Интерес к альтернативным источникам энергии, в частности, к альтернативным видам горючего повышается с каждым витком роста цен на нефть и нефтепродукты. Немалое внимание было уделено этому вопросу и на очередном международном форуме Chalenge Bibendum 2006. Чем же можно заменить топливо из нефти?
Интерес к альтернативным источникам энергии, в частности, к альтернативным видам горючего повышается с каждым витком роста цен на нефть и нефтепродукты. Немалое внимание было уделено этому вопросу и на очередном международном форуме Chalenge Bibendum 2006. Чем же можно заменить топливо из нефти?
| | Интерес к альтернативным источникам энергии, в частности, к альтернативным видам горючего повышается с каждым витком роста цен на нефть и нефтепродукты. Немалое внимание было уделено этому вопросу и на очередном международном форуме Chalenge Bibendum 2006. Чем же можно заменить топливо из нефти? |
Задуматься об альтернативных видах топлива побуждает не только истощение мировых запасов нефти и газа и повышение цен, но и стремление государств избежать энергетической зависимости от других стран. Специалисты различных автомобильных и энергетических компаний подходят к решению этой проблемы по-разному, но в определении основных видов альтернативного горючего они, в основном, единодушны. В перспективе главные надежды возлагаются на водород, а в ближайшие годы будет использоваться сжиженный (пропан-бутан) и сжатый газ, а также горючее, получаемое из возобновляемых источников (другими словами – из сырья, которое можно выращивать).
Наибольший интерес вызывают те виды топлива, которые можно получать из растительного сырья. К ним относятся этанол (этиловый спирт), метанол (метиловый спирт), рапсовое масло, так называемый биодизель (продукт переработки рапсового масла), а также синтетические дизельное топливо и бензин. Попробуем оценить альтернативные виды горючего, учитывая, что разработки в области специальных топливных систем ведут конструкторы различных автомобильных концернов. Эти топливные системы называются по-разному – Bi-, Multi-, Flexi-Fuel, но суть их остается единой. Они позволяют автомобильной силовой установке работать на нескольких видах топлива. Самые «продвинутые» их них даже научились автоматически определять вид горючего, залитого в бак.
| Сжиженный газ |
Исходное сырье для производства сжиженных газов (пропан, бутан и их смеси) – нефть, продукты стабилизации газового конденсата, попутный газ при добыче нефти и природный газ (при его переработке). Сжиженные газы производятся на нефте- и газоперерабатывающих заводах, нефтехимических комбинатах. | | | Цены ниже, чем на бензин (но выше, чем на сжатый газ) | | Возможно переоборудование практически любых бензиновых двигателей внутреннего сгорания | | Наличие дополнительной топливной системы | | Меньше токсичность отработавших газов |
| | При температуре ниже 0°С (т. е. зимой) необходим запуск и прогрев на бензине | | Запасы ограничены | | Дополнительные расходы на установку и обслуживание |
|
|
|
|
| Сжатый газ |
Сжатый газ (метан, природный газ, биогаз) достаточно давно используется как горючее для ДВС. Возможно переоборудование для работы на метане практически любых бензиновых двигателей (карбюраторных, инжекторных) и даже дизельных (хотя объем доработок последних существенно выше и это не всегда экономически целесообразно). Кроме традиционной добычи газа, метан можно получать при переработке органических отходов (биогаз). | | | Значительные запасы и возможность получения из возобновляемых источников | | Меньше токсичность выхлопных газов | | Конструктивные изменения в бензиновых автомобилях незначительные, но больше, чем при переоборудовании на сжиженный газ. |
| | Большие, тяжелые и дорогостоящие газовые баллоны | | Более высокая по сравнению с преоборудованием на сжиженный газ стоимость работы | | При транспортировке природного газа возможны его утечки |
|
|
|
|
| Биоэтанол |
Этанол, или этиловый спирт, более известен как сырье для изготовления алкогольных напитков. Биоэтанол – это обезвоженный этиловый спирт, изготовленный из биологически возобновляемого сырья. Есть три способа получения этилового спирта: сбраживанием пищевого сырья (переработкой содержащегося в сырье сахара в спирт при помощи дрожжей), гидролизом растительного сырья и гидратацией этилена (синтетический спирт). Энергетическая ценность спирта почти в полтора раза ниже, чем у бензина. | | | Запасы сырья разнообразны и практически неограниченны | | Есть богатый опыт эксплуатации двигателей, работающих на спирте (Бразилия, Австралия) | | Ниже токсичность выхлопных газов |
| | Нужно вносить конструктивные изменения в систему питания | | Мощность двигателя снижается, а расход горючего увеличивается | | Из-за гигроскопичности спирта могут ухудшаться пусковые свойства двигателя | | Дорогостоящее производство биоэтанола |
|
|
|
|
| Метанол |
Более известен как метиловый (или древесный) спирт. Процесс получения основан на каталитической конверсии углеводородов природного, коксового и других углеводородсодержащих газов с водяным паром. Как самостоятельное горючее и в качестве добавок к бензину применяется редко и только для двигателей спортивных мотоциклов, не рассчитанных на длительную эксплуатацию. В то же время достаточно широко используется как сырье, из которого автомобили на топливных элементах черпают водород. | | | Позволяет решить проблему хранения водорода и извлечения его по мере надобности | | Запасы сырья практически неограниченны | | Может использоваться как сырье для производства синтетического бензина |
| | Очень токсичен (смертельная доза для человека – 30 миллилитров) | | Вызывает коррозию деталей |
|
|
|
|
| Особенности применения биотоплива |
| «Биодизель» можно применять только в автомобилях, где его использование предусмотрено заводом-изготовителем. | | После заправки следует очистить кузов от капель биотоплива, так как оно легко прилипает к краске. | | Необходимо выполнять инструкции по применению биотоплива, особенно относительно сроков замены масла. | | По мнению специалистов ЕСЕО (Европейский Центр Воспроизводства Энергии), в большинстве непереоборудованных автомобилей может использоваться топливо с добавлением до 15% биоэтанола без изменения конструкции двигателя. Сложные эфиры из рапса добавляют в количестве 5% для дизтоплива общего пользования и до 30% для отдельных групп транспорта (городские автобусы). Для использования стопроцентного биодизеля нужны конструктивные изменения мотора. |
|
|
|
| Рапсовое масло и биодизель |
Рапсовое масло в чистом виде как топливо не используется, поскольку из-за более высокой вязкости (почти в 20 раз выше по сравнению с дизельным горючим) требуется другая топливная аппаратура и изменение камеры сгорания. В качестве горючего применяются сложные эфиры рапсового масла, добавляемые в количестве от 5 до 30% в дизельное топливо или используемые самостоятельно (биодизель). Интересно, что в ходе переработки масла в биодизель получают ряд дополнительных продуктов, пользующихся спросом (например, глицерин, сульфат калия). | | | Меньше выбросы вредных веществ | | Запасы сырья могут возобновляться ежегодно, культура не требует особого ухода в процессе выращивания | | В ходе переработки масла получают дополнительные продукты (глицерин, сульфат натрия) |
| | Себестоимость производства выше, чем бензина и дизтоплива | | Требуются дополнительные площади сельскохозяйственных земель | | Эфиры рапсового масла обладают значительной коррозионной активностью | | Ниже мощность двигателя и выше расход горючего |
|
|
|
|
| Синтетическое горючее |
Современные технологии переработки углеводородов позволяют производить синтетическое дизельное топливо и синтетический бензин. В качестве сырья используются отходы деревообрабатывающей промышленности, сельского хозяйства и даже бытовой мусор. Особенности разработанных технологических процессов заключаются в том, что из одного и того же сырья могут получаться различные виды топлива. | | | Можно получить требуемые характеристики топлива | | В синтетическом дизтопливе отсутствует сера | | Выбросы вредных веществ ниже, чем при использовании «нефтяного» горючего | | Запасы сырья неограниченны |
| | Высокие затраты энергии для производства горючего | | Необходимы значительные вложения средств для создания предприятий по выпуску синтетического топлива и создание структуры накопления, поставки и подготовки сырья |
|
|
|
|
| Словарь |
Гидролиз – расщепление молекулы вещества на две и более меньшие молекулы при добавлении воды вследствие обменных реакций. Гидратация – процесс связывания воды химическими веществами. Брожение – процесс ферментативного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, протекающий без использования кислорода. Служит источником энергии для жизнедеятельности организма и играет большую роль в круговороте веществ в природе. Некоторые виды брожения, вызываемые микроорганизмами (спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, уксуснокислое) используются в производстве этилового спирта, глицерина и других технических и пищевых продуктов. (СЭС, «Советская энциклопедия», 1979 г.) |
|
|
Александр Ландарь
Фото фирм-производителей и Максима Моргунского