	4.298,1	2.103,0
1970	2.776,0	2.604,0	364,9
1975	5.574,2	5.061,9	1.219,4
1980	5.572,1	4.988,2	689,5
1985	6.294,9	5.326,7	604,4
1990	5.197,8	4.218,5	676,5
1995	9.369,0	8.155,5	2.728,0
1998	–	–	3.600,0
1999	9.629,0	–	3.400,0
2000	11.600,0	–	3.300,0
2001	13.410,0	–	4.300,0
2002	16.400,0	–	6.000,0
2003	18.900,0	–	7.200,0
2004	26.286,4	–	7 – 8.000,0
2005 (6 tháng)	15.526,8	–	–

2.2. Dầu mỏ và khí thiên nhiên

Ở nước ta việc tìm kiếm và thăm dò dầu mỏ đã thực hiện từ lâu trong thời kỳ chiến tranh ở cả 2 miền Nam và Bắc; trong những năm đầu của thập niên 1960 – 1970 chúng ta đã tìm thấy dầu và khí ở vùng châu thổ Sông Hồng song chưa xác định được chính xác. Còn ở miền Nam, việc thăm dò chủ yếu ở thềm lục địa vào những năm cuối của thập niên 60. Kết quả thăm dò là phát hiện được 3 bồn trầm tích có dầu khí quan trọng là: bồn Cửu Long, bồn Sài Gòn – Brunây và bồn vịnh Thái Lan. Tháng 8/1973 Chính quyền Sài Gòn đã tổ chức đấu thầu và đã có 4 tổ hợp các công ty nước ngoài trúng thầu, bắt đầu tiến hành thăm dò tìm kiếm vào năm 1974, đến tháng 4/1975 phải bỏ dở khi miền Nam hoàn toàn được giải phóng.

Tháng 12/1983 Nhà nước ta lại bắt đầu cho thăm dò tìm kiếm trở lại và đã phát hiện được dầu ở tầng Miocene hạ (5/1984) rồi ở tầng Oligocene (2/1986). Tấn dầu được khai thác đầu tiên ở mỏ Bạch Hổ vào tháng 6/1986, tháng 9/1988 bắt đầu khai thác chính thức. Số liệu về sản lượng dầu khí khai thác tại Việt Nam được trình bày tại Bảng 4.

Bảng 4. Sản lượng dầu khai thác ở Việt Nam

Năm khai thác	Khối lượng (triệu tấn)
1986	0,04
1987	0,28
1988	0,68
1989	1,49
1990	2,70
1991	3,95
1992	5,50
1993	6,30
1995	7,70
1999	12,00
2000	15 – 20
2001	16,8
2002	16,9
2003	17,6
2004	20,051
2005 (6 tháng đầu năm)	8,988

Riêng về khí và khí hóa lỏng:

Năm	Sản lượng (m³ và nghìn tấn)
Năm	Khí (triệu m³)	Khí hóa lỏng (nghìn tấn)
2004	6269	365
2005 (6 tháng đầu năm)	3507	178

Khối lượng dầu đã khai thác trên đây từ 3 mỏ lớn là Bạch Hổ, Rồng và Đại Hùng với 133 giếng khai thác và 247 giếng thăm dò. Ngoài ra, một đường ống dẫn khí đồng hành dài trên 100km từ mỏ Bạch Hổ đã được dẫn khí vào đất liền đến Bà Rịa từ ngày 01/5/1995 đã cung cấp 1 triệu m³/ ngày đêm và dự kiến từ năm 2000 cung cấp từ 3 – 4 triệu m³/ ngày đêm. Ngày 15/12/2000 bắt đầu xây dựng đường ống dẫn khí dài khoảng 300 km từ mỏ Lan Tây và Lan Đỏ vào bờ.

Ngoài liên doanh dầu khí Việt Xô (VIETXOPETRO), hiện có hơn 10 công ty nước ngoài cũng đang tìm kiếm và thăm dò dầu khí ở các thềm lục địa phía Nam và phía Bắc.

Trữ lượng dầu thô tiềm tàng ở vùng ngoài khơi phía Nam là 270 triệu tấn và khả năng còn tăng nhiều nếu tiếp tục thăm dò.

Việt Nam có trữ lượng khí không đồng hành tiềm tàng khoảng trên 360 tỉ m³. Trữ lượng khí đồng hành xác minh được là vào khoảng 57 tỉ m³. Nguồn tài nguyên này sẽ là tiềm năng nhiên liệu chính cho ngành điện của Việt Nam, tránh phải sử dụng quá nhiều than gây ô nhiễm.

Nói chung, sản xuất dầu thô và khí của Việt Nam có tiềm năng lớn. Các mỏ khí mới được phát hiện gần đây đã khơi lại mối quan tâm của các công ty dầu khí quốc tế. Tuy nhiên tiến độ thăm dò còn chậm. Để khắc phục tình trạng này, Việt Nam đã đưa ra chiến lược phát triển thăm dò và khai thác dầu khí. Bảy dự án lớn thuộc ngành công nghiệp dầu khí đã được Chính phủ xếp vào danh mục dự án quốc gia gọi vốn đầu tư nước ngoài giai đoạn từ năm 2002 đến năm 2005, trong đó có nhiều dự án quan trọng như: Dự án nhà máy liên doanh lọc dầu số 2 (công suất 6,5 triệu tấn/ năm), vốn đầu tư 1,5 tỉ USD đặt tại Thanh Hóa; Dự án đường ống dẫn khí lô B – ô Môn, công suất 1,5 tỉ m³/ năm, cần vốn đầu tư 300 triệu USD; Nhà máy chế biến sản phẩm sau hóa dầu, vốn 17 triệu USD; Nhà máy sản xuất khí công nghiệp 10 triệu USD tại khu công nghiệp Hòa Khánh, Đà Nẵng. Ngoài ra, còn có các dự án khai thác mỏ mới tại Vịnh Bắc Bộ, vùng biển miền Trung, Nam Côn Sơn và Tây Nam,v.vâ€¦

III. VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG

1. Thế giới đang cần ngày càng nhiều hơn năng lượng

Dân số thế giới sẽ tăng từ con số hiện tại, khoảng 6,3 tỉ người lên tới 9 tỉ người vào năm 2050. Mức độ phồn thịnh trung bình toàn cầu sẽ ngày càng cao hơn. Càng nhiều người và mức sống càng cao hơn có nghĩa là sẽ không tránh khỏi sử dụng năng lượng nhiều hơn. Các nước đang phát triển hiện đang cần nhiều năng lượng hơn bao giờ hết để đáp ứng yêu cầu tăng cao mức sống. Theo một số kịch bản, thì vào năm 2050 mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu sẽ tăng gấp đôi, nhưng điều này có thể còn cao hơn thế.

Hiện tại, tính trên toàn cầu, mức năng lượng đang sử dụng hàng ngày tương đương với khoảng 200 triệu thùng dầu mỏ (khoảng 10 tỷ tấn /năm). Trong số này, có khoảng 80% năng lượng có nguồn gốc là năng lượng hóa thạch (dầu mỏ, khí đốt, than đá). Năng lượng hạt nhân, thủy điện, năng lượng sinh học chiếm gần 20% còn lại. Trong đó, thực tế năng lượng tái tạo (thủy điện, gió và sinh học truyền thống như gỗ, chất thải nông nghiệp) chỉ chiếm 10%.

Tỷ lệ tăng sử dụng năng lượng trung bình hàng năm trên thế giới hiện nay là khoảng 1,5 – 2,0%. Điều này có nghĩa là khối lượng dầu mỏ khai thác phải tăng lên thêm hàng ngày là 1,5 triệu thùng. Ngành dầu mỏ toàn cầu sẽ phải hoạt động hết công suất, đồng thời phải luôn tìm kiếm cơ hội đầu tư thêm và việc mở mỏ mới để bù đắp lại các thất thoát tự nhiên ở các khai trường (tổng mức thất thoát như vậy đôi khi lên tới 4 – 5%/ năm, tương ứng khối lượng dầu khai thác 3,5 triệu thùng/ ngày). Trong 5 năm tới ngành dầu mỏ toàn cầu sẽ phải tăng thêm công suất tương ứng với mức khai thác 28,5 triệu thùng/ ngày (gấp 3 lần mức khai thác hiện tại của Ả rập Xê út).

Vào thời điểm hiện nay, ngành năng lượng thế giới đang đứng trước ba nhiệm vụ:

* Tăng sản lượng năng lượng hóa thạch và các loại năng lượng khác. Vào năm 2050, nhu cầu năng lượng sẽ tương đương 400 thùng dầu/ ngày (một nửa số đó là năng lượng hóa thạch).

* Phải quan tâm phát triển đồng thời các nguồn năng lượng.

* Giảm thải tác hại gây ô nhiễm môi trường do khai thác và sử dụng năng lượng hóa thạch, đồng thời giảm tác nhân gây tăng hiệu ứng nhà kính để bảo vệ môi trường.

Trữ lượng dầu mỏ thế giới còn khoảng 1.200 tỷ thùng, khai thác với tốc độ hiện tại còn độ khoảng 30-35 năm nữa. Trữ lượng than đá còn khá lớn (tuy ngày càng khó khai thác) nhưng cũng còn khai thác được 250 năm nữa. Nguy cơ thế giới sẽ thiếu năng lượng đang trở thành sự thật hiển nhiên. Năng lượng hạt nhân, năng lượng tái tạo (thủy điện, sinh học) sẽ đóng vai trò ngày càng lớn. Năng lượng tái tạo nguồn gốc sinh học có một ý nghĩa nhất định nhưng chúng ta không thể đốt cháy giai đoạn. Cần phải có thời gian phát triển, thời gian đó có thể là 10 – 20 năm nữa.

2. Tính cấp thiết của phát triển năng lượng sinh học ở Việt Nam

Phát triển ngành năng lượng sẽ là biện pháp hỗ trợ và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế. Nhu cầu về năng lượng sẽ do tăng trưởng kinh tế, công nghiệp hóa, đô thị hóa và toàn cầu hóa thương mại quyết định. Từ nay tới năm 2010, cung cấp năng lượng của Việt Nam sẽ cần phảI tăng nhanh hơn GDP là 30%. Mặc dù có những thay đổi lớn trong những năm gần đây nhưng Việt Nam vẫn là một trong những nước có mức sử dụng năng lượng thấp nhất châu Á. Năm 1996 tiêu thụ năng lượng hiện đại đầu người tương đương 144 kg quy ra dầu mỏ (bằng 1/7 Thái Lan) và tiêu thụ điện năng là khoảng 161 kWh thấp nhất trong các nước đang phát triển. Nếu tăng trưởng GDP hàng năm trung bình là 6% từ năm 2001 và 7,5% từ 2001 trở đi thì mức tiêu thụ năng lượng hiện tại phải tăng với tốc độ trung bình là 9%. Đến năm 2010 tổng nhu cầu về năng lượng hiện tại sẽ gấp 3 lần mức năm 1997. Nhu cầu điện tăng 4 lần, sản phẩm xăng dầu sẽ tăng 2,5 lần. Nhu cầu khí đốt tăng gần 10 lần và nhu cầu trong nước về than sẽ tăng gấp đôi.

Cho tới nay Việt Nam chưa sử dụng triệt để các nguồn tài nguyên năng lượng cơ bản của mình.

Ngành năng lượng Việt Nam đang đứng trước nhiều thách thức, chủ yếu là bốn thách thức trong quá trình chuyển sang công nghiệp hóa và hiện đại hóa.

Thứ nhất, để đạt được chỉ tiêu tăng trưởng kinh tế, từ nay tới năm 2010, cung cấp năng lượng của Việt Nam sẽ cần phải tăng nhanh hơn GDP là 30%, trong đó điện phải tăng nhanh hơn 70%. Để đạt được tốc độ tăng trưởng đó, cung cấp năng lượng phải có hiệu quả – đến năm 2010 phải tiết kiệm được 2788 MW, tức là một nửa công suất lắp đặt hiện nay và điều này có thể thực hiện thông qua các chương trình giảm tổn thất và quản lý cầu. Năng lượng phải được phân bố đều hơn, hiện 80% dân số ở vùng nông thôn và mức tiêu thụ của họ chỉ chiếm 14% lượng điện được cung ứng.

Thứ hai, mặc dù Việt Nam còn giàu tài nguyên thiên nhiên, nhưng các nguồn tài chính vẫn là là hạn chế về trữ lượng, đòi hỏi phải lập kế hoạch sử dụng một cách thận trọng trong lĩnh vực năng lượng.

Thứ ba, Việt Nam phải đầu tư khoảng từ 5,3 – 5,5% GDP (gấp đôi mức các nước láng giềng Đông Nam Á khác) vào cơ sở hạ tầng thiết yếu cho năng lượng. Hơn nữa, mức và cơ cấu giá năng lượng phải được thay đổi để giải tỏa bớt những sức ép tài chính ngắn hạn và đảm bảo hiệu quả lâu dài trong các quyết định đầu tư và sử dụng tài nguyên.

Thứ tư, thu hút đầu tư nước ngoài đòi hỏi phải tạo ra được môi trường kinh doanh thuận lợi, bao gồm cả khuôn khổ pháp lý có tính hỗ trợ.

Do nguồn tài chính hạn hẹp, chiến lược năng lượng của Việt Nam phải nhằm vào việc sản xuất, cung cấp và sử dụng năng lượng một cách hiệu quả.

Để giảm suy thoái môi trường, cần có chính sách khuyến khích chuyển từ nguồn năng lượng truyền thống sang nguồn năng lượng mới và tăng cường cung ứng những loại nhiên liệu sạch hơn. Sản xuất và sử dụng Biofuel đáp ứng được các tiêu chí về kinh tế và môi trường nên cần phải được phát triển.

3. Dự báo nhu cầu – đáp ứng năng lượng của Việt Nam đến năm 2010 và 2020

Việt Nam có triển vọng đạt mức tăng trưởng hàng năm từ 7 – 7,5% từ nay tới 2010 và khoảng 7,0% từ 2011 – 2020. Tỷ trọng khu vực nông nghiệp có thể sẽ giảm dần từ 23% xuống 11% vào năm 2020, trong khi khu vực công nghiệp sẽ tăng từ 38,5% lên 44%.

Người ta dự tính rằng tới năm 2010 tổng mức tiêu thụ năng lượng tối đa của Việt Nam sẽ vào khoảng 28 – 32 triệu TOE (đương lượng dầu tính bằng tấn), trong đó than chiếm 18%, dầu khí 57% và điện 25%. Mức tăng trưởng sử dụng năng lượng trung bình hàng năm của Việt Nam là vào khoảng 8,8% – 10,4%.

Vào năm 2020, tổng nhu cầu năng lượng kinh doanh của Việt Nam sẽ đạt mức 53 – 63,6 triệu TOE, trong đó 15%, 56% và 29% là dành cho than, dầu và khí, điện. Mức tăng trưởng trung bình hàng năm trong giai đoạn 2010 – 2020 sẽ lên tới 6,6% – 7,1%.

Trong tiêu thụ năng lượng chung, ngành công nghiệp vẫn còn chiếm thị phần lớn nhất, chiếm tỷ lệ từ 38% năm 2001 lên 42% và 47% tương ứng 2010 và 2020. Ngành vận tải sẽ tiêu thụ mức chiếm 35% vào 2010 và 33% vào năm 2020. Năng lượng dành cho sinh hoạt sẽ giảm dần từ 23% năm 2001 xuống mức dự tính 19,4% và 17,6% tương ứng 2010 và 2020.

Hiện nay Việt Nam có tỷ lệ độc lập về năng lượng là 120. Tỷ lệ đó có nghĩa là cán cân ngoại thương về năng lượng rất thuận lợi, kim ngạch nhập khẩu 100 thì xuất khẩu 120, một tỷ lệ ít quốc gia trên thế giới có thể đạt được. ưu điểm này là nhờ dầu và khí ở các mỏ dầu khí ngoài khơi.

Nhưng ưu điểm đó sẽ không tồn tại được lâu vì ba lý do. Thứ nhất là trữ lượng những mỏ dầu khí của ta rất eo hẹp. Thứ hai là phát triển kinh tế sẽ quy định phát triển của nhu cầu năng lượng. Với đà phát triển kinh tế của nước ta nhanh hiện nay thì nhu cầu về năng lượng sẽ gia tăng rất mạnh. Thứ ba là nước ta đang cơ giới hóa nông nghiệp và phát triển những ngành kỹ nghệ tiêu thụ nhiều năng lượng như là xi măng, thép,? Người ta cho rằng tiêu thụ năng lượng của nước ta đang gia tăng với tỷ lệ mạnh hơn tỷ lệ tăng trưởng kinh tế. Vì ba nguyên nhân đó, chỉ trong vài năm nữa chúng ta sẽ là một nước nhập siêu về nhiên liệu. Trung Quốc đã trở nên một quốc gia như vậy và Inđônêxia cũng đang đi vào con đường đó. Hiện nay Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam đã bắt đầu đi khảo sát mỏ ở một số nước khác (như là Angiêria).

Việt Nam có thể trở thành nước thiếu năng lượng kể từ năm 2015 trở về sau.

IV. NHIÊN LIỆU SINH HỌC (BIOFUEL) – CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG

1. Định nghĩa và phân loại

Nhiên liệu sinh học (biofuel) là loại nhiên liệu có nguồn gốc từ sinh khối – có thể là từ các sinh vật sống hoặc sản phẩm phụ từ quá trình chuyển hóa của chúng (ví dụ như phân gia súc). Chúng thuộc loại năng lượng tái tạo (hoàn nguyên) hoàn toàn khác với các loại năng lượng khác như hóa thạch, hạt nhân.

Biofuel có đặc điểm là khi bị đốt cháy sẽ giải phóng ra năng lượng hóa học tiềm ẩn trong nó. Nghiên cứu tìm ra các phương pháp hiệu quả hơn để biến đổi các vật liệu nguồn gốc sinh học thành điện năng thông qua pin nhiên liệu đang là lĩnh vực hết sức khả quan hiện nay.

Theo bảng phân loại của Wikipedia, biofuel được chia thành ba loại:

– Dạng rắn (sinh khối rắn dễ cháy): củi, gỗ và than bùn.

– Dạng lỏng : Các chế phẩm dạng lỏng nhận được trong quá trình chế biến vật liệu nguồn gốc sinh học như:

+ Bioalcohol – các loại rượu nguồn gốc sinh học, ví dụ: bioetanol từ đường mía, ngô đang được sử dụng làm nhiên liệu hoặc phụ gia pha xăng tại Braxin, Mỹ và một vài nước khác; biometanol (hiện đang được sản xuất chủ yếu từ khí tự nhiên, song có thể đi từ sinh khối).

+ Dầu mỡ các loại nguồn gốc sinh học, đã được sử dụng làm nhiên liệu chạy động cơ diezel. Ví dụ: Dầu thực vật sử dụng trực tiếp (SVO) làm nhiên liệu; Biodiezel (diezel sinh học) – sản phẩm chuyển hóa este từ mỡ động vật hoặc dầu thực vật; Phenol và các loại dung môi, dầu nhựa thu được trong quá trình nhiệt phân gỗ, v.vâ€¦

– Dạng khí: Các loại khí nguồn gốc sinh học cũng đã được sử dụng và ngày càng phổ biến như: Metan thu được từ quá trình phân hủy tự nhiên các loại phân, chất thải nông nghiệp hoặc rác thải – biogas; Hyđrô thu được nhờ cracking hyđrocacbon, khí hóa các hợp chất chứa cacbon (kể cả sinh khối) hoặc phân ly nước bằng dòng điện hay thông qua quá trình quang hóa dưới tác dụng của một số vi sinh vật; Các sản phẩm khí khác từ quá trình nhiệt phân và khí hóa sinh khối (các loại khí cháy thu được trong quá trình nhiệt phân gỗ).

2. Vai trò của biofuel đối với cân bằng môi trường

Biofuel được sản xuất từ sinh khối, là loại vật liệu xuất phát từ sinh vật (chủ yếu là thực vật) và là một phần trong chu trình cacbon ngắn. CO₂ mà cây hấp phụ từ không khí để tăng trưởng suốt quá trình sống của chúng bằng con đường quang hợp sẽ quay trở lại bầu khí quyển khi chúng đã bị chuyển hóa thành năng lượng. Để có thể coi đó là nguồn năng lượng tái tạo thì ít nhất kho sinh khối đó phải được duy trì không thay đổi. Bởi vì trong chu trình không có lượng CO₂ thừa và biofuel chạy xe phát tán ngược trở lại nên biofuel có thể được coi là yếu tố “cân bằng về mặt môi trường” thuộc chu trình.

3. Sơ đồ nguyên lý các phương pháp sản xuất nhiên liệu

4. Sản xuất biofuel

Hiện có rất nhiều cách chuyển hóa nguồn sinh khối đa dạng thành biofuel. Các nguồn nguyên liệu chuyển hóa đó có thể là từ gỗ (dăm bào, mùn cưa, phế liệu gỗ); đường từ của các loại cây chức đường, tinh bột; hoặc dầu từ các loại cây có dầu; v.v… Dưới đây là một số nét chính về sản xuất các loại biofuel.

4.1. Etanol (cồn, rượu etylic)

Etanol là rượu no, đơn chức, chứa 2 nguyên tử các bon, có công thức C₂H₅OH, có thể sản xuất theo phương pháp hóa học từ nguyên liệu etan hoặc etylen. Trên thực tế etanol thường được sản xuất bằng con đường sinh học. Khi đó sản phẩm etanol được gọi là cồn sinh học hay bioetanol. Bioetanol (sau đây gọi tắt là etanol) đã được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu cho ngành giao thông và có thể thay thế hoàn toàn xăng trong động cơ ô tô. Ở Brazil 60% etanol sản xuất ra ở đây được bán dưới cồn thô (93% etanol và 7% nước), 40% còn lại được tinh cất thành cồn khô (trên 99% etanol) để pha vào xăng (với tỷ lệ lên tới 24%). Công nghệ chiếm ưu thế hiện nay là chuyển hóa sinh khối thành etanol thông qua lên men rượu rồi chưng cất. Quá trình lên men rượu này là quá trình chuyển hóa sinh hóa học. Sinh khối sẽ bị men của vi khuẩn hoặc nấm men phân hủy. Phương pháp lên men có thể áp dụng đối với nhiều nguồn nguyên liệu sinh khối khác nhau.

4.1.1. Nguyên liệu sinh khối

Nguyên liệu sản xuất etanol thích hợp nhất là đường (từ củ cải đường, mía), rỉ đường và cây lúa miến ngọt, tinh bột (khoai tây, các loại hạt lúa, lúa mỳ, ngô, đại mạchâ€¦). Năng suất etanol trung bình dao động từ 2.100 đến 5.600 lít/ ha đất trồng trọt tùy thuộc vào từng loại cây trồng. Đối với các loại hạt, năng suất etanol thu được vào khoảng 2.800 lít/ha, tức là vào khoảng 3 tấn nguyên liệu hạt sẽ thu được 1 tấn etanol.

Hiện nay các hoạt động nghiên cứu và phát triển ở châu Âu về lĩnh vực etanol sinh học ( bioetanol) chủ yếu tập trung vào sử dụng các nguồn nguyên liệu xenlulo (từ gỗ). Các loại cây trồng quay vòng ngắn (liễu, bạch dương, bạch đàn), các chất thải nông nghiệp (rơm, bã mía), các phế thải của công nghiệp gỗ, gỗ thải… đều thích hợp để làm nguyên liệu sản xuất etanol. Cứ khoảng 2 – 4 tấn vật liệu gỗ khô hoặc cỏ khô đã có thể cho 1 tấn etanol. Nguyên nhân khiến người ta chuyển sang sản xuất etanol từ sinh khối xenlulo (gỗ, thân thảo) là vì các loại này sẵn có và rẻ tiền hơn so với các loại tinh bột ngũ cốc hoặc cây trồng khác, đặc biệt là với những nguồn chất thải hầu như không có giá trị kinh tế thì vấn đề càng có ý nghĩa, tuy nhiên quá trình chuyển hóa các vật liệu này sẽ khó khăn hơn.

4.1.2. Công nghệ chuyển hóa etanol

Như trên đã nói etanol có thể sản xuất từ các loại nguyên liệu sinh khối khác nhau, nhưng chỉ có một vài loại cây trồng chứa loại đường đơn giản, dễ tách nên thuận lợi cho quá trình xử lý và lên men. Thông thường để tách đường hoàn toàn, quá trình tách (chiết hoặc nghiền nhỏ) cần được thực hiện lặp đi lặp lại vài lần.

Các loại tinh bột ngũ cốc là các vật liệu gồm các phân tử cacbonhydrat phức tạp hơn nên phải phân hủy chúng thành đường đơn nhờ quá trình thủy phân.

Hạt được xay, nghiền ướt thành dạng bột nhão. Trong quá trình này đã có một lượng đường được giải phóng. Nhưng để chuyển hóa tối đa lượng tinh bột thành đường, tạo điều kiện lên men rượu, bột nhão được nấu và cho thủy phân bằng enzym (ví dụ amylaza). Trong trường hợp thủy phân bằng axit thì cần rót axit loãng vào khối bột nhão trước khi đem nấu. Quá trình lên men được xúc tiến mạnh khi có mặt một số chủng men rượu. Để thuận lợi cho quá trình lên men, pH của dịch thủy phân cần điều chỉnh ở mức 4,8 – 5,0. Etanol sinh ra trong quá trình lên men sẽ hòa tan trong nước. Quá trình lên men rượu này sinh ra CO₂. Nhờ hàng loạt bước chưng cất và tinh cất để loại nước, nồng độ etanol sẽ được tăng cao tối đa (có thể đạt mức cồn tuyệt đối – etanol khan).

Quá trình chuyển hóa sinh khối là hỗn hợp xenlulo thành etanol chỉ khác với quá trình lên men tinh bột ở chỗ xử lý nguyên liệu thành đường đơn sẵn sàng cho quá trình lên men. Thủy phân hỗn hợp xenlulo khó hơn thủy phân tinh bột vì hỗn hợp xenlulo là tập hợp các phân tử đường liên kết với nhau thành mạch dài (polyme cacbonhyđrat) gồm khoảng 40 – 60% xenlulo và 20 – 40% hemixenlulo, có cấu trúc tinh thể, bền. Hemixenlulo chứa hỗn hợp các polyme có nguồn gốc từ xylo, mano, galaeto hoặc arabino kém bền hơn xenlulo. Nói chung hỗn hợp xenlulo khó hòa tan trong nước. Phức polyme thơm có trong gỗ là lignin (10 – 25%) không thể lên men vì khó phân hủy sinh học, nhưng có thể tận dụng vào việc khác.

Quá trình xử lý nguyên liệu thành đường tự do sẵn sàng lên men phải trải qua 2 bước: bước 1 thủy phân bằng axit loãng nồng độ 0,5% để phá vỡ liên kết hyđro giữa các mạch xenlulo và phá vỡ cấu trúc tinh thể của chúng thực hiện ở nhiệt độ 200^oC. Kết quả thủy phân bước 1 sẽ chuyển hóa hemixenlulo thành đường C₅ và C₆ (chủ yếu xylo và mano) dễ lên men tạo thành etanol đồng thời bẻ gãy cấu trúc xenlulo. Để chuyển hóa hoàn toàn cấu trúc xenlulo đã gãy thành đường gluco C₆, bước thủy phân thứ 2 sử dụng axit nồng độ 2% được thực hiện ở nhiệt độ 240^oC. Quá trình thủy phân xenlulo thành gluco bằng axit có thể thay thế bằng men phân hủy xenlulo.

Sản phẩm etanol khan có thể sử dụng làm nhiên liệu ô tô cả dưới dạng tinh khiết lẫn dạng pha trộn với xăng.

Etanol có thể làm phụ gia cấp oxy cho xăng (nồng độ 3%) giảm phát thải khí CO đồng thời làm phụ gia thay thế chì tetraetyl, hoặc cũng có thể thành nguyên liệu sản xuất etylterbutyleter (ETBE)- một phụ gia cho xăng. Etanol còn được dùng làm yếu tố tăng chỉ số octan cho xăng và qua đó giảm nổ và cải thiện tiếng ồn động cơ.

4.1.3. Thực trạng công nghệ và tính kinh tế

Lên men đường và sản xuất etanol là công nghệ cổ truyền, đang được áp dụng trên phạm vi kinh doanh rộng. Để giảm chi phí sản xuất và hạ giá thành sản phẩm hơn nữa thì cần cải tiến công nghệ và tìm kiếm các nguồn sinh khối rẻ hơn (giá nguyên liệu chiếm 55 – 80% giá sản phẩm cuối). Các công ty của Mỹ và Canađa hiện đang tiếp tục nghiên cứu tận dụng nguồn sinh khối, là hỗn hợp xenlulo và các nguồn phế thải khác.

Để dùng làm nhiên liệu, etanol phải ở dạng cồn tuyệt đối (xấp xỉ 100%), hiện nay người ta đang tiếp tục cải tiến khâu loại bỏ triệt để nước từ sản phẩm bằng cách sử dụng phương pháp lọc màng phân tử.

Còn một công nghệ sản xuất etanol khác là thông qua con đường khí hóa nguyên liệu, xong rất phức tạp và không kinh tế.

Chi phí đầu tư ngắn hạn cho một cơ sở sản xuất etanol từ hạt ngũ cốc tại châu Âu, dự tính 290 euro/kW nhiệt (đối với nhà máy 400 MW nhiệt). Nếu đầu tư dài hạn chi phí có thể giảm 40%. Nếu nhà máy sản xuất etanol từ nguồn gỗ, chi phí đầu tư ngắn hạn khoảng 350 euro/ kW nhiệt, nếu đầu tư dài hạn chi phí giảm 50%.

Chi phí sản xuất etanol từ đường và ngũ cốc tại châu Âu và Mỹ hiện khá cao: 15 – 25 euro/ GJ (1Giga Jun = 10⁹ Jun) đi từ củ cải ngọt và 20 euro/ GJ đi từ ngô, tức là etanol có giá 0,32 – 0,54 euro/ lit. Nếu sản xuất từ nguồn xenlulo, giá etanol còn 0,11 – 0,32 euro/ lít. Nếu nguyên liệu đầu vào có giá 42 euro/ tấn thì giá thành 1 lít etanol sẽ hạ xuống 0,28 euro. Nếu nguyên liệu tận dụng không mất chi phí thì giá 1 lít etanol còn 0,17 euro. Vì nhiệt lượng của etanol thấp hơn so với xăng nên thực tế chi phí sử dụng etanol sẽ cao hơn xăng với thể tích tương đương.

4.1.4. Sử dụng etanol

Chỉ số octan ở etanol cao nên rất thích hợp với hệ đánh lửa động cơ đốt trong của ô tô, song chỉ số xetan thấp nên không thích hợp lắm với động cơ diezel. Giải pháp kỹ thuật đối với điều này là người ta sẽ đưa vào nhiên liệu này một lượng nhỏ dầu diezel hoặc là sử dụng phụ gia.

Bảng 5.So sánh một số chỉ tiêu giữa etanol, xăng và ETBE

Đặc tính nhiên liệu	Etanol	ETBE	Xăng
Công thức hóa học Trọng lượng phân tử (kg/kmol) Chỉ số octan (RON) Chỉ số octan (MON) Chỉ số xetan Áp lực bay hơi Reid là số đo độ bay hơi của nhiên liệu (kPa) ở 15^oC Khối lượng riêng (kg/l) ở 15^oC Giá trị calo thấp hơn (MJ/kg) ở 15^oC Giá trị calo thấp hơn (MJ/l) ở 15^oC Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu (kg không khí/ kg nhiên liệu) Nhiệt độ sôi (^oC)	C₂H₅OH 46 109 92 11 16,5 0,80 26,4 21,2 9,0 78	C₄H₉-OC₂H₅ 102 118 105 – 28 0,74 36 26,7 – 72	(Quy ước) C₈H₁₅ 111 97 86 8 75 0,75 41,3 31 14,7 30 – 190

Chỉ số octan của etanol cao hơn xăng nên có tác dụng giảm tiếng ồn động cơ tốt hơn, hơn nữa etanol chứa oxy nên hiệu quả nhiên liệu ở động cơ được cải thiện hơn. Pha trộn với tỉ lệ hợp lý giữa etanol và xăng sẽ làm tăng hiệu quả động cơ xe. Các loại xe chạy nhiên liệu xăng pha etanol được gọi là xe chạy nhiên liệu gasohol. Thông thường gasohol có tỉ lệ pha trộn 10% etanol 90% xăng không pha chì (E10). Nếu xe được cải thiện bộ phận đánh lửa ở động cơ, có thể chạy với nhiên liệu gasohol E85 (85% etanol và 15% xăng). Đa số các loại xe thiết kế ở Mỹ hiện nay có thể chạy nhiên liệu tùy ý cả E85 lẫn chạy hoàn toàn xăng ( E0). Dùng gasohol có tỷ lệ pha trộn từ 10 – 30% etanol vào xăng thì không cần cải tiến động cơ xe.

4.2. Metanol (rượu metylic, cồn gỗ, cacbinon)

Cũng như etanol, metanol được sử dụng làm nhiên liệu cho xe ô tô từ lâu, đặc biệt là ở Mỹ. Metanol có thể sản xuất từ khí tổng hợp – sản phẩm khí hóa sinh khối và các nguồn khác đồng thời cũng có thể đi từ khí tự nhiên. Metanol được sản xuất từ nguồn nguyên liệu đi từ sinh vật đang được khuyến cáo phát triển sử dụng làm nguyên liệu tái tạo thay thế nhiên liệu dầu mỏ.

4.2.1. Nguyên liệu sinh khối

Metanol có thể được sản xuất từ sinh khối, thường là củi gỗ. Để sản xuất 1 tấn metanol cần gần 2 tấn gỗ khô, có nghĩa năng suất sẽ là 550 lít metanol/ 1 tấn gỗ. Năng suất metanol từ nguyên liệu thân thảo khô (cỏ khô) còn thấp hơn, đạt khoảng 450 l/tấn.

4.2.2. Công nghệ chuyển hóa sản xuất metanol

Metanol thu được thông qua quá trình chuyển hóa khí tổng hợp. Để thu được khí tổng hợp từ nguyên liệu sinh khối, người ta tiến hành khí hóa sinh khối dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ cao. Khí tổng hợp sau khi khử bỏ tạp chất sẽ được đưa vào lò phản ứng có xúc tác để tạo thành metanol. Công nghệ trước đây sử dụng xúc tác kẽm cromat trong điều kiện áp suất cao (300 – 1000 atm) và nhiệt độ cao (khoảng 400^oC), thực hiện trong pha khí.

Công nghệ hiện nay chủ yếu tiến hành trong pha lỏng với xúc tác hợp lý hơn ở nhiệt độ và áp suất thấp hơn nhưng cho hiệu quả cao hơn. Công nghệ chuyển hóa metanol hiện nay cho phép đạt được hiệu suất tới 95%.

4.2.3. Thực trạng công nghệ và tính kinh tế

Công nghệ khí hóa sinh khối hiện chưa đạt mức phát triển rộng rãi. Vấn đề kỹ thuật lò khí hóa (nhiệt độ chưa khống chế được) và yêu cầu sản phẩm khí sạch hơn đang cần được nghiên cứu hơn nữa. Nói chung vấn đề nghiên cứu và phát triển đang tập trung vào việc tối ưu hóa xúc tác và áp suất, đồng thời giảm bớt tiêu thụ oxy nhằm mục đích tăng sản lượng và chất lượng khí thu được, tăng tối đa lượng cacbon chuyển hóa đồng thời giảm tối thiểu các tạp chất.

Hiện tại, chi phí đầu tư ngắn hạn cho một cơ sở sản xuất metanol từ sinh khối, công suất 400 MW nhiệt, vào khoảng 700 euro/ kW nhiệt. Đầu tư lâu dài vào cơ sở lớn hơn chi phí giảm 25 – 30%. Hiệu suất ngắn hạn có thể đạt 50 – 55%. Đối với cơ sở sản xuất dài hạn lớn hơn (1000 MW nhiệt) con số này có thể còn 60 – 65% so với đầu tư nhỏ.

Chi phí đầu tư cho công nghệ tổng hợp metanol trong pha lỏng thấp hơn công nghệ tổng hợp trong pha khí là 5 – 23%.

Chi phí sản xuất metanol ngắn hạn hiện khoảng 0,14 – 0,20 euro/ lit (9 – 13 euro/ GJ). Trong tương lai, chi phí này có thể giảm xuống còn 0,1 euro/ lít (7 euro/ GJ). Cũng như etanol, metanol có nhiệt lượng thấp hơn xăng nên chi phí sử dụng cũng cao hơn xăng.

4.2.4. Sử dụng metanol

Metanol có thể ứng dụng trong hầu hết loại xe cộ và có thể được sử dụng như là nhiên liệu riêng hoặc pha trộn với xăng. Metanol có chỉ số xetan thấp (5 so với 50 ở diezel dầu mỏ) nên tinh chất đánh lửa kém, rất khó thích hợp với động cơ diezel, tuy nhiên nhờ chỉ số octan cao nên sử dụng thay thế xăng ở động cơ xe ô tô lại cho kết quả tốt.

Hầu như 1,2 tỉ galon metanol được sản xuất tại Mỹ hiện nay được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất MTBE (metylterbutyleter) một phụ gia xăng. Để làm nhiên liệu trực tiếp, metanol chỉ phù hợp cho một số loại xe có động cơ hoạt động với tỷ số nén cao.

Metanol còn được sử dụng làm chất chống đông đường ống dẫn dầu, làm dung môi, làm nguyên liệu sản xuất các hóa chất và vật liệu khác (chất dẻo, gỗ dán, sơn, chất nổ, v.vâ€¦) Metanol có tính độc cao và dễ cháy, khi cháy không thành ngọn lửa nên cần hết sức cẩn thận khi tiếp xúc và sử dụng.

Bảng 6 dưới đây đưa ra con số so sánh giữa metanol MTBE và xăng.

Bảng 6. So sánh một số chỉ tiêu gữa metanol, xăng và MTBE

Tính chất nhiên liệu	Metanol	MTBE	Xăng
Công thức hóa học Trọng lượng phân tử (kg/kmol) Chỉ số octan (RON) Chỉ số octan (MON) Chỉ số xetan Áp lực bay hơi Reid (kPa) ở 15^oC Khối lượng riêng (kg/l) ở 15^oC Giá trị calo thấp hơn (MJ/kg) ở 15^oC Giá trị calo thấp hơn (MJ/l) ở 15^oC Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu (kg không khí/ kg nhiên liệu) Nhiệt độ sôi (^oC)	CH₃OH 32 110 92 5 31,7 0,73 19,8 15,6 6,5 65	C₄H₉-OCH₃ 88 116 100 – 57 0,74 35,2 26,0 – 53	(Quy ước) C₈H₁₅ 111 97 86 8 75 0,75 41,3 31 14,7 30 – 190

4.3. Biodiezel (metyleste của một số loại dầu, mỡ động thực vật)

Dầu diezel có nguồn gốc hữu cơ được gọi là biodiezel phân biệt với diezel nguồn gốc dầu mỏ được gọi là petrodiezel.

Biodiezel được sản xuất từ dầu thực vật và mỡ động vật. Dầu thực vật ép từ các loại quả hạch và hạt chứa dầu từ lâu đã được sử dụng làm nhiên liệu. Việc sản xuất dầu thực vật làm nhiên liệu chạy xe cộ cũng giống như sản xuất dầu ăn. Hiện nay ở châu Âu, dầu thực vật làm nguyên liệu sản xuất biodiezel chủ yếu có nguồn gốc từ hạt cây cải dầu và biodiezel ở đây được mang tên este metylic (hay metyleste) hạt cải dầu (còn được gọi là RME – rapeseed metylester).

4.3.1. Nguyên liệu sinh khối

Dầu thực vật được sử dụng sản xuất biodiezel thường được chiết tách từ các loại hạt một số cây có dầu hoặc mỡ động vật như hạt cải dầu, đậu tương, cọ, hướng dương cải hoa vàng, tảo, dầu thực vật thải của công nghệ sản xuất dầu ăn, mỡ lò mổ, v.vâ€¦

Ở châu Âu để sản xuất được 1 tấn RME, cần khoảng 2,5 tấn dầu hạt cải dầu, với diện tích đất trồng 0,77 ha (1,3 tấn/ha).

Năng suất dầu (m³/ha đất trồng trọt) đối với một số loại cây như sau: đậu tương 0,40 – 0,50; cải vàng 1,3; cải dầu 1,0 – 1,4; cọ dầu 6,1. Một số loại rêu tảo đặc biệt có năng suất sinh dầu rất cao 100-200 m³/ha.

Người ta cho rằng dầu thực vật là nguồn sản xuất biodiezel chất lượng cao nhất nhưng nguồn nguyên liệu này khá khan hiếm, chính vì vậy mà các nguồn dầu thực vật thải, mỡ động vật (biolipid) thậm chí cả rêu, tảo cũng đang là nguồn nguyên liệu bổ sung đầy hứa hẹn, mặc dù quá trình tiền xử lý sẽ phức tạp hơn.

4.3.2. Công nghệ chuyển hóa biodiezel

Hạt hoặc sinh khối chứa dầu thực vật được sử dụng trong sản xuất biodiezel sẽ được ép hoặc chiết bằng dung môi (như hexan) để tách dầu. Phương pháp sau cho năng suất dầu hiệu quả cao hơn.

Dầu thực vật có thể sử dụng thẳng làm nhiên liệu diezel cho động cơ diezel (SV) với điều kiện phải cải tiến động cơ thích hợp vì loại dầu này có một số đặc tính bất lợi đối với động cơ bình thường (độ nhớt cao, không ổn định về nhiệt, có chứa nước và chỉ số xetan thấp). Người ta đã khắc phục các nhược điểm trên của dầu thực vật bằng phương pháp este hóa nó để biến các phân tử cấu trúc mạch nhánh của dầu (triglyxerit) thành phân tử cấu trúc mạch thẳng nhỏ hơn (metyleste), phù hợp với thành phần diezel dầu mỏ. Metyleste của dầu thực vật chính là biodiezel.

Phần lớn các metyleste được sản xuất thông qua quá trình este hóa dầu thực vật với xúc tác và metanol. Triglixerit dầu thực vật sẽ tác dụng với metanol với sự có mặt của xúc tác. Quá trình este hóa xảy ra ở nhiệt độ từ 50 – 66^oC, áp suất 1,4 bar, trong hệ thống lò kín.

Bước đầu tiên trong quá trình sản xuất biodiezel là trộn metanol với chất xúc tác – thường là NaOH (hoặc KOH) để tạo ra natri (hoặc kali) metoxit. Lượng metanol cần dư để đảm bảo chuyển hóa hoàn toàn triglyxerit dầu thực vật thành este, bởi vì các phản ứng đầu tiên xảy ra với axit béo tự do trong dầu sẽ xà phòng hóa. Hỗn hợp xúc tác/ metanol được rót vào bình phản ứng kín để tránh bay hơi metanol. Sau đó dầu thực vật được bổ sung. Khuấy đều hỗn hợp, để yên từ 1 – 8 giờ. Nồng độ của axit béo tự do và nước phải được xử lý hợp lý, bởi vì nếu nồng độ này quá cao sẽ gây khó khăn trong quá trình xà phòng hóa và khó tách glyxerin phụ phẩm.

Sau khi dầu thực vật được este hóa, hỗn hợp được trung hòa bằng axit. Metanol được thu hồi và tái sử dụng.Trong hỗn hợp còn lại hai sản phẩm chính là biodiezel và glixerin, nên hình thành 2 lớp trong bình phản ứng. Glyxerin nặng hơn ở bên dưới được tách khỏi bình cùng với xà phòng và sẽ được trung hòa. Muối kali thu được từ quá trình trung hòa này có thể thu hồi để làm phân bón. Glyxerin tinh khiết còn lại có thể sử dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp mỹ phẩm hoặc dược phẩm. Sau khi tách glyxerin, dung dịch màu vàng hổ phách là metyleste. Metyleste được rửa bằng nước để khử tạp chất còn lại. Độ tinh khiết của metyleste thu được đạt khoảng 98%. Có thể thu được metyleste tinh khiết hơn nữa nếu xử lý bằng phương pháp chưng cất. Biodiezel có thể bảo quản lâu dài hơn dầu thực vật và có thể sử dụng cho các động cơ diezel.

Về nguyên tắc sản xuất biodiezel từ dầu ăn thải và mỡ động vật cũng tương tự như với dầu thực vật ép thẳng. Tuy nhiên do dầu ăn thải thường không ổn định về cả hàm lượng nước lẫn axit béo tự do trong dầu, vì vậy trước khi este hóa cần xác định rõ hàm lượng từng thành phần để xử lý và bổ sung xúc tác và metanol cho hợp lý.

Mỡ động vật cũng là các triglyxerin với hàm lượng khác dầu thực vật nên cần điều chỉnh trước khi este hóa. Quá trình este hóa để sản xuất biodiezel có thể sử dụng xúc tác là axit nhưng hầu hết biodiezel ngày nay được sản xuất với xúc tác kiềm vì nhiệt độ phản ứng thấp, hiệu suất thu hồi sản phẩm cao, thời gian phản ứng và phản ứng phụ ở mức thấp.

4.3.3. Thực trạng công nghệ và tính kinh tế

Công nghệ este hóa dầu thực vật là công nghệ lâu đời đã được áp dụng rộng rãi khắp thế giới.

Giá thành sản xuất metyleste từ dầu hạt cải (RME) ở châu Âu hiện vào khoảng 0,5 euro/ lít (15 euro/GJ), chi phí này phụ thuộc vào giá sinh khối sử dụng và công suất nhà máy. Chi phí đầu tư ngắn hạn cho một nhà máy 400 MW nhiệt khoảng 150 euro/kW nhiệt. Chi phí đầu tư dài hạn cho nhà máy lớn hơn, năng suất nhiệt 1000 MW có thể giảm xuống 30%. Các yếu tố quan trọng khác quyết định giá RME là năng suất và giá trị sản phẩm phụ sau quá trình sản xuất như là bánh ép bã hạt giầu đạm làm thức ăn gia súc và glyxerin tinh khiết thu hồi được.

Các dự án dài hơn ở châu Âu hiện nay cho thấy trong tương lai giá RME sẽ giảm xuống 50%, chỉ còn khoảng 0,2 euro/ lít. Nhưng do nhiệt năng của RME thấp nên giá của nó sẽ cao hơn so với 1 lít diezel.

4.3.4. Sử dụng biodiezel

Biodiezel phù hợp với động cơ diezel, cả về độ nhớt, khối lượng riêng lẫn chỉ số xetan vì nó giống với diezel dầu mỏ. Bảng 7 cho các thông số so sánh giữa biodiezel và diezel dầu mỏ.

Bảng 7. So sánh một số chỉ tiêu giữa biodiezel (RME) và diezel

Tính chất nhiên liệu	Biodiezel RME	Diezel
Công thức hóa học Trọng lượng phân tử (kg/kmol) Chỉ số xetan Khối lượng riêng (kg/l) ở 15^oC Trị giá calo (MJ/kg) ở 15^oC Trị giá calo (MJ/l) ở 15^oC Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu (kg không khí/ kg nhiên liệu) Hàm lượng oxy (Wt%) Độ nhớt (mm²/ giây) ở 20^oC Điểm cháy (^oC)	Metyleste 296 54 0,88 37,3 32,8 32,8 (20^oC) 9,2 – 11 7,4 91 – 135	(Quy ước) C₁₂H₂₆ 170 – 200 50 0,84 42,7 35,7 14,53 0 – 0,6 4 77

Các loại xe chạy động cơ diezel thông thường cần phải cải tiến khi sử dụng biodiezel làm nhiên liệu. Biodiezel cho chất lượng đánh lửa tốt, hiệu suất động cơ cao hơn, phát thải giảm nhưng mùi của nó khi chạy xe có thể gây khó chịu cho một số người.

Các tiêu chuẩn đảm bảo biodiezel có thể sử dụng tốt trong động cơ diezel là:

– Biodiezel phải có độ tinh khiết cao

– Khử bỏ hết glyxerin

– Khử bỏ hết cồn

– Khử bỏ hết xúc tác

– Không còn axit béo tự do

Các thông số này hiện nay đã được quy định trong tiêu chuẩn ASTM D 7651. Biodiezel tinh khiết (B100) hiện đang được sử dụng pha trộn với diezel dầu mỏ. Bản thân biodiezel là dung môi nên nếu sử dụng loại B100 nhiều có thể gây hại cho động cơ xe. Thông thường các xe cộ ở Mỹ áp dụng tỷ lệ pha trộn B20 (20% biodiezel và 80% diezel dầu mỏ). Các tỉ lệ pha chế khác có thể là B2, B5.

* Lợi ích khi sử dụng biodiezel:

– Không độc – là nguồn năng lượng tái tạo, dễ phân hủy sinh học.

– Làm giảm đáng kể mức gây ô nhiễm so với diezel dầu mỏ:

+ Lưu huỳnh: -100% (không chứa lưu huỳnh)

+ Bụi: -55 – (-94%)

+ Các chất gây ung thư: -94%

+ CO₂: -80%

+ Phát tán hydro (gây hại tầng ozon): -55 – (-95%)

+ CO: -45%

– Có thể sản xuất ở trong nước, giảm lệ thuộc vào dầu nhập ngoại, tăng việc làm.

– Có thể sản xuất rẻ từ các nguồn phế thải.

– Sử dụng thẳng hoặc pha trộn bất cứ tỉ lệ nào với diezel dầu mỏ một cách thuận lợi đem lại hiệu suất động cơ cao.

– Có thể phân phối trên diện rộng nhờ hạ tầng cơ sở phân phối nhiên liệu sẵn có.

– Tiềm năng trở thành nhiên liệu thay thế lớn

– Có thể làm dung môi cho các công việc khác hoặc tẩy rửa

– Dễ bảo quản

– Ít độc hơn diezel dầu mỏ 10 lần.

4.4. Dầu nhiệt phân bio-oil (pyrolysis oil) – dầu diezel chiết xuất

Loại dầu này được sản xuất thông qua quá trình nhiệt phân nhanh.

Khi bị phân hủy nhiệt, sinh khối được chuyển hóa vắng mặt oxy. Với quá trình này, sản phẩm lỏng được tạo ra dưới dạng sản phẩm trung gian với nhiều ứng dụng đa dạng, trong đó có thể làm nguyên liệu sản xuất dầu diezel.

4.4.1. Nguyên liệu sinh khối

Bất kể loại sinh khối nào cũng có thể sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình phân hủy nhiệt, nhưng sinh khối là hỗn hợp xenlulo thích hợp hơn cả. Trước khi được đưa vào lò phân hủy, nguyên liệu phải được sấy khô (đến độ ẩm dưới 10% trọng lượng) và băm nhỏ (đến kích cỡ nhỏ hơn 6 mm).

4.4.2. Công nghệ nhiệt phân chế tạo dầu sinh học (bio-oil)

Vì không có mặt oxy nên sinh khối không cháy, nhưng ở nhiệt độ cao các phân tử sinh khối bị phân hủy tạo ra các sản phẩm như than, dầu (bio-oil) và khí. Thành phần các sản phẩm phân hủy nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ phân hủy, tốc độ đốt nóng, thời gian đốt đồng thời cũng phụ thuộc vào thành phần sinh khối ban đầu. Quá trình nhiệt phân nhanh là quá trình sản xuất dầu sinh học tối ưu. Do quá trình phân hủy xảy ra ở nhiệt độ rất cao, nên tạo ra nhiều sản phẩm khí. Nhiên liệu lỏng được thu được sau khi làm lạnh hỗn hợp chất khí này.

Bên cạnh quá trình nhiệt phân nhanh còn quá trình phân hủy nhiệt chậm xẩy ra ở nhiệt độ khoảng 400^oC. quá trình này chậm hơn và thời gian ủ kéo dài hơn, thậm chí kéo dài hàng ngày. Sản phẩm chính thu được từ quá trình này là than gỗ (charcoal).

Quá trình nhiệt phân nhanh xảy ra ở nhiệt độ 500 – 650^oC với thời gian ngắn, chỉ từ 0,5 đến 5 giây và cho sản phẩm hữu cơ ở dạng khí và than. Chất hữu cơ dạng khí này được ngưng tụ cho dầu sinh học (bio-oil).

Khi nhiệt phân sinh khối nhanh ở nhiệt độ cao hơn nữa (700 – 1000^oC) với thời gian cực ngắn (dưới 1 giây), tốc độ gia nhiệt của các hạt cao ( cao hơn 10.000^oC/ giây) và sản phẩm hữu cơ dạng khí sinh ra bị làm lạnh cực nhanh thành thể lỏng sẽ cho hiệu suất chuyển hóa cao. Khi đó lò phản ứng (phân hủy) dùng để nhiệt phân sẽ là công cụ hữu hiệu chuyển hóa sinh khối rắn thành chất lỏng.

Nguyên liệu sau khi băm nhỏ và sấy đúng yêu cầu sẽ được nạp vào lò phản ứng. Có một vài kiểu lò phản ứng như lò tầng sôi, lò quay,v.v…

Đối với lò phản ứng tầng sôi, nguyên liệu được đưa vào 1 tầng chứa cát bên trong. Các hạt sinh khối bị nung nóng nhờ khí nóng thổi qua chúng từ đáy lò khi tốc lực của khí nóng đủ mạnh, các hạt nguyên liệu tạo tầng sôi trong lò và phản ứng xảy ra.

Quá trình nhiệt phân nhanh xảy ra ở nhiệt độ 500 – 650^oC với thời gian ngắn, chỉ từ 0,5 đến 5 giây và cho sản phẩm hữu cơ ở dạng khí, và than. Chất hữu cơ dạng khí này được ngưng tụ cho dầu sinh học (bio-oil).

Với lò quay chóp nón, nguyên liệu đạt yêu cầu được trộn với cát nóng và được đưa vào phần đáy lò, nhờ tác động quay mà chúng được đưa tới phần chóp nón. Do không cần thổi khí nóng vào như lò tầng sôi nên sản phẩm sau phản ứng dễ xử lý, không bị nhiễm tạp. ưu thế thiết kế gọn nhẹ đã làm cho kiểu lò quay chóp nón được cung cấp nhiệt nhanh và vận hành nhanh, cho năng suất dầu sinh học thu được khá cao (đối với gỗ đạt 75 – 80% tính theo trọng lượng). Nhưng nhược điểm ở đây là yêu cầu sinh khối phải mịn (< 2mm) trong khi sinh khối đưa vào lò thường thô hơn (có thể lớn hơn 10-13 mm), độ ẩm cũng cao hơn ( khoảng 15%).

Các sản phẩm sau khi nhiệt phân được đưa sang bộ phận xyclon để tách. Than tách ra có thể được sử dụng cấp nhiệt để sấy sinh khối hoặc phục vụ ngay quá trình phân hủy nhiệt. Thành phần khí chuyển sang bộ phận làm lạnh, ngưng tụ thành bio-oil. Phần khí không ngưng tụ được chủ yếu là CO, CO₂, CH₄ và H₂ được tận dụng đốt cấp nhiệt để sấy nguyên liệu sinh khối hoặc sử dụng trong động cơ chạy khí.

Dầu phân hủy nhiệt chứa nhiều thành phần giá trị (phenol, levoglucosan và hydroxyaxetaldehyt, v.vâ€¦), có thể sử dụng vào nhiều lĩnh vực như sản xuất hóa chất, y dược, công nghiệp và thực phẩm bên cạnh vai trò làm nhiên liệu cấp năng lượng. Riêng trong lĩnh vực sử dụng năng lượng, bio-oil có thể sử dụng làm nhiên liệu trong nhà máy điện (gia nhiệt nồi hơi, lòâ€¦) hoặc làm diezel sử dụng thay thế diezen dầu mỏ để chạy động cơ. Trong trường hợp này bio-oil cần phải được tinh chế và làm tăng độ ổn định.

4.4.3. Thực trạng công nghệ và tính kinh tế

Các hoạt động nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực phân hủy nhiệt sinh khối chủ yếu đang tập trung vào việc cải tiến lò phản ứng để làm tăng nhanh quá trình phân hủy nhiệt hơn nữa. So với các phương pháp đốt và khí hóa, kỹ thuật này vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu. Thị trường bio-oil chưa hình thành, mặc dù đề tài này đã được nghiên cứu phát triển suốt 20 năm qua. Việc phát triển kỹ thuật mới chỉ nhằm mục đích có sản phẩm đáp ứng ngành sản xuất hóa chất chứ chưa nhằm vào vấn đề giải quyết năng lượng. Hiệu suất chuyển hóa sinh khối thành bio-oil thực tế có thể đạt mức 60 – 70%. Mức này đã bị hạ thấp nhiều khi kỹ thuật hydro hóa được đưa vào ứng dụng để tăng chất lượng dầu. Vào năm 2000, các nhà khoa học đã dự đoán nhờ kỹ thuật hydro hóa (khử oxy) mà sắp tới hiệu suất chuyển hóa của quá trình nhiệt phân có thể đạt 67%, tuy nhiên đây là vấn đề khó và cần nhiều thời gian và công sức. Hiệu suất trung bình hiện tại mới chỉ đạt 50%.

Vì mới chỉ có ít cơ sở nghiên cứu sản xuất dầu sinh học theo phương pháp phân hủy nhiệt và hiện tại quy mô áp dụng còn hạn chế nên chưa đặt ra vấn đề kinh doanh. Vào năm 2000, người ta mới dự kiến và đưa ra con số dự báo đối với một nhà máy khoảng 400 MW nhiệt là 100 euro/ kW nhiệt. Chi phí đầu tư dài hạn đối với nhà máy 1000 MW nhiệt sẽ giảm được khoảng 20%. Đối với nhà máy phân hủy nhiệt áp dụng kỹ thuật hydro hóa quy mô 400 MW nhiệt, chi phí đầu tư ngắn hạn dự tính vào khoảng 350 euro/kW nhiệt, nhà máy quy mô 1000 MW nhiệt, chi phí đầu tư dài hạn dự tính giảm 15%.

Ngoài sự phụ thuộc vào quy mô nhà máy và công nghệ phân hủy nhiệt, chi phí đầu tư còn phụ thuộc vào chi phí nguyên liệu đầu vào và chi phí xử lý nguyên liệu ban đầu. Các nghiên cứu cho thấy giá thành bio-oil có thể 75 – 300 euro/ tấn theo giá nguyên liệu 0 – 100 euro/ tấn.

4.4.4. Sử dụng bio-oil

Bio-oil là một chất lỏng điển hình, thường có màu đen, có thành phần hóa học khác nhau. Khối lượng riêng của dầu này khá lớn (1,2 kg/lit), cao hơn nhiều so với dầu có nguồn gốc dầu mỏ, nhưng năng lượng lại thấp hơn, chỉ từ 16 – 19 MJ/kg (so với 42 – 44 MJ/kg đối với sản phẩm nguồn gốc dầu mỏ ) là do chứa nhiều oxy liên kết. Bio-oil phân cực tự nhiên khiến nó không trộn lẫn hoàn toàn với hydrocacbon, nhưng lại tan trong nước, không giống dầu có nguồn gốc dầu mỏ. Bio-oil chứa ít nitơ hơn sản phẩm dầu mỏ, hầu như không có kim loại nặng và lưu huỳnh trong thành phần. Ở nhiệt độ cao, dầu này dễ bị phân hủy. Khi bị phân hủy, ngoài các phản ứng hóa học thông thường, còn có các phản ứng polyme hóa xảy ra. Các axit hữu cơ hình thành làm cho dầu có tính axit, pH có thể 2 – 4. Dầu có mùi đặc biệt và chứa một vài thành phần là chất kích thích gây ung thư.

Do đặc tính như vậy, nên không thể sử dụng trực tiếp loại dầu này như nhiên liệu cho xe cộ, mà phải nâng cao chất lượng và tăng độ ổn định. Tuy vậy, quá trình hydro hóa hoặc dùng xúc tác xử lý bio-oil thành nhiên liệu rất khả thi, nhưng chi phí hiện nay còn cao. Vấn đề kỹ thuật hiện nay là phải khử được các tạp chất trong sản phẩm. Tuy vậy chất lượng bio-oil dùng làm nhiên liệu diezel sẽ vẫn thấp hơn nhiều so với chất lượng diezel dầu mỏ.

4.5. Dầu sinh học Bio-crude HTU – diezel chiết suất tương ứng

Từ những năm 1980, cơ sở nghiên cứu của Công ty Shell ở Hà Lan đã thực hiện nghiên cứu công nghệ nâng cao hiệu quả nhiệt hydro (Hydro Thermal Upgrading – HTU). Với công nghệ này, sinh khối sẽ được phân hủy trong nước để thu chất lỏng giống như dầu thô, được gọi là bio-crude – dầu thô sinh học. Mục tiêu của công nghệ này là thu năng lượng từ sinh khối, biến nó thành nhiên liệu (chạy xe cộ) có nhiệt lượng cao hơn. Tuy nhiên, vì điều kiện kinh tế không đáp ứng được nên thực nghiệm phải bỏ dở. Vì nhiên liệu sinh học được quan tâm trở lại vào những năm 1990, nên công nghệ nói trên đã được Công ty Dutch Biofuel sau này do các cựu nhân viên Shell thành lập tiếp tục nghiên cứu phát triển.

4.5.1. Nguyên liệu sinh khối

Công nghệ HTU có thể được sử dụng để chuyển hóa hàng loạt nguyên liệu sinh khối khác nhau. Các nguyên liệu thích hợp, khả thi có thể là cả rác thải rắn đô thị và chất thải nông nghiệp. Thiết bị công nghệ này được thiết kế đặc biệt dành cho các sinh khối ướt như bã củ cải, bùn nhớt, quặng dầu, hoặc rác thải hữu cơ. Sinh khối không cần phải sấy khô, hỗn hợp nước chứa 10 – 30% chất liệu hữu cơ được coi là thích hợp.

4.5.2. Công nghệ chuyển hóa bio-crude

Trong công nghệ HTU, sinh khối khô (hoặc ướt) tham gia phản ứng trong môi trường lỏng là nước ở áp suất cao và nhiệt độ khá thấp. Sản phẩm chính của công nghệ chuyển hóa HTU là bio-crude giống như dầu thô nguồn gốc dầu mỏ. Quá trình chuyển hóa được mô tả trong hình 7 trang sau.

Bước đầu tiên trong quá trình chuyển hóa là tiền xử lý nguyên liệu sinh khối. Vì thiết bị của công nghệ HTU được thiết kế đặc biệt cho nguyên liệu ướt, nên sinh khối khô trước tiên phải được ngâm trong môi trường nước. Quá trình này được thực hiện ở nhiệt độ 200 – 250^oC và áp suất 30 bar (30,4 atm). Sự có mặt của nước ảnh hưởng rất lớn tới tính chất của nguyên liệu sinh khối và sản phẩm cuối cùng thu được.

Khi sinh khối ướt được chuyển liên tục vào vùng phản ứng nóng, quá trình chuyển hóa xảy ra ở áp suất 120 – 180 bar ( 121,6-182,4 atm) và nhiệt độ 300 – 350^oC. Trong một thử nghiệm pilot tại Hà Lan, thời gian để phản ứng chuyển hóa HTU thử nghiệm xảy ra hoàn toàn chỉ từ 5 đến 10 phút. Tuy nhiên năng lượng tiêu thụ trong quá trình này rất cao.

Ngoài sản phẩm chính là bio-crude (50%), công nghệ HTU còn tạo ra khí (30%); trong đó 70 – 90% lượng khí là CO₂ và 20 – 30% là H₂. Ngoài ra còn có metan và CO. Sản phẩm phụ thu được là dung dịch nước, chứa 5% hợp chất hữu cơ. Nước thải có thể sử dụng làm môi trường lên men kỵ khí tạo ra biogas. Cả biogas lẫn gas thu được từ quá trình HTU có thể dùng làm nhiên liệu đốt lò.

Bio-crude là chất lỏng hữu cơ nhớt, màu đen, là hỗn hợp của nhiều loại hydrocacbon. Nó không trộn lẫn với nước và vì có hàm lượng oxy thấp (10 – 15% oxy liên kết) nên chúng bền hơn so với bio-oil phân hủy nhiệt. Bio-crude có hàm lượng nitơ và lưu huỳnh rất thấp và giá trị nhiệt năng thấp (30 – 36 MJ/kg).

Bio-crude có thể tách thành 2 thể nặng và nhẹ, đều có thể là nguyên – nhiên liệu phục vụ nhiều mục đích khác nhau. Phần nặng hơn chứa tất cả chất thành phần của bio -crude và khoáng, có thể sử dụng làm chất trợ cháy trong nhà máy điện chạy than. Chúng cũng có thể được sử dụng làm xăng dung môi (nafta) để sản xuất các hóa chất. Phần nhẹ và tinh khiết hơn có thể sử dụng để tạo thành phần nhiên liệu diezel. Để chuyển hóa bio-crude thành nhiên liệu diezel đủ chất lượng cho xe vận tải truyền thống, thì cần nâng cao chất lượng của phân đoạn này nhờ kỹ thuật hydro hóa xúc tác. Trong quá trình này, oxy bị khử nhờ bổ sung hydro. Vì phải bổ sung một lượng lớn hydro nên về mặt kinh tế vấn đề này không hấp dẫn.

4.5.3. Tình trạng công nghệ và tính kinh tế

Công nghệ HTU mới chỉ được thực hiện ở quy mô pilot (nhà máy sản xuất thử được xây dựng ở Apeldoorn Hà Lan từ năm 1999). Công nghệ chuyển hóa chưa tiến hành được với tất cả mọi nguồn sinh khối. Sau khi đóng cửa 2 năm, hoạt động của nhà máy này gần đây được phục hồi và hiện đang tiếp tục vận hành. Một nhà máy (công suất 3.000 tấn/ năm) lớn hơn sẽ hoàn thiện vào năm 2006. Vấn đề sản xuất quy mô thương mại sẽ chưa thể thực hiện trước năm 2008-2009.

Các nghiên cứu về công nghệ chuyển hóa HTU đang tập trung vào xác định các tính chất hóa học của sản phẩm phức tạp thu được, đồng thời thử nghiệm với các nguồn sinh khối khác nhau. Các vấn đề kỹ thuật như tinh chế sản phẩm, xử lý nguyên liệu, các điều kiện phản ứng, xử lý nước thải, công nghệ hyđro hóa, v.vâ€¦ cần phải được nghiên cứu tiếp tục. Chính công nghệ lọc dầu là công nghệ đã biết nhưng khi áp dụng trong điều kiện công nghệ HTU vẫn là chủ đề cần nghiên cứu.

Hiệu suất nhiệt trong công nghệ HTU chuyển hóa sinh khối thành bio-crude đã đạt mức dự tính 80%. Hiệu quả nâng cấp chất lượng bio-crude nhờ kỹ thuật hydro hóa có thể đạt mức 60%.

Theo các chuyên gia, chi phí đầu tư ngắn hạn dự tính cho một nhà máy sản xuất bio-crude bằng công nghệ HTU 400 MW nhiệt có thể vào khoảng 95 euro/ kW nhiệt. Với nhà máy lớn hơn (1000 MW nhiệt) chi phí đầu tư dài hạn có thể giảm 25%. Nếu nhà máy được trang bị áp dụng kỹ thuật hydro hóa, chi phí đầu tư ngắn hạn cho nhà máy 400 MW nhiệt sẽ tăng gấp hơn 5 lần, vào khoảng trên 500 euro/ kW nhiệt và cũng giảm 25% chi phí nếu dài hạn.

Giá thành sản xuất diezel theo công nghệ HTU phụ thuộc vào chi phí đầu tư nhưng hết sức nhạy cảm đối với giá nguyên liệu. Dựa vào loại sinh khối sử dụng, Công ty Dutch Biofuel đưa ra con số giá thành dự tính sản phẩm diezel HTU vào khoảng 5 – 7 euro/GJ (0,16 – 0,24 euro/ lít) đối với nhà máy quy mô lớn.

4.5.4. Sử dụng diezel HTU

Phát triển công nghệ chuyển hóa HTU là để sản xuất được nhiên liệu diezel có đặc tính kỹ thuật giống với nhiên liệu diezel thông thường đang sử dụng. Các đặc tính kỹ thuật nhiên liệu này được xác định bởi tỉ lệ C/H, có thể điều chỉnh nhờ kỹ thuật hyđro hóa. Chất lượng sản phẩm diezel HTU có triển vọng cải thiện rất tốt. Chỉ số xetan của nó sẽ cao hơn của diezel thông thường. Nhiên liệu sẽ sạch và không còn oxy.

Diezel HTU được sản xuất để đáp ứng quy cách phẩm chất diezel dầu mỏ nên có thể dùng để pha trộn với diezel thông thường ở bất cứ tỉ lệ nào. Nhiên liệu này cũng có thể đem bán tại mạng lưới phân phối diezel cơ sở đã sẵn có. Diezel HTU có triển vọng sánh ngang với các chất liệu diezel truyền thống.

4.6. Sản xuất nhiên liệu qua con đường khí hóa

Sinh khối có thể chuyển hóa nhờ sử dụng công nghệ khí hóa. Bất kỳ loại sinh khối nào cũng có thể sử dụng làm nguyên liệu khí hóa, kể từ hỗn hợp xenlulo đến phụ phẩm và chất thải nông nghiệp (rơm, bã mía), cỏ, các phế phẩm của công nghiệp gỗ, các chất thải rắn đô thị, v.vâ€¦

Quá trình khí hóa sinh khối cho ra sản phẩm là một hỗn hợp các loại khí, được gọi là khí tổng hợp – syngas.

Hàng loạt biofuel dạng lỏng sẽ được sản xuất nhờ quá trình tổng hợp loại khí này tùy theo từng điều kiện công nghệ.

Công nghệ khí hóa là quá trình oxy hóa từng phần sinh khối nhờ cách thức bổ sung dần ôxy từ không khí theo từng lượng vừa đủ.

Ôxy sẽ tác dụng với sinh khối ở nhiệt độ cao, khoảng 900^oC. Trong trường hợp khí hóa trực tiếp, nhiệt cần thiết cho quá trình được tạo ra nhờ đốt một phần sinh khối được nạp vào lò khí hóa. Cả không khí (có thể lẫn oxy) được thổi vào lò khí hóa trực tiếp khi đó người ta đã dùng chính năng lượng nhiệt của một phần vật liệu khí hóa cho quá trình khí hóa. Nếu chỉ sử dụng ôxy thì syngas sinh ra sẽ không chứa nitơ. Tuy nhiên, việc tạo ra oxy cho quá trình này làm tăng năng lượng cần sử dụng, do đó tăng chi phí đầu tư. Quá trình khí hóa gián tiếp sử dụng một phần nhiệt từ sinh khối cháy hoặc nhiệt do từ bên ngoài lò cung cấp. Một ưu điểm của quá trình khí hóa gián tiếp này là nó cũng sinh ra syngas không chứa nitơ mà không cần sử dụng oxy như quá trình khí hóa trực tiếp. Tuy nhiên, quá trình khí hóa gián tiếp phải trải qua nhiều bước và phức tạp hơn. Ngoài ra, nó tạo ra hai dòng khí cần phải khử, làm sạch.

Các kiểu lò thích hợp với quá trình khí hóa sinh khối hiện nay gồm có: lò khí hóa cố định; lò khí hóa tầng sôi và lò khí hóa dòng cuốn. Lò khí hóa cố định hoạt động ở nhiệt độ giữa 700 và 1200^oC. Chúng được phân loại dựa theo hướng đi của luồng khí qua lò (ví dụ từ dưới lên, trên xuống, hoặc ngang qua) hoặc theo hướng dòng chất rắn và dòng khí (cùng chiều, ngược chiều hoặc chéo chiều). Lò phản ứng cùng chiều có ưu điểm là có thể cho sản phẩm syngas sạch (ngược lại với lò phản ứng khác chiều). Tuy nhiên lò phản ứng ngược chiều lại ít khắt khe đối với nguyên liệu sinh khối và có sức chứa rộng hơn. Lò phản ứng tầng sôi cho phép chứa hỗn hợp sinh khối với chất liệu nóng, ví dụ như cát nóng chẳng hạn, và phản ứng sẽ xảy ra trong toàn bộ dung tích lò. Nhiệt độ đồng nhất trong lò có thể được điều khiển thông qua việc thay đổi tỉ lệ không khí/ sinh khối. Lò tầng sôi “dễ tính” đối với sinh khối hơn là lò cố định, nhưng syngas sản phẩm luôn có hắc ín đi kèm (nhiều hơn so với lò khí hóa cố định cùng chiều) và cần phải khử bỏ. Lò khí hóa dòng cuốn hoạt động ở nhiệt độ rất cao (1500^oC) và tạo ra syngas sạch không có tạp hắc ín. Tuy quá trình khí hóa khó điều khiển nhưng hiện tai lại đang được sử dụng rộng rãi nhất. Đây là kiểu lò thể tích lớn, nhiên liệu cung cấp cho hoạt động dễ điều chỉnh, có thể áp dụng tùy từng mức từ 1 đến vài trăm megawat. Các lò khí hóa nói chung đều hoạt động ở điều kiện áp suất gần áp suất thường và sử dụng không khí làm tác nhân khí hóa.

Syngas sản phẩm của quá trình khí hóa chủ yếu là hỗn hợp CO, CO₂, H₂, metan, nước và nitơ. Thành phần khí tổng hợp thay đổi thùy thuộc vào thành phần nguyên liệu sinh khối và điều kiện hoạt động. Các tạp chất trong syngas thu được có thể là các bụi than nhỏ, xỉ lò chứa clorua, lưu huỳnh, kim loại kiềm, hợp chất nitơ và hắc ín. Các tạp chất này có thể sẽ làm giảm tác dụng của chất xúc tác trong lò reforming khí, lò trung chuyển, lò tổng hợp và gây ra ăn mòn các bộ phận trao đổi nhiệt trong turbin khí. Hắc ín có thể gây tác hại cho hệ thống khí hóa. Các tạp chất có thể được khử bỏ nhờ sử dụng xyclon hoặc màng lọc gốm.

Sau khi được làm sạch, syngas trải qua các bước khử CO₂ và reforming. Tùy theo mục đích sử dụng tiếp theo mà khí tổng hợp được điều chỉnh cho phù hợp.

4.7. Dimetylete

Dimetylete (DME) hiện đang được sử dụng chủ yếu làm tác nhân khí phun trong các hộp phun. Nghiên cứu sử dụng DME làm nhiên liệu cho xe cộ mới chỉ được bắt đầu gần đây. Lý do khiến người ta quan tâm tới điều này là vào những năm 1990, có một nhóm các nhà nghiên cứu trong khi tìm phương pháp sản xuất xăng tổng hợp đi từ syngas, thì họ đã ngẫu nhiên phát hiện ra một phương pháp sản xuất DME từ khí này. Trước đó DME mới chỉ được sử dụng trong công nghiệp mỹ phẩm và chưa ai thành công trong việc thử dùng nó làm nhiên liệu cho động cơ diezel. Điều nổi trội của DME để nó có thể trở thành nhiên liệu hấp dẫn thay thế diezel là khả năng chất này giảm phát thải NO_x khi sử dụng làm nhiên liệu. Hơn nữa, chất này có thể được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu đa dạng, như sinh khối và khí tự nhiên.

Cũng như metanol, bio-DME được sản xuất thông qua con đường khí hóa sinh khối thu syngas làm nguyên liệu.

4.7.1. Nguyên liệu sinh khối

Cứ 3 tấn gỗ hoặc chất liệu có nguồn gốc từ gỗ sẽ sản xuất được 1 tấn DME. Điều này có nghĩa là năng suất chuyển hóa đạt 500 lít DME/ 1 tấn gỗ.

4.7.2. Công nghệ chuyển hóa bio-DME

DME là ete đơn giản nhất có thể sản xuất trực tiếp từ nguồn syngas chứa CO và H₂. Các phương pháp mới được nghiên cứu trong vòng hơn chục năm trở lại đây đã cho phép điều chế DME trực tiếp từ CO và H₂ trên những xúc tác đặc biệt. Hiện có 2 hãng của châu Âu là Air Product và Topsoe Haldor và một hãng của Nhật Bản là JFE sở hữu hai bí quyết công nghệ đang đi đầu trong phương pháp tổng hợp này:

CO + H₂ Â® CH₃ – O – CH₃ + H₂O (Topsoe Haldor)

CO + H₂ Â® CH₃ – O – CH₃ + CO₂ (JFE)

Giai đoạn đầu tiên nghiên cứu về chất xúc tác cho phản ứng tổng hợp DME trực tiếp được tiến hành trong khoảng thời gian từ 1989 – 1995. Việc nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm khoảng 5 tấn/ ngày được thực hiện từ những năm 1995 – 2001. Những cơ sở đầu tiên trên thế giới sản xuất thử DME ở quy mô công nghiệp mới chỉ được thực hiện từ năm 2002 với công suất 100 tấn/ ngày. Dự kiến trong vài ba năm tới, người ta sẽ hoàn thiện công nghệ và đưa vào sản xuất đại trà DME trên quy mô công nghiệp.

So với các loại xăng truyền thống thì nhiên liệu mới DME có nhiều ưu việt như giảm thiểu được lượng CO₂ và NO_x phát thải, không sinh ra SO₂â€¦ Song điều quan trọng là đầu vào để sản xuất DME là CO và H₂ tương đối dễ kiếm, có thể đi từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như khí tự nhiên, than đá, dầu nặng phế thải, khí metan tận thu từ các quá trình xử lý chất thảiâ€¦thông qua quá trình khí hóa. Hạn chế của dạng nhiên liệu này là việc sử dụng chúng khá phức tạp.

Công nghệ sản xuất DME giống với công nghệ sản xuất metanol nói trên.

DME cũng có thể sản xuất từ nguồn metanol tinh khiết. Việc sản xuất này được thực hiện nhờ quá trình khử nước nhờ xúc tác:

2CH₃OH Â® CH₃ – O – CH₃ + H₂O

Trước tiên, metanol được gia nhiệt lên tới nhiệt độ 250^oC bằng hệ thống trao đổi nhiệt rồi mới đưa vào lò phản ứng. Phản ứng phát nhiệt xảy ra trong lò và DME hình thành. Các sản phẩm phản ứng có nhiệt độ 365^oC trước khi rời khỏi lò. Sau khi làm nguội, DME được tách khỏi nước, metanol và các thành phần khác. Sản phẩm cuối được tinh chế. Người ta thường kết hợp sản xuất metanol và DME trong cùng một quá trình.

Như trên đã nói, trước khi được dùng làm nhiên liệu, DME chủ yếu được sử dụng làm vật liệu khí phun thay thế CFC_s trong hộp phun. Hiện DME vẫn giữ vai trò chủ yếu trong ứng dụng này, chiếm tới 90% lượng DME sản xuất toàn cầu. DME cũng được sử dụng làm chất cải thiện khả năng đánh lửa ở động cơ chạy bằng metanol. Ngoài ra DME còn được sử dụng làm nhiên liệu cho nhà máy phát điện và phục vụ các nhu cầu dân dụng (nấu ăn và sưởi ấm), tuy nhiên thị trường này hiện chưa phát triển. Hiệp hội DME quốc tế (IDA) cho biết có triển vọng cung cấp lượng lớn DME giá rẻ (có nguồn gốc khí tự nhiên) cho nhà máy phát điện, nhiên liệu xe cộ và phục vụ gia đình từ năm 2005 này trở đi.

4.7.3. Thực trạng công nghệ và tính kinh tế

Trên toàn cầu hiện mới có một số nhà máy quy mô nhỏ sản xuất DME từ metanol. Công nghệ tổng hợp DME trực tiếp từ syngas hiện vẫn đang tiếp tục nghiên cứu. Một số nhà máy pilot đang được xây dựng để thực hiện điều này. Công nghệ sản xuất DME từ nguyên liệu sinh khối cũng mới trong giai đoạn phát triển. Về nguyên tắc, công nghệ tổng hợp và xử lý các sản phẩm khí hóa từ sinh khối để sản xuất DME cũng giống như công nghệ đi từ khí tự nhiên.

Giá thành sản xuất DME từ sinh khối chủ yếu được xác định thông qua chi phí nguyên liệu và đầu tư. Theo dự án Bio-DME của Bộ Năng lượng Thụy Điển (2002), chi phí đầu tư cho một nhà máy quy mô thương mại với công suất 200.000 tấn DME / năm dự tính cần 390 triệu euro hoặc tỷ suất đầu tư khoảng 2.000 euro/ tấn.

Hiệp hội DME quốc tế cho rằng DME đi từ khí tự nhiên có thể đưa ra thị trường với giá cạnh tranh được với giá diezel truyền thống nguồn gốc dầu mỏ, nếu dầu mỏ với giá 23 USD/ thùng.

DME sản xuất từ sinh khối sẽ đắt hơn vì chi phí nguyên liệu và vốn cao gấp đôi, còn chi phí sản xuất và bảo dưỡng cũng cao hơn 75%. Bộ Năng lượng Thụy Điển dự tính rằng giá thành sản xuất DME từ sinh khối sẽ vào khoảng 0,27 euro/ lít (14 euro/ GJ). Vì hàm năng lượng của DME thấp hơn diezel nên chi phí để tương đương 1 lít diezel sẽ vào khoảng 0,5 euro. Nhờ công nghệ mới của các hãng nói trên, giá thành DME trong tương lai sẽ đủ sức cạnh tranh với các loại nhiên liệu truyền thống. Theo số liệu của JFE thì với quy mô sản xuất 100 tấn/ ngày, giá thành DME tính theo đơn vị năng lượng cũng chỉ tương đương so với gas hóa lỏng LNG và thấp hơn dầu diezel, gas LPG.

4.7.4. Sử dụng DME

DME thích hợp với động cơ diezel do nhiệt độ đánh lửa thấp và chỉ số xetan hợp lý. Bảng 8 dưới đây cung cấp các thông số so sánh giữa DME và diezel.

Bảng 8. So sánh một số chỉ tiêu giữa DME và dầu diezel

Tính chất nhiên liệu	DME	Diezel
Công thức hóa học Trọng lượng phân tử (kg/kmol) Chỉ số xetan Khối lượng riêng (kg/l) ở 15^oC Trị giá năng lượng thấp hơn (MJ/kg) ở 15^oC Trị giá năng lượng thấp hơn (MJ/l) ở 15^oC Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu (kg không khí/ kg nhiên liệu) Nhiệt độ tự đánh lửa (^oC)	CH₃OCH₃ 46 55 – 60 0,67 (20^oC) 28,4 18,8 9,0 235	C₁₂H₂₆ 170 – 200 50 0,84 42,7 35,7 14,53 250

Chỉ số xetan của DME cao hơn diezel dầu mỏ nên thời gian đánh lửa ngắn hơn và vì thế cháy sạch hơn, không tạo ra bồ hóng trong động cơ diezel. Đây cũng là một ưu thế của DME. Ngoài ra động cơ diezel chạy bằng DME giảm tiếng ồn. Nhược điểm ở nhiên liệu này là nhiệt lượng thấp hơn diezel.

Các tính chất lý học của DME khá giống với LPG. DME là chất khí ở nhiệt độ và áp suất không khí, nhưng ở 20^oC và áp suất 5 bar, nó là chất lỏng. Điểm sôi ở áp suất thường là -25^oC. DME có thể trộn với nhiều dung môi hữu cơ và hòa tan tốt trong nước. DME rất sạch, không chứa lưu huỳnh, nitơ và kim loại nặng.

DME không trộn lẫn với diezel nhưng lắp thêm bộ phận phụ trợ vào động cơ diezel là có thể sử dụng được DME. Vì là chất khí ở điều kiện áp suất nhiệt độ thường nên phải dùng bình áp suất để chứa DME lỏng. Điều này cũng có nghĩa là trên xe và trạm phân phối nhiên liệu cần phải trang bị loại bình chịu áp suất. Cần lưu ý là áp suất bơm DME từ thùng vào động cơ phải được nâng cao hơn, từ 12 – 30 bar, để tránh chúng bị tạo thành hơi.

DME an toàn hơn metanol, cháy với ngọn lửa có thể nhìn thấy và đặc biệt là chúng ít độc.

4.8. Diezel Fischer – Tropsch

Công nghệ Fischer – Tropsch được đưa ra ở Đức từ những năm 1920 và được áp dụng để sản xuất được nhiên liệu tổng hợp vào những năm 1930. Về cơ bản, đến nay nhiên liệu hóa thạch thường được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình này. Các phát triển hiện nay tập trung vào việc sản xuất nhiên liệu Fischer – Tropsch trên cơ sở sinh khối. Cũng giống như quá trình chuyển hóa metanol và DME, công nghệ Fischer – Tropsch cũng bắt đầu bằng khí hóa sinh khối lấy sản phẩm để tổng hợp tiếp tục.

4.8.1. Nguyên liệu sinh khối

Nhiên liệu lỏng Fischer – Tropsch có thể thu được từ một vài loại sinh khối. Để sản xuất được 1 tấn diezel Fischer – Tropsch cần khoảng 8,5 tấn gỗ (năng suất thu được sẽ vào khoảng 150 lít/ tấn gỗ). Một giải pháp sản xuất khác là sử dụng dầu nhiệt phân (bio-oil) làm nguyên liệu để chuyển hóa.

4.8.2. Công nghệ chuyển hóa diezel Fischer – Tropsch

Người ta thường dùng lò phản ứng có pha tạo vữa hoặc lò cố định làm lò tổng hợp để sản xuất diezel Fischer – Tropsch dạng lỏng. Dùng các chất xúc tác sắt và coban: xúc tác coban cho tốc độ chuyển hóa cao, bền và dễ tái sinh, trong khi xúc tác sắt có độ chịu tải cao đối với tạp chất và rẻ hơn. Hơn nữa xúc tác chứa sắt còn góp phần làm tăng khả năng chuyển pha nước – khí và dễ điều chỉnh tỉ lệ H₂/CO trong lò phản ứng. Trong lò tổng hợp, syngas được chuyển hóa thành nhiều phân đoạn hydrocacbon: hydrocacbon (C₁ – C₂); nafta (C₅ – C₁₁); diezel (C₉ – C₂₀) và sáp (> C₂₀).

Thành phần sản phẩm thu được phụ thuộc vào điều kiện quá trình xử lý: nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác và kiểu lò phản ứng. Điều kiện cơ bản để quá trình tổng hợp Fischer – Tropsch thu được sản phẩm mạch dài (sáp) là nhiệt độ thấp (200 – 250^oC áp suất 25 – 60 bar). Nếu quá trình phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao hơn thì sản phẩm chủ yếu thu được sẽ là các hydrocacbon nhẹ, có thể lọc để thu xăng và diezel, dung môi và olefin. Tiến hành hydrocraking có chọn lọc sản phẩm sáp thu được sẽ cho năng suất cao hơn so với sản xuất diezel phân đoạn trực tiếp từ syngas.

Khí thừa không chuyển hóa hết sau phản ứng tổng hợp có thể được đưa trở lại lò phản ứng để tăng năng suất sản phẩm nhiên liệu thu được. Khí sản phẩm phụ có thể đưa vào chạy tổ hợp phát điện để tận dụng năng lượng.

Diezel Fischer – Tropsch là nhiên liệu phù hợp để chạy xe hoặc dành cho nhiều mục đích khác.

Xăng Fischer – Tropsch không thể sử dụng cho động cơ ô tô vì khác với xăng nguồn gốc dầu mỏ chứa các chất thơm, ở đây nó chủ yếu chứa hydrocacbon mạch thẳng, với chỉ số octan quá thấp. Vì vậy xăng Fischer – Tropsch chỉ có thể sử dụng với tỉ lệ pha trộn nhỏ hơn 15% với xăng nguồn gốc dầu mỏ.

4.8.3. Thực trạng công nghệ và tính kinh tế

Từ trước đến nay, các trạm chuyển hóa Fischer – Tropsch chỉ sử dụng nhiên liệu hóa thạch để sản xuất khí tổng hợp, ví dụ như Công ty Shell xây dựng ở Malaysia một nhà máy sản xuất nhiên liệu lỏng Fischer – Tropsch từ khí tự nhiên. Tại Nam Phi – Công ty Sasol cũng có một nhà máy sản xuất sử dụng than làm nguyên liệu. Dùng sinh khối làm nguyên liệu cho quá trình Fischer – Tropsch còn đang trong giai đoạn nghiên cứu phát triển. Khả năng khí hóa sinh khối hoặc nhiệt phân sinh khối (cùng với tạo ra bio-oil) để sản xuất khí tổng hợp cũng đang trong giai đoạn nghiên cứu.

Các nghiên cứu và phát triển hiện nay đang tập trung vào tinh chế và làm ổn định syngas, tìm kiếm các xúc tác mới, giảm thiểu các thành phần tạp chất và mở hướng tận dụng sản phẩm phụ. Sản xuất nhiên liệu lỏng Fischer – Tropsch kết hợp với nhà máy điện là một lựa chọn đầy triển vọng.

Về mặt kinh tế, chi phí đầu tư ngắn hạn cho một nhà máy sản xuất nhiên liệu lỏng Fischer – Tropsch công suất 400 MW nhiệt có thể vào khoảng 720 euro/ kW nhiệt. Chi phí đầu tư dài hạn đối với nhà máy quy mô 1000 MW nhiệt có thể giảm 25 – 35%.

Các nghiên cứu khác nhau đã đưa ra giá thành sản xuất hydrocacbon Fischer – Tropsch chung tương đối thấp từ 11 – 13 euro/GJ thậm chí có thể thấp hơn, từ 8 – 11 euro/GJ đối với nhà máy lớn đa hệ thống. Về lâu dài, giá thành có thể giảm xuống thấp hơn 9 euro/GJ. Hiện tại giá thành nhiên liệu Fischer – Tropsch cao hơn so với nhiên liệu có nguồn gốc dầu mỏ. Sản phẩm nhiên liệu Fischer – Tropsch có thể được chấp nhận giá cao hơn vì ưu thế sạch với môi trường hơn và một số tính chất vượt trội khác. Trong tương lai, việc hạn chế sử dụng xăng và diezel nguồn gốc dầu mỏ do ô nhiễm có thể sẽ tạo điều kiện để thị trường nhiên liệu Fischer – Tropsch phát triển.

Hiện thời nếu giá dầu thô ổn định và chưa quá cao, việc sản xuất và tinh chế nhiên liệu từ dầu mỏ dùng cho xe cộ sẽ còn rẻ hơn so với sản xuất nhiên liệu 100% bằng phương pháp Fischer – Tropsch.

4.8.4. Sử dụng

Diezel Fischer – Tropsch là nhiên liệu có chất lượng cao và là nhiên liệu sạch với nhiều ưu điểm sử dụng cho động cơ diezel. Bảng 9 dưới đây so sánh tính chất hai loại diezel.

Bảng 9. So sánh một số chỉ tiêu giữa diezel Fischer Tropsch và diezel dầu mỏ

Tính chất nhiên liệu	Fischer-Tropsch diezel	Diezel dầu mỏ
Công thức hóa học Trọng lượng phân tử (kg/kmol) Chỉ số xetan Khối lượng riêng (kg/l) ở 15^oC Trị giá calo thấp hơn (MJ/kg) ở 15^oC Trị giá calo thấp hơn (MJ/l) ở 15^oC Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu (kg không khí/ kg nhiên liệu) Hàm lượng oxy (% trọng lượng) Độ nhớt (mm²/ giây) ở 20^oC Điểm cháy (^oC)	Parafin > 74 0,78 44,0 34,3 ~ 0 3,57 72	Quy ước C₁₂H₂₆ 170 – 200 50 0,84 42,7 35,7 14,53 0 – 0,6 4 77

Diezel Fischer-Tropsch có nhiều đặc điểm giống diezel dầu mỏ như: nhiệt lượng, mật độ, độ nhớt và điểm sôi. Trong điều kiện bình thường, nó cũng ở dạng lỏng như diezel. Ngoài ra, nó còn có một số tính chất tốt hơn diezel thông thường như: chỉ số xetan cao giúp đánh lửa động cơ tốt hơn, hàm lượng chất thơm ít nên làm cho động cơ sạch hơn, không chứa lưu huỳnh, phát tán NO_x thấp.

Một ưu điểm nữa của diezel Fischer-Tropsch là thành phần hóa học của chúng có thể điều chỉnh để phù hợp với hầu hết yêu cầu mà các nhà sản xuất động cơ đặt ra với chất lượng diezel nhiên liệu.

Diezel Fischer-Tropsch có thể đem trộn với diezel thông thường đồng thời có thể sử dụng nó cho động cơ hiện tại và sử dụng các trạm phân phối có sẵn mà không cần phải điều chỉnh gì.

4.9. Nhận xét chung

Hầu hết biofuel trên thế giới hiện nay và cả trong giai đoạn trước mắt chưa phát triển được trên quy mô thương mại. Mặc dù về tầm nhìn công nghệ, chi phí phát triển và khả năng triển khai sản xuất kinh doanh của các loại biofuel này đang có nhiều diễn biến hàng ngày, nhưng có lẽ cũng chưa thể kịp để triển khai sản xuất chúng ở quy mô kinh doanh lớn trước năm 2010.

Hiện tại mới chỉ có bioetanol và dẫn xuất của nó (ETBE) được sản xuất từ ngũ cốc, sinh khối và biodiezel (chủ yếu là RME) được triển khai trên quy mô kinh doanh trên thị trường châu Âu và một số nước. Trong thập kỷ tới chúng vẫn là các biofuel chiếm ưu thế, còn công nghệ sản xuất biofuel thay thế nhiên liệu vẫn trong giai đoạn phát triển.

Bảng 10 dưới đây trình bày tổng thể chi phí đầu tư và sản xuất các loại biofuel.

Bảng 10. Tổng thể chi phí đầu tư các loại biofuel

Biofuel	Chi phí đầu tư ngắn hạn (euro/kW nhiệt)	Chi phí đầu tư dài hạn (euro/kW nhiệt)	Chi phí sản xuất ngắn hạn (euro/ lít)	Chi phí sản xuất dài hạn (euro/ lít)	Chi phí sản xuất ngắn hạn (euro/ GJ)	Chi phí sản xuất dài hạn (euro/ GJ)
RME	150	110	0,5	0,2	15	6
Etanol (cây cho đường)	290	170	0,32 – 0,54		15 – 25
Etanol (gỗ)	350	180		0,11 – 0,32		5 – 15
Metanol	700	530		0,14 – 0,20	9 – 13	7
DME			0,27		14
Diezel Fischer – Tropsch	720 – 770	500 – 540		0,31 – 0,45		9 – 13
Bio – Oil	1000	790		0,06 – 0,25		4 – 18
HTU diezel	535	400		0,16 – 0,24		5 – 7

5. Sản xuất biofuel dạng khí

5.1. Metan – Biogas

5.1.1. Giới thiệu chung

Metan là hydrocacbon đơn giản nhất, có công thức hóa học là CH₄, dạng khí. Ngoài tên gọi metan, người ta còn gọi chúng là khí Marsh; hydrua metyl.

80% lượng phát tán metan toàn cầu là từ nguồn hoạt động sản xuất nông nghiệp và các hoạt động khác của con người sinh ra. Trong suốt 200 năm qua, mật độ của khí này trong bầu khí quyển tăng gấp đôi, vượt từ con số 0,8 lên đến 1,7 ppm (phần triệu).

Metan là thành phần chính của khí tự nhiên, là nhiên liệu có vai trò quan trọng. Vì là hydrocacbon có liên kết đồng hóa trị nên metan rất bền, rất hạn chế khi sử dụng làm nguyên liệu sản xuất các loại hóa chất khác.

Metan không mùi, nhưng khi dùng làm nhiên liệu, người ta trộn vào nó một lượng nhỏ hợp chất chứa lưu huỳnh có mùi mạnh là etylmercaptan để dễ phát hiện khi xảy ra sự rò rỉ khí. Metan là chất gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 21 lần so với CO₂.

Sản phẩm khí từ quá trình phân hủy sinh khối, phân gia súc và phân người, bùn cống, v.vâ€¦ nhờ vi khuẩn lên men kỵ khí (trong điều kiện không có oxy không khí) và được gọi là biogas. Biogas chứa nhiều metan.

5.1.2. Công nghệ sản xuất biogas

Quá trình phân hủy nhờ vi sinh vật trong các hầm ủ biogas trải qua ba giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất là sinh khối bị thủy phân, phá vỡ mạch phân tử lớn tạo thành đường, axit amin, axit béo nhờ lên men vi sinh vật kỵ khí. Giai đoạn 2 là quá trình axetic hóa, trong đó các vi khuẩn lên men axetic sẽ đồng hóa từng sản phẩm của giai đoạn đầu và biến chúng thành các axit mạch ngắn, chủ yếu là axit axetic. Giai đoạn 3 là giai đoạn metan hóa, được thực hiện bởi các vi khuẩn kỵ khí, ở đây các axit sẽ được chuyển hóa thành metan.

Bể ủ biogas phải hoàn toàn kín đảm bảo môi trường kỵ khí tốt, đồng thời phải thiết kế để chịu được áp suất, và nhiệt độ tối ưu.

5.2. Hydro (H₂)

5.2.1. Giới thiệu chung

Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, dễ cháy (phản ứng với oxy) và sản phẩm của phản ứng chỉ là nước. Ở nhiệt độ thông thường, hydro tồn tại dưới dạng khí, có thể bay hơi xuyên qua cả thành bình đựng ( kể cả bằng thép mỏng) nên rất khó bảo quản và vận chuyển. Giải pháp bảo quản và và vận chuyển hydro là dùng bình áp suất hoặc chuyển nó sang dạng lỏng, chứa trong bình chứa đặc biệt chịu áp và giữ cho nhiệt độ bên trong luôn thấp. Hiện tại đã có một trạm nhiên liệu bán hydro do công ty Shell đặt tại Washington ( Mỹ) vào tháng 11/2004 và đây được coi là trung tâm nhiên liệu hydro điều tiên trên thế giới. Hydro lỏng tại trạm này được chứa trong hệ thống nhiệt độ -97^oC . Từ đây hydro dạng khí sẽ được nạp vào bình nén chứa làm nhiên liệu bơm cho các xe ô tô. Hãng Daimler Chrysler đang nghiên cứu chế tạo ra loại hình có cấu trúc tổ ong để lưu trữ khí hyđro. Tuy nhiên, hạn chế của loại hình này là giá thành cao.

Khí hydro không mùi vị có thể cháy hoàn toàn, có đặc tính dễ nổ hơn nhiều so với xăng. Cùng một khối lượng tương đương, hydro sản sinh nhiều năng lượng hơn xăng. Hydro là nhiên liệu dễ cháy nhất trong các loại nhiên liệu hiện nay. Động cơ xe chạy hydro thường có công suất yếu hơn động cơ chạy xăng cùng dung tích.

Tuy có một số nhược điểm nhưng hydro có thể trở thành nguồn nhiên liệu hấp dẫn thay thế xăng, vì chúng có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau và khi cháy chất thải duy nhất của nó là nước. Xe chạy bằng khí hydro không thải ra các chất gây ô nhiễm như xăng.

Một trở ngại đối với việc phân phối hydro là phải lập ra mạng lưới cung ứng hoàn toàn mới. Nhiên liệu hydro không cần phải sản xuất tập trung như xăng (dầu), rồi vận chuyển đi khắp nơi, mà có thể sản xuất tại chỗ cần sử dụng khí này.

5.2.2. Công nghệ sản xuất và khả năng phát triển

Phương pháp sản xuất hydro đơn giản nhất hiện nay là điện phân nước (H₂O). Hydro có thể sản xuất với khối lượng nhỏ ở bất cứ đâu, thậm chí ngay trong gara ô tô.

Tuy nhiên, hiện nay người ta đang còn băn khoăn về giá hydro cũng như giá ô tô chạy bằng nhiên liệu này (hàng tỷ USD đang được các công ty sản xuất ô tô và công ty năng lượng các nước trên thế giới đầu tư để nghiên cứu chế tạo các kiểu xe chạy bằng hydro). Giá hydro hiện nay là 2 USD/kg, 1kg hydro cho lượng năng lượng tương đương năng lượng của 1 galon (3,8 lít) xăng thông thường; còn xe ô tô chạy hydro (như chiếc Opel Zafira) hiện có giá rất cao, đến 1 triệu USD (tất nhiên trong tương lai xe sản xuất nhiều thì giá thành của xe sẽ giảm).

Ba lý do khiến người ta chuyển sang sử dụng hydro làm nhiên liệu là: nguồn năng lượng nguồn gốc hóa thạch đang giảm nhanh và nếu tự túc được nhiên liệu sẽ giúp giảm nhẹ sự lệ thuộc vào nguồn nhập khẩu. Ngoài ra, sử dụng hydro làm nhiên liệu góp phần bảo vệ được sự bền vững môi trường. Vì vậy, mặc dù còn nhiều trở ngại trên con đường tiến tới nền â€œKinh tế hydroâ€, người ta vẫn tin rằng đó là xu thế tất yếu của tương lai và không thấy lý do nào có thể cản trở sự thành công của nhiên liệu hydro.

Có thể trong nhiều năm nữa, xe ô tô chạy bằng hydro sẽ được sản xuất hàng loạt, thay thế các xe sử dụng xăng và diezel hiện thời. Tuy nhiên, các chuyên gia dự đoán còn cần ít nhất một thập kỷ nữa mới giải quyết được về cơ bản các vấn đề đặt ra khi sử dụng hydro làm nhiên liệu.

V. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NHIÊN LIỆU SINH HỌC (BIOFUEL)

1. Phát triển biofuel ở các nước trên thế giới

1.1. Giới thiệu chung

Năng lượng hóa thạch ngày càng cạn dần, yêu cầu bức xúc về vấn đề ô nhiễm môi trường với những tác động gây thay đổi khí hậu toàn cầu, v.vâ€¦ là những lý do khiến các nước trên thế giới từ 5 – 10 năm trở lại đây ráo riết nghiên cứu để phát triển nguồn năng lượng thay thế.

Nhiên liệu sinh học (biofuel) không phải là nhiên liệu mới, đã được áp dụng đã khá lâu kể từ khi động cơ diezel đầu tiên chạy bằng dầu lạc ra đời năm 1898 được triển lãm ở Paris ( Pháp). Tác giả của động cơ diezel đầu tiên – ông Rudolf Diezel đã từng tiên đoàn rằng nhiên liệu từ sinh khối sẽ là tương lai thực cho động cơ của mình. Hơn 10 năm sau (1912) ngay cả khi dầu mỏ và than bắt đầu được đề cao, ông cũng vẫn tuyên bố: “sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu động cơ hiện thời có thể không còn ý nghĩa, song nó vẫn sẽ trở thành nguồn nhiên liệu quan trọng như dầu mỏ và than trong về sau này”. Cho tới năm 1920 khi các nhà sản xuất động cơ diezel phải thay đổi động cơ của họ để sử dụng loại nhiên liệu độ nhớt thấp hơn (diezel dầu mỏ) và không dùng dầu thực vật nữa thì các cơ sở sản xuất biofuel thời đó mới dần bị loại bỏ.

Còn một sự kiện nữa: động cơ đốt trong ô tô của tác giả Nicola Otto ra đời năm 1877 lại chạy bằng cồn. Các loại xe ô tô của hãng Ford sản xuất năm 1928 – 1929 đều được thiết kế để chạy bằng các loại nhiên liệu khác nhau, trong đó có cồn. Xe ô tô của hãng Studebaker những năm 1930 được thiết kế để chạy được cả xăng và cồn. Thật ra trong thời buổi bình minh của triều đại ô tô, cồn được xem là nhiên liệu đề cao như xăng, dầu sau này. Xăng dầu phát triển mạnh sau đó đã khiến các nhà cung cấp cồn đơn lẻ khó phát triển, tuy rằng trong giai đoạn Đại chiến II, ở những vùng khó cung cấp xăng thì cồn vẫn được đề cao và sử dụng làm nhiên liệu chạy xe.

Ngày nay do nhưng nguyên nhân đã nêu ở trên, các nước trên thế giới đang có xu hướng tích cực quay trở lại với biofuel. Một bài toán đang đặt ra: liệu biofuel có thể thay thế hoàn toàn được nhiên liệu hóa thạch trong tương lai hay không? Người ta hy vọng cho tới năm 2010, biofuel sẽ được sản xuất và phát triển trên quy mô thương mại toàn cầu. Hiện tai hầu hết biofuel được sản xuất trên thế giới mới chỉ là bioetanol. Các nhà sản xuất chính hiện nay là Mỹ, Canađa và Braxin. Tổng sản lượng bioetanol hiện nay là vài tỉ galon/ năm, trong đó Braxin dẫn đầu với con số 4 tỉ galon/ năm còn Liên minh châu Âu ( EU) đóng góp phần rất nhỏ. Tuy nhiên EU lại là nhà sản xuất biodiezel lớn nhất trên thị trường toàn cầu. Từ năm 1993 đến năm 2001, sản lượng biodiezel của EU tăng gấp 10 lần, từ mức 80.000 tấn vào năm 1993 lên 780.000 tấn vào năm 2001, Đức là nước sản xuất hàng đầu, theo sau là Pháp, Italia và Áo. Hiện nay, trên toàn EU, biodiezel được sử dụng chạy động cơ dưới dạng pha trộn với diezel thông thường. Tại Đức, Áo và Thụy điển, biodiezel được sử dụng dưới dạng tinh khiết trong các đoàn xe tải nặng. Bioetanol sử dụng làm nhiên liệu ô tô ở châu Âu tăng gấp 4,5 lần, từ mức 47.000 tấn vào năm 1993 lên 216.000 tấn vào năm 2001. Pháp, Tây Ban Nha và Thụy Điển là các nước đóng vai trò lớn trong thị trường bioetanol ở châu Âu. Bioetanol tại đây cũng được dùng cả dưới dạng tinh khiết lẫn pha trộn với xăng. Tại Pháp, bioetanol chủ yếu để chuyển hóa thành phụ gia ETBE pha xăng.

Quy mô sản xuất biofuel toàn cầu mở rộng dần suốt những năm 1980, trước khi đạt mức phát triển cao hơn nhiều vào những năm 1990. Sản lượng biofuel toàn cầu hiện đạt khoảng 15 triệu tấn/ năm. Các nước EU chỉ chiếm mức dưới 6% tổng sản lượng (890.000 tấn vào năm 2000). Hầu hết sản lượng biofuel toàn cầu tập trung vào bioetanol (năm 2000 đạt 14,6 triệu tấn). Trong Sách trắng về chiến lược và kế hoạch hoạt động của EU (1997) mục “Năng lượng tương lai: nguồn năng lượng tái tạo” đã nêu yêu cầu cấp bách phải tăng bằng được thành phần năng lượng sinh học trong cơ cấu kinh tế, trong đó có biofuel. Người ta cho rằng hiện tại biofuel chưa có giá cạnh tranh được với dầu mỏ, song để đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai, cần thiết phải đưa ra thị trường nguồn nhiên liệu thay thế mới để đón đầu, bởi trong tương lai khi nguồn năng lượng hóa thạch cạn dầu, giá dầu sẽ biến động tới mức khó dự đoán nổi. ưu tiên đầu tiên đề cập tới trong Sách trắng của EU là tìm cách giảm chi phí sản xuất biofuel. Mục tiêu khác là giảm thuế đánh vào các hoạt động canh tác cung cấp nguyên liệu sinh khối.

Trong Sách xanh, mục “Chiến lược của EU về an ninh năng lượng” (2000) đã nhấn mạnh tầm quan trọng của sinh khối trong vấn đề đảm bảo an ninh năng lượng. Người ta cho rằng tiềm năng hết sức to lớn của rừng và phế thải nông nghiệp hầu như chưa được tận dụng, trong khi nhiên liệu từ nguồn sinh khối này khi được sử dụng sẽ làm giảm phát thải gây hiệu ứng nhà kính xuống 40 – 80% so với sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Tuy nhiên các vấn đề trong Sách trắng và Sách xanh cũng chưa hoàn toàn thúc ép các nước thành viên EU đề ra chính sách tập trung phát triển biofuel một cách cụ thể. Từ 6/2001, hai nghị định mới của EU khuyến khích xúc tiến phát triển biofuel đã được ban hành. Nghị định thứ nhất bắt buộc các nước thành viên phải có sản phẩm biofuel đưa ra thị trường vào giai đoạn 2005 – 2010. Nghị định thứ hai cho phép các nước thành viên được áp dụng mức thuế ưu đãi đối với biofuel, nhất là đối với các biofuel sử dụng trong ngành giao thông vận tải. Nhiệm vụ đặt ra cho ngành này là phải sử dụng biofuel thay thế nhiên liệu thông thường.

Bảng 11 dưới đây dự báo mức sử dụng biofuel làm nguồn thay thế từ nay tới năm 2020.

Bảng 11. Dự báo mức sử dụng biofuel làm nguồn nhiên liệu thay thế
(giai đoạn 2005-2020)

Năm	Biofuel ,%	Khí tự nhiên ,%	Hydro, %	Tổng , %
2005 2010 2015 2020	2 6 7 8	2 2 5 10	– – 2 5	2 8 14 23

Nghị quyết của EU vào ngày 22/10/2002 yêu cầu thực hiện không chậm trễ hai nghị định đã ban hành từ tháng 6/2001 và nhấn mạnh một mục tiêu trong toàn bộ chiến lược năng lượng của EU là phải giảm mức phát thải do giao thông vận tải xuống mức thấp cho tới zero hoàn toàn trong giai đoạn sắp tới.

1.2. Các nước thuộc khối EU

Liên hiệp châu Âu (EU) đặt mục tiêu tăng tỷ lệ biofuel lên 6% vào năm 2015. Nhằm mục tiêu nói trên, vừa qua EU trợ cấp 45 euro cho nông dân đối với mỗi ha trồng các loại cây nhiên liệu. Dưới đây là tình hình phát triển biofuel tại một số nước thuộc EU.

1.2.1. Pháp: Pháp là nước có lịch sử sử dụng biofuel lâu đời. Kể từ cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, Pháp đã trồng các loại cây làm nguyên liệu sinh khối sản xuất biofuel. Với tiềm năng nguyên liệu sinh khối, Pháp hiện nay đang là một trong những nước sản xuất biofuel hàng đầu ở châu Âu, cả bioetanol và biodiezel.

Kể từ năm 2001, sản lượng biofuel ở Pháp đã đạt mức 403.000 tấn, trong đó biodiezel chiếm 310.000 tấn, còn lại 91.000 tấn là bioetanol. Ngoài hai sản phẩm trên, Pháp còn sản xuất ETBE từ etanol: năm 2000 sản lượng ETBE là 193.000 tấn. Công ty sản xuất biofuel lớn nhất ở Pháp là Diester Industries. Biodiezel của Pháp chủ yếu đi từ nguyên liệu dầu hạt cải và dầu đậu tương. Hai loại này dùng để pha trộn với diezel thông thường. Đối với xe tải lớn, nhiên liệu thường được pha trộn tỉ lệ 30% biodiezel, còn bình thường tỉ lệ pha trộn là 5%. Bioetanol của Pháp không sử dụng làm nhiên liệu dưới dạng cồn tinh khiết nhưng được chuyển thành ETBE dùng làm phụ gia pha xăng.

Hiện tại các loại nhiên liệu pha trộn ở Pháp đang sử dụng cho các xe tải nặng chạy ở vùng ngoại ô. Suốt thập kỷ qua, nhiều thành phố ở Pháp đã sử dụng biodiezel cho ngành vận tải công cộng.

Biofuel lỏng là một trong 4 lĩnh vực sản xuất năng lượng sinh học (bio-energy) ở Pháp. Ngay từ năm 1992, Pháp đã áp dụng giảm thuế sản xuất biofuel cho những pilot nhỏ. Nhưng sau này, khi EU đưa ra các quy định cụ thể, Pháp đã áp dụng chế độ giảm 100% thuế sản xuất kinh doanh biodiezel và 80% đối với bioetanol. Nếu không vì những quy định gây rào cản trước khi Sách trắng và Sách xanh của EU ra đời, thì chắc chắn Pháp (một trong 4 nước sản xuất biofuel hàng đầu EU) đã có thể phát triển hơn nữa.

Mục tiêu của Chính phủ Pháp là sẽ tăng gấp ba lần sản lượng biofuel vào năm 2007. Trong vòng ba năm tới sẽ có 4 nhà máy sản xuất biofuel mới, mỗi nhà máy công suất 200.000 tấn/ năm, ra đời, sẽ tạo 6000 việc làm mới.

Pháp sẽ tăng tỷ lệ bổ sung biofuel từ mức bình thường 1% lên 2% vào năm 2005 và 5,75% vào năm 2010 theo đúng quy định mới ban hành của EU.

Riêng đối với biogas, Pháp cũng là một trong một số nước hàng đầu. Ngay từ năm 1990, cộng đồng dân cư khu vực Lille ở Pháp đã cho thực hiện dự án thử nghiệm sản xuất biogas từ nước cống thải tại nhà máy Marquette để làm nhiên liệu. Kết quả là hàng ngày nhà máy này sản xuất được 15.000 m³ biogas sử dụng cung cấp nhiệt và điện lại cho bản thân nhà máy và làm nhiên liệu chạy xe bus. (8 xe bus chạy biogas đã hoạt động suốt từ 1994 tới khi được nâng lên con số 100 xe bus chạy biogas vào năm 2002). Giá sản xuất 1m³ biogas ở đây là 0,75 euro.

1.2.2. Đức

Ở châu Âu, Đức là nước sản xuất biofuel lớn nhất từ cây cải dầu, góp phần giảm khối lượng xăng bán ra ở đây.

Sản lượng biofuel ở Đức tập trung chủ yếu vào biodiezel, Đức là nước dẫn đầu EU sản xuất biodiezel. Năm 2001, sản lượng biodiezel ở Đức đạt mức 360.000 tấn, cao hơn hẳn so với 246.000 tấn vào năm 2000. Trong tương lai, Đức sẽ vẫn là nước có tiềm năng sản xuất biodiezel lớn nhất EU, có thể đạt mức công suất 780.000 tấn/ năm.

Hiện tại Đức có một số cơ sở sản xuất biofuel, công suất trên 60.000 tấn/ năm và một số cơ sở công suất dưới 5.000 tấn/ năm. Hai nhà sản xuất biofuel chính ở Đức là Conneman và Cognis lại được đặt ở Pháp chứ không phải tại Đức.

Có khoảng 100 trạm biofuel khắp nước Đức đang bán biodiezel, chủ yếu là RME, SME (metyleste dầu đậu tương) và các loại dầu gốc thực vật khác. Các xe sử dụng các loại biodiezel này không cần phải thay đổi động cơ. Nói chung các loại RME sử dụng ở Đức đều dưới dạng tinh khiết không pha trộn. Đức là một trong các nước tích cực sản xuất biofuel ở EU và là một trong ba nước của EU sử dụng biodiezel 100% cho các loại xe cộ (Áo và Thụy Điển là hai nước cũng đang sử dụng biodiezel tinh khiết). Hiện tại Đức là một trong 6 nước sản xuất biofuel ở EU với quy mô kinh doanh. Tuy nhiên nước này cũng là một trong 4 nước phải đương đầu với quy định của EU trước đây về tỉ lệ sản lượng biodiezel (Đức, Áo, Pháp và Italia).

Ngoài việc áp dụng chế độ miễn thuế sản xuất và kinh doanh biofuel không theo luật định, Đức thực hiện chế độ cấp giấy phép cho từng hoạt động sản xuất ở mức độ gây ô nhiễm môi trường trong giới hạn được phép, ví dụ như: mở một xưởng sản xuất nhiên liệu đi từ gỗ có công suất từ 100 kW đến 1MW, phần nào gây ảnh hưởng môi trường thì sẽ phải xin phép cũng như phải xin phép mở xưởng sản xuất biofuel công suất nhiệt dưới 100 kW; với điều kiện nguyên liệu dầu hạt cải, rơm, ngô và cỏ miscanthus phải gia công ở nơi khác. Đối với các nhà máy sản xuất biofuel từ rơm và các chất hữu cơ khác có công suất nhiệt từ 100 kW đến 1 MW không gây hại môi trường thì không phải xin phép.

Một công ty sản xuất biofuel hàng đầu ở Đức là Lurgi AG đã coi xây dựng các nhà máy sản xuất biodiezel và bioetanol làm nhiên liệu thay thế là một trong các nhiệm vụ kinh doanh chủ chốt của mình. Các nhà máy và cơ sở sản xuất liên doanh của Công ty này nằm rải rác khắp nơi: nhà máy sản xuất có công suất hàng năm 56.000 tấn biodiezel và 10.000 tấn glyxerin từ nguồn nguyên liệu dầu hạt cải của Công ty JCN Neckermann – Biodiezel GmbH tại Đức do Lurgi xây dựng sẽ đi vào vận hành đầu năm 2005; nhà máy sản xuất etanol của Công ty Saxonian NAWARO Chemie GmbH cũng do Lurgi xây dựng có công suất 100.000 tấn bioetanol từ 350.000 tấn hạt ngũ cốc sẽ được hoàn thiện vào 2005; Lurgi đã ký hợp đồng xây dựng nhà máy Megametanol tại Iran với Công ty Hóa dầu NPC Iran công suất 5.000 tấn metanol / ngày; một nhà máy sản xuất biodiezel từ hạt cải dầu lớn khác công suất 85.000 tấn/năm sẽ cung cấp hàng năm 40 triệu lít biodiezel cũng được Lurgi khởi công xây dựng tại Đức đầu năm 2004 đã đi vào vận hành; Trung Quốc đã ký hợp đồng với Lurgi xây dựng các nhà máy sản xuất metanol đặt tại Dongfang và Hải Nam. Nhà máy sẽ đi vào vận hành vào năm 2007.

Nhằm khuyến khích việc sử dụng nhiên liệu xanh, chính phủ Đức đã cắt giảm thuế đánh vào biofuel.

1.2.3. Tây Ban Nha

Là nước sản xuất chủ yếu bioetanol và ETBE, Tây Ban Nha cùng với Pháp là 2 nước sản xuất ETBE chính trong EU. Cây nguyên liệu để sản xuất biofuel tại đây được trồng trên 43.000 ha đất, trong đó 36.000 ha để trồng cây lấy hạt, 7.500 ha đất còn lại trồng hướng dương. SME cũng được sản xuất ở Tây Ban Nha.

Tại Tây Ban Nha, chính sách sản xuất và kinh doanh biofuel chia thành hai khu vực: nhà nước và địa phương. Khu vực nhà nước có nhiều quy định khuyến khích phát triển biofuel quy mô kinh doanh. Một trong các quy định đó là biện pháp khấu trừ 10% thuế đầu tư cho các đầu tư sử dụng nguyên liệu sinh khối sản xuất biofuel (bioetanol và biodiezel). Một khuyến khích xử lý chất thải sinh học và sản xuất biofuel khác là áp dụng mức tài trợ từ Ngân quỹ Hoàng gia Tây Ban Nha trị giá 30% chi phí đầu tư của dự án. Một khoản tài trợ khác (có thể lên tới 70% dự án) là tài trợ kết hợp của ICO – IDEA (Viện Tín dụng và Viện đa dạng hóa và tiết kiệm năng lượng) với chiết khấu 5% tỉ lệ lợi nhuận thu được từ sản phẩm biofuel hoặc các loại năng lượng tái tạo khác.

Đầu tháng 8/2005, Phó Thủ tướng Tây Ban Nha, Maria Teresa Femandez, cho biết nước này đã thông qua “Kế hoạch Phát triển nhiên liệu tái sinh giai đoạn 2005-2010”, với tổng vốn đầu tư 23,6 tỷ euro (29 tỷ USD), nhằm đảm bảo sản lượng các nguồn năng lượng tái sinh, chiếm 12% tổng công suất điện tiêu dùng của cả nước vào năm 2010.

Trong tổng số vốn nói trên, vốn đầu tư của chính phủ chỉ chiếm 2,9%, các công ty điện tư nhân chiếm 77,1%, và phần còn lại do các ngân hàng, nhà thầu bất động sản và tập đoàn công nghệ đóng góp. Chính phủ Tây Ban Nha dự kiến sẽ dành 2,855 tỷ euro cho chương trình sản xuất các nhiên liệu thay thế và 4,95 tỷ euro cho chương trình sản xuất điện từ các nguồn năng lượng tái tạo.

Ngoài ra, nước này cũng sẽ triển khai các dự án sản xuất điện từ rác thải sinh học và năng lượng Mặt trời.

Sản lượng điện từ năng lượng gió, một lĩnh vực mà Tây Ban Nha luôn nằm trong tốp dẫn đầu thế giới , dự kiến cũng sẽ tăng từ 13.000 MW hiện nay lên 20.155 MW vào năm 2010.

1.2.4. Italia:

Biofuel được sản xuất chủ yếu ở Italia là biodiezel (chủ yếu là RME, SME) với sản lượng 78.000 tấn/năm. Italia là nước sản xuất đứng thứ 2 trong EU về các sản phẩm này. Chưa có con số chính xác về lượng bioetanol sản xuất ở nước này, nhưng có một nhà máy sản xuất ETBE, công suất 90.000 tấn/ năm.

Nguồn sinh khối dùng để sản xuất biodiezel là cải dầu và hướng dương. Hiện tại Italia có hơn 9.500 ha trồng hướng dương và 550 ha trồng cải dầu. Nước này có 8 nhà máy sản xuất biodiezel sử dụng nguồn dầu nguyên liệu từ đây. Công suất dự tính giai đoạn 2008 – 2012 có thể đạt mức 500.000 tấn/ năm. Hai công ty sản xuất biofuel chính ở Italia là Bakehte và Navaol.

Kể từ năm 1991, biodiezel đã được bán tại các đô thị, công ty vận tải và khu vực địa phương Italia. SME được sử dụng dưới dạng tinh khiết hoặc pha trộn với diezel thông thường theo tỷ lệ 20%, hoặc sử dụng để đốt các hệ thống sưởi ấm, cung cấp nhiệt cho lò hơi, v.vâ€¦ Thông thường biodiezel ở Italia được trộn với diezel dầu mỏ theo tỷ lệ 5%.

Italia là nước tích cực trong lĩnh vực sản xuất biofuel ngay từ năm 1991. Những năm sau đó biodiezel đã được đưa ra mạng lưới phân phối tại các đô thị, công ty vận tải ở các địa phương. Italia là một trong bốn nước được EU giao quyền sản xuất một sản lượng xác định biodiel. Trước đây Italia có quota 125.000 tấn, từ 2001 đã được quyền tăng lên 320.000 tấn. Ngoài ra EU còn cho Italia được miễn giảm thuế nhiên liệu biodiezel tới cuối năm 2004. Chương trình miễn thuế 3 năm áp dụng ở Italia đủ để cho nước này đạt mức công suất 300.000 tấn/ năm (mức thuế áp dụng đối với diezel là 381,7 euro/ 1000 lít) (đây là mức thuế đã được điều chỉnh đối với biofuel).

Ngoài chính sách khuyến khích đối với biodiezel, còn có quy định ưu tiên đối với bioetanol và ETBE.

1.2.5. Thụy Điển

Là một trong ba nước chính của EU sản xuất bioetanol. Tuy nhiên, không như Pháp và Tây Ban Nha, Thụy Điển không sản xuất ETBE. Sản lượng bioetanol đạt được năm 2000 ở nước này là 20.000 tấn. Với phương pháp chưng cất cải tiến, sản lượng năm 2001 đạt 40.000 tấn. Nhà sản xuất bioetanol chính ở Thụy Điển là Ekobransl.

Bioetanol sản xuất ở Thụy Điển được sử dụng dưới dạng nguyên chất hoặc pha trộn dùng cho động cơ ô tô. Biodiezel cũng đã được ứng dụng trên quy mô nhỏ, ví dụ RME tinh khiết được sử dụng trong các đoàn xe tải nặng. Công ty sản xuất ô tô Saab đang nghiên cứu cải tiến các động cơ để có thể chạy được bằng nhiên liệu thay thế. Hãng Volvo cũng đang cải tiến động cơ để xe của họ có thể chạy bằng biodiezel tinh khiết. Thụy Điển cũng tham dự trong dự án Zevs, nhằm quảng bá rộng rãi các loại xe cộ chạy nhiên liệu thay thế thân môi trường. Stockhom là một trong 8 thành phố có dự án thực hiện vấn đề này. Các chương trình hoạt động khác liên quan tới biofuel gồm có chương trình nghiên cứu của cơ quan năng lượng Thụy Điển về khả năng phát triển biofuel của nước này.

Chính phủ Thụy Điển đã đưa ra chính sách thuế và một số biện pháp hành chính để đạt được mục tiêu giảm sử dụng năng lượng hóa thạch, tăng sản xuất và sử dụng năng lượng thay thế. Biofuel được sản xuất và kinh doanh ở Thụy Điển được miễn giảm các loại thuế và phí, kể cả thuế năng lượng lẫn thuế môi trường. Hai biện pháp tài chính gián tiếp hỗ trợ phát triển biofuel là chỉ đánh thuế CO₂ và lưu huỳnh phát thải (thuế xanh). Các biện pháp tài chính xem ra rất hiệu quả góp phần thúc đẩy sản xuất và sử dụng biofuel tại Thụy Điển.

Một nhà máy mới do Công ty Skellefteakraft đầu tư xây dựng tại Storuman (Thụy Điển) sản xuất biofuel làm nhiên liệu cho nhà máy điện sẽ ra đời trong thời gian tới. Theo dự tính, 6 tấn cải dầu có thể cung cấp 28 MWh điện năng.

1.2.6. Áo:

Là một nước sản xuất biofuel nhỏ nhất EU, với sản lượng 31.000 tấn biodiezel/ năm. Hòa nhịp với sự phát triển biofuel toàn cầu, sản lượng biofuel của Áo cũng tăng lên đáng kể từ những năm 1990. Hiện Áo có hai nhà máy sản xuất biodiezel quy mô công nghiệp và một số cơ sở sản xuất nhỏ hơn do các tập đoàn hợp tác nông nghiệp sở hữu. Hầu hết biodiezel sản xuất ra là RME. Thành phần của SME và metyleste từ dầu thải còn khá ít. Nhà sản xuất biofuel chính ở Áo là Công ty Olmijhle. Áo chưa sản xuất bioetanol nhưng lại là nước hết sức quan tâm tới chương trình sản xuất DME theo công nghệ tiên tiến hiện nay.

RME tại Áo được sử dụng pha trộn với diezel thông thường, loại RME tinh khiết chỉ được sử dụng cho các đoàn xe tải được phép. Tại thành phố Graz, dự án pilot sử dụng biodiezel tinh khiết được tiến hành từ năm 1994. Từ giữa 1994 – 1997, hai xe bus công cộng cũng được phép sử dụng biodiezel. Kể từ 1999 thành phố này tăng mức xe bus sử dụng lên 10 chiếc và hiện nay có 40 xe bus chạy khắp Graz sử dụng hoàn toàn biodiezel. Tại Áo hiện đã có hơn 50 trạm phân phối ECO diezel 50 (50% biodiezel) dành riêng cho các loại xe được phép.

Áo là nước trong EU không bị hạn chế sản xuất biodiezel. Sản lượng cải dầu trong những năm cuối 1990 sụt giảm đã được chính sách mới của nhà nước hỗ trợ. Chính sách này có tên “ửpul” nhằm tăng mạnh nguồn nguyên liệu tái tạo trên cơ sở tăng canh tác. Một biện pháp tài chính của ửpul là nhà nước thanh toán tiền cho các nông trại và cá thể trồng cây phục vụ sản xuất biofuel trên đất bỏ hoang.

Một chính sách khuyến khích khác là giảm thuế sản xuất và kinh doanh biofuel. Ở Áo miễn giảm thuế chỉ được áp dụng cho biodiezel với các mức sau:

– Nếu sử dụng biodiezel tinh khiết, miễn thuế 100%.

– Nếu tỉ lệ pha trộn cao hơn 5%, chỉ miễn thuế cho phần pha trộn.

– Nếu tỉ lệ pha trộn thấp hơn 5% không miễn thuế.

Ngoài ra, đối với quy mô sản xuất biodiezel còn nhỏ từ nguồn nguyên liệu sinh khối canh tác, mức thuế sẽ miễn giảm hoàn toàn trong điều kiện nhiên liệu lại được sử dụng phục vụ cho chính trang trại canh tác.

1.2.7. Anh:

Từ trước tới nay, biodiezel sản xuất tại Anh đều đi từ nguồn dầu thải. Trong giai đoạn 2001, một số pilot sản xuất và sử dụng nhiên liệu hydro, etanol, metanol và biogas đã được yêu cầu đưa vào áp dụng thử.

Từ tháng 2/2003, đường lối phát triển năng lượng sạch của Anh đã được công bố trong Sách trắng: mục tiêu đặt ra giảm 60% phát thải CO₂ vào năm 2050 của nước này cũng đồng nghĩa với việc khuyến khích phát triển tiềm năng to lớn về biofuel (mặc dù vẫn còn một số do dự trong đầu tư sản xuất biofuel và ý kiến cho rằng liệu loại năng lượng này có phải là giải pháp kinh tế nhất trong tương lai nước Anh hay không).

Anh đã áp dụng chế độ miễn giảm hoàn toàn thuế đối với xe cộ chạy biofuel trong ngành giao thông.

Mục tiêu sản lượng biofuel năm 2005 của Anh là 12 triệu lít/ tháng với tỉ lệ tăng trưởng 1% hàng năm từ nay tới 2010/2011. Các biofuel chủ yếu được sản xuất và kinh doanh ở Anh là biodiezel và bioetanol, trên cơ sở phát triển đều cả hai loại. Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất biofuel ở Anh là dầu mỡ thải, chất thải ngành canh tác và chế biến thực phẩm từ củ cải đường, mía và ngũ cốc (lúa mì ). Một con số tính toán cho thấy một ha lúa mì có thể cung cấp đủ bioetanol cho 1 xe ô tô chạy vòng quanh quả đất, giảm 60% phát tán CO₂ so với chạy bằng xăng thông thường.

Để thực hiện mục tiêu phát triển biofuel trong giai đoạn 10 năm tới, các dự án liên hoàn từ khâu canh tác lấy nguyên liệu sinh khối tới khâu xây dựng nhà máy sản xuất tại chỗ đã được đưa vào thực hiện ở Anh. Để phục vụ cho sản xuất biodiezel, cả khu vực ven Scotlen, Đông Bắc, Đông và Tây Midland đã được quy hoạch trồng cây cải dầu. Nhà máy sản xuất biodiezel công suất 80.000 tấn/năm ở Scotlen và ba nhà máy công suất tương tự tại Midland sẽ được xây dựng. Để phục vụ sản xuất bioetanol, các vùng đất còn lại ở các khu vực trên sẽ được sử dụng canh tác lúa mì và cây cung cấp dường, đồng thời xây dựng 5 nhà máy sản xuất bioetanol: một nhà máy công suất 70.000 tấn/năm đặt ở vùng Yorshire (Tây Bắc nước Anh), một nhà máy 80.000 và 50.000 tấn/năm đặt ở miền Đông ngoài ra vùng Tây Nam và miền Đông nước Anh mỗi nơi còn có một nhà máy công suất 80.000 tấn/năm. Cả 9 nhà máy sản xuất biofuel trong thời gian tới sẽ giúp cho thị trường năng lượng sạch ở Anh phát triển đạt mục tiêu chung do EU đặt ra.

Ngoài ra, các dự án của Công ty Biofuel Corporation PLC cũng góp phần xây dựng 2 nhà máy sản xuất biodiezel tầm cỡ quốc tế: một nhà máy có công suất 250.000 tấn/ năm hoàn thiện vào cuối 2005 và nhà máy thứ hai khởi công đầu năm 2005 sẽ cung cấp 568 triệu lít biodiezel/ năm vào năm 2006.

Công ty Global Commodities UK Ltd hiện là nhà sản xuất biodiezel lớn nhất ở Anh cũng thông báo tiếp tục mở rộng sản xuất tại các vùng Norfolk, Lowestoft tại Anh.

Hiệp hội dầu và biofuel Anh (BABFO) được thành lập từ gần 10 năm trước đã góp phần tích cực trong việc vận động tăng cường phát triển biofuel làm nhiên liệu sạch thay thế trong tương lai.

1.2.8. Các nước khác trong EU:

Các nước còn lại trong EU dưới đây là những nước chưa phát triển mạnh biofuel: Bỉ, Đan Mạch, Phần Lan, Hy Lạp, Aixơlen, Luých Xăm bua, Hà Lan và Bồ Đào Nha.

* Bỉ: Là nước sản xuất biofuel ít nhất EU, với sản lượng năm 2000 là 20.000 tấn (dưới 3% tổng sản lượng nhiên liệu sinh học của EU).

Hiện tại Bỉ có cơ sở sản xuất Feluy công suất 30.000 tấn biodiezel/ năm và một cơ sở sản xuất biofuel nhỏ khác tên gọi là Sissas có công suất không đáng kể.

* Đan Mạch: Thành phố Copenhagen của Đan Mạch đang cho chạy thử nghiệm DME cho xe bus (đây là thành phố nằm trong 8 thành phố trong dự án Zeus). Một ứng dụng khởi đầu khác là phát triển loại xe tải “thẻ xanh” 3,5 tấn chạy trong thành phố và khu vực hay tắc nghẽn giao thông để giảm thải ô nhiễm.

Cũng như Pháp, Đan Mạch cũng là nước khuyến khích phát triển sử dụng biogas ở vùng nông thôn.

“Năng lượng 21” là tên đặt cho chương trình phát triển năng lượng mới dài hơi ở Đan Mạch. Việc tăng cường phát triển sinh khối là một nhiệm vụ quan trọng trong chương trình này. Đan Mạch đang đặt hy vọng năng lượng mới sẽ góp phần đáng kể vào hệ thống năng lượng quốc gia kể từ năm 2005 trở đi.

Đan Mạch đang hết sức quan tâm tới công nghệ sản xuất DME tiên tiến để giải quyết vấn đề thiếu nhiên liệu.

Tuy nhiên, cho tới trước thời điểm hiệu lực do EU ban hành, nước này cũng chưa áp dụng chính sách giảm thuế đối với biofuel, nhưng điều này chắc chắn sẽ thay đổi trong tương lai.

Chính phủ Đan Mạch đang áp dụng chế độ tài trợ, tối đa là 50%, đối với các dự án và chương trình phát triển nguồn sinh khối.

* Phần Lan: Nước này chưa có phát triển gì đáng kể đối với biofuel, ngoài một số kết luận từ các nghiên cứu từ đầu những năm 1990: biodiel từ hạt cải dầu có chi phí quá đắt, sử dụng không kinh tế. Tuy nhiên nhà máy sản xuất biodiel đầu tiên của Phần Lan cũng đã bắt đầu hoạt động từ tháng 10/2001. Đây là một trong những nhà máy lớn trên thế giới, nhưng biodiezel sản xuất ra không phải để chạy xe cộ, mà để phục vụ cho nhà máy điện, công nghiệp trồng rừng và cung cấp nhiệt sưởi cho khu dân cư đô thị.

Là nước quan tâm tới năng lượng sinh học (bio-energy), song để phát triển nhiên liệu sinh học (biofuel) trên quy mô thương mại với mục đích là nguồn năng lượng mới thay thế trong tương lai đáp ứng yêu cầu EU, Phần Lan đang tiến hành nhiều bước nghiên cứu phát triển mới. Hiện Phần Lan là nước nắm giữ bí quyết công nghệ nhiệt phân gỗ sản xuất bio-oil phục vụ các mục đích. Từ năm 2002 Phần Lan đã có nhà máy sản xuất biofuel thử nghiệm công suất 320 kg/giờ.

Phần Lan là thành viên tham gia cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) từ năm 1992.

* Hy Lạp: Là nước tích cực thử nghiệm sản xuất biofuel tuy rằng chưa đạt được quy mô kinh doanh. Nguồn sinh khối cung cấp cho các nhà máy sản xuất thử biofuel ở Hy Lạp là: hướng dương, ngô, ôliu và dầu ăn thải. Lúa miến là loại cây vùng nhiệt đới đang được dùng làm nguyên liệu sản xuất bioetanol ở Hy Lạp.

Chính phủ Hy Lạp đã đưa ra một số biện pháp thúc đẩy phát triển nguồn năng lượng tái tạo của đất nước, cụ thể đã đưa vấn đề này vào kế hoạch 5 năm của đất nước (1996 – 2000), hỗ trợ vốn đầu vào chương trình sản xuất bioetanol và đưa ra chính sách giảm thuế sản xuất và kinh doanh biofuel. Hiện tại Hy Lạp đang thực hiện hai dự án biofuel nằm trong chương trình hỗ trợ của chính phủ.

* Airơlen: Đã thực hiện nghiên cứu sản xuất biofuel trên quy mô thử nghiệm: một số pilot đang sản xuất RME cho chạy thử xe tải bằng RME. Dự án phát triển cây cải dầu cung cấp nguyên liệu cũng đang được tiến hành. Một nhà máy sản xuất biofuel từ mía đang được nghiên cứu thực hiện.

Airơlen là nước có nền kinh tế năng lượng phụ thuộc gần như hoàn toàn vào nhập khẩu (nhập khẩu 90% năng lượng). Đáp ứng yêu cầu của EU, Chính phủ Airơlen đã đưa ra chính sách miễn giảm thuế đối với việc sử dụng biofuel, song lại chưa đưa ra chính sách tương tự đối với cơ sở sản xuất biofuel. Trong tương lai, cũng như các thành viên khác trong EU, Airơlen sẽ phải áp dụng các biện pháp kinh tế để hỗ trợ phát triển sản xuất kinh doanh biofuel.

* Luých xăm bua: Nước này đã thực hiện được hai dự án nghiên cứu và phát triển thành công: thứ nhất là sản xuất nhiên liệu từ gỗ thải; thứ hai là sử dụng RME làm nhiên liệu chạy thử 40 xe bus. Thành phố Luých xăm bua là một thành phố nằm trong Dự án 8 thành phố châu Âu sử dụng nhiên liệu biofuel. Tuy nhiên nước này chưa đưa ra chính sách ưu tiên cụ thể đối với biofuel, mà mới chỉ đưa vào cương lĩnh chung với ý tưởng “tăng cường sử dụng nguyên liệu sinh khối nông nghiệp sản xuất biofuel dành cho ngành vận tải, đồng thời tăng cường canh tác cây cải dầu để sản xuất biodiezel (RME)”.

* Hà Lan: Kể từ 2001 Hà Lan đã cho thực hiện hai dự án:

Dự án thứ nhất là “tổ chức phát triển nguồn nguyên liệu và cơ sở sản xuất dầu”. Kể từ đầu năm 2003, dự án này đã thành lập các cơ sở sản xuất dầu từ cây hạt cải dầu, đồng thời cho chạy thử nghiệm 15 xe tải trong thời gian 8 năm liền bằng biofuel.

Dự án thứ hai là kế hoạch đưa thành phố Velo (phía Nam Hà Lan) vào chương trình thử nghiệm sử dụng biodiezel chạy 80 xe tải trọng lớn (bước đầu) và chạy các loại xe khác (bước tiếp theo).

Để khuyến khích phát triển biofuel, Hà Lan đã cho áp dụng chế độ giảm thuế đối với các xe chạy bằng biofuel, đồng thời giảm thuế cho các cơ sở sản xuất nhiên liệu sinh học nói chung.

Bộ Kinh tế Hà Lan cũng tài trợ cho các chương trình phát triển sinh khối sản xuất biofuel, mức tài trợ lên tới 4,1 triệu euro trong 2 năm 1997/1998.

Hà Lan là nước khuyến khích sử dụng biogas, và hiện tại khu vực phát triển nhất là ở nông thôn. Nhiên liệu DME cũng đang được Hà Lan quan tâm phát triển.

* Bồ Đào Nha: Tại Bồ Đào Nha, SME đang được sử dụng để chạy các loại xe tải cỡ lớn dưới dạng pha trộn 5 – 30% với diezel thông thường. Chỉ riêng SME được sản xuất và sử dụng tại nước này, còn RME là biodiezel quan trọng nhất có khả năng phát triển trên thị trường EU thì lại chưa được Bồ Đào Nha quan tâm phát triển và sử dụng. Điều này có thể là do nước này mới chỉ đang sản xuất dầu hướng dương là chính.

Chính sách quan trọng đang được Chính phủ Bồ Đào Nha cho áp dụng là giảm thuế sử dụng biofuel.

1.3. Châu Mỹ

1.3.1. Bắc Mỹ: Tình hình phát triển năng lượng sinh học ở khu vực này trước đây là để giải quyết yêu cầu tiêu thụ ngũ cốc dư thừa, còn ngày nay là để đáp ứng yêu cầu cải thiện môi trường. Nói chung, việc sản xuất và tiêu thụ biofuel ở Canađa luôn được hưởng chế độ ưu đãi của chính phủ. Hiện Canađa có khoảng 9.000 trạm cung cấp biofuel ở 6 tỉnh, thành phố. Thông thường Canađa sử dụng công thức B20, tức tỉ lệ biodiezel pha trộn là 20%. Canađa và Braxin là hai nước sản xuất lượng lớn etanol trên toàn cầu.

Công ty công nghệ sinh học ONC của Canađa là nơi đầu tiên sản xuất và sử dụng biodiezel từ dầu cá.

Mỹ là quốc gia tích cực trong vấn đề sản xuất và sử dụng biofuel thay thế do yêu cầu môi trường và dư thừa ngũ cốc. Ngay từ những năm 70 của thế kỷ XX, khi cuộc khủng hoảng dầu mỏ xảy ra, áp lực phải phát triển năng lượng thay thế đã gây tác động tích cực đối với việc sản xuất và sử dụng rộng rãi năng lượng sinh học ở Mỹ. Từ năm 1978, Mỹ đã áp dụng chế độ giảm thuế cho các nhà sản xuất bioetanol. Năng lượng sinh học hiện đang được sử dụng rộng rãi khắp 36 bang nước Mỹ. Ngay từ năm 2002, Mỹ đã sử dụng số lượng bioetanol tương đương với năng lượng của 1,13 tỉ gallon xăng.

Hiện nay với sản lượng bioetanol sản xuất một năm hơn 20 tỷ lít, Mỹ trở thành nước sản xuất bioetanol lớn thứ hai thế giới sau Braxin.

Tuy lượng bioetanol hiện nay mới thay thế 3% khối lượng xăng được sử dụng, Luật Năng lượng mới được QH Mỹ thông qua quy định sẽ tăng việc sản xuất bioetanol gấp đôi trong những năm tới.

Do dư thừa ngô, từ năm 1986 Mỹ đã có chính sách cung cấp ngô miễn phí cho các nhà sản xuất etanol. Hiện nay, có khoảng 2 tỉ gallon etanol tại Mỹ được sản xuất riêng từ ngô và phế thải ngô. Kết quả phân tích cho thấy, nhu cầu etanol ở Mỹ vào năm 2020 sẽ là 5 tỉ gallon/ năm. Trong tương lai, với tiềm năng nguyên liệu sinh khối dồi dào và đa dạng, lượng etanol được sản xuất tại đây có thể sẽ là 9 – 10 tỉ gallon/ năm, vượt xa nhu cầu thị trường ở Mỹ.

Mỹ là nước có sản lượng đậu tương rất lớn nên nước này có ưu thế sản xuất biodiezel. Ngoài đậu tương, nguồn nguyên liệu sinh khối để phục vụ cho việc sản xuất biodiezel cũng hết sức đa dạng: ngô, hạt hướng dương, hạt bông, hạt cải dầu, hạt cải cay, hạt lanh, v.vâ€¦ Hiện tại ở Mỹ đậu tương là nguồn nguyên liệu phổ biến hơn cả (tương tự như hạt cải dầu là nguyên liệu phổ biến ở châu Âu) để sản xuất biodiezel. Ngay từ năm 1990 đã có một nghiên cứu khả thi sử dụng đậu tương sản xuất biodiezel.

Năm 1992 Ủy ban biodiezel quốc gia được thành lập. Từ các năm 1993 – 1995, biodiezel được sử dụng thử ở 10 xe tải nặng và một du thuyền chạy vòng quanh thế giới. Năm 1996 đã xuất hiện hai nhà cung cấp biodiezel lớn. Năm 1998, Tổng thống Bill Clinton thông qua chính sách khuyến khích sử dụng các loại năng lượng sinh học thay thế dầu mỏ. Cho tới năm 2000, biodiezel ở Mỹ đã trở thành nhiên liệu an toàn thay thế duy nhất được Ủy ban môi trường Mỹ xác nhận. Năm 2001, ở Mỹ đã có 7 công ty lớn quảng cáo kinh doanh sản phẩm biodiezel như là chất bôi trơn tối ưu đồng thời có 17 nhà cung cấp biodiezel toàn quốc. Tổng thống Bush (con) ra tuyên bố đặt kế hoạch phát triển mạnh hơn nữa nguồn năng lượng tái tạo trong đó có biodiezel. Biodiezel đã được sử dụng cho 80 đoàn xe tải nặng phục vụ các phương tiện giao thông công cộng. Theo Ủy ban biodiezel quốc gia thì hiện nay tại Mỹ đã có hơn 400 đoàn xe tải nặng chạy biodiezel và gần 300 điểm bán lẻ biodiezel trên toàn quốc.

Ngoài các nguồn nguyên liệu sinh khối hiện chiếm ưu thế là ngô và đậu tương, người ta còn đang tích cực tìm hiểu các nguồn nguyên liệu khác, ví dụ như cỏ roi ngựa, rêu, tảo, v.vâ€¦ đồng thời lập kế hoạch thực hiện chương trình phát triển sinh khối, tập trung vào trồng các loại cỏ tại khu vực đất bỏ hoang chưa tận dụng ở cả Canađa và Mỹ.

Hiện nay Mỹ đã có 79 nhà máy sản xuất bioetanol. Sản lượng bioetanol năm 2003 đạt 2,81 tỉ gallon thì năm 2004 đã tăng lên tới 3,3 tỉ gallon.

Một số công ty sản xuất biofuel ở Mỹ như: Pacific Biofuel; LA Biofuel; Shell; Sustainable Systems LLC.; CH Energy Group; Gencencor. Mỹ là nước đang rất tích cực thực hiện chương trình phát triển DME trên cơ sở công nghệ mới.

1.3.2. Nam Mỹ: Braxin là quốc gia đầu tiên trên thế giới có công đưa sinh học thành nhiên liệu phổ biến như ngày nay. Trong những năm 1970 khi xảy ra cuộc khủng hoảng dầu mỏ, Braxin đã chuyển hướng kịp thời, tìm cách tận dụng lợi thế của mình về ngành mía đường để sản xuất etanol làm nhiên liệu thay thế một phần năng lượng truyền thống với mục đích giảm đi sự lệ thuộc vào nguồn dầu mỏ nhập khẩu.

Braxin đang là nước đi đầu về sản xuất biofuel. Nước này đã có 320 nhà máy sản xuất etanol từ cây mía; 50 nhà máy sản xuất etanol từ mía sẽ được xây dựng trong năm năm tới. Các công ty nội địa và đa quốc gia sẽ đầu tư 6 tỷ USD vào các đồn điền trồng mía ở Braxin trong năm năm tới.

Hơn 30 năm phát triển, ngành công nghiệp sản xuất etanol và biofuel nói chung của Braxin đã trở thành ngành kinh tế trọng yếu của đất nước với doanh thu hàng năm lên tới gần 10 tỉ USD. Tại Braxin có tới 4,2 triệu ô tô chạy hoàn toàn bằng etanol tinh khiết và 7,2 triệu xe khác chạy sử dụng nhiên liệu hỗn hợp – xăng pha 20 – 25% etanol. Cả nước có tới 25.000 trạm cung cấp các dạng năng lượng sinh học.

Etanol tại Braxin sản xuất chủ yếu từ nguồn nguyên liệu mía đường. Người ta thấy rằng nguyên liệu này hiệu quả hơn so với ngô, mặc dù Braxin cũng là nước trồng nhiều ngô nhất thế giới. Etanol của Braxin ngoài việc được sử dụng làm nhiên liệu chạy xe, còn được sử dụng làm nhiên liệu phục vụ nhiều ngành công nghiệp khác. Chính phủ Braxin đã đưa ra nhiều chính sách ưu đãi đối với ngành canh tác mía đường cũng như ngành sản xuất etanol từ nguồn nguyên liệu này nên các trang trại lớn ở Braxin đã phát triển mạnh mẽ trong suốt 25 năm qua.

Braxin có nhiều kinh nghiệm trong việc trồng mía và sản xuất etanol. Từ các cánh đồng, mía được chuyên chở tới các khu vực ép và sản xuất etanol tư nhân thuộc các trang trại lớn nhỏ nằm rải rác khắp nước, ngay sát cạnh cánh đồng mía. Từ trước năm 1996, sản phẩm etanol được công ty xăng dầu nhà nước mua với giá quy định (để bảo trợ cho ngành công nghiệp đường mía – etanol phát triển). Hiện nay, quy định về giá thu mua etnol đã được bãi bỏ.

Kinh nghiệm từ Braxin cho thấy một tấn mía thu được 145kg bã mía khô, 138 kg mật (trong đó có 112 kg đường và 23 kg rỉ đường), lên men rượu sẽ thu được 72 lít etanol. Lượng bã mía này có thể tạo ra 80 kWh điện năng, thừa đủ phục vụ cho bản thân hệ thống sản xuất. Chi phí sản xuất trung bình, kể cả khâu canh tác, vận chuyển, gia công, chưng cất cho mỗi gallon etanol là 0,63 USD. Do giá một lít etanol sinh học được bán ở Braxin chỉ bằng một nửa giá một lít xăng, số lượng các loại xe sử dụng etanol trực tiếp, hoặc được pha với xăng, sẽ ngày càng tăng ở đây.

Ngành sản xuất cồn ở Braxin hoàn toàn tư nhân hóa, luôn được đầu tư cải tiến kỹ thuật trồng mía và sản xuất etanol nên sản lượng etanol hàng năm đều đạt 3.000 – 3.500 lít/ ha. Suốt từ 1978 đến nay tỉ lệ tăng trung bình đạt 3,5%/ năm.

Riêng bang Sao Paulo, hàng năm sử dụng tới 2 triệu tấn bã mía để chạy máy phát điện, do đó đã tiết kiệm được 35 triệu USD tiền nhập khẩu nhiên liệu dầu.

Bảng 12 thống kê (dữ liệu 2003 – 2004) thể hiện một vài chỉ tiêu kinh tế ở Braxin.

Bảng 12. Một số dữ liệu về trồng mía và sản xuất etanol ở Braxin

Đất trồng	4,5 triệu hecta = 45.000 km² (năm 2000)
Công lao động	1 triệu công nhân (50% nông nghiệp, 50% chế biến)
Mía	344 triệu tấn (50 – 50 đường và cồn)
Đường	23 triệu tấn (30% được xuất khẩu)
Etanol	14 tỉ lít = 14 triệu m³ (7,5 tỷ lít khan, 6,5 tỷ lít loại ngậm nước, trong đó có 2,4% được xuất khẩu)
Bã mía khô	50 triệu tấn
Điện năng	1.350 MW (1.200 cho bản thân nhà máy sản xuất cồn; 150 bán) (số liệu năm 2001)

Hiện nay việc sử dụng etanol làm nhiên liệu chạy ô tô ở Braxin đã thay thế được cho khoảng 10 tỷ lít xăng/ năm. Braxin đang trở thành “A rập Xêút” về sản xuất etanol sinh học với loại nhiên liệu chiếm từ 22 đến 26% lượng xăng bán ra ở nước này (có tài liệu nói là gần 40% tổng lượng nhiên liệu cần thiết cho ngành giao thông).

Từ đầu những năm 1980, Braxin còn chú trọng tới việc sản xuất etanol từ sắn (sản lượng thu được thấp hơn so với ngô) và từ 1 loại cây họ cọ.

Braxin hiện sản xuất gần nửa lượng cồn toàn cầu (trên 16 tỉ lít/ năm, trong đó sử dụng trong nước 14,5 tỉ lít, còn xuất khẩu khoảng 1,5 – 2 tỉ lít/ 2005).

1.4. Khối Đông âu

1.4.1. Liên bang Nga:

Hiệp hội biofuel Nga (RBA) được thành lập vào 8/2003. Năng lượng sinh học ở Nga đang ở bước khởi đầu phát triển và trong giai đoạn khó khăn nhất. Hiện mới có 6 công ty Nga đang thu gom và sản xuất loại nhiên liệu ép từ các phế thải sinh học tại Petecbua. Hàng năm toàn liên bang Nga sản xuất được 2,5 tỉ lít etanol.

1.4.2. Ba Lan: Hiệp hội sinh khối Ba Lan đã thực hiện dự án “Sản xuất biofuel quy mô nhỏ phục vụ máy móc nông nghiệp ở Ba Lan” trị giá 28.581 USD từ năm 2000. Họ sử dụng sinh khối từ cây cải dầu để sản xuất biodiezel phục vụ máy móc nông nghiệp. Ba Lan chưa có chính sách thuế ưu đãi sản xuất biofuel nên chưa khuyến khích phát triển loại nhiên liệu này.

1.4.3. Cộng hòa Sec: Biofuel được sử dụng rộng rãi ở nhiều động cơ diezel, đặc biệt các nhà sản xuất máy kéo chấp nhận cho các máy kéo của họ sử dụng loại nhiên liệu này.

2. Phát triển biofuel tại các nước trong khu vực

2.1. Trung Quốc:

Trung Quốc đang dành mối quan tâm lớn cho sự phát triển biofuel. Do tốc độ phát triển kinh tế cao và kéo dài liên tục nên Trung Quốc đang thiếu hụt năng lượng. Nước này coi việc phát triển năng lượng sinh học là một trong các giải pháp giảm thiểu chi phí nhập khẩu dầu mỏ, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng.

Sản lượng etanol của Trung Quốc hiện đứng thứ 3 thế giới với con số 3 tỉ lít/ năm. Trung Quốc đang xây dựng 11 nhà máy sản xuất etanol và đang có kế hoạch xây dựng thêm 60 nhà máy mới trong thời gian tới. Cuối năm 2003, một nhà máy sản xuất etanol công suất 600.000 tấn/ năm với số vốn đầu tư 350 triệu USD đã được khánh thành tại tỉnh Cát Lâm. Hiện nhà máy này sản xuất 2,5 triệu lít etanol/ ngày, tiêu thụ 1,92 triệu tấn ngô/ năm. Nước này cũng đang sản xuất thí điểm biofuel từ sắn, mía và khoai tây. Trung Quốc sẽ có thể cho ra đời nhiều nhà máy sản xuất etanol khổng lồ như vậy nhờ có khả năng tập trung nguồn nguyên liệu lớn từ các vùng canh tác quy mô lớn.

Doanh thu về biofuel toàn cầu nămg 2003 vượt qua con số 12 tỉ USD và có triển vọng tăng lên 34 tỷ USD vào năm 2015. Braxin là nước dẫn đầu chiếm 45%, Mỹ 20%, Trung Quốc đã sớm trở thành nước có vị trí thứ 3 và sẽ vươn lên vị trí thứ 2 trong vài năm tới nhờ sự giúp đỡ của Braxin. Mục tiêu của Trung Quốc là tới năm 2030 sẽ không phải phụ thuộc vào dầu mỏ nữa. Chính phủ Trung Quốc đã đưa ra chính sách tài trợ, vay lãi suất thấp và sử dụng ngân sách để hỗ trợ phát triển biofuel. Tất cả ô tô của Trung Quốc hiện đang chuyển sang hướng sử dụng biofuel, điện, hoặc lắp đặt động cơ lai. Tăng thị phần năng lượng sạch là bước cơ bản đáp ứng yêu cầu giảm thiểu CO₂ (Trung Quốc là nước phát thải CO₂ lớn thứ 2 sau Mỹ).

2.2. Ấn Độ

Sản lượng etanol hàng năm của Ấn Độ hiện đứng hàng thứ 5 thế giới với 2 tỉ lít. Trước đây etanol của Ấn Độ được sản xuất chủ yếu từ nguồn mía đường và rỉ đường. Rỉ đường, sản phẩm phụ của quá trình sản xuất đường, là nguyên liệu khá rẻ ở nước này. Song hiện nay tại Ấn Độ còn có nguồn nguyên liệu khác là thân cây lúa miến ngọt có thể cạnh tranh với rỉ đường (cây này được du nhập từ Mỹ vào Ấn Độ từ những năm 1960). Etanol sản xuất từ nguồn nguyên liệu sinh khối lúa miến cho năng suất cao, 3.000 – 4.000 lít etanol/1 ha cây trồng (đạt hiệu suất thu hồi 95% tính theo khối lượng).

Etanol ở Ấn Độ còn đang chịu sự kiểm soát của chính phủ. Chính phủ nước này đang tìm các chính sách thích hợp để biến etanol thành dạng năng lượng có ích hơn so với dùng để nấu ăn và thắp sáng.

Hàng năm tại Mỹ có tới 90% trong số 95 triệu lít biodiezel là từ đậu tương và tại EU, 80% trong số 163 triệu lít là từ cây cải dầu do các khu vực này có nguồn nguyên liệu đặc hữu, tập trung (Mỹ có nhiều đậu tương còn EU có nhiều cải dầu). Riêng đối với Ấn Độ trước đây chưa có dư dầu ăn nên vấn đề phát triển biodiezel cho xe cộ khó thành hiện thực. Hiện tại, Ấn Độ đã tìm ra nguồn dầu thực vật không ăn được để sản xuất biodiezel thành công và vấn đề sản xuất biodiezel để kinh doanh đang trở thành vấn đề hấp dẫn hơn. Việc sử dụng biodiezel dưới dạng pha trộn tỉ lệ 20% hoặc nguyên chất 100% cho xe cộ ở Ấn Độ sẽ giúp nước này giảm được 20% lượng dầu thô nhập khẩu.

Nguồn nguyên liệu cung cấp dầu thực vật ở Ấn Độ là từ cây Jatropha (một loại cây quả hạnh) chính phủ Ấn Độ đã dự tính đầu tư cho 20 – 30 triệu ha đất bỏ hoang để trồng loại cây này.

Giải quyết được sự khan hiếm nguồn nguyên liệu, biofuel Ấn Độ chắc chắn có tương lai phát triển sáng sủa.

2.3. Thái Lan

Hiện tại quy mô sản xuất etanol ở Thái Lan còn nhỏ, năng suất và kỹ thuật canh tác mía và các cây trồng làm nguyên liệu chưa cao nên mặc dù nước này có quan tâm tới các chương trình biofuel nhưng cho tới nay vẫn chưa có tiến bộ đáng kể.

Chính phủ Thái Lan vừa ra thông báo áp dụng chính sách sản xuất gasohol sử dụng rộng rãi khắp thành phố Băng Cốc kể từ tháng 1/2005 với tỉ lệ pha trộn 10 – 20% etanol trong xăng sử dụng.

2.4. Nhật Bản

Nhật Bản là nước tiêu thụ xăng dầu lớn thứ 2 trên thế giới chỉ đứng sau Mỹ, lên tới 215 triệu tấn trong năm 2003 (theo số liệu của Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản). Trong đó 99% được nhập khẩu. Do áp lực về vấn đề môi trường ở các thành phố lớn và để tăng cường an ninh năng lượng, từ lâu Nhật Bản đã chú trọng tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch, tái tạo được.

Etanol và dymetylete (DME) là những loại nhiên liệu được quan tâm ở Nhật Bản. Từ 6/2004 Nhật Bản cũng đưa ra chính sách phát triển sản xuất và sử dụng biofuel nhằm làm giảm ô nhiễm môi trường. Nội dung chính sách này có phần khuyến khích sản xuất các động cơ ô tô có thể vận hành được bằng nhiên liệu diezel pha trộn biofuel với tỉ lệ cao. Một nhóm thực hiện dự án cải tiến động cơ được thành lập để thực hiện kế hoạch này trong 2 năm tới.

Hiện tại ở Nhật Bản có 5 công ty (Taisei Corp; Maruberi Corp; Sapporo Breweries Ltd; Daiei Inter Nature System Inc và Tokyo Boat Industries Co) đã thống nhất cùng góp vốn thành lập một công ty liên doanh vào tháng 4/2005 với số vốn 100 triệu yên (960.836 USD) để triển khai kế hoạch sản xuất etanol quy mô lớn vào năm 2007 từ nguồn nguyên liệu gỗ xây dựng thải để làm nhiên liệu cho ô tô. Các công ty cũng đầu tư hơn 3 tỉ yên xây dựng một nhà máy sản xuất etanol công suất 30.000 tấn/ năm tại Osaka để cung cấp etanol cho 100 trạm xăng. Dự kiến nhà máy này sẽ đi vào hoạt động năm 2007. Etanol do nhà máy này sản xuất ra sẽ có giá khoảng 50 yên /lít và doanh số đạt được trong năm tài chính 2007 dự kiến là 500 triệu yên. Công nghệ sản xuất etanol từ gỗ được Công ty Maruberi (Mỹ) giới thiệu. Nguồn nguyên liệu gỗ thải sẽ do hai công ty Taisei và Daiei cung cấp.

Riêng về chương trình phát triển DME tại Nhật Bản thì sau khi đã có được những kết quả nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm, trong giai đoạn 1997 – 2000 Công ty JFE và Trung tâm sử dụng than đã kết hợp xây dựng và chạy thử dây chuyền sản xuất DME, công suất 5 tấn/ ngày.

Công ty “DME development Co. Ltd” do ông Yotaro Ohno sáng lập vào tháng 11/2001 với mục tiêu để hỗ trợ cho việc nghiên cứu phát triển và thương mại hóa sản phẩm nhiên liệu mới DME. Đây là một công ty cổ phần với sự góp vốn của 10 tập đoàn, công ty lớn của Nhật Bản thuộc nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau như nhiên liệu, thương mại, sản xuất xe hơi, điện tử, v.vâ€¦

Tháng 7/2002, một nhà máy sản xuất DME, công suất 100 tấn/ ngày(công suất lớn nhất thế giới ở thời điểm đó), đã được xây dựng tại thành phố Kushiro. Ngày 19/ 11/2002 nhà máy này đã chính thức chạy thử nghiệm, sau khi hoạt động liên tục trong hơn 1 tháng rưỡi, đến tháng 1/2004 người ta đã thu được 1.240 tấn DME chất lượng tốt, với độ tinh khiết khoảng 99,6%, để chuẩn bị cho thử nghiệm.

Theo dự định tháng 6/2005 sau khi cho kiểm tra lại toàn bộ, nhà máy đã được vận hành tiếp khoảng 2 tháng nữa.

Người ta thấy chương trình sản xuất, thử nghiệm DME ở Nhật Bản đã được xúc tiến rất khẩn trương, điều này cho thấy đây là dạng nhiên liệu rất được quan tâm tại nước này. Theo ý kiến của nhiều chuyên gia, thì trong thế kỷ XXI, DME sẽ trở thành một dạng nhiên liệu phổ biến trên thế giới.

Công ty “DME development Co. Ltd” sẽ tiếp tục nghiên cứu sản xuất, thử nghiệm để hoàn thiện công nghệ và sớm đưa vào sản xuất ở quy mô đại trà. Nhật Bản dự kiến sẽ sản xuất và tiêu thụ khoảng 200.000 tấn DME/ năm vào năm 2006 và sẽ tăng lên 300.000 tấn/ năm trong vài năm sau đó.

Tuy còn tồn tại một số vấn đề cần giải quyết trước khi đưa vào sản xuất lớn, nhưng người ta tin chắc rằng chương trình DME của Nhật Bản sẽ thành công, nhất là trong giai đoạn hiện nay khi giá dầu mỏ tăng rất cao và do áp lực của cơ chế phát triển sạch (CDM) mà các nước công nghiệp hàng đầu trên thế giới sẽ phải thực hiện.

2.5. Philippin

Bộ Khoa học và Hội đồng kỹ thuật R & D về công nghiệp và Năng lượng Philippin đang có chính sách tích cực thúc đẩy sử dụng biofuel ở xe máy và xe ba bánh để giảm ô nhiễm môi trường. Biodiezel ở Philippin chủ yếu được sản xuất từ dầu dừa (cocometyl este – CME) là nguồn năng lượng rẻ tiền có thể dùng thay thế xăng chạy xe máy và xe ba bánh động cơ 2 kỳ (lượng xe máy và xe ba bánh chiếm gần 35% trong tổng số 4 triệu đầu xe ở Philippin và hiện tại 75% trong tổng số xe ở Philippin là động cơ 2 kỳ).

Thúc đẩy sử dụng CME mới chỉ là một chương trình mang tính huấn luyện và thử nghiệm, tuy nhiên ưu thế về dầu dừa của Philippin sẽ giúp nước này phát triển sản xuất và kinh doanh biodiezel thành công trong tương lai.

Một nguồn nguyên liệu sinh khối tiềm năng khác để sản xuất etanol ở Philippin là cây lúa miến ngọt (một loại cây mọc khỏe, cho năng suất đường nhanh hơn mía; chịu được mặn, khô hạn và nghèo dinh dưỡng của đất). Philippin đang cho trồng thử nghiệm lúa miến lấy sinh khối sản xuất etanol.

2.6. Malaysia

Là nước sản xuất nhiều dầu cọ, đồng thời có lượng chất thải lớn từ ngành sản xuất dầu cọ. Nước này đang có chính sách hỗ trợ sản xuất biofuel từ nguồn bã cọ phế thải.

3. Biofuel ở Việt Nam

Theo các số liệu báo cáo, sản lượng cồn của Việt Nam hiện nay chỉ khoảng 50 triệu lít/năm, phân bố chủ yếu tại các vùng:

Đông và Tây Bắc 1,83 triệu lít/ năm

Đồng bằng Bắc bộ 10,2 lít/ năm

Miền Trung và Tây nguyên 7,7 triệu lít/ năm,

TP Hồ Chí Minh và Nam Bộ 19,5 triệu lít/ năm,

Đồng Bằng Sông Cửu Long 12,63 triệu lít/ năm

Nhà máy cồn số 2 của Công ty cổ phần đường mía Lam Sơn (Thanh Hóa) khi đi vào hoạt động sẽ bổ sung công suất khoảng 25 triệu lít/ năm.

Nếu như ở Việt Nam, nhu cầu sử dụng thực tế (cần 600 triệu lít etanol để pha chế thay thế 5% lượng xăng dầu đang tiêu thụ hàng năm ở nước ta (10 triệu tấn) thì con số nói trên thật sự còn quá nhỏ (chưa đến 10% lượng cần thiết).

Khi xem xét các thông số tương quan giữa diện tích đất trồng và sản lượng thu hoạch thực tế năm 2002 – 2003 của một số loại cây trồng (mía, ngô, sắn) có thể dùng làm nguyên liệu sinh khối sản xuất etanol ở nước ta (bảng dưới đây) thì thấy với khoảng 591.950 tấn rỉ đường thu được từ các nhà máy đường toàn quốc (số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn năm 2003) số lượng etanol có thể tăng gấp nhiều lần so với con số hơn 50 triệu lít nói trên và vấn đề đáp ứng đủ 600 triệu lít etanol làm nhiên liệu pha xăng trong tương lai có thể hoàn toàn khả thi.

Bảng 13. Diện tích và sản lượng một số cây nguyên liệu biofuel ở Việt Nam

Cây trồng	Đất trồng (nghìn hecta)		Sản lượng (nghìn tấn)
Cây trồng	2002	2003	2002	2003
Mía	320	306	17.120	16.524,9
Ngô	816	909,8	2.511,2	2.933,7
Sắn	337	371	4.438	5,228,5

Nếu huy động cả nguồn nguyên liệu sắn, ngô dư thừa để sản xuất etanol làm nhiên liệu thì tiềm năng thật sự của nó trong tương lai cũng không phải là nhỏ. Vấn đề ở đây là chính sách cân đối năng lượng và lương thực như thế nào. Quá trình phát triển khí sinh học ở Việt Nam cũng đang có nhiều tiến bộ và cơ hội phát triển. Tuy nhiên một số phương án về phát triển và sản xuất lớn biofuel ở nước ta vẫn mới đang trong giai đoạn â€œchuẩn bị khởi hànhâ€.

Công nghệ khí sinh học (KSH) vào Việt Nam từ những năm 1960. Sau năm 1975 công nghệ này là một trong những công nghệ trọng điểm của Chương trình Quốc gia về Năng lượng mới và Năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, đến năm 1991, Chương trình này bị “chết yểu” dù đã có những thành công nhất định. Thành công duy nhất mà đến nay chỉ mỗi Viện Năng lượng làm được là nghiên cứu sử dụng KSH thắp sáng và chạy máy phát điện. Một số máy phát điện được cải tạo chạy bằng KSH được áp dụng ở một số vùng sâu, vùng xa. Thành công này còn gắn liền với sự ra đời của các hầm khí sinh học (KSH) thể tích đến 10m^3Â, Ngoài ra, các loại đèn măng sông dùng xăng và dầu hỏa đã được cải tạo để sử dụng bằng KSH đều đã hoạt động tốt.

Viện Năng lượng đang nghiên cứu và thiết kế loại bể KSH có kích thước trên 100m³ để xử lý chất thải từ các trang trại và khu chăn nuôi tập trung hoặc thay thế bể phốt ở các khu chung cư ngoại vi thành phố. Công trình đang thử nghiệm là chạy tủ lạnh và ấp trứng gà ở quy mô hộ gia đình sử dụng KSH. To và lớn hơn là dự án phát triển công nghệ KSH quy mô công nghiệp xử lý chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Viện Năng lượng đang đề xuất dự án 1,2 tỷ đồng trong đó xây dựng và vận hành thử nghiệm một hệ thống xử lý chất thải sinh hoạt bằng công nghệ KSH tại một trường đại học. Đây sẽ là mô hình trình diễn thiết bị KSH cỡ lớn đầu tiên ở Việt Nam để xử lý chất thải. Lớn hơn nữa, Viện này sẽ xây dựng dự án 2,4 tỷ đồng nhằm ứng dụng pin nhiên liệu sử dụng khí mê tan thu hồi từ các hệ thống xử lý chất thải tập trung.

Cho đến nay, thành phố Hồ Chí Minh hiện là đơn vị đi đầu cả nước trong việc sử dụng năng lượng từ rác thải. Công trình xử lý rác thải Gò Cát được xây dựng trên diện tích 25 ha, tổng vốn đầu tư 262 tỷ đồng, do Chính phủ Hà Lan viện trợ không hoàn lại 60% và Công ty Ballast Nedem Vietnam (Hà Lan) làm tổng thầu xây dựng cung cấp thiết bị. Trong đó, riêng hạng mục phục vụ cho việc sản xuất điện từ rác đã được đầu tư trên 3 triệu USD. Sau khoảng 3,5 năm đi vào hoạt động (từ đầu năm 2002) đến nay, công trường Gò Cát đã tiếp nhận được 2,7 triệu tấn rác và bắt đầu khai thác khí gas từ rác để sản xuất điện. Hiện tổ máy 1 công suất 750 kw đã hoạt động 24/24 giờ và phát điện lên lưới quốc gia. Tính đến đầu tháng 8/2005 đã có 170.000 kWh điện phát lên lưới điện quốc gia.

Dự kiến đến năm 2006, khi 2 tổ máy còn lại đi vào hoạt động thì tổng công suất sẽ nâng lên 2.430 kW. Thời gian khai thác khí gas của hệ thống thiết bị trên là 15 năm.

KẾT LUẬN

Cả thế giới đang đứng trước nguy cơ thiếu năng lượng. Những vấn đề gì sẽ xảy ra khi nguồn năng lượng hóa thạch hoàn toàn cạn kiệt? Bức tranh môi trường sống toàn cầu sắp tới sẽ ra sao khi không kìm hãm bớt tốc độ phát thải ô nhiễm hiện tại?? Hàng loạt câu hỏi đang chờ câu trả lời. Có ý kiến cho rằng, nhiều quốc gia trên toàn cầu còn đang thiếu đói; đất trồng cây lương thực còn thiếu, lấy đâu ra đất để trồng cây phục vụ sản xuất năng lượng sinh học. Song vấn đề vừa phải đảm bảo an ninh lương thực, vừa phải đảm bảo an ninh năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường đang được các quốc gia trên thế giới quan tâm và ráo riết thực hiện. Từng quốc gia đang đưa ra các chính sách khác nhau để làm sao đảm bảo được mục tiêu trên. Để giải quyết nguồn nguyên liệu sinh khối sản xuất năng lượng sinh học, ngoài cây lương thực, các quốc gia có nguy cơ thiếu nhiều năng lượng đang tìm kiếm các nguồn cây trồng khác có thể canh tác trên đất hoang hóa, trên cạn, dưới nước, đồng thời tích cực tìm kiếm công nghệ mới thu hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên liệu, hạ giá thành. Mỹ là nước có chỉ tiêu sử dụng năng lượng cao nhất thế giới, nhưng chỉ cần 28.000 km² (3% diện tích toàn nước Mỹ) là đã đủ nguyên liệu sản xuất đủ lượng biodiesel cho toàn bộ xe cộ giao thông ở Mỹ. Tiềm năng nguồn sinh khối mới ở Mỹ là: cỏ roi ngựa, rêu tảo, tận dụng nguồn phế thải công nghệ thực phẩm và nông nghiệp đang bỏ phí, trồng xen cây lương thực với ngô, đậu tươngâ€¦ Nước Mỹ hiện dường như đã tìm ra giải pháp đối với nguyên liệu sinh khối một khi chuyển sang sử dụng năng lượng sinh học thay thế.

Ấn Độ tuyên bố đã tìm ra các loại cây làm nguyên liệu sinh khối cung cấp năng lượng mọc hoang trên đất bạc màu có tiềm năng lớn, v.vâ€¦

Liên minh châu Âu đang nghiên cứu các công nghệ cải tiến mới đồng thời tìm ra các vùng đất canh tác còn bỏ hoang cả ở trên cạn và dưới nước, v.vâ€¦

Tuy Việt Nam là nước mà nguy cơ thiếu năng lượng vẫn còn xa, song trong trào lưu toàn cầu nói chung, vấn đề phải phát triển nguồn năng lượng thay thế năng lượng hóa thạch cũng rất cần thiết.

Để phát triển biofuel ở Việt Nam vì các mục tiêu giảm ô nhiễm môi trường, hiện đại hóa nông thôn, đảm bảo an ninh năng lượng, v.vâ€¦ Việt Nam cần có chính sách đi kèm các biện pháp hỗ trợ phát triển như kinh nghiệm của một số nước đang đứng đầu trung lĩnh vực sản xuất và sử dụng biofuel.

Nguồn Hoahocngaynay.com/Vinachem

Chia sẻ:

Trả lời Hủy

Hydrogen

Năm phát hiện	Trạng thái
1766	Khí
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
1.008	0.08988 g/L

¹ ₁ H ₂

Electron	Proton	Neutron
1	1	0
Cấu hình electron
1s¹

Phát hiện bởi: Henry Cavendish
Màu sắc: Không màu
Phân loại: Phi kim
Nhiệt độ nóng chảy: 13.99 K
Nhiệt độ sôi: 20.271 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1
Kiểu liên kết: Lưỡng nguyên tử
Độ âm điện: 2.2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

H là nguyên tố nhẹ nhất trong bảng tuần hoàn. Phần còn lại kết hợp với các nguyên tố khác tạo thành nước, axit, hydrocacbon và hydroxit. Là nhiên liệu để Mặt Trời sưởi ấm cho hành tinh chúng ta. Ứng dụng: trong lò phản ứng tổng hợp hạt nhân, sản xuất amoniac cho phân bón, khử lưu huỳnh trong quá trình lọc dầu, môi trường bảo quản trong ngành thủy tinh, gốm, sản xuất chip silicon, trong hàn, chất làm mát, nhiên liệu sạch, nhiên liệu tên lửa, khử quặng kim loại, hydro hóa dầu thực vật để tạo thành bơ thực vật.

Helium

Năm phát hiện	Trạng thái
1895	Khí
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
4.0026022	0.1786 g/L

⁴ ₂ He

Electron	Proton	Neutron
2	2	2
Cấu hình electron
1s²

Phát hiện bởi: Pierre Janssen
Màu sắc: Không màu
Phân loại: Khí hiếm
Nhiệt độ nóng chảy: 0.95 K
Nhiệt độ sôi: 4.222 K
Trạng thái oxy hóa:
Kiểu liên kết: Nguyên tử
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

He có điểm sôi thấp nhất trong tất cả các nguyên tố và chỉ có thể đông đặc dưới áp suất rất cao. Nguyên tố này thường thường là khí đơn nguyên tử và về mặt hoá học nó là trơ. Heli là nguyên tố nhiều thứ hai trong vũ trụ, sau hydro. Heli là nguyên tố phổ biến thứ 71 trong vỏ Trái Đất, chiếm tỷ lệ 8 x 10^−9, còn trong nước biển chỉ có 4 x 10^−12.

Lithium

Năm phát hiện	Trạng thái
1817	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
6.94	0.534 g/L

⁷ ₃ Li

Electron	Proton	Neutron
3	3	4
Cấu hình electron
[He] 2s¹

Phát hiện bởi: Johan August Arfwedson
Màu sắc: Trắng bạc
Phân loại: Kim loại kiềm
Nhiệt độ nóng chảy: 453.65 K
Nhiệt độ sôi: 1615 K
Trạng thái oxy hóa: 1
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 0.98
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Li theo lý thuyết vũ trụ hiện đại, lithi (bao gồm cả hai đồng vị bền lithi-6 và lithi-7), là một trong 3 nguyên tố (cùng với heli và hydro) được tổng hợp từ Big Bang. Các muối lithi được tách ra từ các suối nước khoáng, các hồ nước mặn và các mỏ trầm tích nguồn gốc biển. Là vật liệu quan trọng trong chế tạo anốt của pin vì khả năng điện hóa học cao của nó và nhiều ứng dụng khác.

Beryllium

Năm phát hiện	Trạng thái
1798	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
9.01218315	1.848 g/L

⁹ ₄ Be

Electron	Proton	Neutron
4	4	5
Cấu hình electron
[He] 2s²

Phát hiện bởi: Louis Nicolas Vauquelin
Màu sắc: Trắng xám
Phân loại: Kim loại kiềm thổ
Nhiệt độ nóng chảy: 1560 K
Nhiệt độ sôi: 2743 K
Trạng thái oxy hóa: 2
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.57
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Be là một nguyên tố hóa trị hai có độc tính, beryli có màu xám như thép, cứng, nhẹ và giòn, được sử dụng chủ yếu như chất làm cứng trong các hợp kim. Beryli là một trong số các kim loại nhẹ có điểm nóng chảy cao nhất. Các ứng dụng bao gồm việc sản xuất các điện cực hàn điểm, lò xo, các thiết bị không đánh lửa và các tiếp điểm điện.

Boron

Năm phát hiện	Trạng thái
1807	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
10.81	2.46 g/L

¹⁰ ₅ B

Electron	Proton	Neutron
5	5	5
Cấu hình electron
[He] 2s²2p¹

Phát hiện bởi: Joseph Louis Gay-Lussac
Màu sắc: Xám đen
Phân loại: Á kim
Nhiệt độ nóng chảy: 2348 K
Nhiệt độ sôi: 4273 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 3
Kiểu liên kết: Cộng hóa trị
Độ âm điện: 2.04
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

B là một nguyên tố á kim hóa trị +3, xuất hiện chủ yếu trong quặng borax. Có hai dạng thù hình của bo; bo vô định hình là chất bột màu nâu, nhưng bo kim loại thì có màu đen. Dạng thù hình kim loại rất cứng (9,3 trong thang Mohs) và là chất dẫn điện kém ở nhiệt độ phòng.

Carbon

Năm phát hiện	Trạng thái
Cổ đại	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
12.011	2.26 g/L

¹² ₆ C

Electron	Proton	Neutron
6	6	6
Cấu hình electron
[He] 2s²2p²

Phát hiện bởi: Ai Cập cổ đại
Màu sắc: Đen
Phân loại: Phi kim
Nhiệt độ nóng chảy: 3823 K
Nhiệt độ sôi: 4300 K
Trạng thái oxy hóa: -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4
Kiểu liên kết: Công hóa trị
Độ âm điện: 2.55
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

C là một nguyên tố phi kim có hóa trị 4 phổ biến, carbon có nhiều dạng thù hình khác nhau, phổ biến nhất là 4 dạng thù hình gồm carbon vô định hình, graphit, kim cương và Q-carbon. Carbon tồn tại đa số trong mọi sự sống hữu cơ và nó là nền tảng của hóa hữu cơ. Đồng vị carbon-14 được sử dụng trong xác định tuổi tuyệt đối cho các mẫu vật nguồn gốc sinh vật theo phương pháp định tuổi bằng đồng vị carbon, được ứng dụng trong khảo cổ học và nghiên cứu địa chất kỷ Đệ Tứ.

Nitrogen

Năm phát hiện	Trạng thái
1772	Khí
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
14.0067	0.001251 g/L

¹⁴ ₇ N ₂

Electron	Proton	Neutron
7	7	7
Cấu hình electron
[He] 2s²2p³

Phát hiện bởi: Daniel Rutherford
Màu sắc: Không màu
Phân loại: Phi kim
Nhiệt độ nóng chảy: 63 K
Nhiệt độ sôi: 77 K
Trạng thái oxy hóa: -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5
Kiểu liên kết: Lưỡng nguyên tử
Độ âm điện: 3.04
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

N chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất và là thành phần của mọi cơ thể sống. Nitơ tạo ra nhiều hợp chất quan trọng như các amino acid, amonia, acid nitric và các xyanua. Cơ thể người chứa khoảng 3% nitơ theo trọng lượng, là nguyên tố phổ biến thứ tư trong cơ thể sau oxy, cacbon và hydro.

Oxygen

Năm phát hiện	Trạng thái
1774	Khí
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
15.9994	1.429 g/L

¹⁶ ₈ O ₂

Electron	Proton	Neutron
8	8	8
Cấu hình electron
[He] 2s²2p⁴

Phát hiện bởi: Carl Wilhelm Scheele
Màu sắc: Khí
Phân loại: Phi kim
Nhiệt độ nóng chảy: 54.36 K
Nhiệt độ sôi: 90.188 K
Trạng thái oxy hóa: -2, -1, 1, 2
Kiểu liên kết: Lưỡng nguyên tử
Độ âm điện: 3.44
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

O là nguyên tố hóa học phong phú nhất theo khối lượng trong sinh quyển, không khí, biển và đất liền của Trái Đất. Oxy là nguyên tố hóa học phong phú thứ ba trong vũ trụ, sau hydro và heli. Khoảng 0,9% khối lượng của Mặt trời là oxy. Oxy chiếm 49,2% khối lượng của vỏ Trái đất như một phần của các hợp chất oxide như silic dioxide và là nguyên tố có nhiều nhất theo khối lượng trong vỏ Trái đất.

Fluorine

Năm phát hiện	Trạng thái
1670	Khí
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
18.998	1.696 g/L

¹⁹ ₉ F

Electron	Proton	Neutron
9	9	10
Cấu hình electron
[He] 2s²2p⁵

Phát hiện bởi: André-Marie Ampère
Màu sắc:
Phân loại: Phi kim
Nhiệt độ nóng chảy: 53.48 K
Nhiệt độ sôi: 85.03 K
Trạng thái oxy hóa: -1
Kiểu liên kết: Nguyên tử
Độ âm điện: 3.98
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

F là nguyên tố phổ biến thứ 13 trên vỏ Trái Đất, chiếm khoảng 600–700 ppm (phần triệu) về khối lượng.[57] Nguyên tố fluor trên khí quyển Trái Đất có thể phản ứng dễ dàng với hơi nước, dẫn đến nó không phổ biến trong tự nhiên;[58][59] nó chỉ được tìm thấy dưới dạng khoáng vật hỗn hợp, trong đó fluorit, fluorapatite và cryolite có tầm quan trọng lớn nhất trong công nghiệp.[57][60] Fluorit (CaF2), một khoáng vật đa dạng về màu sắc và phổ biến trên thế giới, là nguồn chủ yếu dùng để sản xuất fluor.

Neon

Năm phát hiện	Trạng thái
1898	Khí
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
20.17976	0.9002 g/L

²⁰ ₁₀ Ne

Electron	Proton	Neutron
10	10	10
Cấu hình electron
[He] 2s²2p⁶

Phát hiện bởi: Morris Travers
Màu sắc: Không màu
Phân loại: Khí hiếm
Nhiệt độ nóng chảy: 24.56 K
Nhiệt độ sôi: 27.104 K
Trạng thái oxy hóa:
Kiểu liên kết: Nguyên tử
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Ne thông thường được tìm thấy ở dạng khí với các phân tử chỉ có một nguyên tử. Neon là khí hiếm tìm thấy trong khí quyển Trái Đất với tỷ lệ 1/65.000, được sản xuất từ không khí siêu lạnh được chưng cất từng phần từ không khí lỏng.

Sodium

Năm phát hiện	Trạng thái
1807	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
22.989	0.968 g/L

²³ ₁₁ Na

Electron	Proton	Neutron
11	11	12
Cấu hình electron
[Ne] 3s¹

Phát hiện bởi: Humphry Davy
Màu sắc: Trắng bạc
Phân loại: Kim loại kiềm
Nhiệt độ nóng chảy: 370.944 K
Nhiệt độ sôi: 1156.09 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 0.93
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Na là nguyên tố phổ biến nhất thứ 6 trong vỏ Trái Đất, và có mặt trong nhiều loại khoáng vật như felspat, sodalit và đá muối. Phần lớn muối natri là những hợp chất hòa tan mạnh trong nước, và natri của chúng bị rò rỉ do hoạt động của nước nên clo và natri là các nguyên tố hòa tan phổ biến nhất theo khối lượng trong các vùng biển trên Trái Đất. Nhiều hợp chất natri được sử dụng rộng rãi như natri hydroxit để làm xà phòng, và natri chlorua dùng làm chất tan băng và làm muối ăn. Natri là một nguyên tố thiết yếu cho tất cả động vật và một số thực vật.

Magnesium

Năm phát hiện	Trạng thái
1808	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
24.305	1.738 g/L

²⁴ ₁₂ Mg

Electron	Proton	Neutron
12	12	12
Cấu hình electron
[Ne] 3s²

Phát hiện bởi: Joseph Black
Màu sắc: Rắn, xám sáng
Phân loại: Kiềm thổ
Nhiệt độ nóng chảy: 923 K
Nhiệt độ sôi: 1363 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.31
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Mg là nguyên tố phổ biến thứ 8 trong vỏ Trái Đất. Nó là một kim loại kiềm thổ, vì thế không tồn tại trong tự nhiên ở dạng đơn chất. Nó được tìm thấy trong các khoáng chất như magnesit, dolomit v.v. Được sử dụng để làm cho hợp kim nhẹ bền, đặc biệt là cho ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, và cũng được sử dụng trong đèn flash và pháo hoa bởi vì nó đốt cháy với một ngọn lửa trắng rực rỡ.

Aluminium

Năm phát hiện	Trạng thái
Cổ đại	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
26.98153857	2.7 g/L

²⁷ ₁₃ Al

Electron	Proton	Neutron
13	13	14
Cấu hình electron
[Ne] 3s²3p¹

Phát hiện bởi: Humphry Davy
Màu sắc: Xám bạc
Phân loại: post-transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 933.47 K
Nhiệt độ sôi: 2743 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.61
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Al là nguyên tố phổ biến thứ ba sau oxy và silic, là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất (8,1%). Nhôm chiếm khoảng 17% khối lớp rắn của Trái Đất. Được tìm thấy ở dạng hợp chất trong hơn 2700 loại khoáng vật khác nhau, quặng chính chứa nhôm là boxit. Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo tên lửa, ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển.

Silicon

Năm phát hiện	Trạng thái
1854	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
28.085	2.329 g/L

²⁸ ₁₄ Si

Electron	Proton	Neutron
14	14	14
Cấu hình electron
[Ne] 3s²3p²

Phát hiện bởi: Jöns Jacob Berzelius
Màu sắc: Tinh thể
Phân loại: Kim loại
Nhiệt độ nóng chảy: 1687 K
Nhiệt độ sôi: 3538 K
Trạng thái oxy hóa: -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.9
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Si là nguyên tố phổ biến sau oxy trong vỏ Trái Đất (25,8 %), cứng, có màu xám sẫm - ánh xanh kim loại, là á kim có hóa trị +4. Nó có trong đất sét, fenspat, granit, thạch anh và cát, chủ yếu trong dạng dioxide silic (hay silica) và các silicat. Silic là nguyên tố rất có ích, cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp như: xi măng, vật liệu xây dựng, gốm sử, thủy tinh, thép, bán dẫn, màn hình LCD, laser, panel pin mặt trời, y tế và kính.

Phosphorus

Năm phát hiện	Trạng thái
1669	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
30.9737619985	1.823 g/L

³¹ ₁₅ P

Electron	Proton	Neutron
15	15	16
Cấu hình electron
[Ne] 3s²3p³

Phát hiện bởi: Hennig Brand
Màu sắc: Không màu
Phân loại: Phi kim
Nhiệt độ nóng chảy: 317 K
Nhiệt độ sôi: 554 K
Trạng thái oxy hóa: -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5
Kiểu liên kết: Cộng hóa trị
Độ âm điện: 2.19
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

P là một phi kim đa hóa trị trong nhóm nitơ, phosphor trong tự nhiên không tồn tại ở dạng đơn chất, chủ yếu được tìm thấy trong các loại đá phosphat vô cơ, apatit và trong các cơ thể sống. Sử dụng quan trọng nhất trong thương mại của nó là để sản xuất phân bón, được sử dụng rộng rãi trong các loại vật liệu nổ, diêm, pháo hoa, thuốc trừ sâu, kem đánh răng và chất tẩy rửa.

Sulfur

Năm phát hiện	Trạng thái
Cổ đại	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
32.06	2.07 g/L

³² ₁₆ S

Electron	Proton	Neutron
16	16	16
Cấu hình electron
[Ne] 3s²3p⁴

Phát hiện bởi: Trung Hoa cổ đại
Màu sắc: Vàng chanh
Phân loại: Phi kim
Nhiệt độ nóng chảy: 388.36 K
Nhiệt độ sôi: 717.8 K
Trạng thái oxy hóa: -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: Cộng hóa trị
Độ âm điện: 2.58
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

S là một phi kim phổ biến, không mùi, không vị, nhiều hóa trị. Trong tự nhiên, nó có thể tìm thấy ở dạng đơn chất hay trong các khoáng chất sulfide và sulfat. Nó là một nguyên tố thiết yếu cho sự sống và được tìm thấy trong hai amino acid. Sử dụng thương mại của nó chủ yếu trong các phân bón nhưng cũng được dùng rộng rãi trong thuốc súng, diêm, thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm.

Chlorine

Năm phát hiện	Trạng thái
1774	Khí
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
35.45	3.2 g/L

³⁵ ₁₇ Cl

Electron	Proton	Neutron
17	17	18
Cấu hình electron
[Ne] 3s²3p⁵

Phát hiện bởi: Carl Wilhelm Scheele
Màu sắc: Vàng lục nhạt
Phân loại: diatomic nonmetal
Nhiệt độ nóng chảy: 171.6 K
Nhiệt độ sôi: 239.11 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Kiểu liên kết: covalent network
Độ âm điện: 3.16
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Cl là một thành phần của muối ăn và các hợp chất khác, nó phổ biến trong tự nhiên và chất cần thiết để tạo ra phần lớn các loại hình sự sống, bao gồm cả cơ thể người. Nặng hơn không khí khoảng 2,5 lần, có mùi hắc khó ngửi, và là chất độc cực mạnh. Ở thượng tầng khí quyển, clo chứa trong phân tử chlorofluorocarbons, ký hiệu CFC, có liên quan trong việc gây hại tầng ôzôn.

Argon

Năm phát hiện	Trạng thái
1894	Khí
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
39.9481	1.784 g/L

⁴⁰ ₁₈ Ar

Electron	Proton	Neutron
18	18	22
Cấu hình electron
[Ne] 3s²3p⁶

Phát hiện bởi: Lord Rayleigh
Màu sắc: Không màu
Phân loại: Khí hiếm
Nhiệt độ nóng chảy: 83.81 K
Nhiệt độ sôi: 87.302 K
Trạng thái oxy hóa:
Kiểu liên kết: Nguyên tử
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Ar là khí hiếm thứ ba trong nhóm 8, argon chiếm khoảng 0,934% khí quyển Trái Đất, điều này làm cho nó trở thành khí hiếm phổ biến nhất trên Trái Đất. Được cô lập từ không khí lỏng bằng chưng cất phân đoạn do khí quyển Trái Đất chỉ chứa khoảng 0,934% thể tích là argon (1,29% khối lượng). Được sử dụng trong các loại đèn điện, đèn plasma, hàn kim loại, sản xuất titan, công nghiệp bán dẫn, phẫu thuật lạnh, nghiên cứu niên đại nước ngầm.

Potassium

Năm phát hiện	Trạng thái
1807	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
39.09831	0.862 g/L

³⁹ ₁₉ K

Electron	Proton	Neutron
19	19	20
Cấu hình electron
[Ar] 4s¹

Phát hiện bởi: Humphry Davy
Màu sắc: Xám bạc
Phân loại: Kim loại kiềm
Nhiệt độ nóng chảy: 336.7 K
Nhiệt độ sôi: 1032 K
Trạng thái oxy hóa: 1
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

K được hình thành trong vũ trụ bởi quá trình tổng hợp hạt nhân từ các nguyên tử nhẹ hơn. Dạng bền của kali được tạo ra trong các vụ nổ siêu tân tinh bằng quá trình đốt cháy oxy. Kim loại kali không tồn tại trong tự nhiên do độ hoạt động mạnh của nó với nước. Ở dạng hợp chất, nguyên tố này chiếm khoảng 2,4% trọng lượng lớp vỏ Trái Đất và là nguyên tố phổ biến thứ bảy trong lớp này, tương đương với natri là 1,8%. Trong nước biển, nồng độ của kali là 0,39 g/L rất thấp so với natri là 10,8 g/L. Các muối kali như carnallit, langbeinit, polyhalit, và sylvit tạo nên các mỏ lớn trong các hồ và đáy biển cổ.

Calcium

Năm phát hiện	Trạng thái
1808	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
40.0784	1.55 g/L

⁴⁰ ₂₀ Ca

Electron	Proton	Neutron
20	20	20
Cấu hình electron
[Ar] 4s²

Phát hiện bởi: Humphry Davy
Màu sắc:
Phân loại: Kiềm thổ
Nhiệt độ nóng chảy: 1115 K
Nhiệt độ sôi: 1757 K
Trạng thái oxy hóa: 2
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Ca là một khoáng chất chính trong việc tạo xương, răng và vỏ sò, calci là kim loại phổ biến nhất về khối lượng có trong nhiều loài động vật. Là nguyên tố phổ biến thứ 15 về khối lượng trong vỏ Trái Đất. Ion Ca2+ phổ biến đứng thứ 15 trong nước biển theo khối lượng và mol sau Natri, Clo, Magie và sunfats. Calci là một thành phần quan trọng của khẩu phần dinh dưỡng. Sự thiếu hụt rất nhỏ của nó đã ảnh hưởng tới sự hình thành và phát triển của xương và răng.

Scandium

Năm phát hiện	Trạng thái
1876	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
44.9559085	2.985 g/L

⁴⁵ ₂₁ Sc

Electron	Proton	Neutron
21	21	24
Cấu hình electron
[Ar] 3d¹4s²

Phát hiện bởi: Lars Fredrik Nilson
Màu sắc: Trắng bạc
Phân loại: Kim loại chuyển tiếp
Nhiệt độ nóng chảy: 1814 K
Nhiệt độ sôi: 3109 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 3
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Sc có trong các khoáng chất hiếm ở Scandinavia và có mặt trong hầu hết các mỏ của các hợp chất đất hiếm và urani, nhưng nó được khai thác từ các quặng này chỉ trong một vài mỏ trên toàn thế giới. Scandi được sử dụng để sản xuất các thiết bị chiếu sáng có cường độ cao. Iodide scandi được thêm vào các đèn hơi thủy ngân để tạo ra nguồn ánh sáng nhân tạo hiệu suất cao tương tự như ánh sáng mặt trời và cho phép tái tạo màu rất tốt cho các camêra truyền hình.

Titanium

Năm phát hiện	Trạng thái
1791	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
44.9559085	4.506 g/L

⁴⁸ ₂₂ Ti

Electron	Proton	Neutron
22	22	26
Cấu hình electron
[Ar] 3d²4s²

Phát hiện bởi: William Gregor
Màu sắc: Xám bạc
Phân loại: Kim loại chuyển tiếp
Nhiệt độ nóng chảy: 1941 K
Nhiệt độ sôi: 3560 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 2, 3, 4
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.54
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Ti xuất hiện trong các tích tụ khoáng sản, chủ yếu ở dạng rutil và ilmenit, các khoáng này phân bố rộng khắp trong vỏ Trái Đất và thạch quyển, và nó cũng được tìm thấy trong hầu hết các sinh vật sống, vực nước, đá, và đất. Khoảng 95% lượng titani được dùng ở dạng titani dioxide (TiO2), một thuốc nhuộm trắng trong sơn, giấy, kem đánh răng và nhựa. Sơn được làm từ titani dioxide phản chiếu tốt bức xạ hồng ngoại nên được dùng rộng rãi trong ngành thiên văn học và các loại sơn bên ngoài. Nó cũng được dùng trong xi măng, đá quý và giấy. Hợp kim với vanadi được dùng làm vỏ máy bay, vỏ chịu nhiệt, càng đáp, và ống dẫn hơi nước.

Vanadium

Năm phát hiện	Trạng thái
1803	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
50.94151	6 g/L

⁵¹ ₂₃ V

Electron	Proton	Neutron
23	23	28
Cấu hình electron
[Ar] 3d³4s²

Phát hiện bởi: Andrés Manuel del Río
Màu sắc: Lục bạc
Phân loại: Kim loại chuyển tiếp
Nhiệt độ nóng chảy: 2183 K
Nhiệt độ sôi: 3680 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 2, 3, 4
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.63
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

V là một thành phần được tìm thấy trong nhiều khoáng chất và được sử dụng để sản xuất một số hợp kim. Vanadi có khả năng chống ăn mòn tốt, và bền đối với các chất kiềm và các acid sulfuric và acid clohiđric. Nó làm chất xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học. Hợp chất thương mại quan trọng nhất là vanadi(V) oxít, được dùng làm chất xúc tác trong sản xuất acid sunfuric.

Chromium

Năm phát hiện	Trạng thái
1798	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
51.99616	7.19 g/L

⁵² ₂₄ Cr

Electron	Proton	Neutron
24	24	28
Cấu hình electron
[Ar] 3d⁵4s¹

Phát hiện bởi: Louis Nicolas Vauquelin
Màu sắc: Sáng bạc
Phân loại: Kim loại chuyển tiếp
Nhiệt độ nóng chảy: 2180 K
Nhiệt độ sôi: 2944 K
Trạng thái oxy hóa: -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: Mim loại
Độ âm điện: 1.63
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Cr là nguyên tố đầu tiên của nhóm 6. Là 1 kim loại cứng, giòn, có độ nóng chảy cao. Crom là nguyên tố phổ biến thứ 21 trong vỏ Trái Đất với nồng độ trung bình 100 ppm. Crom được khai thác dưới dạng quặng cromit (FeCr2O4). Hợp chất crom được sử dụng lần đầu tiên bởi người Trung Quốc vào khoảng 2000 năm trước. Ứng dụng trong luyện kim, sơn, thuốc nhuộm, chất xúc tác, phụ gia xi măng, chất chống ăn mòn.

Manganese

Năm phát hiện	Trạng thái
1774	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
54.9380443	7.21 g/L

⁵⁵ ₂₅ Mn

Electron	Proton	Neutron
25	25	30
Cấu hình electron
[Ar] 3d⁵4s²

Phát hiện bởi: Torbern Olof Bergman
Màu sắc: Sáng bạc
Phân loại: Kim loại chuyển tiếp
Nhiệt độ nóng chảy: 1519 K
Nhiệt độ sôi: 2334 K
Trạng thái oxy hóa: -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.55
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Mn là kim loại không tồn tại ở dạng nguyên tố tự do trong tự nhiên. Thường được tìm thấy ở dạng kết hợp với sắt và một số khoáng vật khác. Chiếm khoảng 1000 ppm (0,1%) trong vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ 12 về mức độ phổ biến của các nguyên tố. Mangan có mặt chủ yếu trong pyrolusit (MnO2), braunit, (Mn2+Mn3+6)(SiO12),[16] psilomelan (Ba,H2O)2Mn5O10, và ít hơn trong rhodochrosit (MnCO3). Mangan là nguyên tố đóng vai trò thiết yếu trong các cơ thể sống. Mangan có vai trò quan trọng trong sản xuất sắt thép vì có tác dụng khử lưu huỳnh, khử oxy, và mang những đặc tính của hợp kim, chất tạo màu và nhuộm màu cho gốm và thủy tinh.

Iron

Năm phát hiện	Trạng thái
Cổ đại	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
55.8452	7.874 g/L

⁵⁶ ₂₆ Fe

Electron	Proton	Neutron
26	26	30
Cấu hình electron
[Ar] 3d⁶4s²

Phát hiện bởi: 5000 BC
Màu sắc: Xám bạc
Phân loại: Kim loại chuyển tiếp
Nhiệt độ nóng chảy: 1811 K
Nhiệt độ sôi: 3134 K
Trạng thái oxy hóa: -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.83
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Fe là nguyên tố thuộc phân nhóm 2, chu kỳ 3. Là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trên Trái Đất, chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ Trái Đất. Phần lớn sắt được tìm thấy trong các dạng oxide sắt khác nhau, chẳng hạn như khoáng chất hematit, magnetit, taconit. Khoảng 5% các thiên thạch chứa hỗn hợp sắt-niken. cấu thành lớp vỏ ngoài và trong của lõi Trái Đất. Sắt đóng một vai trò quan trọng trong sinh học, tạo thành các phức chất với oxy phân tử trong hemoglobin và myoglobin.

Cobalt

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
58.9331944	8.9 g/L

⁵⁹ ₂₇ Co

Electron	Proton	Neutron
27	27	32
Cấu hình electron
[Ar] 3d⁷4s²

Phát hiện bởi: Georg Brandt
Màu sắc: hard lustrous gray metal
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1768 K
Nhiệt độ sôi: 3200 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1, 2, 3, 4, 5
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.88
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Cobalt is a chemical element with symbol Co and atomic number 27. Like nickel, cobalt in the Earth's crust is found only in chemically combined form, save for small deposits found in alloys of natural meteoric iron. The free element, produced by reductive smelting, is a hard, lustrous, silver-gray metal.

Nickel

Năm phát hiện	Trạng thái
1751	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
58.69344	8.908 g/L

⁵⁸ ₂₈ Ni

Electron	Proton	Neutron
28	28	30
Cấu hình electron
[Ar] 3d⁸4s²

Phát hiện bởi: Axel Fredrik Cronstedt
Màu sắc: lustrous, metallic, and silver with a gold tinge
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1728 K
Nhiệt độ sôi: 3003 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1, 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.91
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Nickel is a chemical element with symbol Ni and atomic number 28. It is a silvery-white lustrous metal with a slight golden tinge. Nickel belongs to the transition metals and is hard and ductile.

Copper

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
63.5463	8.96 g/L

⁶⁴ ₂₉ Cu

Electron	Proton	Neutron
29	29	35
Cấu hình electron
[Ar] 3d¹⁰4s¹

Phát hiện bởi: Middle East
Màu sắc: red-orange metallic luster
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1357.77 K
Nhiệt độ sôi: 2835 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.9
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Copper is a chemical element with symbol Cu (from Latin:cuprum) and atomic number 29. It is a soft, malleable and ductile metal with very high thermal and electrical conductivity. A freshly exposed surface of pure copper has a reddish-orange color.

Zinc

Năm phát hiện	Trạng thái
1746	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
65.382	7.14 g/L

⁶⁵ ₃₀ Zn

Electron	Proton	Neutron
30	30	35
Cấu hình electron
[Ar] 3d¹⁰4s²

Phát hiện bởi: India
Màu sắc: silver-gray
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 692.68 K
Nhiệt độ sôi: 1180 K
Trạng thái oxy hóa: 2
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.65
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Zinc, in commerce also spelter, is a chemical element with symbol Zn and atomic number 30. It is the first element of group 12 of the periodic table. In some respects zinc is chemically similar to magnesium:its ion is of similar size and its only common oxidation state is +2.

Gallium

Năm phát hiện	Trạng thái
1875	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
69.7231	5.91 g/L

⁷⁰ ₃₁ Ga

Electron	Proton	Neutron
31	31	39
Cấu hình electron
[Ar] 3d¹⁰4s²4p¹

Phát hiện bởi: Lecoq de Boisbaudran
Màu sắc: silver-white
Phân loại: post-transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 302.9146 K
Nhiệt độ sôi: 2673 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.81
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Gallium is a chemical element with symbol Ga and atomic number 31. Elemental gallium does not occur in free form in nature, but as the gallium(III) compounds that are in trace amounts in zinc ores and in bauxite. Gallium is a soft, silvery metal, and elemental gallium is a brittle solid at low temperatures, and melts at 29.76 °C (85.57 °F) (slightly above room temperature).

Germanium

Năm phát hiện	Trạng thái
1886	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
72.6308	5.323 g/L

⁷³ ₃₂ Ge

Electron	Proton	Neutron
32	32	41
Cấu hình electron
[Ar] 3d¹⁰4s²4p²

Phát hiện bởi: Lecoq de Boisbaudran
Màu sắc: grayish-white
Phân loại: metalloid
Nhiệt độ nóng chảy: 1211.4 K
Nhiệt độ sôi: 3106 K
Trạng thái oxy hóa: -4, 1, 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.01
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Germanium is a chemical element with symbol Ge and atomic number 32. It is a lustrous, hard, grayish-white metalloid in the carbon group, chemically similar to its group neighbors tin and silicon. Purified germanium is a semiconductor, with an appearance most similar to elemental silicon.

Arsenic

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
74.9215956	5.727 g/L

⁷⁵ ₃₃ As

Electron	Proton	Neutron
33	33	42
Cấu hình electron
[Ar] 3d¹⁰4s²4p³

Phát hiện bởi: Bronze Age
Màu sắc: metallic grey
Phân loại: metalloid
Nhiệt độ nóng chảy: 1090 K
Nhiệt độ sôi: 887 K
Trạng thái oxy hóa: -3, 2, 3, 5
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.18
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Arsenic is a chemical element with symbol As and atomic number 33. Arsenic occurs in many minerals, usually in conjunction with sulfur and metals, and also as a pure elemental crystal. Arsenic is a metalloid.

Selenium

Năm phát hiện	Trạng thái
1817	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
78.9718	4.81 g/L

⁷⁹ ₃₄ Se

Electron	Proton	Neutron
34	34	45
Cấu hình electron
[Ar] 3d¹⁰4s²4p⁴

Phát hiện bởi: Jöns Jakob Berzelius
Màu sắc: black, red
Phân loại: polyatomic nonmetal
Nhiệt độ nóng chảy: 494 K
Nhiệt độ sôi: 958 K
Trạng thái oxy hóa: -2, 2, 4, 6
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.55
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Selenium is a chemical element with symbol Se and atomic number 34. It is a nonmetal with properties that are intermediate between those of its periodic table column-adjacent chalcogen elements sulfur and tellurium. It rarely occurs in its elemental state in nature, or as pure ore compounds.

Bromine

Năm phát hiện	Trạng thái
1826	Liquid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
79.904	23.1028 g/L

⁸⁰ ₃₅ Br ₂

Electron	Proton	Neutron
35	35	45
Cấu hình electron
[Ar] 3d¹⁰4s²4p⁵

Phát hiện bởi: Antoine Jérôme Balard
Màu sắc:
Phân loại: diatomic nonmetal
Nhiệt độ nóng chảy: 265.8 K
Nhiệt độ sôi: 332 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1, 3, 4, 5, 7
Kiểu liên kết: covalent network
Độ âm điện: 2.96
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Bromine (from Ancient Greek:βρῶμος, brómos, meaning "stench") is a chemical element with symbol Br, and atomic number 35. It is a halogen. The element was isolated independently by two chemists, Carl Jacob Löwig and Antoine Jerome Balard, in 1825–1826.

Krypton

Năm phát hiện	Trạng thái
1898	Gas
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
83.7982	3.749 g/L

⁸⁴ ₃₆ Kr

Electron	Proton	Neutron
36	36	48
Cấu hình electron
[Ar] 3d¹⁰4s²4p⁶

Phát hiện bởi: William Ramsay
Màu sắc: colorless gas
Phân loại: noble gas
Nhiệt độ nóng chảy: 115.78 K
Nhiệt độ sôi: 119.93 K
Trạng thái oxy hóa: 2
Kiểu liên kết: atomic
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Krypton (from Greek:κρυπτός kryptos "the hidden one") is a chemical element with symbol Kr and atomic number 36. It is a member of group 18 (noble gases) elements. A colorless, odorless, tasteless noble gas, krypton occurs in trace amounts in the atmosphere, is isolated by fractionally distilling liquefied air, and is often used with other rare gases in fluorescent lamps.

Rubidium

Năm phát hiện	Trạng thái
1861	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
85.46783	1.532 g/L

⁸⁵ ₃₇ Rb

Electron	Proton	Neutron
37	37	48
Cấu hình electron
[Kr] 5s¹

Phát hiện bởi: Robert Bunsen
Màu sắc: grey white
Phân loại: alkali metal
Nhiệt độ nóng chảy: 312.45 K
Nhiệt độ sôi: 961 K
Trạng thái oxy hóa: 1
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 0.82
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Rubidium is a chemical element with symbol Rb and atomic number 37. Rubidium is a soft, silvery-white metallic element of the alkali metal group, with an atomic mass of 85.4678. Elemental rubidium is highly reactive, with properties similar to those of other alkali metals, such as very rapid oxidation in air.

Strontium

Năm phát hiện	Trạng thái
1790	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
87.621	2.64 g/L

⁸⁸ ₃₈ Sr

Electron	Proton	Neutron
38	38	50
Cấu hình electron
[Kr] 5s²

Phát hiện bởi: William Cruickshank (chemist)
Màu sắc:
Phân loại: alkaline earth metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1050 K
Nhiệt độ sôi: 1650 K
Trạng thái oxy hóa: 2
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 0.95
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Strontium is a chemical element with symbol Sr and atomic number 38. An alkaline earth metal, strontium is a soft silver-white or yellowish metallic element that is highly reactive chemically. The metal turns yellow when it is exposed to air.

Yttrium

Năm phát hiện	Trạng thái
1794	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
88.905842	4.472 g/L

⁸⁹ ₃₉ Y

Electron	Proton	Neutron
39	39	50
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹5s²

Phát hiện bởi: Johan Gadolin
Màu sắc: silvery white
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1799 K
Nhiệt độ sôi: 3203 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.22
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Yttrium is a chemical element with symbol Y and atomic number 39. It is a silvery-metallic transition metal chemically similar to the lanthanides and it has often been classified as a "rare earth element". Yttrium is almost always found combined with the lanthanides in rare earth minerals and is never found in nature as a free element.

Zirconium

Năm phát hiện	Trạng thái
1789	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
91.2242	6.52 g/L

⁹¹ ₄₀ Zr

Electron	Proton	Neutron
40	40	51
Cấu hình electron
[Kr] 4d²5s²

Phát hiện bởi: Martin Heinrich Klaproth
Màu sắc: silvery white
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 2128 K
Nhiệt độ sôi: 4650 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.33
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Zirconium is a chemical element with symbol Zr and atomic number 40. The name of zirconium is taken from the name of the mineral zircon, the most important source of zirconium. The word zircon comes from the Persian word zargun زرگون, meaning "gold-colored".

Niobium

Năm phát hiện	Trạng thái
1801	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
92.906372	8.57 g/L

⁹³ ₄₁ Nb

Electron	Proton	Neutron
41	41	52
Cấu hình electron
[Kr] 4d⁴5s¹

Phát hiện bởi: Charles Hatchett
Màu sắc: gray metallic, bluish when oxidized
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 2750 K
Nhiệt độ sôi: 5017 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 2, 3, 4, 5
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.6
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Niobium, formerly columbium, is a chemical element with symbol Nb (formerly Cb) and atomic number 41. It is a soft, grey, ductile transition metal, which is often found in the pyrochlore mineral, the main commercial source for niobium, and columbite. The name comes from Greek mythology:Niobe, daughter of Tantalus since it is so similar to tantalum.

Molybdenum

Năm phát hiện	Trạng thái
1778	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
95.951	10.28 g/L

⁹⁶ ₄₂ Mo

Electron	Proton	Neutron
42	42	54
Cấu hình electron
[Kr] 4d⁵5s¹

Phát hiện bởi: Carl Wilhelm Scheele
Màu sắc: gray metallic,
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 2896 K
Nhiệt độ sôi: 4912 K
Trạng thái oxy hóa: -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.16
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Molybdenum is a chemical element with symbol Mo and atomic number 42. The name is from Neo-Latin molybdaenum, from Ancient Greek Μόλυβδος molybdos, meaning lead, since its ores were confused with lead ores. Molybdenum minerals have been known throughout history, but the element was discovered (in the sense of differentiating it as a new entity from the mineral salts of other metals) in 1778 by Carl Wilhelm Scheele.

Technetium

Năm phát hiện	Trạng thái
1937	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
98	11 g/L

⁹⁸ ₄₃ Tc

Electron	Proton	Neutron
43	43	55
Cấu hình electron
[Kr] 4d⁵5s²

Phát hiện bởi: Emilio Segrè
Màu sắc: shiny gray metal
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 2430 K
Nhiệt độ sôi: 4538 K
Trạng thái oxy hóa: -3, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.9
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Technetium (/tɛkˈniːʃiəm/) is a chemical element with symbol Tc and atomic number 43. It is the element with the lowest atomic number in the periodic table that has no stable isotopes:every form of it is radioactive. Nearly all technetium is produced synthetically, and only minute amounts are found in nature.

Ruthenium

Năm phát hiện	Trạng thái
1827	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
101.072	12.37 g/L

¹⁰¹ ₄₄ Ru

Electron	Proton	Neutron
44	44	57
Cấu hình electron
[Kr] 4d⁷5s¹

Phát hiện bởi: Karl Ernst Claus
Màu sắc: silvery white metallic
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 2607 K
Nhiệt độ sôi: 4423 K
Trạng thái oxy hóa: -2, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Ruthenium is a chemical element with symbol Ru and atomic number 44. It is a rare transition metal belonging to the platinum group of the periodic table. Like the other metals of the platinum group, ruthenium is inert to most other chemicals.

Rhodium

Năm phát hiện	Trạng thái
1803	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
101.072	12.41 g/L

¹⁰³ ₄₅ Rh

Electron	Proton	Neutron
45	45	58
Cấu hình electron
[Kr] 4d⁸5s¹

Phát hiện bởi: William Hyde Wollaston
Màu sắc: silvery white metallic
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 2237 K
Nhiệt độ sôi: 3968 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.28
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Rhodium is a chemical element with symbol Rh and atomic number 45. It is a rare, silvery-white, hard, and chemically inert transition metal. It is a member of the platinum group.

Palladium

Năm phát hiện	Trạng thái
1803	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
106.421	12.023 g/L

¹⁰⁶ ₄₆ Pd

Electron	Proton	Neutron
46	46	60
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹⁰

Phát hiện bởi: William Hyde Wollaston
Màu sắc: silvery white
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1828.05 K
Nhiệt độ sôi: 3236 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Palladium is a chemical element with symbol Pd and atomic number 46. It is a rare and lustrous silvery-white metal discovered in 1803 by William Hyde Wollaston. He named it after the asteroid Pallas, which was itself named after the epithet of the Greek goddess Athena, acquired by her when she slew Pallas.

Silver

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
107.86822	10.49 g/L

¹⁰⁸ ₄₇ Ag

Electron	Proton	Neutron
47	47	61
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹⁰5s¹

Phát hiện bởi: unknown, before 5000 BC
Màu sắc: lustrous white metal
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1234.93 K
Nhiệt độ sôi: 2435 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.93
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Silver is a chemical element with symbol Ag (Greek:άργυρος árguros, Latin:argentum, both from the Indo-European root *h₂erǵ- for "grey" or "shining") and atomic number 47. A soft, white, lustrous transition metal, it possesses the highest electrical conductivity, thermal conductivity and reflectivity of any metal. The metal occurs naturally in its pure, free form (native silver), as an alloy with gold and other metals, and in minerals such as argentite and chlorargyrite.

Cadmium

Năm phát hiện	Trạng thái
1817	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
112.4144	8.65 g/L

¹¹² ₄₈ Cd

Electron	Proton	Neutron
48	48	64
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹⁰5s²

Phát hiện bởi: Karl Samuel Leberecht Hermann
Màu sắc: silvery bluish-gray metallic
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 594.22 K
Nhiệt độ sôi: 1040 K
Trạng thái oxy hóa: 2
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.69
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Cadmium is a chemical element with symbol Cd and atomic number 48. This soft, bluish-white metal is chemically similar to the two other stable metals in group 12, zinc and mercury. Like zinc, it prefers oxidation state +2 in most of its compounds and like mercury it shows a low melting point compared to transition metals.

Indium

Năm phát hiện	Trạng thái
1863	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
114.8181	7.31 g/L

¹¹⁵ ₄₉ In

Electron	Proton	Neutron
49	49	66
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹⁰5s²5p¹

Phát hiện bởi: Ferdinand Reich
Màu sắc: silvery lustrous gray
Phân loại: post-transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 429.7485 K
Nhiệt độ sôi: 2345 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.78
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Indium is a chemical element with symbol In and atomic number 49. It is a post-transition metallic element that is rare in Earth's crust. The metal is very soft, malleable and easily fusible, with a melting point higher than sodium, but lower than lithium or tin.

Tin

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
118.7107	7.365 g/L

¹¹⁹ ₅₀ Sn

Electron	Proton	Neutron
50	50	69
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹⁰5s²5p²

Phát hiện bởi: unknown, before 3500 BC
Màu sắc: silvery-white (beta, β) or gray (alpha, α)
Phân loại: post-transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 505.08 K
Nhiệt độ sôi: 2875 K
Trạng thái oxy hóa: -4, 2, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.96
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Tin is a chemical element with the symbol Sn (for Latin:stannum) and atomic number 50. It is a main group metal in group 14 of the periodic table. Tin shows a chemical similarity to both neighboring group-14 elements, germanium and lead, and has two possible oxidation states, +2 and the slightly more stable +4.

Antimony

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
121.7601	6.697 g/L

¹²² ₅₁ Sb

Electron	Proton	Neutron
51	51	71
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹⁰5s²5p³

Phát hiện bởi: unknown, before 3000 BC
Màu sắc: silvery lustrous gray
Phân loại: metalloid
Nhiệt độ nóng chảy: 903.78 K
Nhiệt độ sôi: 1908 K
Trạng thái oxy hóa: -3, 3, 5
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.05
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Antimony is a chemical element with symbol Sb (from Latin:stibium) and atomic number 51. A lustrous gray metalloid, it is found in nature mainly as the sulfide mineral stibnite (Sb2S3). Antimony compounds have been known since ancient times and were used for cosmetics; metallic antimony was also known, but it was erroneously identified as lead upon its discovery.

Tellurium

Năm phát hiện	Trạng thái
1782	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
127.603	6.24 g/L

¹²⁸ ₅₂ Te

Electron	Proton	Neutron
52	52	76
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹⁰5s²5p⁴

Phát hiện bởi: Franz-Joseph Müller von Reichenstein
Màu sắc:
Phân loại: metalloid
Nhiệt độ nóng chảy: 722.66 K
Nhiệt độ sôi: 1261 K
Trạng thái oxy hóa: -2, 2, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.1
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Tellurium is a chemical element with symbol Te and atomic number 52. It is a brittle, mildly toxic, rare, silver-white metalloid. Tellurium is chemically related to selenium and sulfur.

Iodine

Năm phát hiện	Trạng thái
1811	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
126.904473	4.933 g/L

¹²⁷ ₅₃ I ₂

Electron	Proton	Neutron
53	53	74
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹⁰5s²5p⁵

Phát hiện bởi: Bernard Courtois
Màu sắc: lustrous metallic gray, violet as a gas
Phân loại: halogen
Nhiệt độ nóng chảy: 386.85 K
Nhiệt độ sôi: 457.4 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1, 3, 5, 7
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.66
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Iodine is a chemical element with symbol I and atomic number 53. The name is from Greek ἰοειδής ioeidēs, meaning violet or purple, due to the color of iodine vapor. Iodine and its compounds are primarily used in nutrition, and industrially in the production of acetic acid and certain polymers.

Xenon

Năm phát hiện	Trạng thái
1898	Gas
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
131.2936	5.894 g/L

¹³¹ ₅₄ Xe

Electron	Proton	Neutron
54	54	77
Cấu hình electron
[Kr] 4d¹⁰5s²5p⁶

Phát hiện bởi: William Ramsay
Màu sắc: colorless gas
Phân loại: noble gas
Nhiệt độ nóng chảy: 161.4 K
Nhiệt độ sôi: 165.051 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 4, 6, 8
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Xenon is a chemical element with symbol Xe and atomic number 54. It is a colorless, dense, odorless noble gas, that occurs in the Earth's atmosphere in trace amounts. Although generally unreactive, xenon can undergo a few chemical reactions such as the formation of xenon hexafluoroplatinate, the first noble gas compound to be synthesized.

Caesium

Năm phát hiện	Trạng thái
1860	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
132.905451966	1.93 g/L

¹³³ ₅₅ Cs

Electron	Proton	Neutron
55	55	78
Cấu hình electron
[Xe] 6s¹

Phát hiện bởi: Robert Bunsen
Màu sắc: silvery gold
Phân loại: alkali metal
Nhiệt độ nóng chảy: 301.7 K
Nhiệt độ sôi: 944 K
Trạng thái oxy hóa: 1
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Caesium or cesium is a chemical element with symbol Cs and atomic number 55. It is a soft, silvery-gold alkali metal with a melting point of 28 °C (82 °F), which makes it one of only five elemental metals that are liquid at or near room temperature. Caesium is an alkali metal and has physical and chemical properties similar to those of rubidium and potassium.

Barium

Năm phát hiện	Trạng thái
1808	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
137.3277	3.51 g/L

¹³⁷ ₅₆ Ba

Electron	Proton	Neutron
56	56	81
Cấu hình electron
[Xe] 6s²

Phát hiện bởi: Carl Wilhelm Scheele
Màu sắc: silvery gold
Phân loại: alkaline earth metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1000 K
Nhiệt độ sôi: 2118 K
Trạng thái oxy hóa: 2
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 0.89
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Barium is a chemical element with symbol Ba and atomic number 56. It is the fifth element in Group 2, a soft silvery metallic alkaline earth metal. Because of its high chemical reactivity barium is never found in nature as a free element.

Lanthanum

Năm phát hiện	Trạng thái
1839	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
138.905477	6.162 g/L

¹³⁹ ₅₇ La

Electron	Proton	Neutron
57	57	82
Cấu hình electron
[Xe] 5d¹6s²

Phát hiện bởi: Carl Gustaf Mosander
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1193 K
Nhiệt độ sôi: 3737 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.1
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Lanthanum is a soft, ductile, silvery-white metallic chemical element with symbol La and atomic number 57. It tarnishes rapidly when exposed to air and is soft enough to be cut with a knife. It gave its name to the lanthanide series, a group of 15 similar elements between lanthanum and lutetium in the periodic table:it is also sometimes considered the first element of the 6th-period transition metals.

Cerium

Năm phát hiện	Trạng thái
1803	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
140.1161	6.77 g/L

¹⁴⁰ ₅₈ Ce

Electron	Proton	Neutron
58	58	82
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹5d¹6s²

Phát hiện bởi: Martin Heinrich Klaproth
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1068 K
Nhiệt độ sôi: 3716 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.12
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Cerium is a chemical element with symbol Ce and atomic number 58. It is a soft, silvery, ductile metal which easily oxidizes in air. Cerium was named after the dwarf planet Ceres (itself named after the Roman goddess of agriculture).

Praseodymium

Năm phát hiện	Trạng thái
1885	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
140.907662	6.77 g/L

¹⁴¹ ₅₉ Pr

Electron	Proton	Neutron
59	59	82
Cấu hình electron
[Xe] 4f³6s²

Phát hiện bởi: Carl Auer von Welsbach
Màu sắc: grayish white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1208 K
Nhiệt độ sôi: 3403 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.13
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Praseodymium is a chemical element with symbol Pr and atomic number 59. Praseodymium is a soft, silvery, malleable and ductile metal in the lanthanide group. It is valued for its magnetic, electrical, chemical, and optical properties.

Neodymium

Năm phát hiện	Trạng thái
1885	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
144.2423	7.01 g/L

¹⁴⁴ ₆₀ Nd

Electron	Proton	Neutron
60	60	84
Cấu hình electron
[Xe] 4f⁴6s²

Phát hiện bởi: Carl Auer von Welsbach
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1297 K
Nhiệt độ sôi: 3347 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.14
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Neodymium is a chemical element with symbol Nd and atomic number 60. It is a soft silvery metal that tarnishes in air. Neodymium was discovered in 1885 by the Austrian chemist Carl Auer von Welsbach.

Promethium

Năm phát hiện	Trạng thái
1947	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
145	7.26 g/L

¹⁴⁵ ₆₁ Pm

Electron	Proton	Neutron
61	61	84
Cấu hình electron
[Xe] 4f⁵6s²

Phát hiện bởi: Chien Shiung Wu
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1315 K
Nhiệt độ sôi: 3273 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.13
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Promethium, originally prometheum, is a chemical element with the symbol Pm and atomic number 61. All of its isotopes are radioactive; it is one of only two such elements that are followed in the periodic table by elements with stable forms, a distinction shared with technetium. Chemically, promethium is a lanthanide, which forms salts when combined with other elements.

Samarium

Năm phát hiện	Trạng thái
1853	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
150.362	7.52 g/L

¹⁵⁰ ₆₂ Sm

Electron	Proton	Neutron
62	62	88
Cấu hình electron
[Xe] 4f⁶6s²

Phát hiện bởi: Lecoq de Boisbaudran
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1345 K
Nhiệt độ sôi: 2173 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.17
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Samarium is a chemical element with symbol Sm and atomic number 62. It is a moderately hard silvery metal that readily oxidizes in air. Being a typical member of the lanthanide series, samarium usually assumes the oxidation state +3.

Europium

Năm phát hiện	Trạng thái
1901	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
151.9641	5.264 g/L

¹⁵² ₆₃ Eu

Electron	Proton	Neutron
63	63	89
Cấu hình electron
[Xe] 4f⁷6s²

Phát hiện bởi: Eugène-Anatole Demarçay
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1099 K
Nhiệt độ sôi: 1802 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Europium is a chemical element with symbol Eu and atomic number 63. It was isolated in 1901 and is named after the continent of Europe. It is a moderately hard, silvery metal which readily oxidizes in air and water.

Gadolinium

Năm phát hiện	Trạng thái
1880	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
157.253	7.9 g/L

¹⁵⁷ ₆₄ Gd

Electron	Proton	Neutron
64	64	93
Cấu hình electron
[Xe] 4f⁷5d¹6s²

Phát hiện bởi: Jean Charles Galissard de Marignac
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1585 K
Nhiệt độ sôi: 3273 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Gadolinium is a chemical element with symbol Gd and atomic number 64. It is a silvery-white, malleable and ductile rare-earth metal. It is found in nature only in combined (salt) form.

Terbium

Năm phát hiện	Trạng thái
1843	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
158.925352	8.23 g/L

¹⁵⁹ ₆₅ Tb

Electron	Proton	Neutron
65	65	94
Cấu hình electron
[Xe] 4f⁹6s²

Phát hiện bởi: Carl Gustaf Mosander
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1629 K
Nhiệt độ sôi: 3396 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Terbium is a chemical element with symbol Tb and atomic number 65. It is a silvery-white rare earth metal that is malleable, ductile and soft enough to be cut with a knife. Terbium is never found in nature as a free element, but it is contained in many minerals, including cerite, gadolinite, monazite, xenotime and euxenite.

Dysprosium

Năm phát hiện	Trạng thái
1886	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
162.5001	8.54 g/L

¹⁶³ ₆₆ Dy

Electron	Proton	Neutron
66	66	97
Cấu hình electron
[Xe] 4f⁹6s²

Phát hiện bởi: Lecoq de Boisbaudran
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1680 K
Nhiệt độ sôi: 2840 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.22
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Dysprosium is a chemical element with the symbol Dy and atomic number 66. It is a rare earth element with a metallic silver luster. Dysprosium is never found in nature as a free element, though it is found in various minerals, such as xenotime.

Holmium

Năm phát hiện	Trạng thái
1878	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
164.930332	8.79 g/L

¹⁶⁵ ₆₇ Ho

Electron	Proton	Neutron
67	67	98
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹¹6s²

Phát hiện bởi: Marc Delafontaine
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1734 K
Nhiệt độ sôi: 2873 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.23
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Holmium is a chemical element with symbol Ho and atomic number 67. Part of the lanthanide series, holmium is a rare earth element. Holmium was discovered by Swedish chemist Per Theodor Cleve.

Erbium

Năm phát hiện	Trạng thái
1842	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
167.2593	9.066 g/L

¹⁶⁷ ₆₈ Er

Electron	Proton	Neutron
68	68	99
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹²6s²

Phát hiện bởi: Carl Gustaf Mosander
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1802 K
Nhiệt độ sôi: 3141 K
Trạng thái oxy hóa: 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.24
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Erbium is a chemical element in the lanthanide series, with symbol Er and atomic number 68. A silvery-white solid metal when artificially isolated, natural erbium is always found in chemical combination with other elements on Earth. As such, it is a rare earth element which is associated with several other rare elements in the mineral gadolinite from Ytterby in Sweden, where yttrium, ytterbium, and terbium were discovered.

Thulium

Năm phát hiện	Trạng thái
1879	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
168.934222	9.32 g/L

¹⁶⁹ ₆₉ Tm

Electron	Proton	Neutron
69	69	100
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹³6s²

Phát hiện bởi: Per Teodor Cleve
Màu sắc: silvery gray
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1818 K
Nhiệt độ sôi: 2223 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.25
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Thulium is a chemical element with symbol Tm and atomic number 69. It is the thirteenth and antepenultimate (third-last) element in the lanthanide series. Like the other lanthanides, the most common oxidation state is +3, seen in its oxide, halides and other compounds.

Ytterbium

Năm phát hiện	Trạng thái
1878	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
173.0451	6.9 g/L

¹⁷³ ₇₀ Yb

Electron	Proton	Neutron
70	70	103
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴6s²

Phát hiện bởi: Jean Charles Galissard de Marignac
Màu sắc: silvery gray
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1097 K
Nhiệt độ sôi: 1469 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.1
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Ytterbium is a chemical element with symbol Yb and atomic number 70. It is the fourteenth and penultimate element in the lanthanide series, which is the basis of the relative stability of its +2 oxidation state. However, like the other lanthanides, its most common oxidation state is +3, seen in its oxide, halides and other compounds.

Lutetium

Năm phát hiện	Trạng thái
1907	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
174.96681	9.841 g/L

¹⁷⁵ ₇₁ Lu

Electron	Proton	Neutron
71	71	104
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d¹6s²

Phát hiện bởi: Georges Urbain
Màu sắc: silvery white
Phân loại: lanthanide
Nhiệt độ nóng chảy: 1925 K
Nhiệt độ sôi: 3675 K
Trạng thái oxy hóa: 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.27
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Lutetium is a chemical element with symbol Lu and atomic number 71. It is a silvery white metal, which resists corrosion in dry, but not in moist air. It is considered the first element of the 6th-period transition metals and the last element in the lanthanide series, and is traditionally counted among the rare earths.

Hafnium

Năm phát hiện	Trạng thái
1923	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
178.492	13.31 g/L

¹⁷⁸ ₇₂ Hf

Electron	Proton	Neutron
72	72	106
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d²6s²

Phát hiện bởi: Dirk Coster
Màu sắc: steel gray
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 2506 K
Nhiệt độ sôi: 4876 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.3
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Hafnium is a chemical element with symbol Hf and atomic number 72. A lustrous, silvery gray, tetravalent transition metal, hafnium chemically resembles zirconium and is found in zirconium minerals. Its existence was predicted by Dmitri Mendeleev in 1869, though it was not identified until 1923, making it the penultimate stable element to be discovered (rhenium was identified two years later).

Tantalum

Năm phát hiện	Trạng thái
1802	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
180.947882	16.69 g/L

¹⁸¹ ₇₃ Ta

Electron	Proton	Neutron
73	73	108
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d³6s²

Phát hiện bởi: Anders Gustaf Ekeberg
Màu sắc: gray blue
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 3290 K
Nhiệt độ sôi: 5731 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.5
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Tantalum is a chemical element with symbol Ta and atomic number 73. Previously known as tantalium, its name comes from Tantalus, an antihero from Greek mythology. Tantalum is a rare, hard, blue-gray, lustrous transition metal that is highly corrosion-resistant.

Tungsten

Năm phát hiện	Trạng thái
1783	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
183.841	19.25 g/L

¹⁸⁴ ₇₄ W

Electron	Proton	Neutron
74	74	110
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d⁴6s²

Phát hiện bởi: Carl Wilhelm Scheele
Màu sắc: grayish white, lustrous
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 3695 K
Nhiệt độ sôi: 6203 K
Trạng thái oxy hóa: -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.36
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Tungsten, also known as wolfram, is a chemical element with symbol W and atomic number 74. The word tungsten comes from the Swedish language tung sten, which directly translates to heavy stone. Its name in Swedish is volfram, however, in order to distinguish it from scheelite, which in Swedish is alternatively named tungsten.

Rhenium

Năm phát hiện	Trạng thái
1925	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
186.2071	21.02 g/L

¹⁸⁶ ₇₅ Re

Electron	Proton	Neutron
75	75	111
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d⁵6s²

Phát hiện bởi: Masataka Ogawa
Màu sắc: silvery-grayish
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 3459 K
Nhiệt độ sôi: 5869 K
Trạng thái oxy hóa: -3, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.9
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Rhenium is a chemical element with symbol Re and atomic number 75. It is a silvery-white, heavy, third-row transition metal in group 7 of the periodic table. With an estimated average concentration of 1 part per billion (ppb), rhenium is one of the rarest elements in the Earth's crust.

Osmium

Năm phát hiện	Trạng thái
1803	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
190.233	22.59 g/L

¹⁸⁷ ₇₆ Os

Electron	Proton	Neutron
76	76	111
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d⁶6s²

Phát hiện bởi: Smithson Tennant
Màu sắc: silvery, blue cast
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 3306 K
Nhiệt độ sôi: 5285 K
Trạng thái oxy hóa: -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Osmium (from Greek osme (ὀσμή) meaning "smell") is a chemical element with symbol Os and atomic number 76. It is a hard, brittle, bluish-white transition metal in the platinum group that is found as a trace element in alloys, mostly in platinum ores. Osmium is the densest naturally occurring element, with a density of 22.59 g/cm3.

Iridium

Năm phát hiện	Trạng thái
1803	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
192.2173	22.56 g/L

¹⁹² ₇₇ Ir

Electron	Proton	Neutron
77	77	115
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d⁷6s²

Phát hiện bởi: Smithson Tennant
Màu sắc: silvery white
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 2719 K
Nhiệt độ sôi: 4403 K
Trạng thái oxy hóa: -3, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Iridium is a chemical element with symbol Ir and atomic number 77. A very hard, brittle, silvery-white transition metal of the platinum group, iridium is generally credited with being the second densest element (after osmium) based on measured density, although calculations involving the space lattices of the elements show that iridium is denser. It is also the most corrosion-resistant metal, even at temperatures as high as 2000 °C. Although only certain molten salts and halogens are corrosive to solid iridium, finely divided iridium dust is much more reactive and can be flammable.

Platinum

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
195.0849	21.45 g/L

¹⁹⁵ ₇₈ Pt

Electron	Proton	Neutron
78	78	117
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d⁹6s¹

Phát hiện bởi: Antonio de Ulloa
Màu sắc: silvery white
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 2041.4 K
Nhiệt độ sôi: 4098 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.28
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Platinum is a chemical element with symbol Pt and atomic number 78. It is a dense, malleable, ductile, highly unreactive, precious, gray-white transition metal. Its name is derived from the Spanish term platina, which is literally translated into "little silver".

Gold

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
196.9665695	19.3 g/L

¹⁹⁷ ₇₉ Au

Electron	Proton	Neutron
79	79	118
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s¹

Phát hiện bởi: Middle East
Màu sắc: metallic yellow
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1337.33 K
Nhiệt độ sôi: 3243 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1, 2, 3, 5
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.54
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Gold is a chemical element with symbol Au (from Latin:aurum) and atomic number 79. In its purest form, it is a bright, slightly reddish yellow, dense, soft, malleable and ductile metal. Chemically, gold is a transition metal and a group 11 element.

Mercury

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Liquid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
200.5923	13.534 g/L

²⁰¹ ₈₀ Hg

Electron	Proton	Neutron
80	80	121
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s²

Phát hiện bởi: unknown, before 2000 BCE
Màu sắc: silvery
Phân loại: transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 234.321 K
Nhiệt độ sôi: 629.88 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 2, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Mercury is a chemical element with symbol Hg and atomic number 80. It is commonly known as quicksilver and was formerly named hydrargyrum (/haɪˈdrɑːrdʒərəm/). A heavy, silvery d-block element, mercury is the only metallic element that is liquid at standard conditions for temperature and pressure; the only other element that is liquid under these conditions is bromine, though metals such as caesium, gallium, and rubidium melt just above room temperature.

Thallium

Năm phát hiện	Trạng thái
1861	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
204.38	11.85 g/L

²⁰⁴ ₈₁ Tl

Electron	Proton	Neutron
81	81	123
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s²6p¹

Phát hiện bởi: William Crookes
Màu sắc: silvery white
Phân loại: post-transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 577 K
Nhiệt độ sôi: 1746 K
Trạng thái oxy hóa: 1, 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.04
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Thallium is a chemical element with symbol Tl and atomic number 81. This soft gray post-transition metal is not found free in nature. When isolated, it resembles tin, but discolors when exposed to air.

Lead

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
207.21	11.34 g/L

²⁰⁸ ₈₂ Pb

Electron	Proton	Neutron
82	82	126
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s²6p²

Phát hiện bởi: Middle East
Màu sắc: metallic gray
Phân loại: post-transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 600.61 K
Nhiệt độ sôi: 2022 K
Trạng thái oxy hóa: -4, 2, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.33
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Lead (/lɛd/) is a chemical element in the carbon group with symbol Pb (from Latin:plumbum) and atomic number 82. Lead is a soft, malleable and heavy post-transition metal. Metallic lead has a bluish-white color after being freshly cut, but it soon tarnishes to a dull grayish color when exposed to air.

Bismuth

Năm phát hiện	Trạng thái
Ancient	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
208.980401	9.78 g/L

²⁰⁶ ₈₃ Bi

Electron	Proton	Neutron
83	83	123
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s²6p³

Phát hiện bởi: Claude François Geoffroy
Màu sắc: lustrous silver
Phân loại: post-transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 544.7 K
Nhiệt độ sôi: 1837 K
Trạng thái oxy hóa: -3, 3, 5
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.02
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Bismuth is a chemical element with symbol Bi and atomic number 83. Bismuth, a pentavalent post-transition metal, chemically resembles arsenic and antimony. Elemental bismuth may occur naturally, although its sulfide and oxide form important commercial ores.

Polonium

Năm phát hiện	Trạng thái
1898	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
209	9.196 g/L

²⁰⁹ ₈₄ Po

Electron	Proton	Neutron
84	84	125
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s²6p⁴

Phát hiện bởi: Pierre Curie
Màu sắc: silvery
Phân loại: post-transition metal
Nhiệt độ nóng chảy: 527 K
Nhiệt độ sôi: 1235 K
Trạng thái oxy hóa: -2, 2, 4, 6
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Polonium is a chemical element with symbol Po and atomic number 84, discovered in 1898 by Marie Curie and Pierre Curie. A rare and highly radioactive element with no stable isotopes, polonium is chemically similar to bismuth and tellurium, and it occurs in uranium ores. Applications of polonium are few.

Astatine

Năm phát hiện	Trạng thái
1940	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
210	26.35 g/L

²¹⁰ ₈₅ At

Electron	Proton	Neutron
85	85	125
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s²6p⁵

Phát hiện bởi: Dale R. Corson
Màu sắc: silvery
Phân loại: metalloid
Nhiệt độ nóng chảy: 575 K
Nhiệt độ sôi: 610 K
Trạng thái oxy hóa: -1, 1, 3, 5
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 2.2
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Astatine is a very rare radioactive chemical element with the chemical symbol At and atomic number 85. It occurs on Earth as the decay product of various heavier elements. All its isotopes are short-lived; the most stable is astatine-210, with a half-life of 8.1 hours.

Radon

Năm phát hiện	Trạng thái
1900	Gas
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
222	9.73 g/L

²²² ₈₆ Rn

Electron	Proton	Neutron
86	86	136
Cấu hình electron
[Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s²6p⁶

Phát hiện bởi: Friedrich Ernst Dorn
Màu sắc: colorless gas
Phân loại: noble gas
Nhiệt độ nóng chảy: 202 K
Nhiệt độ sôi: 211.5 K
Trạng thái oxy hóa: 2
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện:
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Radon is a chemical element with symbol Rn and atomic number 86. It is a radioactive, colorless, odorless, tasteless noble gas, occurring naturally as a decay product of radium. Its most stable isotope, 222Rn, has a half-life of 3.8 days.

Francium

Năm phát hiện	Trạng thái
1939	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
223	1.87 g/L

²²³ ₈₇ Fr

Electron	Proton	Neutron
87	87	136
Cấu hình electron
[Rn] 7s¹

Phát hiện bởi: Marguerite Perey
Màu sắc:
Phân loại: alkali metal
Nhiệt độ nóng chảy: 300 K
Nhiệt độ sôi: 950 K
Trạng thái oxy hóa: 1
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 0.7
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Francium is a chemical element with symbol Fr and atomic number 87. It used to be known as eka-caesium and actinium K. It is the second-least electronegative element, behind only caesium. Francium is a highly radioactive metal that decays into astatine, radium, and radon.

Radium

Năm phát hiện	Trạng thái
1898	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
226	5.5 g/L

²²⁶ ₈₈ Ra

Electron	Proton	Neutron
88	88	138
Cấu hình electron
[Rn] 7s²

Phát hiện bởi: Pierre Curie
Màu sắc:
Phân loại: alkaline earth metal
Nhiệt độ nóng chảy: 1233 K
Nhiệt độ sôi: 2010 K
Trạng thái oxy hóa: 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 0.9
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Radium is a chemical element with symbol Ra and atomic number 88. It is the sixth element in group 2 of the periodic table, also known as the alkaline earth metals. Pure radium is almost colorless, but it readily combines with nitrogen (rather than oxygen) on exposure to air, forming a black surface layer of radium nitride (Ra3N2).

Actinium

Năm phát hiện	Trạng thái
1898	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
226	10 g/L

²²⁷ ₈₉ Ac

Electron	Proton	Neutron
89	89	138
Cấu hình electron
[Rn] 6d¹7s²

Phát hiện bởi: Friedrich Oskar Giesel
Màu sắc:
Phân loại: actinide
Nhiệt độ nóng chảy: 1500 K
Nhiệt độ sôi: 3500 K
Trạng thái oxy hóa: 3
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.1
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Actinium is a radioactive chemical element with symbol Ac (not to be confused with the abbreviation for an acetyl group) and atomic number 89, which was discovered in 1899. It was the first non-primordial radioactive element to be isolated. Polonium, radium and radon were observed before actinium, but they were not isolated until 1902.

Thorium

Năm phát hiện	Trạng thái
1828	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
232.03774	11.724 g/L

²³² ₉₀ Th

Electron	Proton	Neutron
90	90	142
Cấu hình electron
[Rn] 6d²7s²

Phát hiện bởi: Jöns Jakob Berzelius
Màu sắc: silvery
Phân loại: actinide
Nhiệt độ nóng chảy: 2023 K
Nhiệt độ sôi: 5061 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.3
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Thorium is a chemical element with symbol Th and atomic number 90. A radioactive actinide metal, thorium is one of only two significantly radioactive elements that still occur naturally in large quantities as a primordial element (the other being uranium). It was discovered in 1828 by the Norwegian Reverend and amateur mineralogist Morten Thrane Esmark and identified by the Swedish chemist Jöns Jakob Berzelius, who named it after Thor, the Norse god of thunder.

Protactinium

Năm phát hiện	Trạng thái
1913	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
231.035882	15.37 g/L

²³¹ ₉₁ Pa

Electron	Proton	Neutron
91	91	140
Cấu hình electron
[Rn] 5f² 6d¹ 7s²

Phát hiện bởi: William Crookes
Màu sắc: bright, silvery metallic luster
Phân loại: actinide
Nhiệt độ nóng chảy: 1841 K
Nhiệt độ sôi: 4300 K
Trạng thái oxy hóa: 3, 4, 5
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.5
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Protactinium is a chemical element with symbol Pa and atomic number 91. It is a dense, silvery-gray metal which readily reacts with oxygen, water vapor and inorganic acids. It forms various chemical compounds where protactinium is usually present in the oxidation state +5, but can also assume +4 and even +2 or +3 states.

Uranium

Năm phát hiện	Trạng thái
1789	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
238.028913	19.1 g/L

²³⁸ ₉₂ U

Electron	Proton	Neutron
92	92	146
Cấu hình electron
[Rn] 5f³ 6d¹ 7s²

Phát hiện bởi: Martin Heinrich Klaproth
Màu sắc:
Phân loại: actinide
Nhiệt độ nóng chảy: 1405.3 K
Nhiệt độ sôi: 4404 K
Trạng thái oxy hóa: 3, 4, 5, 6
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.38
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Uranium is a chemical element with symbol U and atomic number 92. It is a silvery-white metal in the actinide series of the periodic table. A uranium atom has 92 protons and 92 electrons, of which 6 are valence electrons.

Neptunium

Năm phát hiện	Trạng thái
1940	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
237	20.45 g/L

²³⁷ ₉₃ Np

Electron	Proton	Neutron
93	93	144
Cấu hình electron
[Rn] 5f³ 6d¹ 7s²

Phát hiện bởi: Edwin McMillan
Màu sắc:
Phân loại: actinide
Nhiệt độ nóng chảy: 912 K
Nhiệt độ sôi: 4447 K
Trạng thái oxy hóa: 3, 4, 5, 6, 7
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.36
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Neptunium is a chemical element with symbol Np and atomic number 93. A radioactive actinide metal, neptunium is the first transuranic element. Its position in the periodic table just after uranium, named after the planet Uranus, led to it being named after Neptune, the next planet beyond Uranus.

Plutonium

Năm phát hiện	Trạng thái
1940	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
244	19.816 g/L

³³³ ₉₄ Pu

Electron	Proton	Neutron
94	94	239
Cấu hình electron
[Rn] 5f⁶ 7s²

Phát hiện bởi: Glenn T. Seaborg
Màu sắc: silvery white
Phân loại: actinide
Nhiệt độ nóng chảy: 912.5 K
Nhiệt độ sôi: 3505 K
Trạng thái oxy hóa: 3, 4, 5, 6, 7
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.28
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Plutonium is a transuranic radioactive chemical element with symbol Pu and atomic number 94. It is an actinide metal of silvery-gray appearance that tarnishes when exposed to air, and forms a dull coating when oxidized. The element normally exhibits six allotropes and four oxidation states.

Americium

Năm phát hiện	Trạng thái
1944	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
243	12 g/L

²⁴³ ₉₅ Am

Electron	Proton	Neutron
95	95	148
Cấu hình electron
[Rn] 5f⁷ 7s²

Phát hiện bởi: Glenn T. Seaborg
Màu sắc: silvery white
Phân loại: actinide
Nhiệt độ nóng chảy: 1449 K
Nhiệt độ sôi: 2880 K
Trạng thái oxy hóa: 3, 4, 5, 6, 7
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.3
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Americium is a radioactive transuranic chemical element with symbol Am and atomic number 95. This member of the actinide series is located in the periodic table under the lanthanide element europium, and thus by analogy was named after the Americas. Americium was first produced in 1944 by the group of Glenn T.Seaborg from Berkeley, California, at the metallurgical laboratory of University of Chicago.

Curium

Năm phát hiện	Trạng thái
1944	Solid
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
247	13.51 g/L

²⁴⁷ ₉₆ Cm

Electron	Proton	Neutron
96	96	151
Cấu hình electron
[Rn] 5f⁷ 6d¹ 7s²

Phát hiện bởi: Glenn T. Seaborg
Màu sắc: silvery metallic
Phân loại: actinide
Nhiệt độ nóng chảy: 1613 K
Nhiệt độ sôi: 3383 K
Trạng thái oxy hóa: 3, 4
Kiểu liên kết: metallic
Độ âm điện: 1.3
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Curium is a transuranic radioactive chemical element with symbol Cm and atomic number 96. This element of the actinide series was named after Marie and Pierre Curie – both were known for their research on radioactivity. Curium was first intentionally produced and identified in July 1944 by the group of Glenn T. Seaborg at the University of California, Berkeley.

Berkelium

Năm phát hiện	Trạng thái
1949	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
247	14.78 g/L

²⁴⁷ ₉₇ Bk

Electron	Proton	Neutron
97	97	150
Cấu hình electron
[Rn] 5f⁹ 7s²

Phát hiện bởi: Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley-Mỹ
Màu sắc: Bạc
Phân loại: Actini
Nhiệt độ nóng chảy: 1259 K
Nhiệt độ sôi: 2900 K
Trạng thái oxy hóa: 3, 4
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.3
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Bk được tổng hợp đầu tiên bằng cách dùng hạt anpha (các ion heli) bắn phá americi và được đặt tên theo Đại học California, Berkeley. Berkeli là nguyên tố siêu urani thứ 5 được tổng hợp. Berkeli được Glenn T. Seaborg, Albert Ghiorso, Stanley G. Thompson, và Kenneth Street, Jr. ở Đại học California, Berkeley tổng hợp đầu tiên vào tháng 12 năm 1949. Các nhà khoa học đã sử dụng máy cyclôtron để bắn phá hạt nhân 241Am kích thước miligam bằng các hạt anpha tạo ra 243Bk (chu kỳ bán rã 4,5 giờ) và hai neutron tự do. Berkeli tích tụ trong bộ xương. Phóng xạ có thể gây tổn thương hồng cầu. Hàm lượng tối đa cho phép đối với đồng vị Bk–249 trong xương người là 0,4 ng (nano-gam hay phần tỉ gam).

Californium

Năm phát hiện	Trạng thái
1950	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
251	15.1 g/L

²⁵¹ ₉₈ Cf

Electron	Proton	Neutron
98	98	153
Cấu hình electron
[Rn] 5f¹⁰ 7s²

Phát hiện bởi: Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley-Mỹ
Màu sắc: Bạc
Phân loại: Actini
Nhiệt độ nóng chảy: 1173 K
Nhiệt độ sôi: 1743 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3, 4
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.3
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Cf được tạo ra đầu tiên ngày 17 tháng 3 năm 1950 bằng cách bắn phá hạt nhân curi bằng các hạt alpha (các ion heli) tại Đại học California, Berkeley. Đây là nguyên tố siêu urani thứ sáu được tổng hợp, và là một trong các nguyên tố có khối lượng nguyên tử cao nhất. Tên gọi của nó được đặt theo tên của tiểu bang và trường đại học California. Californi được sử dụng trong một số ứng dụng như phát xạ neutron mạnh, trong khởi động các lò phản ứng hạt nhân, trị ung thư, và phát hiện chất nổ và độ mỏi kim loại. Nó cũng được sử dụng trong khai thác dầu bằng việc đo carota giếng khoan, tối ưu hóa các nhà máy phát điện dùng than, và các cơ sở sản xuất xi măng.

Einsteinium

Năm phát hiện	Trạng thái
1950	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
252	8.84 g/L

²⁵² ₉₉ Es

Electron	Proton	Neutron
99	99	153
Cấu hình electron
[Rn] 5f¹¹ 7s²

Phát hiện bởi: Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley-Mỹ
Màu sắc: Bạc
Phân loại: Actini
Nhiệt độ nóng chảy: 1133 K
Nhiệt độ sôi: 1269 K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết: Kim loại
Độ âm điện: 1.3
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Es là nguyên tố kim loại tổng hợp, nguyên tố siêu urani thứ 7. Tên của nó được đặt theo tên nhà khoa học Albert Einstein. Năm 1961, một lượng einsteini được tổng hợp vừa đủ để tạo một mẫu nhỏ 253-Es. Mẫu này nặng khoảng 10 microgam, và nó được cân nặng bằng cách cân bằng đặc biệt. Bên cạnh ứng dụng trong nghiên cứu khoa học (như nguyên tố trung gian để tạo ra các nguyên tố khác[8]), einsteini không có ứng dụng khác.

Fermium

Năm phát hiện	Trạng thái
1952	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
257	g/L

²⁵⁷ ₁₀₀ Fm

Electron	Proton	Neutron
100	100	157
Cấu hình electron
[Rn] 5f¹² 7s²

Phát hiện bởi: Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley-Mỹ
Màu sắc:
Phân loại: Actini
Nhiệt độ nóng chảy: 1800 K
Nhiệt độ sôi: K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết:
Độ âm điện: 1.3
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Fm được tạo ra bằng cách bắn phá hạt nhân plutoni bởi các neutron, và là nguyên tố siêu urani thứ 8. Nó được đặt tên theo tên nhà vật lý hạt nhân Enrico Fermi người Mỹ gốc Ý. Chỉ một lượng nhỏ fermi được sản xuất hoặc tách ra, do đó, có rất ít thông tin về tính chất hóa học của nó.

Mendelevium

Năm phát hiện	Trạng thái
1955	Rắn
Khối lượng nguyên tử	Mật độ
258	g/L

²⁵⁸ ₁₀₁ Md

Electron	Proton	Neutron
101	101	157
Cấu hình electron
[Rn] 5f¹³ 7s²

Phát hiện bởi: Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley-Mỹ
Màu sắc:
Phân loại: Actini
Nhiệt độ nóng chảy: 1100 K
Nhiệt độ sôi: K
Trạng thái oxy hóa: 2, 3
Kiểu liên kết:
Độ âm điện: 1.3
Xem thêm: Wikipedia
Hình ảnh: Hình ảnh

Md là nguyên tố siêu urani thuộc nhóm actini, thường được tổng hợp bằng cách bắn phá hạt nhân einsteini bởi các hạt anpha. Nguyên tố này được đặt theo tên của Dimitri Ivanovich Mendeleev, người đã lập ra bảng tuần hoàn.Hệ thống tuần hoàn của Mendeleev là cơ sở để phân nhóm các nguyên tố hóa học. Nguyên tố 101 là nguyên tố siêu urani thứ 9 được tổng hợp. 17 nguyên tử đầu tiên của nguyên tố này đã được tạo ra và phân tích bằng phương pháp tách-hấp thụ trao đổi-ion. Trong quá trình này, mendelevi có ưng xử rất giống Thuli, một dạng đồng đẳng tự nhiên của nó. Md đã được sử dụng để phát hiện các đặc tính hóa học của nguyên tố này khi nó nằm trong dung dịch. Chưa có những ứng dụng khác của mendelevi và chỉ một lượng rất ít mendelevi đã được tạo ra.

QUẢNG CÁO

QUẢNG CÁO

Tin liên quan:

Việt Nam lên kế hoạch sản xuất hydrogen, nguồn năng lượng sạch vô tận

Than đá trong chuyển dịch năng lượng [kỳ 1]: Hiện trạng và dự báo cung, cầu than

Những công nghệ sản xuất hydro phổ biến nhất hiện nay

Thử nghiệm thành công chu trình năng lượng carbon dioxide siêu tới hạn

Trả lời Hủy