Альтернативное топливо: Альтернативные виды топлива | Автомобильный справочник

Содержание

Альтернативные виды топлива | Автомобильный справочник

 

Альтернативные виды топлива подразумевают различие между ископаемым топливом, которое производится из угля, сырой нефти или природного газа, и реге­неративным топливом, которое создается из возобновляемых источников энергии, таких как биомасса, энергия ветра или солнечная энергия. Вот о том, какими бывают альтернативные виды топлива, мы и поговорим в этой статье.

 

Содержание

 

 

Альтернативные виды топлива

 

Альтернативные виды топлива включает сжиженный нефтяной газ, при­родный газ, синтетическое жидкое топливо, созданное из природного газа (GtL — пре­образование газа в жидкость), и водород, произведенный из природного газа. Уголь — исходный материал для получения метанола или синтетического жидкого топлива (CtL — преобразование угля в жидкость).

Регенеративное топливо включает метан, метанол и этанол, если это топливо создано из биомассы. Кроме того, на биомассе осно­вано регенеративное топливо, называемое биодизелем (FAME), а также гидрогенизируемые растительные масла (биопарафины). Изготовление синтетического жидкого то­плива из целлюлозы (BtL — преобразование биомассы в жидкость) все еще находится на ранней стадии развития технологии.

Водород, извлекаемый электролизом, классифицируется как регенеративное то­пливо, если используемый для получения водорода электрический ток создается воз­обновляемыми источниками (энергия ветра, солнечная энергия). Также может произво­диться регенеративный водород, получае­мый из биомассы.

За единственным исключением водорода, все регенеративные и ископаемые виды то­плива содержат углерод и поэтому при их сгорании образуется диоксид углерода СO2. Однако в случае с топливом, производимым из биомассы, СO2, поглощаемый растениями во время их роста, возмещается в эмиссии, производимой во время сгорания.

 

Биоэтанол

 

Изготовление из сахара и крахмала

 

Биоэтанол, получаемый из продуктов, содер­жащих сахар и крахмал, является наиболее широко производимым биотопливом во всем мире. На заводах, выпускающих сахар (как продукт сахарного тростника или сахарной свеклы), добавлением дрожжей вызывается брожение, в результате чего образуется эта­нол. Когда биоэтанол получают из крахмала зерновых, пшеница или рожь обрабатыва­ются вместе с ферментами, для того чтобы частично расколоть длинноцепные молекулы крахмала. Во время последующего осаха­ривания происходит расщепление на моле­кулы декстрозы при помощи глюкоамилазы. Дальнейшим шагом создания биоэтанола яв­ляется процесс брожения с использованием дрожжей.

 

Изготовление из лигноцеллюлозы

 

Ферменты могут также использоваться для производства биоэтанола из лигноцеллю­лозы. Она формирует структуру растительной клетки и содержит главный лигнин элементов, гемицеллюлозу и целлюлозу. Преимущество этого процесса состоит в том, что может использоваться все растение, а не только его часть, содержащая сахар или крах­мал. Процесс, названный «процессом logen», обещает высокие выработки и хорошую эко­номическую эффективность. Получаемый по этой новой технологии продукт также упоми­нается как биоэтанол 2-го поколения.

Биоэтанол обладает свойствами, которые очень подходят для того, чтобы его добав­лять в бензины, особенно для увеличения октанового числа чистого бензина. Именно поэтому фактически все стандарты бензина разрешают добавление этанола как компо­нента смеси. Даже биотопливная политика Европейского союза заставляет ожидать, что проникновение на рынок биоэтанола и со­хранение его пропорции в бензинах продол­жатся, если поддержка технологий создания биоэтанола будет гарантирована.

Биоэтанол также может использоваться в качестве чистого топлива в двигателях с искровым зажиганием

в транспортных средствах с гибким выбором топлива (FFV). Эти транспортные средства могут работать как на бензине, так и на любой смеси бен­зина и этанола. Из-за проблем запуска хо­лодного двигателя при низких температурах, успешной на рынке оказалась максимальная концентрация этанола 85% (Е85) летом и 70- 75% зимой. Качество Е85 определено для Европы в топливном стандарте prEN 15293 и для США — в стандарте ASTM D5798.

 

 

Метанол

 

Метанол, по существу, производится не ре­генеративными средствами, а из источников энергии в виде окаменелостей, таких как ка­менноугольный и природный газ, и поэтому не вносит вклад в сокращение эмиссии СO2. Такие страны как Китай, которые планируют покрыть высокие топливные запросы за счет угля, будут все активней использовать метанол в будущем. В этом случае топливо М15, кажется, представляет верхний предел использования в обычных двигателях с ис­кровым зажиганием. В Китае обсуждается применение топлива М85, аналогичного Е85, для питания транспортных средств с гибким выбором топлива.

С тем же самым содержанием спиртов то­пливо из метанола имеет значительно боль­шую коррозийную активность, чем топливо из этанола. При этом намного быстрей про­исходит расслоение, если топливо содержит воду. Из-за негативного опыта использова­ния метанола в качестве топлива во время нефтяного кризиса 1973 года, а также из-за его токсичности, применение метанола как компонента смеси было снова прекращено в Германии. В мировом масштабе только смеси метанола производятся в настоящее время очень редко и лишь, по большей части, с со­держанием значительно ниже 5 % (М5).

 

Сжатый природный газ

 

Главный элемент природного газа — метан (СН4

), его содержание составляет 83-98%. Другие элементы — инертные газы, такие как углекислый газ, азот и короткоцепные угле­водороды.

Природный газ доступен во всем мире и, после добычи, требует относительно низ­ких затрат на подготовку. В зависимости от его происхождения, однако, изменяется его состав, что приводит к колебаниям плот­ности, теплотворной способности и сопротивления детонации. Свойства природного газа как топлива определены для Германии в стандарте DIN 51624 [10].

Метан также может быть получен из био­массы, то есть из жидкого удобрения или твердых отходов. Этот метод обеспечивает закрытый кругооборот СО2 при очень низкой полной эмиссии СО2.

Природный газ сохраняется или в виде сжатого природного газа (CNG) в баллонах при давлении 200 бар, или в виде сжиженного природного газа (LNG) при -162 °С в стойком к холоду резервуаре. LNG занимает только одну треть объема хранения CNG, од­нако хранение LNG требует высоких расходов энергии для того, чтобы превратиться в жид­кость. Поэтому природный газ продается на бензозаправочных станциях в виде CNG.

Отношение водород/углерод у природного газа составляет примерно 4:1, этот же пока­затель для бензина равен 2,3:1. В результате, из-за более низкого количества углерода в природном газе, при сжигании он произ­водит меньше СО2 и больше Н2О, чем бензин. Двигатель с искровым зажиганием, работая на сжатом природном газе, без дальнейшей оптимизации, уже создает приблизительно на 25% меньше эмиссии СО2, чем при работе на бензине (при сопоставимой выходной мощности).

 

Сжиженный нефтяной газ

 

Сжиженный нефтяной газ (LPG) получают при добыче сырой нефти и во время различ­ных процессов очистки. LPG представляет собой смесь главных компонентов — пропана и бутана. Он может быть сжижен при комнат­ной температуре под сравнительно низким давлением.

Поскольку сжиженный нефтяной газ имеет более низкое содержание углерода, чем бен­зин, при сгорании LPG эмиссия СО2 также примерно на 10% меньше. Октановое число LPG составляет приблизительно 100-110 RON. Требования к LPG для использования в автомобилях установлены в европейском стандарте EN 589 [11].

 

Водород

 

Водород может быть получен химическим про­цессом из природного газа, угля, сырой нефти или биомассы, либо электролизом из воды. Сегодня водород, в основном, получают из природного газа при его каталитическом взаи­модействии с водяным паром. При использо­вании водорода в качестве топлива эмиссия СО2 не обязательно является преимуществом по сравнению с бензином, дизельным топли­вом или прямым использованием природного газа в двигателе внутреннего сгорания.

Сокращение эмиссии СО2 достигается тогда, когда водород регенеративно по­лучают из биомассы или электролизом из воды, при условии, что для этого использу­ется регенеративно генерируемый электриче­ский ток. При сгорании водорода в двигателе эмиссия СО2 локально не происходит.

 

Хранение водорода

 

У водорода может быть очень высокая плот­ность энергии относительно массы (прибли­зительно 120 МДж/кг, что почти в три раза больше, чем у бензина), но его плотность энергии относительно объема очень низка из-за небольшой удельной плотности. Когда дело доходит до хранения, это означает, что водород должен быть сжат под давлением (в 350-700 бар) или сжижен (криогенное хранение при -253 °С), с тем чтобы достиг­нуть приемлемого объема резервуара. Дру­гой способ хранения для водорода состоит в том, чтобы он сохранялся в виде гибрид­ного соединения.

 

Применение в автомобилях водорода

 

Водород может использоваться как в приво­дах с топливными элементами, так и непо­средственно в двигателях внутреннего сгора­ния. В долгосрочной перспективе акцент, как ожидают, будет сделан на его применении в топливных элементах. В этом случае до­стигается лучшая эффективность, чем при использовании Н2 в двигателях внутреннего сгорания.

 

Биодизель

 

В настоящее время биодизель — самое важ­ное альтернативное топливо для дизельных двигателей. Термин «биодизель» охватывает сложные эфиры жирных кислот, представ­ляющие собой трансэстерифицированные метанолом или этанолом масла, или смазки. В результате образуются метилэфиры жир­ных кислот (FAME) или этилэфиры жирных кислот (FAEE). Молекулы биодизеля, с точки зрения размера и свойств, намного более по­добных структуре дизельного топлива, чем растительного масла. Поэтому биодизель не может ни при каких обстоятельствах прирав­ниваться к растительным маслам. Однако, свойства биодизеля значительно отличаются от свойств нефтяного дизельного топлива, поскольку эфиры жирных кислот являются полярными и химически реагирующими. Обычное дизельное топливо, с другой сто­роны, инертная и неполярная смесь парафинов и ароматических соединений.

В качестве исходного материала для био­дизеля могут использоваться растительные масла или животные жиры. В Европе используется, прежде всего, рапсовое масло, в Северной и Южной Америке — соевое масле, в Азии — пальмовое масло и на индийском субконтиненте — масло ятрофы. Также ис­пользуются производимые во всем мире ме­тилэфиры, получаемые из отходов (UFOME).

Из-за глобальной торговли биодизелем и его сырьем, топливо, содержащее FAME, как правило, содержит смеси из различных ис­точников.

Поскольку эстерификация технически легче выполняется с метанолом, чем с эта­нолом, производство метилэфиров этих ма­сел предпочтительно. Метанол, в основном, производится из угля. Поэтому, метилэфиры жирных кислот не могут, строго говоря, счи­таться полностью биогенными.

С другой стороны, этилэфиры жирных кис­лот, при производстве которых используется биоэтанол, на 100% состоят из биомассы.

Свойства биодизеля определяются раз­ными факторами. Различные растительные масла отличаются по составу блоков жирных кислот и демонстрируют типичные образцы жирной кислоты. Тип и количество ненасы­щенных жирных кислот имеют, например, решающее влияние на стабильность биоди­зеля. Свойства также определяются предва­рительной обработкой растительного масла и производственным процессом биодизеля.

Качество биодизеля отрегулировано в то­пливных стандартах. Если продукт техни­чески надежен, ограничений относительно сырья можно избежать. Поэтому требования к уровню качества биодизеля преобладающе описаны перечислением свойств материала. Важно гарантировать хорошую стабильность против старения (стабильность к окислению) и устранить загрязнения, вызванные процес­сом производства биодизеля.

 

Стандарты для биодизеля 

 

Европейский стандарт EN 14214 (2010) является наиболее всесторонней специфика­цией для биодизеля, применяемой во всем мире, независимо от того, в каком качестве используется биодизель — чистого топлива или примеси к дизельному топливу. Биоди­зель хорошего качества определен в этом стандарте (табл. «Характеристики метилэфиров жирных кислот (FAME) в соответствии стребованиями стандарта DIN EN 14214 (действует с апреля2010)» ).

 

 

 

Американский стандарт биодизеля ASTM D6751 менее ориентируется на качество. Например, минимальное требование стабиль­ности к окислению составляет только половину от значения, допускаемого в EN 14214. Это уве­личивает риск проблем, которые могут возник­нуть в результате старения топлива, в особенно­сти с учетом заявленного предельного значения и в условиях длительной эксплуатации.

Другие страны, такие как Бразилия, Ин­дия и Корея, приспособили свои требования к биодизелю (В 100), в большой степени, к европейскому стандарту EN 14214.

 

Применение в автомобилях биодизеля

 

Чистый биодизель (В 100) ранее использо­вался в Германии, в основном, в качестве топлива для грузовиков. Высокий годичный пробег коммерческих автомобилей приводит к быстрому расходу топлива, что позволяет избегать проблем недостаточной стабильно­сти к окислению.

С точки зрения эксплуатации двигателя, более благоприятные условия работы на­блюдаются при использовании биодизеля в смеси с нефтяным дизельным топливом. Наличие нефтяного дизельного топлива га­рантирует достаточную стабильность, биоди­зель, в то же время, обеспечивает хорошую смазывающую способность эффект. На практике важно специфицировать не только чистый компонент В100, но также и смесь ди­зельного топлива и биодизеля, предлагаемых на рынке. В случае смеси наблюдается тен­денция к использованию от незначительной добавки до максимального 7-процентного со­держания биодизеля (В7 в Европе).

Используются и более высокие пропорции биодизеля (В30 во Франции, В20 в США). Однако, в случае большого содержания био­топлива высокая точка кипения биодизеля может привести к его активному попаданию из камеры сгорания, через уплотнения на стен­ках цилиндров, в моторное масло. Это затра­гивает, прежде всего, транспортные средства, которые оснащены топливными фильтрами тонкой очистки и у которых регенерация про­исходит посредством повторного впрыска. В зависимости от применения, это возможно, особенно, при частичных нагрузках, когда про­исходит неприемлемо высокое впрыскивание биодизеля, что, в результате, потребует более коротких интервалов замены масла.

 

Рапсовое масло

 

Рапсовое масло использовалось с большим успехом в более старых дизельных двигателях, отвечающих минимальным требованиям к эмис­сии отработавших газов. Из-за его повышенных плотности и вязкости вместе с высокой испа­ряемостью, рапсовое масло не подходит для ис­пользования в современных дизельных двигате­лях с системами впрыска с высоким давлением.

 

Парафиновое дизельное топливо

 

Чистое парафиновое топливо полностью со­стоит из насыщенных углеводородов. Благо­даря отсутствию ароматиков, значительно уменьшена эмиссия НС и СО.

Парафиновое топливо может быть соз­дано тремя различными способами, вклю­чающими:

  • Процесс Фишера-Тропша;
  • Гидрирование растительных масел;
  • Процесс COD (преобразование олефинов в продукты перегонки).

 

Процесс Фишера-Тропша

 

Исходным продуктом является синтез-газ, который состоит из водорода и угарного газа и может быть получен из природного газа, угля или биомассы. Пропуская синтез-газ через катализаторы, можно получить п-парафины — линейные углеводороды с неразветвленной цепью. Катализаторы Фишера-Тропша функ­ционируют достаточно неопределенно, так что образуются самые разные компоненты, начиная с короткоцепных бензина, керосина и дизельных парафинов, и кончая маслами и восками с высокой молекулярной массой. По экономическим причинам, разделение про­изводимой смеси, по большей части, оптимизируется в расчете на максимальную текучесть дизельного топлива. Топливо, получаемое в соответствии с этим процессом, известно, как синтетическое дизельное топливо.

Такое топливо первоначально также упо­миналось как проектируемое топливо, по­скольку существовало представление, что состав синтетического дизельного топлива может быть точно приспособлен к требова­ниям дизельного двигателя. Однако, из-за широкого диапазона продуктов, получаемых синтезом Фишера-Тропша, понятие про­изводства топлива определенного состава больше не кажется оправданным.

Термины GtL (преобразование газа в жид­кость), CtL (преобразование угля в жидкость) и BtL (преобразование биомассы в жидкость) обычно используются, в зависимости от того, были ли парафины получены из природного газа, угля или биомассы.

Производство CtL и GtL является эконо­мически важным. Производство GtL только связано с крупными месторождениями при­родного газа, в том случае если природный газ не может быть предназначен для прямого использования. Из-за серьезных затрат ис­пользование GtL и CtL было до настоящего времени ограничено специальными рынками.

Продукты CtL и GtL базируются на источ­никах энергии окаменелостей, таким обра­зом, никакого сокращения эмиссии СО2 не достигается. Преимущество BtL заключается в отсутствии эмиссии СО2. Однако, топливо, основанное на процессе перехода из одного состояния в другой, развиваемом компанией «Choren», еще не поступает на рынок.

Подход в создании этих топлив суще­ственно отличается от общепринятых мето­дов, которые основаны на преобразовании существующих компонентов, таких как жиры или сахароза, через химическое или фермен­тативное разделение (трансэстерификация, брожение) в топливо (биодизель или биоэта­нол). Именно поэтому синтетическое топливо также известно, как топливо 2-го поколения.

 

Гидрирогенизация растительных масел

 

Парафиновое дизельное топливо может быть получено гидрогенизацией жиров и масел. В отличие от трансэстерификации в биоди­зель, при преобразовании газа, содержащего водород, предъявляются меньшие требова­ния к происхождению и качеству исходных материалов. Результатом гидрогенизации является крекинг жиров и масел, во время которого также удаляются все атомы кисло­рода и ненасыщенные связи. Длинноцепные парафины получают из жирных кислот, гли­церин преобразуется в пропан и кислород соединяется с водой. Поскольку парафины получают из биомассы, они упоминаются как биопарафины. Производство биопарафинов может быть осуществлено на отдельных за­водах или даже объединено в существующие процессы нефтеперегонного завода.

Гидрогенизация растительных масел раз­вивается все более и более как существенная альтернатива производству биодизеля.

 

Процесс COD

 

Третий способ получения парафинов, со­стоящий в преобразовании олефинов в со­ответствии с процессом COD (преобразова­ние олефинов в продукты перегонки), часто применяется только как последующий шаг к предыдущим процессам нефтеперегонного завода. В этом случае продукты олефиновых фракций преобразуются олигомеризацией и гидрогенизацией в парафины.

Независимо от типа производства, созданы парафиновые смеси углеводородов с по­добными химическими составами и превосходными характеристиками двигателя. Топливо, свободное от серы и ароматиков, имеет высокое цетановое число. Однако, плотность — меньше нижней границы пре­дельных значений, определенных стандартом EN 590. Требования к парафиновым дизель­ным топливам разработаны группой экспер­тов Европейского комитета по стандартиза­ции (CEN) и изданы в виде спецификации CWA 15940 (2009), табл. «Характеристики парафиновых дизельных топлив в соответствии со спецификацией CWA 15940 (действующей с февраля 2009)». Для того чтобы достигнуть данного уровня качества, к трем описанным выше производственным процессам прилагается дополнительный шаг изомеризации, особенно для получения необходимой термостойкости.

 

 

Парафиновые углеводороды идеально подошли для маркетинга в качестве компо­нентов смеси в дизельных топливах Premium. Кроме того, дизельные топлива, которые не в состоянии достигнуть предельных зна­чений, установленных в стандарте EN 590, могут быть улучшены добавлением GtL до такой степени, что они соответствуют стан­дарту. Использование чистого парафинового топлива оправдано, прежде всего, в местах скопления населения, чтобы, тем самым, способствовать уменьшению загрязнения воздуха на локальном уровне.

 

Таблица «Свойства жидкого топлива и углеводородов»

 

 

 

Таблица «Свойства газообразного топлива и углеводородов»

 

 

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Альтернативное топливо для автомобилей

Планомерное истощение нефтегазовых ресурсов планеты говорит нам о том, что рано или поздно, но человечество всё же будет вынуждено перейти на альтернативные источники энергии. Но если с «большой» энергией вроде ядерного синтеза всё понятно, то на чём же будут ездить автомобили? То, что кажется абсолютной фантастикой, через не такой уж большой срок может стать привычной реальностью.
Сегодня автомобилисты больше задумываются о том, как купить Чанган Раетон на saloncentr.ru — 1.8л, 163 л.с., потому что этот высококачественный автомобиль можно приобрести здесь по выгодной цене, воспользовавшись акционными предложениями. Завтра же встанет вопрос об альтернативных источниках автомобильного топлива.

Начнём с уже более-менее привычных источников энергии, продвигаясь от них ко всё более экзотическим.

1. Электричество

Еще буквально 10 лет назад автомобили с электрическими двигателями были если уж не чем-то из научной фантастики, то диковинкой точно. Их создавали в штучном экземпляре, показывали на различных авто-шоу и научных выставках. Сегодня «электрические» автомобили выпускаются серийно. Причём есть полностью «электрические» вроде Tesla, а есть гибриды, способные ездить и на бензине, и на электричестве — они вообще есть в модельном ряду чуть ли не у каждого более-менее крупного автопроизводителя.

2. Водород

В конце прошлого года Toyota объявила о запуске в серийное производство модели «Mirai», работающей исключительно на водороде. Конечно же, такому автомобилю требуются специальные заправочные станции, причём сам процесс заправки занимает всего несколько минут. А на полном баке автомобиль способен проехать 650 км. Энергия в уникальном двигателе автомобиля вырабатывается за счет реакции окисления водорода внутри электрохимического генератора, а вместо вредных выхлопов автомобиль производит чистую воду.
Цена новинки в Японии составит около $60 тыс. При этом правительство страны объявило, что все покупатели экологичных седанов получат от государства субсидии в размере $17 тыс.

3. Растительное масло

Защитники окружающей среды пребывали в восторге от идеи использования машинного двигателя, работающего на растительном масле, еще с тех пор, когда идея была впервые предложена, а сейчас мы уже можем наблюдать скачок из теории в реальную практику! Поклонники компании Volkswagen теперь имеют возможность водить машину с чистой совестью благодаря совершенно новому двигателю, работающему на биодизельном топливе, которым оснащён новый «Жук».

4. Сжатый воздух

В воздухомобиле энергия запасается путём нагнетания сжатого воздуха в баллоны. Через систему распределения воздуха он попадает в пневмодвигатель, приводящий автомобиль в движение. Существующие на сегодняшний день пневмомобили — это либо экспериментальные образцы, либо специальные транспортные средства для эксплуатации в условиях, в которых использование других видов двигателей затруднено: например в цехах с большой пожаро- и взрывоопасностью. На данный момент несколько компаний занимаются исследованием и производством прототипов подобных автомобилей, выпуск их на рынок планируется в 2016 году.

5. Биоэтанол

По сути — обычный этиловый спирт, а приставку «био» получил потому, что производится из растительного сырья: кукурузы, сахарного тростника, сахарной свеклы, картофеля, батата или ячменя. На «настоящем» этаноле могут работать только т. н. машины «Flex-Fuel» (автомобиль с многотопливным двигателем). Эти автомобили также могут работать на обычном бензине (небольшая добавка этанола всё же требуется) или на произвольной смеси того и другого. В 2007 году в Бразилии было продано 2 миллиона новых биотопливных автомобилей, что составляет 85,6% от рынка новых автомобилей Бразилии.

6. Биотопливо

По сути это то самое вещество, которое могло бы быть сожженным в печи или походном костре — дрова, опилки, щепа, кора, солома. Для автомобильных двигателей эти материалы формируются в специальные топливные гранулы. Внедорожник Bioracer, является одним из самых известных автомобилей, работающих на топливных гранулах. При загрузке от 1 кг до 2,5 кг древесных гранул (в зависимости от настраиваемых параметров аккумуляторов), двигатель выработает достаточно энергии для преодоления расстояния в 16 километров.

7. Жидкий азот

Как и водород, азот находится в изобилии в нашей атмосфере. Кроме того, как и водород, автомобили под питанием азота делают гораздо меньше вредных выбросов, чем бензин или дизельное топливо. Но, в то время как водород используется в топливных элементах автомобилей, а также двигателях внутреннего сгорания, автомобили на жидком азоте требуют совсем другой тип двигателя в целом. Типичный бензиновый или дизельный двигатель использует горение, чтобы заставить двигаться поршни, двигатель на жидком азоте использует расширение азота для питания энергетических турбин.

8. Солнечная энергия

Солнечный автомобиль является по сути обычным электромобилем с питанием от солнечной энергии, получаемой от солнечных батарей на автомобиле. Однако, солнечные батареи не могут в настоящее время быть использованы для прямого единоличного питания двигателя машины из-за недостаточности мощности, но они могут быть использованы для расширения диапазона питания и экономии электроэнергии от аккумуляторов таких электромобилей.

9. Водоросли

Биотопливо, полученное из водорослей, называют биотопливом третьего поколения — это относительно новый вид альтернативного топлива. По сути принцип работы двигателя на водорослях основывается на гниении этих водорослей, в результате которого выделяется метан, который используется в качестве основного топлива для приведения в движение машины. В США рассчитали, что примерно 200 гектаров прудов, в которых будет выращиваться определённый вид водорослей, который лучше всего подходит для питания автомобилей, могут обеспечить таким топливом до 5% всех автомобилей страны. Тем не менее, в Соединённых же Штатах эта технология не прижилась из-за сравнительно более низкой стоимости нефти и высоких требований таких водорослей к росту (высокая температура и определённая окружающая среда).

10. Мускульная сила человека

О да, это самый неэффективный и попросту не имеющий права на жизнь вид альтернативного топлива! Тем не менее, в очень небольших количествах транспортных средств, спрос на которые стремительно уменьшается, используется человеческая сила, чтобы улучшить показатели экономичности аккумуляторов, которые являются основным источником приведения в движение автомобиля. Два таких коммерческих авто, увидевших недолгий «свет», стали Sinclair C5 и Twike.

ПРОЕКТ на тему: «Альтернативные виды топлива» | Проект на тему:

  Областное государственное автономное  образовательное учреждение

среднего профессионального образования

 «Чернянский агромеханический техникум»

ПРОЕКТ

на тему: «Альтернативные виды топлива»

Выполнил :студент группы Т21

Бондарев Андрей

           

Руководитель проекта:  Преподаватель спецдисциплин

Верченко Галина Анндреевна

 

Тема проекта: « Альтернативные виды топлива»

Автор  Бондарев Андрей-гр Т21

Аннотация

Обоснование выбора направления

К концу ХХ века стало ясно, что запасы земных недр не безграничны и появилась проблема невозобновляемости источников топлива (месторождений) а, следовательно, и удорожание добычи, поскольку приходится осваивать все новые месторождения идти дальше и глубже. К тому же огромные выбросы вредных веществ образующихся при сгорании стали бедствием для экологии. С середины ХХ века начался активный поиск альтернативных возобновляемых источников энергии.

Цель исследований

Изучение современных заменителей топлива и возможности их применения  в качестве альтернативы бензину и дизелю.

Гипотеза

Газ, спирт, водород, биотопливо и солнечная энергия  сегодня уже используются в качестве альтернативного топлива, но пока не занимают существенной доли в выработке энергии ввиду своей дороговизны и малому кпд. Тем не менее, в последнее десятилетие на западе, а теперь и у нас стала развиваться биотопливная энергетика.

Методы проведения исследования

Изучение и анализ социологической, технической и научной литературы по проблематике исследования альтернативных источников топлива; анализ отечественного и зарубежного опыта использования современных заменителей топлива в промышленности.

Результаты проведения исследования

  1. Создано обучающее пособие  в виде мультимедийного диска на тему «Альтернативные виды топлива» в программе Power Point c использованием возможностей данной программы: внедрение звука, мультимедийных роликов, картинок. Данное пособие может использоваться  на уроках экологии, физики, материаловедения ,а также диск может использоваться классными руководителями для проведения тематических классных часов.
  2. В рамках проекта был проведен социологический опрос среди водителей, паркующихся (владельцы легковых автомобилей) около техникума. Данный опрос показал, что большинство водителей заправляют свой автомобиль бензином с октановым числом 95. Осознают, что самый большой вред экологии города наносится автомобильным транспортом. Автомобилистам хорошо известно о существовании альтернативных источников топлива, хотя заправлять собственные автомобили они не торопятся вследствие технических трудностей (необходимо переделывать двигатель под определенный вид топлива) и небольшого количества либо вообще отсутствия специализированных заправок.
  3. В процессе изучения информации по этой теме возникла идея получения альтернативного топлива из мусора. Оказывается, что такая методика уже разработана компанией General Motors, крупнейшим мировым производителем автомобилей. Инженеры компании разработали способ производства этанола из старых шин, бытовых отходов и практически любой биомассы. Мы верим, что в  скоро появится такое производство, которое позволит решить две серьезные проблемы: утилизации мусора и создания альтернативных источников топлива.

Научная статья

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Люди не ценят, и берут то, что у них есть, то, что дает жизнь: воздух, воду, землю. Не думая о будущем своих детей, внуков, правнуков, они заботятся о том, чтобы им было удобнее и легче а жизни, не понимают, что за этим последует. Источники загрязнения бывают как природные, так и антропогенные… Но, по сравнению с природными источниками загрязнения, антропогенные приобретают глобальный характер.

Антропогенными проблемами загрязнения атмосферы являются: парниковый эффект, Кислотный дождь, фотохимический Смог и т.д.

В последнее десятилетие антропогенные факторы загрязнения атмосферы стали особа опасными, К основным источникам загрязнения относится: транспорт, промышленные предприятия, теплоэнергетика, с/х. и др.

Количества кислорода в атмосфере нашей планеты остаётся неизменным ног уже многие миллионы лет. Не представляет существенной угрозы и его расходование в настоящие время на сжигание значительного количества ископаемого топлива. А вот связанное с нашей деятельностью одновременное и, соответственно, столь же незначительное увеличение концентрации в воздухе углекислого газа — проблема более серьёзная, Ещё опаснее для нас и всего живого, проступание в атмосферу совсем уж ничтожных, по сравнению с её общим объемом, количеств токсичных веществ — продуктов пашей деятельности. Огромные объемы вредных веществ в атмосфере вызывают целый ряд неблагоприятных последствий.

Основная часть

Цель исследований

Изучение современных заменителей топлива и возможности их применения  в качестве альтернативы бензину и дизелю.

Задачи исследований

  1. Подобрать информацию на темы:
  • Возможные способы получения энергии.
  • Информацию о пагубном воздействии сырья (нефти, угля) на экологию Земли.
  • Альтернативные источники  энергии на фоне роста цен на сырьё и потребления всё большего количества энергии.
  • Воздействие биотоплива на окружающую среду.

2. Сделать презентацию на заданную тему.

3. Провести опрос на тему «Виды топлива».

4. Обоснование выводов.

Актуальность  темы

Человечество с древних времен использует дерево, кустарник, растительные остатки для получения тепла. Но с развитием промышленной революции эти источники (когда то основные) отодвигались все дальше в списке энергоносителей. Бурное развитие промышленности требовало новых источников, более концентрированных и удобных для получения тепловой энергии. Ими стали сначала уголь затем нефть и газ. К концу ХХ века стало ясно, что этот путь развития имеет большие недостатки, в частности не возобновляемость источников топлива (месторождений) а, следовательно, и удорожание добычи, поскольку приходится осваивать все новые месторождения идти дальше и глубже. К тому же огромные выбросы вредных веществ образующихся при сгорании стали бедствием для экологии. С середины ХХ века начался активный поиск альтернативных возобновляемых источников энергии. Солнечные, ветровые, приливные электростанции сегодня уже действуют (в том числе и малые для индивидуального использования), но пока не занимают существенной доли в выработке энергии ввиду своей дороговизны и малому кпд. Тем не менее, в последнее десятилетие на западе, а теперь и у нас стала развиваться биотопливная энергетика.

Научная новизна

Впервые возникло предложение использование   свалок мусора в качестве альтернативного топлива.  Если переработать данный мусор в топливо, то возможно получение самого экономичного источника альтернативного топлива. Этот способ производства этанола из старых шин, бытовых отходов и практически любой биомассы является универсальным. Для переработки отходов используются микроорганизмы и биореактор. При чем стоимость литра спирта, полученного с помощью новой технологии, составляет около 1/5 стоимости бензина, что дает высокий экономический эффект.

Обзор литературы

Сжиженный газ и традиционное топливо

Точно установлено, что двигатели внутреннего сгорания, прежде всего, автомобильные карбюраторные двигатели, являются основными источниками загрязнения. Выхлопные газы автомобилей, работающих на бензине, в отличие от автомобилей, работающих на сжиженном газе, содержат соединения свинца. Если применяются очистительные фильтры каталитического действия, то поглощаемые ими соединения свинца дезактивируют катализатор, в результате чего не только свинец, но и окись углерода, не сгоревшие углеводороды выбрасываются вместе с выхлопными газами в количестве, зависящем от условий и стандартов на эксплуатацию двигателей, а также от условий очистки и других факторов. Количественно концентрацию загрязняющих компонентов в выхлопных газах при работе двигателей как на бензине, так и на сжиженном газе определяют по специальной методике. При проведении большинства экспериментов было выявлено, что перевод двигателей с бензина на сжиженный газ приводит к снижению количества выбросов окиси углерода в 10 раз и несгоревших углеводородов в 5 раз.

Примесями, содержащимися в выхлопных газах при работе на бензине, так и на сжиженном газе, являются окислы серы и азота. Концентрация окислов серы при работе двигателя на сжиженном газе может быть в десятки раз ниже, чем при работе его на бензине. Окиси азота, как было установлено, являются основными виновниками образования оптического смога. В сочетании с ненасыщенными углеводородами под влиянием ультрафиолетового излучения они образуют канцерогены. Эксперименты показали, что при переводе двигателей с бензина на сжиженный газ наблюдается снижение (до 70 %) выбросов окислов азота. При работе двигателей на бензине были получены следующие показатели по загрязнению атмосферы: соединения свинца и окислы серы присутствуют, окиси углерода и несгоревших углеводородов — стандартное содержание; при работе на сжиженном газе — соединения свинца отсутствуют, окислы серы практически отсутствуют, содержание окиси углерода и несгоревших углеводородов снижено соответственно на 80 и 70 %.

Перевод двигателей с бензина на сжиженный газ относительно прост и дешев, хотя и зависит от размеров двигателя и типа выбранного оборудования. Стоимость перевода, включая стоимость специального оборудования и топливного баллона, обычно не превышает 150 — 500 $.

Спирт

Автомобили с двигателями на спирту, так называемые «алкомобили», вполне успешно эксплуатируются в Бразилии, где традиционно наблюдается избыток сахарного тростника и недостаток нефти. Однако бразильские агрегаты недостаточно эффективны, маломощны и очень несовременны.

Зато в руках фордовских инженеров этанол показал свои лучшие качества, в первую очередь — колоссальное сокращение выбросов СО2.

Немудрено, что именно Швеция была избрана для того, чтобы представить новые автомобили Ford Focus Flexi-Fuel и Focus C-MAX Flexi-Fuel, оснащенные 1.8-литровыми спиртовыми двигателями. Главное достоинство новинок — снижение на 70% выбросов в атмосферу диоксида углерода, который, как предполагают, является причиной «парникового эффекта».

Распространением «алкомобилей» активно занимается шведский Консорциум потребителей многотопливных автомобилей: в частности, благодаря их усилиям Ford продал уже более 15.000 Focus Flexi-Fuel первого поколения.

Изюминкой Ford Focus и C-MAX Flexi-Fuel является их способность передвигаться как на спирту, так и на бензине и даже на их смеси в любой пропорции. Поэтому, если владелец не доехал до «зеленой» заправки, он может спокойно заправиться на первой попавшейся.

Причем, для создания «алкомобиля» фордовцам не пришлось серьезно переделывать конструкцию: поршневая группа была выполнена из более твердых сплавов, контроллер зажигания получил новую программу, а система зажигания обзавелась предпусковым подогревом, схожим с тем, который применяется на дизельных моторах. Последняя мера связана с низкой испаряемостью спирта при температурах ниже минус 15 по Цельсию.

Так что у «алкомобилей» большое будущее в экологически ориентированной Швеции. Правда, может возникнуть проблема у полисменов: поди докажи, что нарушитель выпил рюмку-другую, а не надышался газами в пробке.

 

Водород

В отличие от классических двигателей внутреннего сгорания альтернативные энергетические установки выделяют энергию, полученную не в результате процесса горения, а в результате химической реакции окисления водорода кислородом. Подаваемый на анод водород ионизируется на платиновом электрохимическом катализаторе, и образовавшиеся протоны проходят через электролит на катод, где они реагируют с кислородом с образованием воды. Образовавшиеся при ионизации электроны создают электрический ток и используются для полезной нагрузки. Помимо собственно водорода топливом может служить целый ряд первичных энергоносителей, из которых получают Н2: метанол, этанол, природный газ, биогазы и биомасса, уголь, аммиак и др. Что касается автомобильной промышленности, то использование двигателей, работающих на водороде, позволит централизованно собирать отходы СО2 на производящих водород заводах, а не выбрасывать их прямо под нос пешеходам из выхлопной трубы каждого автомобиля. Таким образом, даже сейчас, на переходном этапе, внедрение энергоустановок нового образца в автотранспорте и энергетике способно снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.

Теоретически переход на водородное топливо выглядит достаточно простым. На автомобиль нужно «всего лишь» установить электродвигатель, который «питался» бы энергией химической реакции водорода и кислорода. Благодаря этому, во-первых, автомашины перестали бы отравлять атмосферу вредными газами, поскольку в их «выхлопе» была бы лишь безвредная дистиллированная вода. Во-вторых, водородный двигатель гораздо эффективнее бензинового: средний коэффициент полезного действия нынешней вазовской водородной энергоустановки составляет 60-65 процентов, что более чем в два раза выше, чем у двигателя внутреннего сгорания. В-третьих, в отличие от нефти водород является неисчерпаемым топливом. Все это звучит очень привлекательно, но, как оказалось, чтобы создать приемлемый по стоимости, безопасности и размерам водородный движок, нужно решить большой комплекс сложнейших технических задач.

       На «АВТОВАЗе» работают над созданием водородных двигателей без какой-либо государственной поддержки. Испытания первого из них, «Антэл-1», в 1999 году проводились на удлиненной «Ниве». Следующий вариант, «Антэл-2», уже смог разместиться на универсале «Лада-111», показ которой на международных автосалонах вызвал неподдельный интерес у специалистов.

Создаваемая сейчас установка «Антэл-3» будет обходиться без бака для водорода: топливный процессор на борту автомобиля будет вырабатывать его из бензина. Это позволит увеличить пробег на одной заправке до 900-950 км. Проблема разработчиков, — создать компактной и недорогой преобразователь бензина в водород.

А в 2006 году «АВТОВАЗ» собирается представить совершенно новый автомобиль «Антэл-4», у которого и платформа, и компоновка, и дизайн-проект, и электрохимический генератор будут разработаны заново. Успешная реализация этого проекта может вывести АВТОВАЗ в лидеры по производству экологически чистых и экономичных автомашин.

Биотопливо

В настоящее время точка в поиске новых видов топлива не поставлена. И, например, американские исследователи в данный момент лоббируют идею перевода автомобилей на спирт и растительное масло, для получения которых будет использоваться переработанная биомасса (любого органического вещества растительного или животного происхождения). На ее основе уже изготовляются горючий газ и этиловый спирт (этанол). Дополнительным преимуществом производства топлива из биомассы является то, что исходным сырьем могут послужить в том числе пищевые и бытовые отходы, экскременты сельскохозяйственных животных, различные сельхозкультуры. Таким образом, автомобильное топливо, изготовленное подобным способом, будет отличаться легкостью производства, а следовательно, и низкой стоимостью. В пользу того, чтобы начать увеличивать производство автомобильных двигателей, приспособленных к биотопливу,  говорит также и то, что оно не требует специальной перестройки заправочных станций и может заливаться в баки традиционным и всем привычным способом. И, наконец, принципиальным плюсом биотоплива является то, что, в отличие от нефти, его запасам на Земле уж точно не грозит истощение. Сейчас в мире уже существует несколько видов комбинированного горючего, как правило, представляющего сочетание бензина и спирта, произведенного из растительного сырья, а с 1990 г. этанол в небольшом количестве стал добавляться в бензин, дабы снизить вредоносность автомобильных выхлопов для окружающей среды. Также с 1991 г. началось массовое производство специального биодизельного топлива, которое вырабатывается из растительного и животного жира (главным образом используются пальмовое и соевое масла). Основой для производства биодизеля может послужить даже растительное масло, использованное в пищевой промышленности. Национальный биодизельный совет США уверяет, что биодизель на 5% более экономичен, а его энергоемкость выше на 5%. В настоящий момент наиболее активно используют такое топливо для своих машин автовладельцы стран ЕС. Однако значительное число аргументов выдвигается и против биотоплива. Никто не против того, чтобы воздух в мире стал чище, а горючее дешевле. Но это будет требовать внесения изменения в конструкцию автодвигателей, а следовательно, и в сам процесс их производства, что потребует значительных затрат и займет достаточно долгое время. Сложно пока предположить и то, насколько охотно начнут переходить на новое топливо рядовые водители.

Компания GM представила экологически чистый Hummer. На ежегодной выставке в Лос-Анджлесе, темой которого была Защита окружающей среды, GM получили приз за лучший концепт автомобиля будущего. Модель-победитель — Hummer 02, в которой сделан упор на принесение пользы для экологии. Hummer 02 оснащен фототропическим кузовом, который производит чистый кислород. А кузовные панели заполнены водорослями и преобразуют двуокись углерода в кислород. При вторичной обработке водоросли можно использовать для производства электроэнергии. Автомобиль способен управлять выработкой кислорода с помощью расположенных на каждой панели двусторонних клапанных систем — отслеживается количество двуокиси углерода и рассчитывается количество питательной смеси, необходимой для роста водорослей. Одновременно оптимизируется производство и распределение кислорода. В каждое колесо встроены водородные двигатели, питающиеся от модульных независимых топливных батарей. Для обеспечения безопасности и удобной компоновки баллон с водородом расположен прямо в центре автомобиля. Конструкция автомобиля полностью выполнена из материалов, поддающихся вторичной переработке, включая алюминиевую раму, обивку сидений и окраску кузова по специальной технологии РЕТЕ.

Сжатый воздух

Есть автомобили, для движения которых не требуется ни нефти, ни аккумуляторов большой мощности, а выхлоп таких машин не отличается от окружающего воздуха. Это всё потому, что воздух и приводит их в движение. Речь идёт о «воздушных» моделях OneCAT и CityCAT индийской компании Tata Motors, Разработаны модели во французской компании Moteur Développment International Ги Нэгром. Идея использовать сжатый воздух в качестве энергоносителя на транспортном средстве не нова. В конце XIX века в Европе на сжатом воздухе ездили некоторые трамваи, грузовики и внутризаводской транспорт. Однако энергоёмкость сжатого воздуха, даже если давление доводили до трёхсот атмосфер, была низка, к тому же не существовало прочных и легких материалов, способных заменить металл в баллонах для сжатого воздуха.

Разработка воздушного двигателя является настоящим поршневым двигателем с коленвалом, впускным и выпускным коллекторами. Поршень в цилиндре мотора приводится в движение за счёт расширения смеси охлаждённого сжатого и тёплого атмосферного воздуха. Основным отличием «воздушного» двигателя является конструкция шатуна поршня, благодаря которой поршень может задержаться в верхней мёртвой точке, а затем резко сорваться вниз, не останавливая при этом движения коленвала. Мотор работает, а пневматический автомобиль показал разгон до 90 км/ч за семь секунд.

«Топливный бак» автомобиля — это баллон со сжатым воздухом. Изготовлен из углеволокна, в результате чего он обрел прочность, легкость и безопасность. Углеволоконный баллон с воздухом под давлением можно трясти и бросать. В серийной версии совместных автомобилей Нэгр и Tata Motors находится два баллона с общим объемом в 340 л. Полной заправки баллонов хватает на двести километров движения автомобиля, а «заправить» пустые баллоны можно будет в любом месте, где есть компрессор для подкачки шин. Там, где не найдётся компрессора, но будет электрическая розетка, владельцы смогут заправить свою «воздушную» машину с помощью электричества, так как пневматический двигатель может работать в качестве компрессора (15).

Практическая часть

Тема альтернативных источников топлива, безусловно, актуальна и злободневна в настоящее время на фоне быстро дорожающей нефти истощающихся природных источниках. Во время проведения информационного обзора выяснили, что человечество всерьез задумалось об использовании альтернативных источников топлива. По данной тематике были изучены как библиотечные материалы, так и  материалы из Интернета. Самые  интересные, с нашей точки зрения, перспективы применения данного вида топлива представлены в мультимедийном обучающем пособии.

I. Обучающее пособие  в виде мультимедийного диска на тему «Альтернативные виды топлива»  создано в программе Power Point c использованием возможностей данной программы: внедрение звука, картинок. Данное пособие может использоваться  на уроках экологии, информатики, физики,материаловедения. а также диск можно использовать классными руководителями для проведения тематических классных часов.

II.В рамках проекта был проведен социологический опрос на тему «Виды топлива» среди водителей, паркующихся (владельцы легковых автомобилей) около техникума – опрошено 35 человек (образец анкеты прилагается (приложение 1).

По результатам данного опроса, оказалось, что:

  1. Были перечислены следующие виды топлива: бензин 80; бензин 92; бензин 95; дизтопливо; газ; электричество; спирт.
  2. Выяснили, что:
  • 57% опрошенных ездит на бензине с октановым числом  95;
  • 31%  — на бензине 92;
  • 6% — на дизтопливе;
  • 3% — на бензине с октановым числом 80;
  • 3% — на газе.

4. 95% респондентов согласились с тем, что основным загрязнителем воздуха являются выхлопные газы автомобилей.

5. Среди альтернативных источников топлива были названы: природный газ — 31%, спирт – 29%, водород – 6%, электричество – 31%, солнечная энергия – 3%.

6. На альтернативных источниках топлива согласились ездить: 50% опрошенных,    20% — отказались, 30% — затрудняются ответить.

7.  По результатам опроса выяснили, что:

  • 31% респондентов считают самым экологичным видом топлива электричество;
  • 31% — водород;
  • 29% — солнечная энергия;
  • 9% — органика.

8. 34% опрошенных согласны ездить на газе;

31% в качестве топлива выбрали электричество;

23% заправили бы свое транспортное средство органическим топливом;

6%  — водородом;

6% считают, что лучше заправлять машину  бензином.

Результаты анкетирования приведены в таблице

Вопрос

Количество ответивших

1

 Какие виды топлива вы знаете?

35

2

 На каком топливе ездит ваш автомобиль?

бензин 80

1

бензин 92

11

бензин 95

20

дизтопливо

2

газ

1

электричество

0

3

Считаете ли вы, что основным фактором загрязнения воздуха Москвы являются выхлопные газы автомобилей?

35

4

Какие альтернативные источники топлива вы знаете?

35

5

Как вы считаете, какой вид топлива будет лучшей альтернативой бензину?

газ

11

электричество

11

водород

2

органика (спирт и др. орг. в-ва)

10

солнечная энергия

1

6

 Использовали бы вы альтернативные источники топлива?

35

7

 Как вы считаете, какой вид топлива является самым экологичным?

водород

11

электричество

11

органика

10

солнечная энергия

3

8

Каким из альтернативных видов топлива вы бы заправили свой автомобиль?

водород

2

электричество

11

органика (спирт и др. органические вещества)

8

газ

12

никаким

2

Данный опрос показал, что большинство водителей заправляют свой автомобиль бензином с октановым числом 95. Осознают, что самый большой вред экологии города наносится автомобильным транспортом. Автомобилистам хорошо известно о существовании альтернативных источников топлива, хотя заправлять собственные автомобили они не торопятся вследствие технических трудностей (необходимо переделывать двигатель под определенный вид топлива) и небольшого количества либо вообще отсутствия специализированных заправок.

  1. В рамках данного проекта возникло предложение использовать в качестве альтернативного топлива мусор  свалок. Одной из серьезных проблем нашего города стала проблема утилизации мусора. По данным СМИ мусоросжигательных заводов в у нас мало, свалки переполнены. Мы можем «захлебнуться» в собственном мусоре.  

Разработана блок-схема переработки мусора с целью получения топлива. Данный процесс должен состоять из трех основных этапов:

1 этап: сортировка (металл и стекло направляется на переплавку, строительный мусор на захоронение, органика (бытовые отходы, резина, древесина, бумага и т.д.)) в биореактор;

2 этап: процесс разложения мусора в биореакторе (мусор нагревают до температуры 36-500С, бактерии определенного вида перерабатывают мусор с образованием газов и спирта).

3 этап: процесс очистки спирта.

Если переработать данный мусор в топливо, мы получим самый экономичный источник альтернативного топлива. В процессе изучения информации по этому вопросу мы выяснили, что такая методика уже разработана компанией General Motors, крупнейшим мировым производителем автомобилей. Для производства чудо-топлива General Motors заключила соглашение с компанией Coskata, инженеры которой придумали способ производства этанола из старых шин, бытовых отходов и практически любой биомассы. Для переработки отходов используются микроорганизмы и биореактор. При чем стоимость литра спирта, полученного с помощью новой технологии, составляет около 26 центов (или 1 доллар за 4,5 литра)(14).

В  ближайшем будущем в мире появится такое производство, которое позволит решить две серьезные проблемы: утилизации мусора и создания альтернативных источников топлива.

Заключение и выводы

Проблема поиска топлива для автомобилей, которое станет достойной альтернативой бензину и дизелю, является одной из наиболее актуальных в мире. Заставляют искать новые виды горючего: и все время растущая дороговизна нефти, и рост загрязнения окружающей среды. Ряд автомобилистов уже заправляют свои машины природным газом, кто-то ездит на электромобилях, а наибольшей популярностью в настоящий момент пользуются так называемые автомобили-гибриды, в которых используются альтернативные источники энергии (обычно это электричество и бензин).

В рамках данного проекта мы провели анкетирование и выяснили, что большинство водителей заправляют свой автомобиль бензином с октановым числом 95. Осознают, что самый большой вред экологии города наносится автомобильным транспортом. Автомобилистам хорошо известно о существовании альтернативных источников топлива, хотя заправлять собственные автомобили они не торопятся вследствие технических трудностей (необходимо переделывать двигатель под определенный вид топлива) и небольшого количества либо вообще отсутствия специализированных заправок.

В процессе изучения информации по этой теме возникла идея получения альтернативного топлива из мусора. Оказывается, что такая методика уже разработана компанией General Motors, крупнейшим мировым производителем автомобилей. Инженеры компании разработали способ производства этанола из старых шин, бытовых отходов и практически любой биомассы.

Мы верим, что скоро появится такое производство, которое позволит решить две серьезные проблемы: утилизации мусора и создания альтернативных источников топлива.

   

Список литературы

  1. Т.Н. Смирнова, В.М. Подгаецкий. Биодизель – альтернативное топливо для дизелей. «Двигатель» №2 (50) 2007 г.
  2. Американские инициативы / альтернативное топливо. «Современная АЗС», Июль 2006 г.
  3. В. Квинт. Могучая смесь. «Forbes», август 2007 г.
  4. Н.Г. Кириллов. Альтернативное моторное топливо из местного сырья. «Энергетика и промышленность России», № 4 (32) апрель 2003 г.
  5. С. Скрипка. Топливо расцвело. «Автоцентр»  № 10, 2004 г.
  6. В. Кузнецова. Новое меню для «железного коня». АиФ, № 35 (536) от 29 августа 2007 г. 
  7. http://www.eprussia.ru/epr/84/5980.htm
  8. www.intersolar.ru
  9. www.svobodanews.ru
  10. www.uzr.com.ua
  11. www.Gazogenerator.ru
  12. http://1kz.biz/battery
  13. www.au92.ru
  14. http://musor.net
  15. http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/auto/640/

Приложение1

Анкета на тему «Виды топлива»

  1. Какие виды топлива вы знаете?
  2. На каком топливе ездит ваш автомобиль?
  • бензин 80
  • бензин 92
  • бензин 95
  • дизтопливо
  • газ
  • электричество
  1. Считаете ли вы, что основным фактором загрязнения воздуха   являются выхлопные газы автомобилей?
  2. Какие альтернативные источники топлива вы знаете?
  3. Как вы считаете, какой вид топлива будет лучшей альтернативой бензину?
  • газ
  • электричество
  • водород
  • органика (спирт и др. орг. в-ва)
  • солнечная энергия
  1. Использовали бы вы альтернативные источники топлива?
  2. Как вы считаете, какой вид топлива является самым экологичным?
  • водород
  • электричество
  • солнечная энергия
  • органика

8.     Каким из альтернативных видов топлива вы бы заправили свой автомобиль?

  • водород
  • электричество
  • органика (спирт и др. органические вещества)
  • солнечная энергия
  • газ
  • никаким

Газ, как альтернативное топливо

Газ, как альтернативное топливо

09.03.2017


Уже на протяжении многих лет все говорят про альтернативное топливо. Действующими примерами альтернативного топлива можно назвать: электроэнергию, спирт, газ и водород. Что из этого короткого списка может использоваться повсеместно без фундаментальных мировых вложений в технологию, сырье, и инфраструктуру?

Действительным альтернативным топливом мы можем назвать только газ. Два самых ярких представителя — СПГ (сжатый природный газ, метан) и СНГ (сжиженный нефтяной газ, пропанобутановая смесь). Запасы первого в 8 раз превышают мировые запасы нефти, использование которого даже безопаснее бензина, в то время как второй, являясь вторичным сырьем при производстве нефти, производится масштабно, имея при этом широкую сеть газовых заправок.  Стоимость постройки АГЗС примерно в 10 раз меньше постройки бензиновой АЗС.

Применение, как природного газа, так и сжиженного нефтяного газа, решает сразу две глобальных проблемы:

  • стоимость перевозок падает примерно в два раза (усредненный показатель),
  • применение газа сокращает количество вредных выбросов  в атмосферу.

Применение газа как топлива существенно сокращает вредные выбросы в атмосферу, при этом экономически стимулируя переоборудование, делая его самоокупаемым, за счет снижения стоимость перевозок в 2 раза! Стоит напомнить, что для стран, не имеющих своего природного газа и нефти, с большим количеством биомассы, которая теряется со сменой климата, есть возможность постройки биореакторов, вырабатывающих большое количество биогаза, состав которого: 50—87 % метана, 13—50 % CO2 и незначительные примеси h3 и h3S. После очистки биогаза от СО2, получается биометан. Биометан — полный аналог природного газа, отличающийся только его происхождением.

Казалось бы, что решение очень близко, но проблема не решена для коммерческого транспорта, имеющего постоянные и самые большие пробеги! Существующие на мировом рынке технологии позволяющие работать дизельным двигателям на газу технологически устарели, используют неконтролируемые системы подачи газа, являются небезопасными и менее экологичными, т.к. неполное сгорание газа приводит к образованию угарного газа (CO) в выхлопе. До недавнего времени, не было универсальных  систем для работы со всеми видами газообразного топлива, которые в полном объеме отвечали бы требованиям современного мира.

Альтернативные виды топлива и современные автомобили

Более десятка альтернативных видов топлива производятся или разрабатываются для использования в транспортных средствах с альтернативным топливом и транспортных средствах с передовыми технологиями. Автопарки государственного и частного секторов являются основными пользователями большинства этих видов топлива и транспортных средств, но индивидуальные потребители проявляют к ним все больший интерес. Использование альтернативных видов топлива и современных транспортных средств вместо обычных видов топлива и транспортных средств помогает Соединенным Штатам экономить топливо и снизить выбросы транспортных средств.

Биодизель — это возобновляемое топливо, которое можно производить из растительных масел, животных жиров или переработанного кулинарного жира для использования в дизельных транспортных средствах.

Электричество можно использовать для питания подключаемых к электросети электромобилей, которые становятся все более доступными.Гибриды используют электричество для повышения эффективности.

Этанол — широко используемое возобновляемое топливо, получаемое из кукурузы и других растительных материалов. Он смешан с бензином для использования в транспортных средствах.

Водород — это потенциально экологически чистое альтернативное топливо, которое можно производить из внутренних источников для использования в транспортных средствах на топливных элементах.

Природный газ — это газообразное топливо, имеющееся в большом количестве внутри страны, которое может иметь значительные преимущества по стоимости топлива по сравнению с бензином и дизельным топливом.

Пропан — легкодоступное газообразное топливо, которое на протяжении десятилетий широко используется в автомобилях по всему миру.

Несколько новых видов топлива считаются альтернативными видами топлива в соответствии с Законом об энергетической политике и могут находиться в стадии разработки или уже разработаны и доступны в Соединенных Штатах.

Обычные автомобили и двигатели можно модифицировать для работы на другом топливе или источнике энергии.

Цены на альтернативное топливо могут колебаться в зависимости от местоположения, времени года или политического климата.

Альтернативные виды автомобильного топлива

Размещено Кшиштофом Лисом 30 января 2014 г.

СПГ или сжиженный природный газ — это природный газ в жидком состоянии.Он был охлажден до криогенных температур, поэтому при атмосферном давлении находится в жидком состоянии.

СПГ может использоваться в качестве автомобильного топлива, а также может использоваться КПГ (сжатый природный газ). Оба эти топлива имеют значительные преимущества перед бензином и дизельным топливом.

Из-за жидкого состояния СПГ более чем в два раза плотнее СПГ. Его необходимо хранить в изотермических резервуарах из-за низкой температуры, но при довольно низком давлении по сравнению со сжатым природным газом.Для последнего требуется давление, превышающее атмосферное в 200 раз (3000–3600 фунтов на квадратный дюйм, или 21–25 МПа), в то время как для СПГ требуется всего 70–150 фунтов на квадратный дюйм (0,5–1,0 МПа, в 5–10 раз выше атмосферного давления). СПГ подается в двигатель в жидком состоянии, а затем испаряется, аналогично СНГ (сжиженный нефтяной газ, смесь пропан-бутана, также известный как автогаз ). ПОДОЖДИТЕ! Читать дальше… читать дальше »

Автор: Кшиштоф Лис, 16 декабря 2011 г.

Ниже вы найдете таблицу, в которой представлены более 199 (99,5% +) выхода спирта из различного сырья.Значения указаны как в галлонах США на тонну (2000 фунтов), так и в литрах на метрическую тонну сырья. Числа были получены из расчета количества сбраживаемых веществ, содержащихся в исходном сырье. Как вы понимаете, реальные значения будут заметно ниже.

Неудивительно, что лучшим сырьем для производства этанола является пшеница, наряду с другими зерновыми, такими как кукуруза и гречка. Изюм и чернослив отлично работают, так как они сушеные и, следовательно, содержат много сахара на единицу массы. ПОДОЖДИТЕ! Читать дальше… читать дальше »

Размещено Кшиштофом Лисом 18 ноября 2011 г.

В огромном количестве информации об альтернативной энергии есть много источников альтернативной энергии, которые на самом деле не так эффективны, как они обещают быть. Некоторые из этих источников энергии очень рекламируются и продаются, потому что интерес к альтернативной энергии способствует интересу инвесторов к процессу.Шумиха может стать быстрым источником заработка для мошенников с альтернативной энергетикой.

Таким образом, хотя вкладывать деньги в существующие альтернативные энергетические решения, особенно в солнечные панели, безопасно, поскольку правительство тратит миллиарды на их развитие, следует быть осторожным, прежде чем тратить деньги и думать о чудесных альтернативных энергетических решениях, таких как этанол. Распространенное мнение, которое постепенно набирает силу, заключается в том, что биотопливо, такое как этанол, может предложить долгосрочное решение топливного кризиса в Америке и обеспечить инвесторам существенную прибыль.Это понятие, хотя технически верное, все же сталкивается с рядом реальных жизненных препятствий, прежде чем оно превратится в успешную альтернативу бензину. ПОДОЖДИТЕ! Читать дальше… читать дальше »

Размещено Кшиштофом Лисом 11 ноября 2011 г.

Многие говорят, что биодизель — это биотопливо будущего.Вы можете заплатить, чтобы узнать, как производить биодизельное топливо (или прочитать это бесплатно здесь), и купить дорогой процессор биодизеля (или сделать свой собственный за небольшую часть цены). Но действительно ли биодизель является хорошей альтернативой нефтедизелю?

Я не верю. Я считаю, что лучше использовать прямое или отработанное растительное масло, а не биодизель. ПОДОЖДИТЕ! Читать дальше… читать дальше »

IATA — Отчет об альтернативных видах топлива

[Поиск] [Меню]
  • О нас
    • Видение миссии
    • Приоритеты
    • Члены
    • Стратегические партнеры
    • Международный учебный фонд
    • Структура управления
    • История
    • IATA по регионам
    • Наши офисы
  • Карьера
  • Контактная поддержка
  • Программы
    • COVID-19: Все ресурсы
      • Воссоединение мира
      • Государственные меры по смягчению последствий COVID-19 в области общественного здравоохранения
      • Повторное открытие документов о границах
    • Груз: COVID-19
      • Опасные грузы (HAZMAT)
      • Живые животные
      • СТБ Карго
      • Цифровой груз
      • Управление границами грузов
      • Грузовые операции
      • Грузовой iQ
      • Фарма и Здравоохранение
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *