Chế phẩm có thể giúp Việt Nam tiết kiệm hàng chục nghìn tỷ đồng xăng dầu mỗi năm

Mức tiết kiệm nhiên liệu do phụ gia FNT6VN mang lại tương đương với giảm chi phí 3.000-3.500 đồng cho mỗi lít xăng dầu. Con số này có thể bù lại hơn một phần tư mức tăng giá xăng dầu gần đây.

Trong tháng qua, biến động địa chính trị thế giới khiến giá xăng tăng khoảng 40-50%, dầu diesel tăng tới 70%, tạo áp lực lớn lên chi phí vận hành của doanh nghiệp và đời sống người dân, đặc biệt trong các lĩnh vực phụ thuộc nhiều vào nhiên liệu như vận tải và sản xuất công nghiệp.

Trong bối cảnh đó, chế phẩm FNT6VN giúp tiết kiệm xăng dầu trên nhiều loại động cơ, do Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc - hóa dầu (Keylab PRT) nghiên cứu và phát triển có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, với triển vọng ứng dụng rộng rãi trong đời sống sinh hoạt, sản xuất, và có ý nghĩa tiềm năng lớn với an ninh năng lượng quốc gia.

Phụ gia này có "phạm vi áp dụng rộng, từ xăng, xăng sinh học (E5, E10), diesel, diesel sinh học cho đến các loại nhiên liệu công nghiệp như dầu FO, dầu vỏ hạt điều, dầu nhiên liệu thay thế", GS.TS Vũ Thị Thu Hà, Giám đốc Keylab PRT cho biết.

Khi đưa vào ứng dụng trong thực tế, FNT6VN đã giúp tiết kiệm nhiên liệu tới hơn 10% tùy điều kiện vận hành, theo thông tin từ ông Hoàng Anh Tuấn, nguyên Tổng giám đốc Xi măng Tân Thắng - nhà máy sử dụng chế phẩm này từ 2021.

Với người dùng cá nhân, doanh nghiệp vận tải hoặc sản xuất quy mô lớn, khoản tiết kiệm 3.000-3.500 đồng / lít xăng, dầu rất quan trọng. Ở quy mô toàn nền kinh tế, nếu mức tiết kiệm này được nhân lên với hàng chục triệu phương tiện giao thông và hàng nghìn nhà máy đang vận hành, phần nhiên liệu "không cần tiêu thụ" có thể tương đương với một nguồn cung năng lượng bổ sung đáng kể - góp phần giảm áp lực nhập khẩu và nâng cao tính chủ động của hệ thống năng lượng quốc gia.

Cơ chế tạo ra ưu điểm vượt trội

Trong cách hiểu thông thường, khi vận hành xe máy, ô tô hay các thiết bị sử dụng động cơ đốt trong, nhiên liệu được đưa vào, cháy và sinh ra năng lượng. Tuy nhiên, trên thực tế, quá trình cháy hiếm khi đạt trạng thái lý tưởng. Sự không đồng đều trong quá trình hòa trộn nhiên liệu - không khí, phân bố nhiệt độ không ổn định trong buồng đốt, cũng như đặc điểm động học của phản ứng cháy khiến một phần nhiên liệu không được đốt cháy hoàn toàn hoặc cháy không hiệu quả.

Phần năng lượng "chưa được khai thác hết" này chính là muội than, phát thải khói đen hoặc các sản phẩm cháy chưa hoàn toàn. Đây là phần "tổn thất" mà các nhà khoa học hướng tới can thiệp.

Khác với các giải pháp tiết kiệm năng lượng dựa trên nâng cấp thiết bị - vốn đòi hỏi tiền đầu tư lớn và thời gian triển khai dài - FNT6VN tiếp cận theo hướng tối ưu hóa "phần vi mô" của quá trình cháy mà không làm thay đổi động cơ.

So sánh với FNT6VN, phần lớn các phụ gia trước đó chỉ phù hợp với một số loại nhiên liệu nhất định, đồng thời yêu cầu tỷ lệ pha trộn tương đối cao, có thể tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng đến các đặc tính của nhiên liệu nếu không kiểm soát chặt, đồng thời cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu cũng còn hạn chế, giáo sư Vũ Thị Thu Hà cho biết.

Chế phẩm FNT6VN của nhóm nghiên cứu phát triển xuất phát từ ý tưởng một hệ phụ gia "đa zi năng", có khả năng tác động đồng thời lên nhiều khía cạnh của quá trình cháy, và chỉ cần sử dụng ở tỷ lệ rất thấp.

Có thể khái quát cơ chế tác động của chế phẩm FNT6VN theo ba nhóm chính:

Thứ nhất, cải thiện quá trình phân tán và hòa trộn nhiên liệu.

Phụ gia giúp nhiên liệu phân tán tốt hơn trong buồng đốt, làm tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu và không khí. Khi các giọt nhiên liệu được "làm tơi" và phân bố đồng đều hơn, phản ứng cháy diễn ra nhanh và triệt để hơn.

Thứ hai, hỗ trợ quá trình khởi phát và duy trì phản ứng cháy.

Phụ gia giúp quá trình cháy diễn ra thuận lợi hơn, đặc biệt trong các điều kiện vận hành không tối ưu như nhiên liệu chất lượng thấp (đối với lò đốt) hoặc chế độ tải biến động.

Thứ ba, hạn chế hình thành và tích tụ muội.

Một số thành phần trong phụ gia giúp giữ các hạt muội ở trạng thái phân tán, giảm kết tụ và bám dính trong buồng đốt, qua đó cải thiện điều kiện cháy và giảm phát thải.

Ba cơ chế này không tồn tại độc lập mà tương tác và cộng hưởng với nhau giúp tối ưu hiệu quả sử dụng năng lượng.

Kiểm chứng từ phòng thí nghiệm tới quy mô công nghiệp

Để có thể khẳng định hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu, chế phẩm FNT6VN đã trải qua một quá trình nghiên cứu và thử nghiệm theo nhiều cấp độ để kiểm chứng: phụ gia có làm thay đổi chất lượng nhiên liệu hay không; khả năng tương thích với các loại nhiên liệu khác nhau; và ảnh hưởng của nhiên liệu pha phụ gia đến các chi tiết kim loại và phi kim tiếp xúc với nhiên liệu.

Các thử nghiệm được thực hiện trên nhiều động cơ ô tô và xe máy sử dụng xăng và xăng sinh học (E5, E10); động cơ sử dụng diesel và diesel sinh học; các tổ máy phát điện; cũng như các thiết bị đốt công nghiệp như nồi hơi sử dụng DO, biodiesel hoặc FO, các hệ thống đốt nhiên liệu lỏng hỗn hợp và lò nung công nghiệp trong các giai đoạn vận hành đặc thù.

Về hiệu quả tiết kiệm, ở cấp độ phòng thí nghiệm, thử nghiệm trên băng thử động cơ ghi nhận mức giảm tiêu hao nhiên liệu trên 8%, đồng thời công suất động cơ có xu hướng tăng nhẹ. Khi vận hành thực tế, đặc biệt với các phương tiện tải trọng lớn hoặc làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, như với xe siêu trường siêu trọng, mức tiết kiệm còn vượt 10%, do các yếu tố bất lợi trong quá trình cháy được bộc lộ rõ hơn và phụ gia phát huy tác dụng mạnh hơn.

Trong các ứng dụng công nghiệp, như nồi hơi sử dụng dầu DO hoặc FO, mức tiết kiệm nhiên liệu khoảng 10% và có thể cao hơn tùy theo điều kiện vận hành cụ thể. Trong các hệ thống đốt công nghiệp, phụ gia giúp nhiên liệu cháy kiệt hơn, nâng cao hiệu quả truyền nhiệt và giảm đáng kể phát thải CO cũng như muội.

Nhiên liệu sau khi pha với FNT6VN vẫn giữ nguyên các chỉ tiêu chất lượng đáp ứng Quy chuẩn QCVN 1:2015/BKHCN về xăng, nhiên liệu diesel và nhiên liệu sinh học.

Hiệu quả này cũng đã được kiểm chứng trong thực tế sản xuất. Tại Nhà máy Xi măng Tân Thắng, ứng dụng FNT6VN chỉ trong một quá trình khởi động lò nung clinker giúp tiết kiệm khoảng 3 tỷ đồng mỗi năm. Tại Nhà máy DAP Hải Phòng, phụ gia được sử dụng pha trong dầu vỏ hạt điều cho lò sấy DAP, giúp tiết kiệm khoảng 2 tỷ đồng mỗi năm.

Cụ thể, trước đây, Tân Thắng buộc phải dùng dầu lỏng - "dầu diesel (DO) phun trực tiếp vào vùng đốt trong lò, không thể dùng dầu tái chế FO-R vì nặng, đặc quánh, khó bắt cháy, khó nâng nhiệt sấy dù dầu FO-R rẻ bằng một nửa DO", ông Hoàng Anh Tuấn, nguyên Tổng giám đốc Xi măng Tân Thắng cho biết. "FNT6VN đã khắc phục được nhược điểm đó của dầu FO-R, cháy tốt như dầu DO mà không gây ra bất kỳ phản ứng phụ nào". Sau ba tháng thử nghiệm, đánh giá dựa trên các chỉ số kỹ thuật và hiệu quả kinh tế, Tân Thắng đã đưa FNT6VN vào sử dụng từ 2021 đến nay.

Đặt trong bối cảnh rộng hơn, đây là một giải pháp tiết kiệm năng lượng có ý nghĩa đáng kể. Hiện nay, mức tiết kiệm năng lượng toàn nền kinh tế mới đạt khoảng 6-7% mỗi năm, trong khi dư địa được đánh giá có thể lên tới 10–30% nếu áp dụng đồng bộ các giải pháp phù hợp. Nếu khai thác hiệu quả tiềm năng này, mỗi năm có thể tránh được nhu cầu đầu tư thêm một nhà máy điện quy mô khoảng 500 MW - tương đương hàng tỷ USD chi phí đầu tư, như nhận định của TS. Đỗ Hữu Hào, Chủ tịch Hội KH&CN Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Việt Nam tại Hội nghị tổng kết Chương trình KC.05/16-20. Đây là Chương trình Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ năng lượng, do Bộ KH&CN chủ trì, đã tài trợ cho Keylab PRT nghiên cứu.

Dễ triển khai từ hệ thống cung ứng tới người sử dụng

FNT6VN chỉ cần sử dụng với tỷ lệ rất thấp: 1 lít phụ gia có thể pha với khoảng 160.000 lít xăng, 60.000 lít dầu diesel hoặc khoảng 45 tấn dầu FO.

"Với tỷ lệ chỉ ở mức vài phần triệu đối với xăng và vài chục phần triệu đối với diesel hoặc FO, phụ gia chỉ làm tối ưu quá trình cháy mà không làm thay đổi bản chất hoặc bất kỳ chỉ tiêu kỹ thuật nào của nhiên liệu", giáo sư Vũ Thị Thu Hà cho biết.

Đây là điểm khác biệt của FNT6VN với các nhóm phụ gia được sử dụng trong quá trình chế biến, pha chế xăng dầu tại nơi sản xuất nhiên liệu. Vì vậy, theo giáo sư Vũ Thị Thu Hà, khi xem xét các giải pháp như FNT6VN, cơ quan quản lý nên đánh giá dựa trên mục đích sử dụng trong giai đoạn vận hành, thay vì đồng nhất với các phụ gia dùng trong quá trình sản xuất nhiên liệu. Từ đó, cần sớm nghiên cứu các cơ chế thí điểm, đánh giá thực tế hoặc xây dựng khung quản lý linh hoạt, nhằm vừa đảm bảo kiểm soát chất lượng, vừa đảm bảo an toàn hệ thống khi pha chế FNT6VN vào nhiên liệu thương phẩm ngay từ đầu nguồn.

Về cách sử dụng, phụ gia có thể được sử dụng linh hoạt ở cả cấp độ người sử dụng nhiên liệu và hệ thống cung ứng, phân phối. Đối với các bồn chứa ở phía người sử dụng cuối, phụ gia có thể được bổ sung trực tiếp vào bồn trong khi nạp nhiên liệu theo đúng định lượng.

"Cách làm này tương tự các giải pháp phối trộn phụ gia đang được áp dụng trong hệ thống logistics xăng dầu hiện nay, do đó có thể triển khai mà không yêu cầu đầu tư hạ tầng phức tạp", giáo sư Vũ Thị Thu Hà khẳng định.

Theo các chuyên gia, để phát huy hiệu quả ở quy mô lớn, việc tích hợp giải pháp ngay từ khâu phân phối thông qua các doanh nghiệp đầu mối xăng dầu sẽ là yếu tố có ý nghĩa quyết định.

Mười năm phía sau một giải pháp tưởng đơn giản

Nếu chỉ nhìn vào cách sử dụng, FNT6VN có lẽ là một giải pháp tương đối đơn giản. Tuy nhiên, chặng đường nghiên cứu kéo dài gần một thập niên, bao gồm từ nghiên cứu cơ bản về bản chất hóa học, xây dựng công thức, phát triển công nghệ sản xuất đến triển khai thực tế.

"Chúng tôi phải đi từ chức năng của từng nhóm hợp chất, từ cơ chế tác động trong vùng cháy, để lựa chọn và phối hợp các thành phần theo một tỷ lệ phù hợp, nhằm tạo ra hiệu quả tổng hợp," giáo sư Vũ Thị Thu Hà kể. Có thể hình dung là các chất giữ "vai trò trung tâm trong việc tạo ra môi trường thuận lợi trong vùng đốt nhiên liệu" của động cơ.

Việc xác định được hệ các hợp chất này như "bí kíp" giúp làm chủ quy trình công nghệ sản xuất - điều này không chỉ quyết định hiệu quả của chế phẩm, mà còn góp phần chủ động về nguồn nguyên liệu và công nghệ trong nước.

Một hệ công thức tối ưu không phải là kết quả của một vài lần thử nghiệm, mà là quá trình tối ưu lặp đi lặp lại trong thời gian dài. Ngay trong điều kiện phòng thí nghiệm, mỗi thay đổi nhỏ về thành phần hoặc tỷ lệ phối trộn đều có thể dẫn đến sự khác biệt về hiệu quả, đòi hỏi quá trình đánh giá, sàng lọc và hiệu chỉnh liên tục.

Vượt qua "thung lũng chết"

Thách thức lớn nhất không nằm ở cả thập niên trong phòng thí nghiệm - nơi khởi phát tri thức, mà xuất hiện khi "biến tri thức thành tiền"- đưa kết quả nghiên cứu vào ứng dụng thực tế. Giai đoạn này thường được gọi là "thung lũng chết" trong đổi mới sáng tạo - nơi các kết quả nghiên cứu phải tìm thấy doanh nghiệp phù hợp sẵn sàng tiếp nhận, đối mặt với rủi ro đầu tư và áp lực thị trường.

Hầu hết doanh nghiệp Việt Nam quy mô vừa và nhỏ, nên có muôn vàn rào cản thử nghiệm công nghệ mới, từ hạn chế về hạ tầng, nguồn lực tài chính, cho đến việc phải thu hồi vốn trong ngắn hạn. Trong khi đó, các dự án sản xuất thử nghiệm đòi hỏi tỷ lệ vốn đối ứng lớn từ phía doanh nghiệp, rủi ro chực chờ, kết quả đầu ra chưa thể bảo đảm chắc chắn ngay từ đầu.

Theo GS.TS Vũ Thị Thu Hà, trong nhiều trường hợp, để vượt qua giai đoạn này, nhóm nghiên cứu buộc phải tự đi mời các doanh nghiệp tham gia cùng, và phải chủ động tư vấn kỹ thuật, tổ chức thử nghiệm, đến trực tiếp tham gia quá trình vận hành thử. "Có những công đoạn nếu không theo sát từ đầu đến cuối thì rất khó xác định nguyên nhân khi kết quả không đạt như kỳ vọng," bà cho biết.

Nhà khoa học không dừng ở vai trò nghiên cứu, mà còn phải trực tiếp "chào công nghệ ra thị trường" có lẽ là một "đặc thù" của hệ sinh thái đổi mới sáng tạo Việt Nam. Điều này khác hệ sinh thái đổi mới sáng tạo mạnh, nơi không chỉ nhiều khám phá khoa học, đầu tư công bài bản, mà còn có nhiều doanh nghiệp giàu tiềm lực sẵn sàng hợp tác đường dài với nhà khoa học.

Bài toán cơ chế để tiết kiệm hàng chục nghìn tỷ đồng mỗi năm cho quốc gia

Trong bối cảnh bức thiết phải tiết kiệm năng lượng, một hướng tiếp cận đang được đặt ra là: thay vì sử dụng phụ gia phân tán ở các nhà máy hoặc người dùng cuối, liệu có thể triển khai ngay từ khâu cung ứng - tức là pha trộn tại các đầu mối sản xuất và phân phối xăng dầu?

Giả định một nhà máy lọc dầu như Công ty Cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn, cung ứng trên 5 triệu tấn nhiên liệu mỗi năm, trộn chế phẩm này vào nhiên liệu trước khi phân phối, với mức tiết kiệm 8 - 10%, thì tổng lượng nhiên liệu tiết giảm quy đổi có thể đạt 400.000 – 500.000 tấn/năm.

Quy đổi theo giá năng lượng trung bình của thị trường chỉ trong điều kiện bình thường, không tính đến biến động mạnh, phần "năng lượng tiết kiệm được" này tương đương khoảng 7.000 - 9.000 tỷ đồng mỗi năm (đã trừ chi phí phụ gia tạm tính khoảng 200 đồng/ lít xăng). Đồng thời, phát thải CO₂ cũng có thể giảm trên 1 triệu tấn mỗi năm, các khí ô nhiễm và muội giảm 10-20%, nhờ giảm tổng lượng nhiên liệu phải tiêu thụ để tạo ra cùng một mức năng lượng hữu ích.

Giả định ứng dụng theo quy mô thị trường nhiên liệu lỏng của Việt Nam, với mức tiêu thụ khoảng 24-25 triệu tấn/năm, giá trị năng lượng tiết kiệm được sẽ còn to lớn hơn nhiều.

Ngay cả khi tính đến chi phí phụ gia ở quy mô toàn thị trường, phần lợi ích kinh tế ròng vẫn có thể đạt khoảng 25.000- 35.000 tỷ đồng mỗi năm - một con số tương đương với giá trị đầu tư của nhiều dự án năng lượng quy mô lớn.

Tuy nhiên, nếu triển khai tại đầu nguồn, chi phí phụ gia sẽ do doanh nghiệp cung ứng nhiên liệu chi trả, trong khi phần lớn lợi ích kinh tế lại phân bổ đến người sử dụng cuối và toàn xã hội.

Nói cách khác, đây là một trường hợp điển hình của bài toán "người đầu tư chưa chắc là người hưởng lợi trực tiếp".

Chính vì vậy, theo các chuyên gia, để các giải pháp như FNT6VN có thể phát huy hiệu quả ở quy mô lớn, cần có cách tiếp cận phù hợp về cơ chế, chẳng hạn như các chương trình thí điểm, cơ chế khuyến khích và chia sẻ lợi ích.