Một số vấn đề về việc sử dụng cồn ethanol làm nhiên liệu cho xe cơ giới ở Việt Nam

Ethanol có công thức hóa học là C2H5OH. Trong đời sống hàng ngày, ethanol được biết đến dưới các tên như cồn y tế, cồn thực phẩm, rượu uống… Việc sử dụng ethanol làm nhiên liệu không phải là một điều gì mới. Chiếc động cơ  đầu tiên do Nikolaus August Otto chế thử năm 1860 cũng đã sử dụng ethanol làm nhiên liệu; Năm 1908, với ý tưởng “công – nông liên minh” nhằm thúc đẩy sự tăng trưởng nhanh chóng trong lĩnh vực nông nghiệp, Henry Ford đã tung ra thị trường những chiếc xe Ford  model T sử dụng ethanol được sản xuất từ nông sản. Tuy nhiên, sau này, Ethanol đã không thể cạnh tranh được về giá  cũng như tính tiện dụng so  với nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ. Vừa qua, do giá dầu mỏ tăng cao, cộng thêm các quy định khắt khe về bảo vệ môi trường, đặc biệt là các chất gây hiệu ứng nhà kính như CO2 và các yêu cầu về an ninh năng lượng nên một số quốc gia đã lại đưa ra giải pháp sử dụng ethanol làm nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu thông dụng có nguồn gốc từ dầu mỏ.
Tính chất của ethanol và ảnh hưởng của nó đến động cơ
So với xăng, trị số Octan của Ethanol rất cao (104 ROZ). Vì vậy, việc pha ethanol vào xăng thông dụng cũng sẽ có tác dụng nhất định trong việc hạn chế hiện tượng kích nổ. Thực tế cho thấy, xăng pha ethanol có trị số ốc tan cao hơn so với xăng gốc ban đầu.
Do nhiệt trị của ethanol chỉ bằng khoảng 0,6 so với nhiệt trị của xăng thông dụng nên về nguyên lý, để có thể sản sinh ra một lượng nhiệt năng như nhau thì phải cần một lượng ethanol gấp khoảng 1,67 lần so với  xăng. Vì vậy, để duy trì công suất cho động cơ  khi chuyển từ xăng sang ethanol nguyên chất hoặc nhiên liệu hỗn hợp có thành phần ethanol cao thì cần phải có các biện pháp để tăng lượng nhiên liệu cung cấp tương ứng với hàm lượng ethanol có trong đó.
Ngoài ra, áp suất bay hơi của ethanol cao hơn nhiều so với xăng. Tính chất này sẽ gây ra khó khăn cho động cơ sử dụng ethanol nguyên chất hoặc nhiên liệu hỗn hợp có thành phần ethanol cao trong việc khởi động xe ở nhiệt độ thấp và trong việc hòa trộn giữa nhiên liệu với không khí. Cũng do khả năng bay hơi kém nên ở loại động cơ nhiều xy lanh  sử dụng chế hòa khí hoặc phun nhiên liệu tập trung, một lượng lớn ethanol dạng lỏng đã tạo thành lớp màng mỏng bám trên đường ống nạp và dẫn tới sự phân bổ nhiên liệu không đồng đều giữa các xy lanh.
Đối với một số kim loại, ethanol có tính ăn mòn cao. Ngoài ra, êthanol còn có thể  gây hư hỏng đối với một số chi tiết động cơ được làm từ cao su hoặc chất dẻo tổng hợp. Một vấn đề cần lưu tâm nữa là ethanol có tính “hút nước” mạnh; nước có trong nhiên liệu có thể ảnh hưởng xấu đến tính năng hoạt động của động cơ.
Từ các tính chất vừa nêu cho thấy, để có thể tận dụng được hết tính năng ưu việt và hạn chế các nhược điểm của ethanol thì khi chuyển động cơ chạy xăng thông dụng sang chạy êthanol  cần có một số thay đổi nhất định. Nội dung và chi phí cho việc chuyển đổi động cơ chạy xăng thông dụng sang chạy ethanol thường tỷ lệ thuận với hàm lượng ethanol có trong nhiên liệu.
Việc sử dụng ethanol làm nhiên liệu tại một số nước trên thế giới
Là nhiên liệu cho ô tô, xe máy,  ethanol được sử dụng ở hai dạng: dạng nhiên liệu ethanol nguyên chất và dạng ethanol pha với xăng. Đối với nhiên liệu xăng pha Ethanol, người thường dùng chữ cái E và con số kèm theo để thể hiện hàm lượng ethanol tính theo phần trăm có trong hỗn hợp nhiên liệu, ví dụ E2 có nghĩa là trong loại “xăng” đó có 2 % ethanol hoặc E85 có 85 % ethanol.
Ở Mỹ hiện nay thì hầu hết các xe đều có thể sử dụng E10, nhiều xe còn có thể sử dụng E25 mà không phải thay đổi bất cứ bộ phận nào. Tại Brasilien, tất cả các loại xăng thông dụng được bán trên thị trường có hàm lượng ethanol thống nhất là 25 %. Hơn 80 % các xe đang lưu hành tại đây có thể chạy nhiên liệu có hàm lượng ethanol từ E0 cho tới E100.
Theo Tiêu chuẩn châu Âu EN 228 áp dụng chung trong Cộng đồng châu Âu thì trong các loại xăng thông dụng bán ra thị trường được phép pha một lượng ethanol tới 5 % và tại các trạm cung cấp nhiên liệu không cần phải niêm yết hàm lượng ehanol có trong đó; Những loại nhiên liệu có hàm lượng ethanol lớn hơn 5 % phì bắt buộc phải niêm yết rõ lượng ethanol có trong nhiên liệu (E10, E20…).  Việc sử dụng nhiên liệu với hàm lượng ethanol tới 5 % là hoàn toàn bình thường đối với tất cả các loại xe đang lưu hành ở châu Âu mà không cần phải thay đổi nào bất cứ bộ phận nào lắp trên xe. Tuy nhiên, vào thời điểm hiện tại, nếu chuyển sang sử dụng E10 sẽ có nhiều xe (chủ yếu là ở các nước Đông Âu cũ như Ba Lan, Tiệp Khắc cũ….) phải hoán cải mới có thể chạy được nhiên liệu có pha ethanol [1]. Theo công bố của tổ chức ADAC (CHLB Đức) thì riêng tại Đức đã có tới 2,25 triệu xe ô tô không thích hợp cho việc sử dụng nhiên liệu E10 [2].
Tại Úc, theo kết quả khảo sát năm 2006 thì chỉ có 60% xe đang lưu hành có thể sử dụng bình thường với nhiên liệu E10. Để giúp cho người sử dụng biết xe của mình có thể chạy được loại nhiên liệu pha ethanol hay không và nếu có thì  tỷ lệ là bao nhiêu, người ta đã công bố một danh sách cụ thể về khả năng sử dụng xăng pha ethanol của các loại xe chế tạo, nhập khẩu. Danh sách này có thể tham khảo tại trang: www.fcai.com.au /publications/all/all/all/3/capability-of-vehicles-to-satisfactorily-operate-on-ethanol-blend-petrol. Theo [3] thì chỉ các xe Hyundai sản xuất từ năm 2003 trở đi mới sử dụng được xăng pha ethanol; khả năng sử dụng nhiên liệu có pha ethanol của xe Mazda có thể tra cứu tại trang: www.mazda3club.com/showthread.php?t=38746.
Ở Ấn độ, một đất nước phải nhập khẩu tới 75 % lượng nhiên liệu sử dụng, chính phủ cho phép bán thí điểm E5 từ tháng 3/2002. Đến tháng 9 cùng năm, công bố quyết định sử dụng bắt buộc nhiên liệu E5 từ tháng 1/2003 tại 9 thành phố và 4 bang và từ tháng 6/2003 cho các thành phố và bang còn lại. Từ tháng 10/ 2008, toàn Ấn Độ chuyển sang sử dụng bắt buộc E10.
Để đạt được các kết quả nêu ở trên thì từ những năm đầu thập kỷ 70 của thế kỷ trước, khi xảy ra cuộc khủng hoảng năng lượng thì tại nhiều nước trên thế giới, chính phủ các quốc gia này đã phải căn cứ vào điều kiện cụ thể của nước mình để hoạch định ra chính sách về an ninh năng lượng. Trên cơ sở chính sách này, Nhà nước công bố cụ thể tỷ lệ nhiên liệu sinh học bắt buộc phải sử dụng cho từng thời  kỳ. Căn cứ vào đó, các doanh nghiệp trong lĩnh vực nhiên liệu sẽ chủ động vạch ra kế hoạch đầu tư sản xuất, nhập khẩu nhiên liệu sinh học; các nhà sản xuất xe lập kế hoạch tiến hành nghiên cứu đưa ra các giải pháp kỹ thuật thích hợp để xe cung cấp có thể chạy được loại nhiên liệu sinh học theo lộ trình đã được Nhà nước ấn định.
Vào thời điểm hiện tại, để khuyến khích người tiêu dùng sử dụng ethanol, tại hầu hết các nước trên thế giới đều có những chính sách ưu đãi về đầu tư sản xuất, về thuế, về giá, … đối với nhiên liệu ethanol; người ta thường phải lấy “lợi ích đối với môi trường và an ninh năng lượng…”  do việc sử dụng ethanol đem lại để bù cho các “chi phí khuyến khích sử dụng”  vừa nêu. Theo [4] thì mức trợ giá cho việc sản xuất ra một lít ethanol ở Mỹ từ 0,29 đến 0,36 USD và ở châu Âu là 1 USD.
Từ kinh nghiệm của thế giới cho thấy, việc sử dụng ethanol  làm nhiên liệu cho ô tô, xe máy không phải là vấn đề mới. Về mặt công nghệ, các nhà sản xuất nhiên liệu hoàn toàn có thể cung cấp cho thị trường các loại  nhiên liệu với tỷ lệ ethanol khác nhau thỏa mãn các yêu cầu quy định trong tiêu chuẩn nhiên liệu và các nhà sản xuất xe cũng đều có thể chế tạo được các xe chạy với nhiên liệu có thành phần ethanol khác nhau. Việc lựa chọn thành phần ethanol trong nhiên liệu  tại mỗi quốc gia hiện nay rất khác nhau và việc lựa chọn đó phải dựa vào điều kiện, hoàn cảnh riêng của từng quốc gia mà cụ thể là tính cấp thiết (an ninh năng lượng, bảo vệ môi trường…), nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol, giá nhiên liệu, lượng ethanol có thể cung ứng ổn định, mạng lưới phân phối nhiên liệu, lượng xe có thể chạy ethanol, phản ứng của cộng đồng…
Về việc nghiên cứu sử dụng ethanol làm nhiên liệu ở Việt Nam hiện nay
Trong thời gian vừa qua, đặc biệt là sau khi Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 177/2007/QĐ-TTg ngày 20/11/2007 phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năn 2015, tầm nhìn đến năm 2025”, nhiều  công trình nghiên cứu (trong đó có nhiều đề tài sử dụng kinh phí Nhà nước) nhằm đưa nhiên liệu sinh học trong đó có ethanol vào sử dụng  được tiến hành và công bố. Mới đây, Công ty Cổ phần hóa dầu và nhiên liệu sinh học dầu khí (PVB) đã triển khai việc bán thí điểm nhiên liệu E5 tại Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh, đồng thời ký thỏa thuận cung cấp nhiên liệu E5 để chạy thử cho 50 xe của doanh nghiệp vận tải bằng taxi tại Hà Nội. Để tuyên truyền cho việc sử dụng ethanol, một số người đã không ngần ngại tuyên bố: các xe đang lưu hành ở Việt Nam đều có thể sử dụng E5, E10 mà không có vấn đề gì, rồi thì sử dụng loại nhiên liệu này cho phép tiết kiệm tới 30 % nhiên liệu và tăng công suất động cơ….
Như ở phần trên đã trình bày, tại các nước thuộc Cộng đồng châu Âu, tại Úc… là các  quốc gia có nền công nghiệp ô tô rất phát triển, có chiến lược sử dụng nhiên liệu ethanol từ rất sớm nhưng tại thời điểm này tỷ lệ ethanol có trong nhiên liệu của các nước rất khác nhau, vẫn có nhiều loại xe chưa sử dụng ngay được loại nhiên liệu có ethanol với tỷ lệ nhất định nào đó. Trong khi đó, ở Việt Nam, ô tô, xe máy đang lưu hành hiện nay có xuất xứ rất đa dạng, cái thì sản xuất trong nước, cái thì nhập khẩu. Trong số xe nhập khẩu vào Việt Nam thì cũng có rất nhiều loại: loại thì được sản xuất để chạy ở châu Âu, loại thì để chạy ở Bắc Mỹ, loại thì để chạy ở Hàn Quốc, ở Trung Quốc, ở Trung Đông… Ngoài ra nếu tính theo kiểu loại, nhãn hiệu xe thì con số này phải tới cả nghìn. Vì vậy, ý kiến cho rằng: các xe ở Việt Nam đều có thể sử dụng  ngay E5, E10 mà không cần phải thay đổi bất kỳ bộ phận nào là chưa có cơ sở. Kết quả chạy thử nghiệm E5 theo cách thức hiện nay do Công ty BVP đang tiến hành không thể áp dụng chung cho tất cả các loại xe  lưu hành tại Việt Nam ….
Mặc dù, vừa qua đã có nhiều công trình nghiên cứu về công nghệ sản xuất ethanol từ một số loại nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam, nhưng cho đến  nay cũng chưa xác định được nguồn nguyên liệu chiến lược để sản xuất Ethanol của Việt Nam là gì? Là mía như ở Brasilien, hay là ngô như ở Mỹ hay là sắn (sản lượng sắn hiện nay của Việt Nam vào khoảng 8 triệu tấn/năm)….
Theo biểu thuế tiêu thụ đặc biệt vừa được công bố thì chỉ các xe có khả năng sử dụng nhiên liệu từ E30 trở lên mới bắt đầu được hưởng ưu đãi thuế so với xe sử dụng nhiên liệu xăng. Biểu thuế này chưa thực sự phù hợp lắm với mức độ phát triển công nghệ chế tạo ô tô cũng như với đề án phát triển nhiên liệu sinh học. Vì đến nay, phần lớn các nước trên thế giới mới đang ở quá trình chuyển từ E5 sang E10; Tại khoản 2, điều 1 của “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năn 2015, tầm nhìn đến năm 2025” được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt  thì mục tiêu đề ra cho năm 2015  là “ sản lượng ethanol và dầu thực vật đạt 250 nghìn tấn (pha được 5 triệu tấn E5, B5), đáp ứng 1% nhu cầu xăng dầu của cả nước” và tầm nhìn đến năm 2025 là “ đáp ứng 5 % nhu cầu xăng dầu của cả nước” thì không biết khi nào loại xe chạy nhiên liệu E30 mới phát huy hiệu quả của nó.  Ngoài ra để phát triển việc sử dụng nhiên liệu sinh học thì một vấn đề nữa cũng cần phải trao đổi, thảo luận, đó là nên “ưu đãi  thuế” cho khâu nào? cho nhiên liệu sinh học hay cho xe chạy được nhiên liệu sinh học?
Từ kinh nghiệm của thế giới và cách triển khai vừa qua ở nước ta cho thấy, cách làm hiện nay để đưa nhiên liệu liệu sinh học vào sử dụng vẫn còn mang nặng tính đơn lẻ, tự phát, thiếu sự điều hành tập trung, thống nhất và khoa học. Cách làm này đã dẫn tới các hệ lụy như: Nhà nước phải chi rất nhiều tiền cho các đề tài, dự án nghiên cứu sản xuất nhiên liệu, thử nghiệm khả năng sử dụng nhiên liệu sinh học của xe (đây đáng lý ra là nhiệm vụ của doanh nghiệp)…; trong khi đó thì khả năng ứng dụng kết quả nghiên cứu của các dự án, đề tài này rất hạn chế, thường chỉ dừng lại ở mức độ “thử nghiệm”, chưa phải là một sản phẩm có khả năng “thương mại” để mang lại hiệu quả cụ thể cho xã hội.  Cũng vì cách làm này chúng ta đã phải trả giá cho việc hàng loạt tàu cá chết máy ngoài khơi do sử dụng nhiên liệu làm từ mỡ cá Basa không đúng tiêu chuẩn, cho việc đến nay vẫn không biết có thể sử dụng rộng rãi nhiên liệu E5 cho ô tô, xe máy đang lưu hành ở Việt Nam được không, để rồi dẫn tới việc Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Việt Nam (VAMA) đã phải có văn bản kiến nghị và Bộ Công Thương phải ra quyết định đình chỉ việc bán rộng rãi nhiên liệu E5….
Trên cơ sở các vấn đề vừa trình bày, chúng tôi thấy, để có thể đưa ethanol và nhiên liệu sinh học nói chung vào sử dụng rộng rãi tại Việt Nam, trong thời gian tới chúng ta cần làm một số việc sau:
-   Căn cứ vào tình hình cụ thể của nước ta (như yêu cầu về an ninh năng lượng, bảo vệ môi trường, nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol, giá nhiên liệu, khả năng cung ứng ethanol ổn định, lượng xe có thể chạy ethanol) để  “luật hóa” lộ trình sử dụng nhiên liệu sinh học nói chung và cồn ethanol nói riêng. Để lộ trình có tính khả thi thì nó không thể chỉ được xây dựng theo đề xuất của một vài nhà quản lý hay viện nghiên cứu mà phải là kết quả của sự trao đổi, thống nhất giữa tất cả các bên có quyền lợi và nghĩa vụ liên quan, cụ thể là: giữa cơ quan quản lý Nhà nước, doanh nghiệp sản xuất – cung ứng nhiên liệu, doanh nghiệp sản xuất – nhập khẩu xe cơ giới và doanh nghiệp kinh doanh vận tải (người khai thác sử dụng).
-   Do hầu hết các bộ phận quan trọng để lắp ráp xe, trong đó có động cơ đến nay, chúng ta vẫn phải nhập khẩu nên việc ban hành tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật nhiên liệu sinh học cũng nên theo phương thức chuyển đối từ tiêu chuẩn thông dụng sẵn có của quốc tế.
-   Cần ban hành một cách đồng bộ các cơ chế chính sách cụ thể (vay vốn, thuế , trợ giá …) để khuyến khích việc trồng các loại cây nguyên liệu, việc đầu tư sản xuất nhiên liệu sinh học cũng như việc sử dụng nhiên liệu sinh học phù hợp với lộ trình đã được luật hóa và điều cốt lõi vẫn là: sao cho giá của nhiên liệu sinh học phải thực sự hấp dẫn đối với người tiêu dùng.
-   Căn cứ vào lộ trình đã được luật hóa, các nhà sản xuất và nhập khẩu xe có trách nhiệm chủ động tổ chức triển khai và công bố rộng rãi danh sách loại ô tô, xe máy có khả năng sử dụng được nhiên liệu sinh học.
Tài liệu tham khảo
[1]. http://de.wikipedia.org/wiki/Bioethanol
[2]. http://www.co2-steuer.info/informationen/informationen-zum-e10-kraftstoff-e10-benzin-vertraglichkeit.php
[3]. http://www.hyundai.com.au/default.aspx?Mode=BusyEditing&ArticleID=576#Ethanol
[4]. Hội đồng khoa học và chính sách quốc gia -  Nhiên liệu sinh học ở Việt Nam, Tiềm năng và cơ hội phát triển – NXB. Khoa học và Kỹ thuật 2007, trang 6.

Đỗ Hữu Đức
Cục Đăng kiểm Việt Nam