Развенчание мифов об альтернативных видах топлива

Литраж баррелей

Как уже отмечалось выше, баррель – это не единая мера измерения, а целая система, величины которой разнятся в зависимости от измеряемого вещества. К примеру, английский баррель сформировался на основе пивного барреля, и с 1824 года равен 163, 66 литрам. В США стандартный баррель для измерения жидких веществ возник на основе винного барреля, и в настоящее время он равняется 119,24 литрам. Примечательно, что при измерении пивных напитков величина барреля изменяется и составляет 117,3 литров. При определении объема сухих веществ в США используется «сухой баррель» величиной 115, 6 литров.

Французский баррель или баррик (barrique) равен 225 литрам. В качестве измерительной единицы используется не во Франции, а на Гаити. Кстати, в переводе с английского языка, баррель означает «бочка», что, собственно, отчетливо понятно при виде емкости.

Гибридные установки

Последнее время все чаще появляется информация о гибридных автомобилях, то есть автомобилях с двумя двигателями внутреннего сгорания (обычно бензиновым) и электрическим. В зависимости от нагрузки работает либо электромотор, либо более мощный ДВС, либо оба двигателя сразу. Питается электромотор от аккумулятора, подзаряжающегося при торможении (рекуперации энергии), или от генератора ДВС. Преимущества данной схемы очевидны: хорошая динамика, экономия топлива, а, следовательно, и уменьшение выбросов вредных веществ в атмосферу. Лидерами в разработке гибридных автомобилей являются японцы. Toyota, еще в 1997 году опробовав на машине Toyota Prius свою систему Hybrid Synergy Drive, позволяющую очень гибко управлять совместной работой моторов, сейчас успешно применяет её и на дорогих Lexus RX400h, Lexus GS450h, рассчитывая к 2110 году довести выпуск гибридов до миллиона в год! Старается не отставать и Honda, уже давно предлагая покупателям гибридные варианты Honda Insight, Civic и Accord.

Nissan Fuga

Nissan Fuga

Nissan Fuga Nissan Fuga
На Токийском моторшоу 2009 года концерн Nissan Motor представит новое поколения седана премиум-класса Nissan Fuga. Этот автомобиль является японским аналогом люксовых седанов Infiniti серии M, реализация которых проходит во многих странах мира, в том числе и в России.

В августе Nissan рассказал, что InfinitiM получит три типа силовых установок: бензиновые двигатели объемом 5,6 литра (400+л.с.) и 3,7 литра (около 330 л.с.), а также дизельный V6 для Европы (Fuga его, скорее всего, не получит). Сегодня Nissan официально заявил о новом силовом агрегате для люксового седана — гибридной силовой установке собственной разработки.

Гибридный Infiniti M и гибридная Fuga получат 3,5-литровый бензиновый двигатель V6 и один электромотор, питание к которому будет подаваться от литий-ионной батареи. Схожая по размерам с используемыми сейчас никель-металл-гидридными аккумуляторами, батарея Nissan в 2 раза эффективнее. Она позволит солидному седану передвигаться только при помощи электромотора на небольшие расстояния.

Пиарщики Infiniti не стали следовать примеру Lexus, увеличивая цифры в именовании модели, так что новая экологичная модель будет называться Infiniti M35 Hybrid. Реализация машины начнется не скоро — осенью 2011 года.

Электричество

Автомобили с электродвигателями традиционно считаются транспортным средством будущего. Это вполне объяснимо, ведь такие моторы относительно просты, им не нужна трансмиссия, у них отличная моментная характеристика, а главное – они бесшумны и не выбрасывают вредных веществ. За последние годы появилось множество электромобилей, которые обозначили заметный прогресс в этой области: двигатели прибавляют в мощности, становясь при этом более компактными. Их даже удается разместить в колесах автомобиля, как сделано, например, в Mitsubishi Lancer Evolution MIEV.

Основным же препятствием на пути распространения электромобилей по-прежнему остается недостаточная емкость источников электроэнергии. Даже лучшие литий-ионные батареи обладает плотностью энергии всего в 150 Вт X ч/кг, в то время как у водорода этот показатель равен 11000 ВтXч/кг, а у бензина – 12000 ВтXч/кг! Поэтому дальность поездки электромобилей едва превышает 300 км, что, возможно, и не было бы столь удручающим фактом, если бы не длительный процесс зарядки – как минимум несколько часов.

Каких-то технических прорывов в области сохранения энергии пока не предвидится, а потому разработчики вынуждены искать способы генерации электрического тока на борту автомобиля. Самый простой способ – привод генератора от небольшого бензинового или дизельного двигателя. И хотя такой вариант не безупречен с точки зрения экологии, тем не менее от работающего в постоянном режиме мотора можно добиться очень неплохих показателей токсичности выхлопа, что и продемонстрировал созданный по такой схеме Chevrolet Volt.

Более перспективным генератором тока считаются так называемые топливные элементы, в которых водород соединяется без горения с кислородом в молекулы воды с получением тепла и электрического тока. Однако пришедшие из космической промышленности эти элементы пока слишком дороги для автомобилей, да и с хранением и получением водорода возникают уже упомянутые сложности. Так что за рамки отдельных концепт-каров эта технология пока вышла.

Водород.

Миф: Водород является якобы взрывоопасным, он гораздо опаснее, чем бензин.

В этом есть какая-то доля правды, именно в том, что водород является легковоспламеняющимся веществом. Но а бензин, с его-то парами, которые тяжелее чем воздух. не опасный ли продукт? Скорее всего он быстрее станет причиной пожара или того-же взрыва, когда заключен и находится в ограниченном пространстве.

Дело вот в чем, водород — это газ, который в 14 раз легче воздуха. При воспламенении водорода пламя огня у него прямое, это будет очень похоже на то, как горит тот-же газ бутан. А вот при возгорании бензина, из-за того, что пары данного топлива намного тяжелее воздуха они распространяются на различные поверхности и в итоге приводят к более обширному возгаранию и распространению огня, поэтому и приводят к более кардинальным повреждениям при своем возгорании.

Несколько лет назад один исследователь провел конкретный эксперимент, для того, чтобы доказать, что водород менее опасен чем сам бензин. Для этого он просто поджег водород, который утекал из топливной системы машины, а далее сделал аналогичную процедуру и с бензиновым автомобилем. При воспламенении водорода сам автомобиль практически не повредился, когда как автомобиль с бензиновым топливом быстро был охвачен пламенем огня и в конце-концов был полностью уничтожен.

Получается, что в отличие от легкого водорода пары того же бензина не могут быстро выйти из замкнутого топливного бака (пространства), если открыть крышку бензобака. Эти накапливаемые пары бензина могут одномоментно в один прекрасный момент сдетонировать и привести к взрыву.

Так почему же этот страх перед водородным топливом по-прежнему очень силен в сознании многих людей (автомобилистов)?

Все дело в катастрофе дирижабля «Гинденбург» произошедшей в 1934 году. В тот год произошла самая крупная катастрофа дирижабля в мире. Многие связывают эту трагедию именно с взрывом водорода, хотя по факту и на самом деле сам водород не взрывался.

Миллионы кубических литров водорода при своей утечке тогда сгорели всего за каких-то 60 секунд. То, что весь мир увидел из кинохроники об аварии данного дирижабля, где пламя огня быстро охватывает всю конструкцию летательного аппарата и далее видели на кадрах густой черный дым, это не говорит о том, что все непосредственно связано с водородом. На самом деле, причина такого черного дыма и яркого пламени огня конкретно связана с горением самого дизельного топлива. 

Правда здесь надо учесть, если использовать этот водород не надлежащим образом, то он в момент может стать опаснее самого бензина. Но вот при применении водорода на автотранспортных средствах, данное водородное топливо менее опасней, чем сам бензин.

1425573420Celtic_renewables_013

Шотландцы недолго думая решили использовать для получения биотоплива свой излюбленный алкогольный напиток, а точнее — основные побочные продукты его производства: жидкие дрожжевые отходы, так называемый «эль из чана» и остатки зерна. Благо ежегодно их набирается огромное количество — 1,6 млрд литров жидких и 500 тыс. тонн твердых отходов. Ведь в процессе изготовления виски 90% всех принимающих участие в этом священнодействии ингредиентов — вода, дрожжи и зерно — превращаются в биологический мусор, который в лучшем случае применяют как удобрение или корм для скота, а в худшем сваливают в море.

Этанол.

Миф: Этанол дешевле, чем сам бензин.

Проблема с этанолом состоит в другом. По сравнению с бензиновым двигателем при сгорании этанола мотор получает для себя энергии на 33% меньше, чем при сгорании того же бензина. 

Таким образом получается, что заправив автомобиль 20 литрами этанола, автомобиль не проедет столько же километров, сколько он сможет проехать на таком же объеме бензина. Так например стандартные исследования показали следующее, что при заправке автомобиля этанолом водитель будет тратить на АЗС гораздо больше денег, чем при использовании и заправке бензинового автомобиля. Правда есть небольшая хитрость, если в тот же бензин добавлять немного этанола, то можно все-же немного снизить потребление топлива автомобилем.

В Европе и в США в настоящий момент в бензин как правило уже добавляют 10% этанола, который у них используется в качестве оксигенатора, что естественно способствует снижению потребления топлива автомобилем. 

Также, в Европе и в США существует марка такого бензина в котором содержание этанола составляет уже 85%.

Но такое топливо можно использовать только при модернизации самого двигателя. Многие автопроизводители уже прямо с завода начали выпускать свою автопродукцию, которая изначально уже настроена на работу на этом топливе.

Да, бесспорно, работа двигателя на этаноле более эффективна, но в конечном итоге из-за более низкой энергии при сгорании топлива приходится чаще заезжать на заправку, а это в конце-концов приводит к более большим затратам, если сравненивать ту же эксплуатацию автомобиля на обычном традиционном топливе.

Как видите уважаемые друзья, многие альтернативные виды топлива сегодня сталкиваются с большими трудностями, чтобы мир в настоящий момент стал их использовать массово. И дело здесь не только в мифах и в нежелании самих нефтяных компаний в распространении альтернативных источниках энергии, дело в другом,  большинство этих нетрадиционных источников энергии по своей себестоимости сегодня значительно дороже, чем сам бензин.

Только один лишь вид топлива, который сегодня существует и может быть более выгоден по сравнению с тем же бензином, это то самое дизельное топливо, больше пока нет альтернативы. Большинство других источников энергии направлены лишь на уменьшение выбросов в атмосферу парниковых газов. Но весь мир не может просто так сразу взять и перейти массово на эти источники энергии, так как сегодняшняя цена нефти на мировом рынке слишком уж высока для многих стран мира.

49_raps1_

Рапсовое поле Рапсовое поле

Наши исследователи тоже не лыком шиты и не теряют времени даром. Ученые из Иркутского национального исследовательского технического университета и Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН наглядно доказали, что можно не только сжигать солярку на полях во время посевной и уборочной, но и превратить зеленые нивы в возобновляемые экологически чистые источники биодизтоплива. В ходе экспериментов ученые сделали ставку на выращивание масличных растительных культур как наиболее подходящих, по их мнению, для производства биологического горючего. Горчица, рапс, масличная редька, крамбе, сурепица и рыжик — все эти растения (а точнее, масла, извлеченные из них) в скором времени могут превратиться в горючее, на котором поедут российские автомобили. По предварительным оценкам, стоимость такого топлива составит не больше 20 руб. за литр. Теперь дело за предпринимателями, которые смогут воплотить это изобретение в жизнь.

***

Многие страны могут похвастаться своими разработками альтернативного топлива. Так, в Латвии научились производить бутанол из борщевика, злостного и к тому же ядовитого сорняка, доставляющего массу проблем жителям сельской местности. Уникальность созданной латышскими учеными установки в том, что для расщепления биомассы они применяют не химические вещества, а энзимы, извлеченные из грибов. Во Вьетнаме придумали, как делать горючее из скорлупы кокосовых орехов. А еще можно вырабатывать топливо из водорослей, древесной щепы, отработанного пищевого масла, бытового мусора и много чего еще. Так что в случае истощения нефтяных запасов топливный коллапс человечеству точно не грозит.

Конец эры бензина: что будем заливать в баки в будущем — шесть альтернатив

Горючее, созданное на базе спиртов

Такой вид топлива является разновидностью биотоплива. В качестве топлива метанол применяли раньше на машинах в виде смеси M85, состоящей на 85% из метанола и на 15% из бензина. Сегодня такие автомобили больше не производятся, но зато в мире предостаточно автотранспорта, работающего на смесях бензина с этанолом. Производится этиловый спирт за счет процесса брожения зерновых культур, но в последнее время для транспортных нужд этиловый спирт производят не только из самых разнообразных трав, водорослей и деревьев, но даже из биомассы, которая остается после извлечения из растительного сырья подходящих для пищевой промышленности элементов. На спирту работают недоступные в России автомобили Volvo и Ford из семейства FlexiFuel.

Главным препятствием к массовому применению автомобилей, работающих на спирту можно назвать их дороговизну, а также необходимость применения для создания данного вида топлива (так же как и для «биодизеля») продовольственных культур.

Подведя итоги можно сказать, что все более частое появления работающих на альтернативном топливе автомобилей не может не радовать. Правда «ложкой дегтя» можно считать тот факт, что эти продвинутые технологии все же чересчур далеки от реальной жизни: они либо не конкурентоспособны или доступны только избранным. Все должно измениться с появлением двигателя на альтернативном топливе, столь же практичного и недорогого, как традиционный двигатель внутреннего сгорания.

Колодийчук Андрей, специально для ByCars.ru

Дизельное топливо.

Миф: Дизельное топливо имеет неприятный запах и имеет грязные выбросы.

Дизельное топливо безусловно долгое время сильно загрязняло природу во всех странах мира, и это длилось до тех пор, пока в 1990 годах во многих странах мира не ужесточили требования к конструкции самих дизельных автомобилей (особенное внимание было уделено грузовой и сельскохозяйственной техники) и к содержанию серы в дизельном топливе. После ужесточения правил к минимальному содержанию серы в дизельном топливе количество таких вредных выбросов (СО2) дизельных машин приблизилось к бензиновым двигателям

После ужесточения правил к минимальному содержанию серы в дизельном топливе количество таких вредных выбросов (СО2) дизельных машин приблизилось к бензиновым двигателям.

Благодаря технологии очистки дизельного топлива от содержания в нем серы, избавило сам дизель от того неприятного и ужасного запаха. Так же внедрение на современные автомобили нескольких новых типов фильтров очистки выхлопных газов от сгорания топлива (катализатор — сажевый фильтр), позволило в дальнейшем избавить эти автотранспортные средства от грязного и черного дыма выходящего из выхлопной системы. 

Единственный минус этого дизельного топлива заключается в следующем, это его номинальная цена. Как правило во многих странах мира само дизельное топливо стоит дороже обычного бензина, или оно стоит столько же, как марка премиального бензина (бензин премиум-класса). Особенно это становится заметным в зимний период времени.

Все дело в том, что это дизельное топливо производится на том же заводе, где выпускается  мазут для отопления тепло-электростанций. Из-за того, что один вид топлива на производстве связан непосредственно с другим видом, на который в зимний период времени наблюдается огромный спрос, то это дизельное топливо естественно и дорожает. 

Плюс к тому-же, что дизельное топливо в самой Европе пользуется и пользовалось всегда огромным спросом, которое превышает сам спрос на бензин в несколько раз. Нашим Российским производителям дизельного топлива намного выгоднее экспортировать дизельное топливо в Евросоюз, чем поставлять его на внутренний рынок. В конечном итоге получается, что объем запасов дизельного топлива в России постоянно снижается, это и приводит к  увеличению его цены. 

Но не смотря на стоимость самого дизельного топлива оно все-равно остается более выгодным, чем сам бензин. Дизельное топливо при своем сгорании возвращает двигателю 30-35% всей энергии, что является намного эффективней бензина. Кроме всего, все дизельные моторы более экономичные, чем аналогичные бензиновые.

Но существует одна проблема. Дизельные автомобили являются выгодными только до той поры, пока стоимость дизельного топлива не превысит саму стоимость бензина на 30%. Как только этот порог будет пройден, то бензиновый автомобиль опять станет выгодным.

Проблемы нефтедобычи и состояние экологии

Появление экологических проблем при добыче нефти и газа состоит в нескольких одновременных аспектах, часть которых взаимовлияет друг на друга, производя кумулятивный эффект, а другая часть становится, опосредованно, результатом их взаимодействия.

Проблемы начинаются с загрязнения в местах добычи нефти, которые давно появились в самых отдаленных местностях, и привели к экологическим катастрофам, и частичному вымиранию малых народов, безопасно существовавших в отдаленных северных регионах, пока туда не пришли нефтяные вышки.

Самые распространенные проблемы:

• оползни;
• отравление побережий;
• загрязнение акваторий;
• тектонические сдвиги;
• отравление почвы и воды разлитым сырьем.

Оползневые явления, и затопление участков территорий привели к появлению землетрясений в районах, которые ранее считались абсолютно безопасными в сейсмическом отношении, как это случилось в Черном море, где Румыния начала откачку нефти.

Глобальный характер природоохранных и экологических проблемы нефтяной промышленности проявился в отравлении побережий, на которых строились нефтеперерабатывающие заводы, и в загрязнении акватории мирового океана и морей, на побережьях которых располагаются густонаселенные города.

Загрязнение акваторий привело к исчезновению и гибели многочисленных популяций морских обитателей, на которых строилась экономическая и пищевая база народов, изначально базировавшихся на побережье.

Тектонические сдвиги привели к разрушению экологических систем и человеческих построек, а разливы нефти в местах месторождений, и выбросы нефтяных углеводородов нанесли огромный урон экологической обстановке в местах переработки нефти.

Согласно статистике, в местах переработки и нефтедобычи, по ходу проложенных нефтепроводов, количество разлитого сырья составляет до 200 литров на каждые 2 квадратных километра.

Виды возобновляемой энергии в России

Солнечная энергия

Используется и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.

Ветровая энергетика

Ветровая возобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».

Гидроэнергетика

Это самый популярный вариант альтернативного источника энергии в России. Около 200 речных ГЭС вырабатывают до 20% от всей энергии в стране. В заливе Кислая губа в Мурманской области с 1968 года есть приливная электростанция – «Кислогубская ПЭС». Самая крупная ГЭС стоит на реке Енисей – «Саяно-Шушенская».

Геотермальная энергетика

За счёт обилия вулканов этот вид энергетики распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.

Биотопливо

Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.

Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.

Альтернативное топливо

Альтернативное топливо для автомобилей – это топливо из к го сырья и основной целью исследований в этой области является расширение сырьевой базы в энергоснабжении автотранспорта.
 

Альтернативное топливо, резко снижающее загрязнение окружающей среды – этиловый и другие спирты.
 

Характеристика кислородсодержащих соединений и топлив.

Среди альтернативных топлив видное место занимают такие кислородсодержащие продукты ( табл. 1), как спирты и эфиоы.
 

Характеристика кислородсодержащих соединений и топлив.

Среди альтернативных топлив видное место занимают такие кислородсодержащие продукты ( табл. 1), как спирты и эфиоы. Один из з фиров – метил-грег-бутиловый эфир – оказался эффективным компонентом автомобильных бензинов. Введение его в бензин улучшает важнейшее эксплуатационное свойство – детонационную стойкость. Этот эфир прошел все испытания с положительными результатами, и во многих странах сейчас строятся установки по производству метил-грет-бутилового эфира в промышленных масштабах.
 

Из газообразных альтернативных топлив для двигателей следует упомянуть водород.
 

К альтернативным топливам относятся продукты ненефтяного происхождения. Состав топлив, получамых из газоконденсатов и тяжелых нефтей, гидрогенизацией углей, близок к составу топлив из нефтяного сырья и может исследоваться теми же методами.
 

Однако многие альтернативные топлива плохо испаряются в условиях, характерных для процесса смесеобразования бензиновых двигателей; не всегда возможно их воспламенение в камерах сгорания этих двигателей при сравнительно невысоких температурах конца сжатия и низких значениях коэффициента избытка воздуха. Дизельные двигатели ( далее – дизели) более приспособлены к работе на топливах с различными физико-химическими свойствами. Сгорание альтернативных топлив в дизелях при высоких степенях сжатия и больших коэффициентах избытка воздуха более эффективно, чем в двигателях с принудительным воспламенением. Поэтому при использовании альтернативных топлив в дизелях, как правило, достигаются близкие к необходимым показатели работы двигателя.
 

Широкому внедрению альтернативных топлив в нашей стране способствует особенность энергетического рынка России, заключающаяся в значительно большей разнице цен на газ и уголь, с одной стороны, и на моторное топливо – с другой, по сравнению с мировыми ценами. Эта тенденция подтверждается и динамикой роста цен на основные энергоносители.
 

Для классификации альтернативных топлив применительно к автомобильному транспорту отличительные признаки могут быть сгруппированы по следующим составляющим цикла энергопотребления.
 

Представлены виды альтернативных топлив, которые могут быть использованы в транспортных дизельных двигателях, и проведен анализ их физико-химических свойств. Рассмотрены проблемы организации рабочих процессов, возникающие при работе дизельных двигателей на природном газе и других альтернативных топливах. Показаны возможность снижения токсичности отработавших газов дизельных двигателей при использовании альтернативных топлив и необходимость корректирования характеристик топливо-подачи в зависимости от режима работы дизельного двигателя и свойств топлива. Даны практические рекомендации по выбору характеристик такого корректирования топливоподачи. Представлены конструкции топливопо-даюгцих систем и устройств управления топливоподачей, применяемых в дизельных двигателях, работающих на альтернативных топливах.
 

Одними из наиболее реальных альтернативных топлив для дизелей являются спирты и их производные ( изомеры) – эфиры, получаемые при воздействии неорганических кислот на соответствующие спирты.
 

Хотя ВМС представляет собой перспективное альтернативное топливо для двигателей внутреннего сгорания, в литературе отсутствуют сведения о коррозионной стойкости конструкционных материалов в системе бензин-мстанол-вода.
 

Преимуществами этого вида альтернативного топлива являются высокое цетановое число, соизмеримое с цетановым числом штатных дизельных топлив, и хорошие экологические качества двигателей, работающих на димети-ловом эфире.