Загрузил Влад Кан

Альтернативні установки реферат: Альтернативні види палива

Реклама
АЛЬТЕРНАТИВНІ ВИДИ ПАЛИВА
Види та способи використання
Історія

Історія розвитку людства найтіснішим шляхом пов'язана
з отриманням і використанням енергії. Здавна як
основні джерела енергії, використовувалися дрова (і
зараз також), торф, деревне вугілля, вода, вітер.Одним
з шляхів екологізації автомобільного транспорту є
переоснащення його альтернативними видами палива.
Під збірним терміном «альтернативні палива»
розуміються, в принципі, всі речовини, здатні горіти, які
з великим або меншим успіхом можуть бути
використані замість класичних палив з нафти і вугілля в
двигунах внутрішнього згоряння або в енергетичних
установках ,за для збереження вичерпного ресурсу.
Природний газ
Природний газ в більшості країн є найбільш поширеним
виглядом альтернативного моторного палива.
Природний газ як моторне паливо може застосовуватися
як у вигляді компримированного, стислого
до тиску 200 атмосфер, газу, так і у вигляді сжиженного,
охолодженого до -160°З газу.
У цей час найбільш перспективним є застосування
сжиженного газу (пропан-бутан).
У Європі це паливо називається LPG (Liquefied petroleum gas - сжиженний
бензиновий газ). У той час як стислий газ (метан) знаходиться в баках під
тиском 200 бар, що саме по собі представляє підвищену небезпеку, LPG
сжижается при тиску 6-8 бар. У Європі сьогодні нараховується біля 2,8 млн.
машин, працюючих на LPG.
Газовий конденсат
Використання газових конденсатів як моторне паливо зведено до мінімуму
через наступні недоліки: шкідливий вплив на центральну нервову систему,
недопустиме искрообразование в процесі роботи з паливом, зниження
потужності двигуна (на 20%), підвищення питомої витрати палива.
Діметілефір
Диметилефир є похідною метанола, який виходить в процесі синтетичного
перетворення газу в рідкий стан. Існують розробки по переобладнанню
дизельних двигунів під диметилефир. При цьому істотно поліпшуються
екологічні характеристики двигуна. На сьогоднішній день в світі споживання
диметилефира складає біля 150 тис. т в рік. У останні роки розробляються
технологічні процеси отримання диметилефира з синтетичного горючого газу,
вироблюваного з вугілля. На відміну від сжиженного природного газу,
диметилефир менш конкурентоздатний, в основному внаслідок того, що
теплотворна здатність на тонну диметилефира на 45% нижче за теплотворність
на тонну сжиженного природного газу. Також для виробництва диметилефира
потрібно не тільки більш високий рівень попередніх капіталовкладень, але і
більший об'єм сировинного газу для виробництва продукту з еквівалентною
теплотворною здатністю.
У майбутньому диметилефир можна розглядати тільки як продукт, що має
обмежені можливості, оскільки виробництво сжиженного природного газу
характеризується більш значною економією за рахунок масштабів
виробництва, більш низьким рівнем капітальних витрат і більш високою
ефективністю процесу виробництва.
Шахтний метан
Останнім часом до числа альтернативних
видів автомобільних топлив стали відносити
і шахтний метан, що добувається з вугільних
порід. Так, до 1990 р. в США, Італії, Німеччині
і Великобританії на шахтному метані
працювали понад 90 тис. автомобілів.
У Великобританії, наприклад, він широко
використовується як моторне паливо для
рейсових автобусів у вугільних регіонах
країни.Вміст метану в шахтному газі
коливається від 1 до 98%. У США видобуток
вугільного метану з спеціальних свердловин зріс від 1 млрд. до 40 млрд. м3 і в
майбутньому ще подвоїться. Прогнозується, що газовий видобуток метану у
вугільних басейнах світу вже найближчим часом становитиме 96-135 млрд. м3.
Загальні ресурси метану у вугільних пластах Росії становлять, по різних
джерелах, 48-65 трлн. м3.
Етанол і метанол
Етанол (питний спирт), що володіє високим октановим числом і енергетичною
цінністю, добується з відходів деревини і цукрової тростини, забезпечує двигуну
високий КПД і низький рівень викидів і особливо популярний в теплих країнах.
Так, Бразілія після своєї нафтової кризи 1973 р. активно використовує етанол - в
країні більше за 7 млн. автомобілів заправляються етанолом і ще 9 млн. - його
сумішшю з бензином (газохолом). США є другим світовим лідером по
масштабному виготовленню етанола для потреб автотранспорту. Етанол
використовується як "чисте" паливо в 21 штаті, а етанол-бензинова суміш
становить 10% паливних ринки США і застосовується більш ніж в 100 млн.
двигунів. Вартість етанола в середньому набагато вище за собівартість бензину.
Сплеск інтересу до його використання як моторне паливо за рубежем
зумовлений податковими пільгами.
Метанол як моторне паливо має високе октановое число і низьку
пожароопасность. Дані обставини забезпечують його широке застосування на
гоночних автомобілях. Метанол може змішуватися з бензином і служити основою
для ефірної добавки - метилтретбутилового ефіру, який в цей час заміняє в США
більшу кількість бензину і сирої нафти, чим всі інші альтернативні палива разом
взяті.
Синтетичний бензин
Сировиною для його виробництва можуть бути
вугілля, природний газ і інші речовини. Найбільш
перспективним вважається синтезування бензину
з природного газу. З 1 м3 синтезу-газу отримують
120-180 г синтетичних бензини. За рубежем, на
відміну від Росії, виробництво синтетичних
моторних топлив з природного газу освоєне в
промисловому масштабі. Так, в Новій Зеландії на
установці фірми "Мобіл" із заздалегідь
отриманого метанола щорічно синтезується 570
тис. т моторних топлив. Однак в цей час
синтетичні палива з природного газу в 1,8-3,7
рази (в залежності від технології отримання)
дорожче нафтових. У той же час розробки по
отриманню синтетичного бензину з вугілля
досить активно ведуться в цей час в Англії.
Електрична енергія
Заслуговує уваги застосування
електроенергії як енергоносій для
електромобілів. Кардинально вирішується
питання, пов'язане з токсичностью
відпрацьованих газів, з'являється можливість
використання нафти для отримання хімічних
речовин і з'єднань. До нестач електроенергії
як вигляду електроносителя можна віднести:
обмежений запас ходу електромобіля,
збільшені експлуатаційні витрати, висока
первинна вартість, висока вартість
енергоємних акумуляторних батарей.
Паливні елементи
Паливні елементи - це пристрої, що генерують електроенергію безпосередньо на
борту транспортного засобу, - в процесі реакції водня і кисня утворяться вода і
електричний струм. Як водородосодержащего паливо, як правило,
використовується або стислий водень, або метанол. У цьому напрямі працює
досить багато зарубіжних автомобільних фірм, і якщо ним в результаті вдасться
наблизити вартість автомобілів на паливних елементах до бензинових, то це стане
реальною альтернативою традиційним нафтовим топливам в країнах, що
імпортують нафту. У цей час вартість зарубіжного експериментального легкового
автомобіля з паливними елементами складає порядку 1 млн. долл. США. Крім того,
до нестач застосування паливних елементів потрібно віднести підвищену
вибухонебезпеку водня і необхідність виконання спеціальних умов його зберігання,
а також високу собівартість отримання водня.
Повітря
У Франції вже почато виробництво автомобіля, як паливо для якого буде
використовуватися стисле повітря. Принцип роботи мотора машини дуже схожий
на принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння. Тільки в двох циліндрах
воздух-кара не бензин "зустрічається" з іскрою, а холодне повітря з теплим. За
попередніми даними, автомобіль буде коштувати порядку 13 тис. евро. Запас
ходу - 200 км.
Водень
Водень є ефективним акумулятором енергії. Застосування
водня як паливо можливе в різноманітних умовах, що
може дати істотний внесок в світову енергетику, коли
ресурси викопного палива будуть близькі до повного
виснаження. У порівнянні з бензином і дизельним паливом
водень більш ефективний і менше забруднює навколишнє
середовище. Вибухонебезпека водня різко знижується із
застосуванням спеціальних присадок (наприклад, добавка
1% пропилена робить Н2 безпечним).
Ще один напрям використання водня - застосування в
акумуляторних батареях електромобілів. Лідерство в цій
області належить японським фірмам, які розробили
ефективні водневі електроди, що використовуються в
паливних елементах.
Однак у всіх методах використання водневого палива
основна проблема - зберігання водня
Водень
Використання рідкого водня і водня під тиском досить неефективне. Третій
спосіб зберігання водня - металлогидридний, найбільш перспективний. Гідриди
металів служать джерелом водня, яке виходить за рахунок хімічної реакції або
термічного розкладання. Оборотне гидрирование системи Pd-H було досліджене
Т. Гремом більше за 100 років тому. У цей час досліджена велика кількість систем
міни, які поглинають велику кількість водня, а потім при зміні умов повертають
його зворотно.
Дякую за увагу!
Скачать