Nhiên liệu là gì? Nhiên liệu có những loại nào?

1. Nhiên liệu là gì?

Nhiên liệu là những vật chất sinh ra năng lượng khi bị thay đổi cấu trúc bởi các tác động hóa học (đốt cháy) hoặc tác động vật lý (phản ứng phân hạch, nhiệt hạch).

Năng lượng giải phóng từ nhiên liệu sẽ được kiểm soát để phục vụ cho các mục đích sử dụng khác nhau của con người. 

Một số nhiên liệu tự nhiên quen thuộc như: than đá, khí đốt, dầu mỏ, năng lượng mặt trời, năng lượng gió,...

2. Vai trò của nhiên liệu là gì?

Năng lượng từ nhiên liệu phục vụ cho các hoạt động trong cuộc sống của con người từ xa xưa đến nay, như nấu chín thức ăn bằng củi, gỗ, phục vụ cho nhu cầu di chuyển, vận hành máy móc bằng dầu, khí đốt,...

Trong sản xuất, nhiên liệu được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy móc, thiết bị. Ngoài ra, nhiên liệu còn được sử dụng trong các lĩnh vực sản xuất điện, sản xuất thép, sản xuất hóa chất,...

Trong giao thông, những phương tiện như ô tô, tàu hỏa, máy bay và tàu thủy,... đều sử dụng nhiên liệu để hoạt động, như vậy nhiên liệu được sử dụng để vận chuyển hàng hoá và phục vụ nhu cầu di chuyển của con người.

Trong sinh hoạt, nhiên liệu phục vụ nhu cầu nấu ăn, sưởi ấm và chiếu sáng của con người.

3. Có mấy loại nhiên liệu?

Nhiên liệu được phân loại theo trạng thái vật chất và bao gồm: 

• Nhiên liệu rắn: Gồm gỗ, than đá, than bùn,… Nhiên liệu rắn chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp như nhiệt điện, luyện kim, đun nấu, phân bón,…

• Nhiên liệu lỏng: Gồm xăng, dầu diesel, dầu hỏa, ethanol và hydro lỏng,.. Thường được trong động cơ đốt trong, đun nấu, thắp sáng.

• Nhiên liệu khí: Gồm khí thiên nhiên, khí than, khí dầu mỏ,…Thường được ứng dụng trong đời sống và công nghiệp.

4. Giải đáp một số thắc mắc khác về nhiên liệu 

4.1 Nhiên liệu hóa thạch là gì?

Nhiên liệu hóa thạch là những nhiên liệu hình thành từ quá trình phân hủy kỵ khí của xác sinh vật, thực vật, động vật phù du chôn vùi dưới đáy biển, đáy hồ hoặc sâu trong lòng đất với số lượng lớn.

Nhiên liệu hóa thạch chứa hàm lượng cacbon và hydrocacbon cao. Nhiên liệu hóa thạch là nhóm nhiên liệu có sản lượng lớn nhưng không phải là vô hạn.

4 nhiên liệu hóa thạch được ứng dụng nhiều nhất bao gồm:

• Than đá: Có nguồn gốc từ hóa thạch thực vật, chúng được khai thác từ các hầm mỏ trên đất liền. Than đá là nhiên liệu được sử dụng lâu đời, và là nhiên liệu chính của các nhà máy nhiệt điện, luyện kim.

• Dầu mỏ: Còn được gọi là dầu thô, có nguồn gốc từ sinh vật phù du bị nén chặt trong lòng đất hoặc đáy đại dương. Ở các phân đoạn chưng cất dầu khác nhau thì có những thành phẩm khác nhau như: Xăng, dầu diesel,... làm nhiên liệu cho các động cơ đốt trong của các phương tiện giao thông.

• Khí tự nhiên: Cũng được khai thác từ mỏ dầu, khí thiên nhiên được sử dụng như nhiên liệu đốt trong bếp ga, lò gốm, lò gạch, các tua bin điện để phát điện hoặc làm nhiên liệu cơ sở cho các chất dẻo, phân bón,...

• Đá phiến cát và đá phiến dầu: Là loại đá trầm tích chứa hàm lượng hydrocacbon cao nên đá phiến cát, khi được tinh chế chúng sẽ thành dầu thô, đóng vai trò như dầu thô và khí tự nhiên.

Có thể thấy, nhiên liệu hóa thạch được sử dụng rộng rãi trong đời sống con người: từ ngành công nghiệp nặng - nhẹ như luyện kim, nhiệt điện, sản xuất xi măng, gốm, sứ, sản xuất nhựa, mỹ phẩm, thuốc trừ sâu,... đến vận hành trong các phương tiện giao thông như ô tô, xe máy, máy bay,...

Tuy nhiên, khi đốt cháy và khai thác nhiên liệu hóa thạch để phục vụ cho những ứng dụng trên thì những chất khí thải như sulfur dioxide, carbon monoxide, axit sunfuric, nitric và bụi mịn sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực cho môi trường và sức khỏe con người như: Ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn đất và nước, hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu,...

4.2 Nhiên liệu tái tạo là gì?

Trái với nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu tái tạo là nhiên liệu sạch, an toàn với môi trường và được tạo ra từ nguồn hình thành liên tục và có thể nói là vô hạn như ánh sáng mặt trời, gió, thủy triều,... Nhiên liệu tái tạo khá mới nhưng đóng vai trò quan trọng trong tương lai.

Các nhiên liệu tái tạo phổ biến hiện nay:

• Năng lượng mặt trời để chiếu sáng, quang điện, quang hợp nhân tạo, làm nước nóng...

• Năng lượng gió: Tạo ra dòng điện từ sức gió.

• Năng lượng thủy điện: Sử dụng dòng nước có tốc độ nhanh để tạo ra dòng điện. Tuy nhiên năng lượng từ nhà máy thủy điện, đập thủy điện không được coi là năng lượng tái tạo vì chúng làm chuyển hướng và giảm dòng chảy tự nhiên, cẩn kiểm soát cẩn thận để tránh ảnh hưởng tới con người và sinh vật.

• Năng lượng sinh học: Là những nhiên liệu tạo ra từ các hợp chất sinh học của động, thực vật như: Mỡ động vật, ngũ cốc, rơm rạ, phân chuồng, mùn cưa, gỗ thải,... 3 nhiên liệu sinh học được ứng dụng nhiều nhất là: Dầu diesel sinh học, xăng sinh học và khí sinh học.

• Năng lượng địa nhiệt: Là năng lượng được xuất phát từ khi hình thành trái đất và quá trình phân rã phóng xạ của các khoáng chất. Năng lượng này chỉ có ở một số khu vực và nếu độ dốc địa nhiệt cao thì mới có thể khai thác chuyển hóa thành dòng điện.

• Nhiên liệu hydrogen và pin nhiên liệu được sử dụng cung cấp nguồn năng lượng cho động cơ điện giống như pin lưu trữ điện.

• Ngoài ra, còn có năng lượng chất thải rắn, năng lượng thủy triều cũng được sử dụng để tạo ra dòng điện, tuy nhiên những năng lượng này yêu cầu công nghệ cao và chi phí tốn kém để chuyển hóa.

Ngoài nhiên liệu tái tạo, thì hiện tại cũng có một loại nhiên liệu mới là nhiên liệu hạt nhân: 

• Nhiên liệu hạt nhân là vật chất được sử dụng trong nhà máy năng lượng hạt nhân để tạo ra nhiệt lượng cung cấp cho các tua bin thông qua phản ứng phân hạch, phản ứng tổng hợp, phân rã phóng xạ. Trong đó, phản ứng phân hạch được ứng dụng nhiều nhất vì hiệu quả nhất.

• Uranium hay urani là thành phần chính trong nhiên liệu hạt nhân.

• Nhiên liệu hạt nhân cung cấp năng lượng hiệu quả hơn nhiên liệu hóa thạch. Ít ảnh hưởng đến môi trường vì ít chất thải, không có khí nhà kính. Tuy nhiên, chi phí xây dựng nhà máy hạt nhân lớn và quy trình xử lý chất thải hạt nhân cũng khá tốn kém.

• Và đặc biệt quan trọng là khi xảy ra sự tiếp xúc, nhiên liệu hạt nhân gây ảnh hưởng lớn đến các chức năng thông thường của các hệ cơ quan như não, thận, gan,.. Chúng còn có thể gây ra dị tật bẩm sinh và phá hủy hệ miễn dịch của đối tượng tiếp xúc.

4.3 Điện có phải là nhiên liệu không?

Có khá nhiều nhiên liệu tạo ra điện, điện đóng vai trò thiết yếu trong cuộc sống hiện đại như thắp sáng, tỏa nhiệt. Vậy điện có phải là nhiên liệu không? 

Câu trả lời là không. Theo khái niệm nhiên liệu là gì ở trên, thì một vật chất được coi là nhiên liệu khi chịu tác động vật lý và hóa học như đốt cháy, phản ứng phân hạch, nhiệt hạch sẽ tạo ra năng lượng, năng lượng đó để thắp sáng, tạo nhiệt hoặc các ứng dụng khác. Như vậy, điện là một dạng năng lượng chứ không phải nhiên liệu.

Như vậy ta đã biết nhiên liệu là gì, có những loại nhiên liệu nào và những tác động tích cực cũng như tiêu cực của việc sử dụng nhiên liệu lên môi trường sống. Hãy sử dụng nhiên liệu tiết kiệm, ưu tiên nhiên liệu sạch để bảo vệ môi trường và tương lai của chúng ta.