Katero gorivo je najčistejše? Ekološka goriva

Trenutno Fuel Technologies Corporation razvija vse vrste goriv, ​​vključno z razvojem in proizvodnjo visokooktanskega goriva za dirkalne motorje. Proučujemo nove principe teorije zgorevanja in iščemo obnovljive surovine, kar je pomembno z okoljskega vidika.

Naše podjetje proizvaja različne vrste dirkalnih goriv in dodatkov za komercialne vrste bencinov, s katerimi lahko bistveno zmanjšamo škodljive emisije v ozračje. Naši strokovnjaki vas bodo vedno podrobno seznanili z vsemi značilnostmi določene vrste goriva, ki ga proizvaja naše podjetje.

TOTEK je družba za gorivo in informacijsko tehnologijo, ekologijo in gospodarstvo, ustanovljena z neposrednim sodelovanjem znanstvenikov, razvijalcev raketnih in vesoljskih goriv. V delo našega podjetja so vključeni najboljši znanstveni in tehnični razvoj na področju tehnologij goriv.

TOTEK je iskanje, razvoj in implementacija okolju prijaznih vrst goriv in okolju prijazna proizvodnja tega goriva, kot so sodobne tehnologije goriv itd. Nafta je odpadek starodavnega življenja, vendar lahko odpadke sodobnega življenja spremenimo v novo gorivo.

Gazirane pijače bi lahko postale okolju prijazno gorivo

Ameriški znanstveniki so v okviru projekta razvoja okolju prijaznega goriva ustvarili baterijo, ki deluje na brezalkoholne pijače.

Nova naprava, ki deluje na skoraj vse vrste sladkorja, se lahko uporablja kot prenosni polnilec za mobilne telefone. Raziskovalci na Univerzi St. Louis v Missouriju verjamejo, da bi njihov izum lahko sčasoma nadomestil litij v baterijah številnih majhnih elektronskih naprav, vključno z računalniki.

Biorazgradljiva tekočina vsebuje encime, ki pretvarjajo gorivo – v tem primeru sladkor – v elektriko, voda pa ostane glavni stranski produkt.

V bližnji prihodnosti naj bi se vloga premoga v gorivni in energetski bilanci države povečala zaradi njegovih velikih zalog. Okoljske omejitve (zlasti po ratifikaciji Kjotskega protokola) pa zahtevajo razvoj in implementacijo novih okolju prijaznih premogovnih tehnologij, ki zagotavljajo visoko učinkovitost izrabe goriva ob čim manjši škodljivi obremenitvi okolja.

Uporaba suspendiranega premogovega goriva je resnična priložnost za zamenjavo ne le "umazanega" premoga in neučinkovitih načinov zgorevanja v večplastnih pečeh, temveč tudi redkih tekočih in plinastih goriv.

Problem je še posebej pereč v premogovniških regijah Rusije, kjer se velike količine izkopanega premoga, predstavljenega v obliki fine premogovne brozge, kopičijo v hidravličnih odlagališčih in usedalnih rezervoarjih okoli rudarskih in predelovalnih podjetij premoga. Ta problem se običajno reši na najbolj primitiven način. Dotočne vode iz rudnikov, tehnološke vode iz predelovalnih obratov s finimi delci premoga se odvajajo v površinske usedalnike, ki se periodično mehansko in hidravlično čistijo, ponovno odvzeta premogovna gošča pa se odvaja bodisi v izkoriščene rudniške izkope bodisi v bližnje grape in zbiralnike. V nekaterih primerih se flotacijski odpadki odvodnjavajo in skladiščijo v prostih prostorih.

Pretvorba blata v transportno in tehnološko priročno gnojevko iz premoga in vode (CWF) bo omogočila pomemben gospodarski učinek in dramatično izboljšala okoljske razmere v regijah. Obenem pa morajo pridobljeno gorivo in tehnologije za njegovo uporabo izpolnjevati stroge zahteve sodobnega trga: gospodarsko konkurenčnost in čim manjše možne nevarne vplive na okolje pri njegovi proizvodnji in uporabi.

Glede na to, da se gorivna komponenta v ceni proizvedene toplotne energije giblje od 40 do 70 %, je znižanje cene goriva oziroma njegove specifične porabe pomemben dejavnik pri doseganju ekonomskega učinka.

Gorivo premog-voda (CWF) je razpršen sistem, sestavljen iz fino mletega premoga, vode in reagenta za plastifikacijo: sestava CWF: premog (razred 0-500 mikronov) - 59-70%, voda - 29-40%, reagent za mehčalo. - 1 % temperatura vžiga - 450-650°C; temperatura zgorevanja - 950-1050 ° C;

ima vse tehnološke lastnosti tekočega goriva: prevaža se v cestnih in železniških cisternah, po cevovodih, v cisternah in cisternah ter skladišči v zaprtih rezervoarjih;

ohranja svoje lastnosti med dolgotrajnim skladiščenjem in prevozom;

protieksplozijsko in ognjevarno.

Strateški cilji uvedbe suspendiranega goriva iz premoga so:

minimiziranje stroškov rekonstrukcije obstoječih toplotnoenergetskih sistemov;

povečanje ekonomske in okoljske učinkovitosti termoenergetskih sistemov ter ustvarjanje ekonomske motivacije za opuščanje uporabe kurilnega olja, zemeljskega plina in premoga s plastnim zgorevanjem;

povečanje zanesljivosti in zagotovljene operativnosti termoenergetskih sistemov;

povečanje energetske varnosti končnih potrošnikov.

Za široko uvedbo okolju prijaznega goriva iz premoga in vode ter za organizacijo proizvodnje premogovih briketov in briketnih obratov je bil podpisan sporazum o sodelovanju med Znanstveno-proizvodnim centrom "Ekotehnika", "Sibekotehnika" (Novokuznetsk) in Belovsky Mining. Tovarna opreme (BZGSHO).

Postavljene so bile naloge - po naročilu podjetij razviti in zagotoviti proizvodnjo modularnih naprav za pripravo CWF na osnovi premoga in premogovega blata ter tehnoloških kompleksov za pridobivanje dostopne toplotne in (ali) električne energije med zgorevanjem. Hkrati, ob upoštevanju dejstva, da je bila na BZGShO že ustvarjena briketna naprava za proizvodnjo briketnega goriva iz premoga in premogovega gnojevke, so naloge organizacije izdelave potrebnega sklopa opreme za dokončanje modularnih naprav za priprava CWF, briketnih naprav in tehnoloških kompleksov, dobava pripadajoče opreme ter montaža razvitih kompleksov in usposabljanje obratovalnega osebja.

motorni promet onesnaževalo okolja gorivo

Na prvi stopnji je bil v obratu nameščen in zagnan pilotni demonstracijski tehnološki kompleks za pripravo CWF in njegovo zgorevanje.

Trenutno se suspendirano premogovno gorivo iz premogovega mulja iz hidravličnega rudarjenja pripravlja tudi v pilotni napravi v kotlovnici rudnika Tyrganskaya. Kotel KE-10-14S je prešel na sosežig surovega premoga in VUT. Odvečno gorivo se odpremi v kotlovnico JSC Khleb (Novokuznetsk), kjer se kotel na plinsko olje KP-0,7 prenese na VUT. Delovne izkušnje, pridobljene pri delovanju različnih kotlov na suspenzijsko gorivo tako poleti kot pozimi (pri temperaturah do -42 ° C), so pokazale visoko učinkovitost uporabe nove vrste tekočega goriva iz premoga.

Okoljske prednosti VUT pred drugimi vrstami goriva je reprezentativna komisija visoko ocenila na prvem vseruskem tekmovanju ruskih okoljskih inovacij leta 2005. Prvo mesto je osvojil projekt »Okolju prijazna tehnologija za integrirano uporabo blata in flotacijskih odpadkov iz obratov za pripravo premoga z uporabo metode zgorevanja suspenzijskega goriva«, ki ga je predstavil ZAO NPP Sibekotehnika.

Uvajanje učinkovitejših in okolju prijaznejših tehnologij v energetski sektor je danes ena od prednostnih nalog. To je povezano tako s potrebo po vsestranskem varčevanju z energetskimi viri kot tudi z varovanjem okolja – problem, ki bo zaradi pričakovanega zmanjšanja dobave zemeljskega plina ruskim elektrarnam in povečanja njihove porabe še bolj pereč. premog. Poročila, predstavljena na 5. sekciji mednarodne znanstvene in praktične konference "Ekologija energije 2000", so bila posvečena tem vprašanjem.

Načrtovano zmanjšanje dobave plinskega goriva ruskim elektrarnam v prihodnjih letih sili inženirje energetike, da začnejo obsežna dela za zamenjavo zemeljskega plina s premogom in drugimi vrstami trdnega goriva ter uvedejo nove tehnologije, vključno s tistimi, povezanimi z uporabo obnovljivih virov energije. Povečanje porabe premoga v termoelektrarnah, zlasti pri tradicionalnih metodah kurjenja, bo neizogibno povzročilo negativne okoljske posledice; Prehod na obnovljive vire energije bo zahteval velike začetne stroške, ki pa se po mnenju strokovnjakov dokaj hitro povrnejo. S to alternativo so zanimive poceni metode in tehnologije za energijo, ki so jih razvili domača znanost in tehnologija, pa tudi svetovne izkušnje na tem področju.

Poročila, predstavljena na konferenci o temah, navedenih v naslovu članka, lahko razdelimo v dve skupini:

• - posvečen tehnologijam za pridobivanje, pripravo na zgorevanje in dejansko zgorevanje goriv;
• - posvečen novim virom energije in načinom njene transformacije.

Od poročil prve skupine je pozornost udeležencev sekcije pritegnilo zlasti poročilo E.A. Evtushenko et al. "Nova tehnologija za uporabo trdnega goriva v energetskem sektorju" (Novosibirska državna tehnična univerza, Novosibirsk-Energo). Avtorji poročila so predlagali in preizkusili izvirno tehnologijo za pripravo in žganje tekočega kompozita, sestavljenega iz mešanice premoga in šote. S to tehnologijo se posebej pripravljena suspenzija premogovega prahu v vodi pošlje v disperzijsko-kavitator, nato pa se zmeša z vodno suspenzijo zdrobljene šote, prav tako predhodno obdelane v disperzijsko-kavitatorju. V obeh primerih mora biti vsebnost tekoče faze v suspenziji najmanj 15 vol. %. Po potrebi lahko v nastalo zmes dodamo tudi olje ali kurilno olje. Tako s spreminjanjem komponent, intenzivnosti predelave vsake od njih in sestave kot celote dobimo okolju prijazno tekoče gorivo določene kakovosti. Lahko se uporablja kot glavno gorivo in kot kurilno gorivo. Izkušnje s kurjenjem kompozitnih goriv so se izkazale za zelo uspešne.

V poročilu G.N. Delyagin "Okolju prijazno gorivo ECOWUT - način za dramatično izboljšanje okoljske situacije v ruskem energetskem sektorju" (SUE "Znanstveno in proizvodno združenje "Gidroturboprovod", Moskva), predlagano v kotlih termoelektrarn in kotlovnic, ki trenutno delujejo, namesto zemeljskega plina, za uporabo goriva iz premoga in vode, ustvarjenega na osnovi premoga, z lastnostmi, ki jih zahtevajo potrošniki. Gorivo ECOWUT je poceni, okolju prijazno gorivo, katerega proizvodna tehnologija je bila ustvarjena v zadnjem desetletju v NPO Gidrotruboprovod. Med proizvodnjo tega goriva je zaradi mehanske kemijske aktivacije njegovih začetnih komponent struktura premoga kot naravne "kamninske" mase skoraj popolnoma uničena. Premog razpade na ločene organske in mineralne komponente z visoko površinsko kemično aktivnostjo, ki je posledica takšne predelave trdnega goriva. Izvorna voda, ki ima pripadajočo strukturo, je tudi med proizvodnjo ECOWUT podvržena številnim transformacijam, kar povzroči nastanek disperzijskega medija, nasičenega z ionskimi komponentami. Tako je gorivo ECOWUT zelo stabilno gorivo, protieksplozijsko in ognjevarno; Pri daljšem shranjevanju v posodah za shranjevanje nikoli ne nastane gosta usedlina.

Pri zgorevanju ECOWUT v produktih zgorevanja ni ogljikovega monoksida, sekundarnih ogljikovodikov, saj in rakotvornih snovi; Nastajanje in emisija mikronskih delcev, žveplovih oksidov in dušikovih oksidov se močno zmanjša. Raven emisij dušikovega oksida praviloma ne presega 0,08-0,1 g/MJ, kar je 50-60 % dovoljene ravni. Cena goriva ECOWUT je bistveno odvisna od cene začetnih surovin (premog, voda, kemikalije). Delež začetnega premoga (na 1 tono ekvivalenta goriva) v stroških goriva ECOWUT je 40-60%. Končni strošek (na 1 tono ekvivalenta goriva) goriva ECOWUT, pripravljenega za uporabo in ne zahteva nobene priprave od potrošnika, presega ceno prvotnega premoga (tudi na 1 tono ekvivalenta goriva) le za 5-18%. Po podatkih za leto 1999 bo cena goriva ECOWUT pri potrošniški ceni začetnega črnega premoga 300 rubljev/t (460 rubljev/tce) znašala od 290 do 325 rubljev. za 1 tono (480-540 rubljev / tono standardnega goriva). Tehnologija za pripravo in zgorevanje ECOWUT je bila preizkušena v številnih termoelektrarnah v Rusiji, vključno z Irkutsk CHPP-11, Semipalatinsk CHPP-2 itd. kotel NR-18 kotlovnice v vasi Ulyanino v moskovski regiji. Kotel na gorivo ECOWUT je predan v trajno obratovanje.

Zgorevanje v vrtinčeni plasti je bilo obravnavano v številnih poročilih. Izkušnje s sežiganjem premoga in gorljivih odpadkov na eksperimentalnem industrijskem kotlu v USTU s krožečo fluidizirano plastjo (CFB) so v poročilu razpravljali zaposleni na Uralski državni tehnični univerzi (USTU) A.P. Baskakova, S.V. Dyukina in drugi. Kotel USTU CFB s toplotno močjo 11,6 MW je zasnovan za zgorevanje v načinu CFB številnih vrst premoga: Berezovsky B-2, Kuznetsky T, Bulanashsky G, odpadki iz teološke obogatitve premoga. Podatki, pridobljeni med eksperimentalnim zgorevanjem, so bili uporabljeni pri razvoju projekta rekonstrukcije kotla KVTS-10. Razvit je bil majhen kotel z zvrtinčeno plastjo z močjo 1 MW, posebej zasnovan za vgradnjo v obstoječe plastne kotle za naknadno zgorevanje žlindre in odvzema, ki zapušča kurišče glavnega kotla.

O problemih okoljske varnosti pri sežiganju nizkokakovostnih goriv in recikliranju gorljivih odpadkov v pečeh z zvrtinčeno plastjo so razpravljali v poročilu zaposleni na Uralski državni tehnični univerzi B.V. Predstavljene so eksperimentalne odvisnosti koncentracije dušikovih oksidov v dimnih plinih od temperature fluidiziranega sloja in koeficienta presežka zraka pri zgorevanju premoga Neryungri in Kizelovsky. Ugotovljeno je bilo, da koncentracija dušikovih oksidov v dimnih plinih narašča z naraščanjem temperature vrtinčene plasti. Hkrati prisotnost žvepla v gorivu bistveno zmanjša izkoristek dušikovih oksidov, saj se hkrati z njihovo tvorbo porabijo za dodatno oksidacijo žveplovih oksidov:

• 2NO + 2SO2 = N2 + 2SO3;
• 2NO + SO2 = N2O + 2SO3.

Uporaba nizkotemperaturne tehnologije zvrtinčene plasti lahko pomembno reši problem zmanjšanja emisij žveplovih oksidov v ozračje. Za to se v vrtinčeno plast vnesejo ustrezni dodatki (apnenec ali dolomit), ki vežejo žveplo v sulfat po reakcijah:

CaCO3 = CaO + CO2; CaO + SO2 + 0,5O2 = CaSO4.

Upoštevane so bile možnosti uporabe vrtinčene plasti za zatiranje nastajanja dioksinov. Povprečni izpusti dioksina iz termoelektrarn so po navedbah avtorjev 2,5 ng/m3, kar je 2,5-krat več od dovoljenega. Vendar je treba opozoriti, da so termoelektrarne po skupnih emisijah dioksina na četrtem mestu med različnimi viri (individualne kurilne naprave, stare sežigalnice odpadkov in vozila) in njihov delež znaša 0,13 % (brez energetskih podjetij, ki sežigajo različne odpadke). . Po mnenju avtorjev poročila je nizko vsebnost dioksina v produktih zgorevanja mogoče doseči z enostopenjskim zgorevanjem goriva (in odpadkov) v pečeh z vrtinčeno plastjo, vendar je za to treba zagotoviti režim, ki bi povečati čas zadrževanja produktov zgorevanja v postelji.

Novo tehnologijo kurjenja premoga z visokotemperaturnim predgretjem premogovega prahu, razvito na Sibirskem raziskovalnem inštitutu za toplotno tehniko (JSC SibVTI), je v poročilu predstavil V.V. Bely itd. Z uporabo te tehnologije se zmanjšajo emisije dušikovega oksida s predgretjem premogovega prahu na 850 stopinj. C v pogojih redukcijskega okolja, ko dušik preide v prosto stanje (N2), čemur sledi postopno zgorevanje vročega premogovega prahu. Na podlagi pridobljenih eksperimentalnih podatkov je bila v Minusinskaya CHPP zasnovana pilotna industrijska kotlovnica, ki naj bi imela naslednje kazalnike emisij (mg/nm3): dušikovi oksidi - do 200, žveplovi oksidi - do 300, pepel - do 50, tj. so v skladu s starimi in novimi standardi ter v skladu z najboljšimi mednarodnimi standardi. Pilotna industrijska kotlovna enota v Minusinsk CHPP je zasnovana za testiranje in predstavitev te nove tehnologije za zgorevanje goriva in čiščenje plina. Če jo uspešno obvladamo, lahko predlagana tehnologija postane razširjena v termoelektrarnah.

Okolju prijazna termoelektrarna s katalitskim zgorevanjem plinskega goriva je bila obravnavana v poročilu A.I. Polivode itd. (MEI, UTECH). V ENIN in MPEI je bilo opravljeno veliko raziskovalno delo za razvoj okolju prijazne katalitične termoelektrarne (CTPP), ki zagotavlja popolno odpravo emisij škodljivih snovi v zrak zaradi zgorevanja goriva v prisotnosti katalizatorja. Uporaba katalizatorjev omogoča izvedbo brezplamenske globoke oksidacije goriva pri temperaturah v reaktorju v območju 600-800 stopinj. Z.

Katalitske reaktorje lahko razdelimo na dve vrsti: prvi - s fiksnim katalizatorjem in prenosom toplote na delovno tekočino z infrardečim sevanjem in drugi - z fluidizirano fluidizirano plastjo. Fiksni katalizatorji se uporabljajo predvsem za mešanice goriva in zraka, ki vsebujejo plinasta in parna goriva. V reaktorjih z zvrtinčeno plastjo pride do oksidacije plinastega ali tekočega goriva z atmosferskim kisikom v suspendirani masi granul s premerom 2-4 mm. Kot material za granule se uporablja gama aluminijev oksid. Trenutno potekajo razvojna dela za izgradnjo prve poskusne soproizvodnje toplote in električne energije z močjo 2 MW za oskrbo z električno energijo v avtonomnem okrožju Kurkino v Moskvi. Uporaba katalitičnih elektrarn namesto starih kotlovnic z nizkim izkoristkom bo bistveno izboljšala okoljske razmere v mestu.

Druga skupina poročil, povezana s temo »Okolju prijazne tehnologije z uporabo obnovljivih virov energije«, je zajemala: tehnologije geotermalne energije (poročilo O.V. Britvina, O.A. Povarova in drugih iz RAO "UES Rusije", NTC "Geo" MPEI, JSC "Geoterm"); skupna usklajena uporaba sončne in geotermalne energije (G. Erdmann in J. Hinrichsen - Tehnična univerza v Berlinu); uporaba toplotnih črpalk za oskrbo s toploto avtonomnih porabnikov (G.V. Nozdrenko in drugi - NSTU, OJSC Novosibirskenergo).

Na tem delu konference so bila podana tudi poročila in sporočila o številnih drugih vprašanjih in problemih, povezanih z ekologijo energije, vključno z izboljšavo energetskih vrtinčnih gorilnikov (B.V. Berg et al. - USTU); varstvo okolja med prevozom in skladiščenjem trdnega goriva v termoelektrarnah (V.V. Demkin in V.I. Kazakov - RAO "UES of Russia" in UralVTI); metode izkoriščanja energije transportiranega zemeljskega plina brez emisij škodljivih snovi v okolje (V.S. Agababov in drugi - MPEI, CHPP-21 "Mosenergo", Mosenergoproekt); ocenjevanje učinkovitosti tehnoloških okoljskih ukrepov za kotle na plinsko olje (L.E. Egorov in drugi - MPEI); alternativni sistemi za shranjevanje zemeljskega plina v absorbiranem stanju (L.L. Vasiliev et al. - Inštitut za prenos toplote in mase Lykov); izboljšanje metod operativnega spremljanja tehničnega stanja turbinske opreme za zmanjšanje izgorevanja goriva in škodljivih emisij iz termoelektrarn (E.V. Dorokhov in drugi - MPEI).

Podjetje za oblikovanje avtomobilov iz Sheffielda je začelo razvijati nov, ekonomičen in okolju prijazen sistem goriva za avtomobile, ki poganja vodik. Predstavniki ITM Power trdijo, da bo po zaključku razvoja vodikovo gorivo prvič mogoče reproducirati doma.

Glede na uradno izjavo podjetja se lahko nova vrsta goriva uporablja v vozilih na bencinski pogon za potovanja do 25 milj. Poleg tega je za daljša potovanja možno preklopiti nazaj na bencinsko različico. Prvi prototip je bil zasnovan na osnovi Ford Focusa.

Razvijalci pri ITM Power pravijo, da je bil doslej edini dejavnik, ki je preprečeval, da bi takšna vozila postala bolj razširjena, cena opreme, ki pretvarja vodo, platino in elektriko v vodik.

Trenutno je na svetu le nekaj avtomobilov, ki poganjajo vodik. Tudi bencinskih črpalk, ki lahko servisirajo takšne avtomobile, je malo. Poleg tega sedanja vozila poganjajo tekoči vodik, ki ga je težko skladiščiti. Kot alternativo je treba uporabiti že pripravljene zamenljive gorivne celice ali elektromotorje.

Prototip ITM Power, ki temelji na Fordu Focusu, bo opremljen s sistemom za gorivo, ki omogoča izgorevanje vodika v običajnem bencinskem motorju.

Strokovnjaki ITM Power so potrebovali osem let, da so razvili nov, razmeroma poceni način proizvodnje vodika. Njihova patentirana bencinska črpalka uporablja edinstven, poceni material, ki zmanjšuje potrebe po platini po ceni približno 1 % tradicionalne, prej uporabljene tehnologije.

Novi sistem vam bo omogočil proizvodnjo vodika doma. Pričakuje se, da bo, če bo taka postaja izdelana na tekočem traku, njen strošek enak nakupu običajnega kotla za ogrevanje vode. Ocenjuje se tudi, da bo, ko bo nova tehnologija razširjena, vodikov ekvivalent bencina stal približno 80 centov.

Glavni element sistema bo tako imenovani "elektrolizer", ki bo vodo in elektriko pretvarjal v čisti vodik in kisik. Da bi bila proizvodnja popolnoma okolju prijazna, je predlagano pridobivanje električne energije z energijo vetra, plimovanja, sonca in tudi s pomočjo hidroelektrarn.

Po vsem svetu se kot vir energije še naprej uporabljajo fosilna goriva, ki se sicer okoljsko izboljšujejo iz leta v leto, vendar onesnaževanje z izpušnimi plini ostaja eden glavnih okoljskih problemov. Zaradi tega znanstveniki in inženirji razmišljajo o možnosti uporabe alternativnih goriv kot drugih virov energije.

Takšnih razvojev je veliko, a v serijsko uporabo ni veliko vrst okolju prijaznih goriv.

Tlak stisnjenega zraka

Pnevmatski pogon so skoraj istočasno razvili v Franciji in Indiji. Dandanes so takšni avtomobili že serijsko izdelani. Za gibanje se uporablja sila, ki jo ustvarja stisnjen zrak. Tako vozilo doseže hitrost do 35 km/h (z majhno količino goriva do 90 km/h). Poraba stisnjenega zraka v bencinskem ekvivalentu je približno en liter na 100 kilometrov.

Motor na alkohol

Etanol ali etilni alkohol je ena najpogostejših vrst alternativnih goriv. V ZDA in Braziliji približno 32 tisoč bencinskih črpalk prodaja etil gorivo. Uporablja ga več kot 230 milijonov vozil po vsem svetu. Snov, pridobljena med fermentacijo različnih poljščin, zagotavlja zadostno količino energije, produkti njenega zgorevanja pa ne povzročajo škode okolju.

Energija iz biodizla ali rastlinskega olja

Zasnova dizelskega motorja je sama po sebi učinkovitejša od bencinskega motorja. In če ga napolnite z rastlinskim oljem, je tudi okolju prijazen. Govorimo o posebej predelanem olju. Takšno gorivo lahko dobite tudi doma s preprostimi tehnološkimi postopki. Ta tehnologija ima številne prednosti: na že sestavljenih avtomobilih ni treba spreminjati zasnove motorjev, za njeno proizvodnjo se uporabljajo obnovljivi viri, izpuh pa je popolnoma varen za okolje.

Motor na vodik

V začetku 21. stoletja je bil razvit motor na vodik. Tehnološko je možno uporabiti vodikovo gorivo v klasičnem motorju z notranjim zgorevanjem, vendar takrat moč pade za 60 - 82 %. Če naredite potrebne spremembe v sistemu za vžig, se bo moč, nasprotno, povečala le za 117%, v tem primeru povečanje izpusta dušikovega oksida povzroči izgorevanje batov in ventilov ter reakcijo vodika z drugimi materiali povzroči hitro obrabo motorja. Njegova izboljšana različica bo v prihodnosti morda lahko celo uporabljala vodo kot gorivo. Poleg tega je vodik zelo hlapljiv, kar otežuje shranjevanje v tekoči obliki v rezervoarju za gorivo BMW Hydrogen ( avto na sliki) v samo tednu neuporabe izhlapi pol rezervoarja vodikovega goriva.

Električni motor

Obstaja vrsta motorja, ki sploh ne proizvaja izpušnih plinov - električni. Tehnologija začenja svojo zgodovino že v 19. stoletju. K priljubljenosti elektromotorja so pripomogli tramvaji in trolejbusi kot mestni prevoz, vendar je v tem primeru transport zahteval stalen električni tok v obliki žic. Električni avtomobil v svojem času nikoli ni pridobil priljubljenosti, čeprav se je pojavil prej kot avtomobil z motorjem z notranjim zgorevanjem. Danes se električni avtomobili izdelujejo množično, v mestih postavljajo električne bencinske črpalke zanje in tehnologija postaja vse bolj priljubljena.

Hibridni avto

Posebej priljubljeni so hibridni avtomobili s hkratno uporabo elektromotorja in motorja z notranjim zgorevanjem, kar omogoča pogon avtomobila tako na električni pogon kot na klasično gorivo. Hibridni avtomobili seveda ozračja ne očistijo popolnoma škodljivih izpustov, zmanjšajo pa količino izpušnih plinov, hkrati pa omogočajo znatne prihranke pri gorivu in zmanjšane zmogljivosti.

Cestni promet kot vir onesnaževanja okolja. Vzroki za nastanek strupenih sestavin v izpušnih plinih motorjev z notranjim zgorevanjem

V zadnjih letih se je zaradi povečanja gostote prometa vozil v mestih močno povečala onesnaženost zraka s produkti zgorevanja motorjev. Izpušni plini motorjev z notranjim zgorevanjem (ICE) so sestavljeni predvsem iz neškodljivih produktov zgorevanja goriva - ogljikovega dioksida in vodne pare. Vendar pa v relativno majhnih količinah vsebujejo snovi, ki imajo toksične in rakotvorne učinke. To so ogljikov monoksid, ogljikovodiki različnih kemičnih sestav, dušikovi oksidi, ki nastajajo predvsem pri visokih temperaturah in tlakih.

Pri zgorevanju ogljikovodikovih goriv nastajajo strupene snovi, ki so povezane s pogoji zgorevanja, sestavo in stanjem mešanice. V motorjih s prisilnim vžigom koncentracija ogljikovega monoksida doseže visoke vrednosti zaradi pomanjkanja kisika za popolno oksidacijo goriva, ko delujejo na mešanici, bogati z gorivom.

Pri vožnji z avtomobili v mestu in na cestah s spremenljivimi nakloni in pogosto spreminjajočimi se hitrostmi z vklopljeno prestavo in odprto dušilno loputo morajo motorji delovati v prisilnem prostem teku približno 1/3 časa vožnje. Pri prisilnem prostem teku se motor ne vrne, ampak, nasprotno, absorbira energijo, ki jo nabere avto. Hkrati se neracionalno porablja gorivo, katerega povečano sesanje vodi do največjih izpustov strupenih plinov CO in CH v ozračje.

Avtomobilski izpušni plini so mešanica približno 200 snovi. Vsebujejo ogljikovodike - nezgorele ali nepopolno zgorele sestavine goriva, katerih delež močno naraste, če motor deluje pri nizkih vrtljajih ali ko se vrtilna frekvenca poveča pri zagonu, t.j. med prometnimi zastoji in pri rdeči luči na semaforju. V tem trenutku se ob pritisku na pedal za plin sprosti največ nezgorelih delcev: približno 10-krat več kot pri normalnem delovanju motorja. Med nezgorele pline spada tudi navaden ogljikov monoksid, ki nastaja v različnih količinah povsod, kjer se kaj zažge. Izpušni plini motorja, ki deluje na običajen bencin in pri normalnih pogojih, vsebujejo povprečno 2,7 % ogljikovega monoksida. Pri zmanjšanju hitrosti se ta delež poveča na 3,9 %, pri nizki hitrosti pa na 6,9 %.

Glavni operativni dejavniki, ki vplivajo na raven škodljivih emisij motorja, so dejavniki, ki označujejo stanje delov cilindrično-batne skupine (CPG). Povečana obraba delov CPG in odstopanja od njihove pravilne geometrijske oblike povzročijo povečanje koncentracije strupenih sestavin v izpušnih plinih (EG) in karterskih plinih (CG).

Osnovni del CPG, od katerega je odvisna zmogljivost in okolju prijaznost motorja, je valj, saj je tesnost zgorevalne komore odvisna od tesnilne sposobnosti obroča v povezavi z valjem. Intenzivnost rasti rež med obročki in batnimi utori je v glavnem odvisna od tehničnega stanja valjev in batnih obročkov. Tako je spremljanje in prilagajanje reže med obročem in valjem med delovanjem pomembna rezerva za zmanjšanje količine škodljivih nečistoč v izpušnih plinih in valju z izboljšanjem pogojev zgorevanja goriva in zmanjšanjem količine olja, ki ostane v prostoru nad batom. .

Strupeni izpusti motorjev z notranjim izgorevanjem so izpušni plini in plini iz bloka motorja. Z njimi pride v ozračje približno 40 % strupenih nečistoč od skupnih emisij. Vsebnost ogljikovodikov v izpušnih plinih je odvisna od tehničnega stanja in nastavitev motorja in se v prostem teku giblje od 100 do 5000% ali več. Pri na splošno majhni količini plinov iz bloka motorja, ki znaša 2-10 % izpušnih plinov v celotnem onesnaženju ozračja, je delež plinov iz bloka motorja približno 10 % pri malo obrabljenih motorjih in se poveča na 40 % pri delovanju motorja z obrabljenim valjem- batno skupino, saj koncentracija ogljikovodikov v karternih plinih je 15-10-krat večja kot v izpušnih plinih motorja. Število CG, kot tudi njihova kemična sestava, sta odvisna od stanja delov CPG, ki tesnijo zgorevalno komoro. Prodiranje plinov iz cilindra v ohišje motorja in nazaj je odvisno od velikosti rež med drgnjenimi deli CPG. Hkrati se povečuje delež ogljikovodikov z rakotvornimi lastnostmi zaradi povečanega odpada olja in povečane porabe karterskih plinov skozi zaprt sistem prezračevanja motorja.

Z doseganjem mejne vrednosti obrabe motorja se emisije povečajo v povprečju za 50 %. Na podlagi primera pospešenih testov, izvedenih pri NAMI, je bilo ugotovljeno, da obraba motorja poveča emisije ogljikovodikov za 10-krat. Večino motorjev s povečanim dimljenjem predstavljajo motorji, ki so bili na večjih remontih.

Stopnja dekompresije zgorevalne komore je odvisna od obrabe delov CPG in odstopanja njihove makrogeometrije od pravilne geometrijske oblike. Ko se puščanje v zgorevalni komori poveča, se CO in CH povečata, CO2 pa zmanjša zaradi slabših pogojev zgorevanja goriva. Poleg zmanjšanja kakovosti organizacije delovnega procesa reže med obročem in valjem, pa tudi reže med obročem in utorom bata vodijo do povečanja količine olja, ki vstopa v nadbat. prostora, do povečanja odstopanja od predpisane dinamike sproščanja toplote med zgorevanjem in posledično do povečanja skupne mase strupenih emisij. Olje predstavlja 30-40 % trdnih delcev v izpušnih plinih.

Osnovni del CPG je cilinder, od katerega je odvisna ekonomska in okoljska upravičenost delovanja motorja. Obraba valjev ima izrazito ovalno obliko, katere glavna os se nahaja v ravnini nihanja ojnice. Vzrok za nastanek ovalnosti valja je predvsem povečana obremenitev batov na oblogah ravno v ravnini nihanja ojnic. Na ovalnost valjev vpliva tudi nepopolnost tehnologije montaže bloka cilindrov. Sprememba makrogeometrije valjev (ovalnost in koničnost) po sestavi motorja vodi tudi do poslabšanja prileganja batnih obročkov na izvrtino valja. Znano je, da se pri vgradnji oblog v bloke različnih znamk motorjev z notranjim zgorevanjem ovalnost v valjih poveča za 2-3 krat.

Zelo pomembno je omeniti, da je narava izkrivljanja makrogeometrije oblog valjev po montaži in med delovanjem enaka za večino modelov blokov cilindrov z "mokrimi oblogami". Glavna os ovala cilindra, ki nastane med montažo v coni zaustavljanja zgornjega kompresijskega obroča v zgornjem mrtvem središču bata, ima isto smer kot glavna os ovala, ki nastane med delovanjem. Ta narava deformacije cilindra je razložena z večjo deformacijo bloka v mestih med izvrtinami za obloge.

Zmanjšanje ovalnosti valjev pomaga zmanjšati stopnjo obrabe obročkov in batnih utorov, kar na splošno izboljša delovanje batnih obročkov in izboljša tesnjenje zgorevalne komore. Znano je, da zamenjava oljnih strgalnih obročev po dosegu njihove maksimalne življenjske dobe do neke mere povrne povprečno stopnjo toksičnosti motorja. Nedvomno, če se pri zamenjavi obročev ovalnost cilindrov prilagodi na raven največje vrednosti za izdelavo novih oblog, bo učinek veliko večji.

Razvoj novih metod mešanja in raztapljanja ter matematični opis učinkov ustreznih dodatkov in aditivov v naftnih gorivih bo bistveno skrajšal čas za razvoj novih sestav alternativnih goriv in napovedovanje njihovih fizikalno-kemijskih lastnosti, kar bo izboljšalo proces delovanja motorja pri uporabo novih alternativnih goriv.

Analiza domače in tuje literature je pokazala, da bo razvoj prehoda na nove vrste goriva potekal skozi tri glavne faze. Na prvi stopnji bodo uporabljena standardna naftna goriva, alkoholi, dodatki vodiku in vodik vsebujočim gorivom, plinsko gorivo in različne kombinacije le-teh, kar bo rešilo problem delnega prihranka naftnega goriva. Druga stopnja bo temeljila na proizvodnji sintetičnih goriv, ​​podobnih nafti, pridobljenih iz premoga, oljnega skrilavca itd. V tej fazi bodo rešeni problemi dolgoročne oskrbe obstoječega motornega parka z novimi vrstami goriva. Za zadnjo, tretjo fazo bo značilen prehod na nove vrste energetskih virov in elektrarn (delovanje motorjev na vodik, uporaba jedrske energije).

Pretvorba motorjev z notranjim zgorevanjem na vodik in goriva, ki vsebujejo vodik, je zapleten družbeno-ekonomski proces, katerega izvedba bo zahtevala veliko prestrukturiranje številnih panog, zato je na prvi stopnji najbolj sprejemljiva možnost delovanje dizelskih motorjev. z dodatki za gorivo, ki vsebujejo vodik. Izjemno omejeni podatki v literaturi o značilnostih zgorevanja ogljikovodikovih goriv z dodatki vodika in amoniaka v dizelskih motorjih nam ne omogočajo nedvoumnega odgovora na vprašanje o vplivu vodikovih goriv na učinkovitost dizelskega obratovalnega procesa. .

Tudi problematika uporabe sintetičnega tekočega goriva (SFT), proizvedenega iz premoga, v dizelskih motorjih je zelo slabo raziskana. Različni literaturni podatki nam ne omogočajo nedvoumne ocene vpliva GTL na delovni proces, saj so njegove fizikalno-kemijske lastnosti zelo odvisne od surovine in tehnologije predelave.

Najverjetnejši vir pogonskega goriva je alkohol, vendar je treba upoštevati njihove izjemno slabe motorne lastnosti pri uporabi v dizelskih motorjih. Metode, ki se uporabljajo za uporabo alkoholnih goriv, ​​zahtevajo dodatno kompleksnost konstrukcije (vgradnja uplinjačev, vžigalnih svečk ali drugega sistema goriva) ali povečane stroške goriva (uporaba dodatkov, ki povečajo cetansko število). Najbolj optimalna metoda v tej situaciji je lahko uporaba raztopin etanola ali metanola z dizelskim gorivom v dizelskih motorjih.

Študija vpliva različnih vrst alternativnih goriv je bila izvedena za več tipov visokohitrostnih dizelskih motorjev z različnimi načini tvorbe zmesi, zato je bilo treba pridobiti čim bolj popolne informacije o procesih dovajanja goriva, zgorevanja, nastajanje saj, toksičnost itd. Zato je bil razvit in implementiran avtomatiziran sistem za beleženje in obdelavo informacij, ki temelji na osebnem računalniku. Za ta kompleks je bil razvit paket aplikacijskih programov, vključno s programom za zbiranje informacij iz različnih senzorjev med testiranjem, programi za obdelavo prejetih podatkov za analizo indikatorskega diagrama, rezultati optične indikacije, dovod goriva in izračun parametrov načina.

Za hkratno dovajanje cikličnega dela dizelskega goriva in plina v valj je avtor razvil poseben injektor za dvojno gorivo, ki je bil dopolnjen z ločeno linijo, sestavljeno iz priključka za dovod plina in kanalov v telesu injektorja in razpršilnika. V kanalu telesa šobe je povratni ventil, ki ga vzmet pritisne na sedež. V kanal šobe je vtisnjen cilindrični vložek z vijačnim navojem na površini, ki tvori mešalno in zbiralno komoro, povezano s podigelno votlino šobe šobe.

Na osnovi razvitega injektorja je bil izdelan sistem za dizelsko gorivo, ki omogoča dovajanje različnih vrst plinastih dodatkov gorivu.

Najučinkoviteje je upoštevati značilnosti delovnega procesa pri uporabi alternativnih goriv z informacijami o prostorski porazdelitvi koncentracije saj in temperaturnih poljih. Danes obstaja predvsem dvodimenzionalni prikaz heterogenosti temperature in koncentracije v dizelskem valju. Posledično je bila postavljena naloga eksperimentalno preučiti prostorsko porazdelitev temperaturnih polj in koncentracij saj. Pri delu smo uporabili originalno eksperimentalno opremo za določanje masne koncentracije saj na podlagi optične indikacije jeklenk in programsko implementirane metode za določanje temperaturnih polj.

Računske študije topnosti plinov (vodik, amoniak itd.) so temeljile na naslednjih predpostavkah: prvič, proces raztapljanja poteka v mešalno-akumulacijski komori in razpršilniku šob; drugič, raztapljanje poteka v skladu z modelom površinske obnove, tj. kontaktna površina goriva in plina se obnavlja s frekvenco, ki je enaka frekvenci nihanja tlaka goriva v visokotlačnem izpustnem cevovodu.

Eden od načinov za premagovanje težav pri pripravi mešanic dizelskega goriva z alternativami je uporaba tretje komponente - skupnega topila dizelskega goriva in alkohola. Spojno topilo mora imeti lastnosti dizelskega goriva in alkohola, tj. njegova molekula mora imeti polarne lastnosti in alifatsko komponento, da tvori vezi z ogljikovodiki.

Poskusi uporabe vodika kot goriva za motorje z notranjim zgorevanjem so znani že dolgo časa. Na primer, v dvajsetih letih je bila raziskana možnost uporabe vodika kot dodatka k glavnemu gorivu za motorje z notranjim zgorevanjem zračnih ladij, kar je omogočilo povečanje njihovega dosega letenja.

Uporaba vodika kot goriva za motorje z notranjim zgorevanjem je kompleksen problem, ki vključuje širok spekter vprašanj:

Možnost predelave sodobnih motorjev na vodik;

Študija delovnega procesa motorjev pri delovanju na vodik;

Določitev optimalnih načinov za regulacijo delovnega procesa, ki zagotavljajo minimalno toksičnost in največji izkoristek goriva;

Razvoj sistema za oskrbo z gorivom, ki zagotavlja organizacijo učinkovitega delovnega procesa v valjih motorja z notranjim zgorevanjem;

Razvoj učinkovitih metod za shranjevanje vodika v vozilih;

Zagotavljanje okoljske učinkovitosti uporabe vodika za motorje z notranjim zgorevanjem;

Zagotavljanje možnosti polnjenja in akumulacije vodika za motorje.

Rešitev teh vprašanj ima izbirno raven, vendar se lahko splošno stanje raziskav tega problema šteje za resnično osnovo za praktično uporabo vodika. To potrjujejo praktični preizkusi in študije različic motorjev, ki delujejo na vodik. Mazda se na primer zanaša na motor z rotacijskimi bati na vodik.

Raziskave na tem področju odlikuje široka paleta možnosti uporabe vodika za motorje za zunanjo in notranjo tvorbo zmesi, uporaba vodika kot aditiva, delna zamenjava goriva z vodikom in delovanje motorja samo na vodik.

Obsežen seznam študij določa potrebo po njihovi sistematizaciji in kritični analizi. Uporaba vodika je poznana pri motorjih na tradicionalna goriva naftnega izvora, pa tudi v kombinaciji z alternativnimi gorivi. Tako na primer z alkoholi (etil, metil) ali z zemeljskim plinom. Možna je uporaba vodika v kombinaciji s sintetičnimi gorivi, kurilnim oljem in drugimi gorivi.

Raziskave na tem področju so znane tako za bencinske in dizelske motorje kot tudi za druge vrste motorjev. Nekateri avtorji del na to temo menijo, da je vodik neizogiben in da se je treba na to neizogibnost bolje pripraviti.

Posebna značilnost vodika je njegova visoka raven energije, edinstvene kinetične lastnosti, prijaznost do okolja in skoraj neomejena baza surovin. Kar zadeva masno energijsko intenzivnost, vodik presega tradicionalna ogljikovodikova goriva za 2,5-3-krat, alkohole za 5-6-krat, amoniak za 7-krat.

Kakovostni vpliv na delovni proces vodikovih motorjev z notranjim zgorevanjem določajo predvsem njegove lastnosti. Ima večjo difuzijsko sposobnost, višjo stopnjo zgorevanja in široke meje vnetljivosti. Energija vžiga vodika je za red velikosti manjša kot pri ogljikovodikovih gorivih. Dejanski obratovalni cikel določa višjo stopnjo popolnosti delovnega procesa motorja z notranjim zgorevanjem, boljše kazalnike učinkovitosti in toksičnosti.

Za prilagoditev obstoječih zasnov batnih motorjev z notranjim zgorevanjem, bencinskih in dizelskih motorjev za delovanje na vodik kot glavno gorivo so potrebne nekatere spremembe, predvsem v zasnovi sistema za oskrbo z gorivom. Znano je, da uporaba zunanje tvorbe mešanice povzroči zmanjšanje polnjenja motorja s svežim oksidantom in s tem zmanjšanje moči do 40% zaradi nizke gostote in visoke hlapnosti vodika. Pri uporabi notranje tvorbe mešanice se slika spremeni, energetska intenzivnost vodikovega dizelskega goriva se lahko poveča na 12% ali pa se lahko zagotovi na ravni, ki ustreza delovanju dizelskega motorja na tradicionalnem ogljikovodičnem dizelskem gorivu. Značilnosti organizacije delovnega procesa vodikovega motorja določajo lastnosti mešanice vodika in zraka, in sicer: meje vžiga, temperatura in energija vžiga, hitrost širjenja fronte plamena, razdalja gašenja plamena.

Skoraj vse znane študije delovnega procesa vodikovega motorja ugotavljajo težko nadzorovan vžig zmesi vodika in zraka. Učinke na predvžig z dovajanjem vode v sesalni razdelilnik ali z vbrizgavanjem "hladnega" vodika so preučevali s pozitivnimi rezultati.

Preostali plini in vroče točke v zgorevalni komori pospešijo prezgodnji vžig zmesi vodika in zraka. Ta okoliščina zahteva dodatne ukrepe za preprečitev nenadzorovanega vžiga. Hkrati nizka energija vžiga v širokem razponu razmerja presežka zraka omogoča uporabo obstoječih sistemov vžiga pri pretvorbi motorjev na vodik.

Pri kompresijskem razmerju, ki ustreza dizelskim motorjem, ne pride do samovžiga zmesi vodika in zraka v valju motorja. Za samovžig te mešanice je treba zagotoviti temperaturo na koncu stiskanja najmanj 1023 K. Možno je, da se zračna zmes lahko vžge z vžigalnim delom ogljikovodikovega goriva zaradi povečanja temperature na koncu stiskanja z uporabo tlaka ali segrevanja zračnega naboja na vstopu.

Za vodik kot gorivo za dizelske motorje je značilna visoka hitrost širjenja fronte plamena. Ta hitrost lahko preseže 200 m/s in povzroči tlačni val, ki se v zgorevalni komori premika s hitrostjo nad 600 m/s. Visoka stopnja zgorevanja vodikovo-zračnih mešanic naj bi po eni strani pozitivno vplivala na povečanje učinkovitosti delovnega procesa, po drugi strani pa to vnaprej določa visoke vrednosti največjega tlaka in temperature cikla , in večja togost delovnega procesa motorja na vodik. Povečanje najvišjega tlaka cikla povzroči zmanjšanje življenjske dobe motorja, povečanje najvišje temperature pa vodi do intenzivnega nastajanja dušikovih oksidov. Največji tlak je mogoče zmanjšati zaradi zmanjšanja moči motorja ali zgorevanja vodika, ki se dovaja v valj med gibom. Zmanjšanje emisij dušikovih oksidov na nepomembno raven je mogoče z osiromašenjem delovne mešanice ali z uporabo vode, ki se dovaja v sesalni razdelilnik. Tako pri a>1,8 emisije dušikovih oksidov praktično ni. Ko je voda dovedena po masi 8-krat večja od vodika, se emisija dušikovih oksidov zmanjša za 8... 10-krat.

CNG je dovoljen neposredno v mestnih stanovanjskih in javnih prostorih. Poleg tega številne države dovoljujejo polnjenje vozil z zemeljskim plinom v podzemnih garažah. 1.6. Proizvodnja plinske opreme za avtomobile. Danes je Italija prevzela slavo najboljšega svetovnega proizvajalca avtomobilske opreme na plin. In zdaj je na svetovnem trgu največje povpraševanje po...

Model z oznako "H2R" doseže hitrosti preko 300 km/h. Obetavna se zdi nova smer v motorizaciji na vodikovo gorivo, ki temelji na uporabi Stirlingovega motorja. Ta motor do konca 20. stol. Zaradi bolj zapletene zasnove v primerjavi z motorjem z notranjim zgorevanjem, večje porabe materiala in stroškov ni bil razširjen v vozilih. ...

Razmere v zvezi z gorivom, energijo in okoljem v Ruski federaciji in v svetu kažejo, da je zemeljski plin, ki se uporablja kot pogonsko gorivo, resnična alternativa tekočim ogljikovodikovim gorivom. To izhaja iz fizikalno-kemijskih lastnosti metana: visoko oktansko število, široko območje vžiga glede na razmerje presežka zraka, sposobnost tvorjenja homogene mešanice z zrakom, nizka fotokemična aktivnost in v prihodnosti manjša strupenost izpušnih plinov v primerjavi z dizelskim gorivom. goriva. Zemeljski plin pa je okolju prijazno gorivo šele, ko so odpravljene težave z organizacijo ustreznega delovnega procesa in opreme, ki ga zagotavlja.[...]

DAEC dizelsko arktično okolju prijazno gorivo.[...]

Ugotovljeno je bilo tudi, da uporaba »okolju prijaznega« goriva (zemeljski plin, vodik) ne rešuje problema izpustov dušikovih oksidov, temveč ga, nasprotno, pri uporabi vodikovega goriva še poslabšuje.[...]

Uporaba naftnih derivatov kot goriva vodi do onesnaževanja okolja s produkti zgorevanja, vključno z žveplovimi spojinami (SO2 in BO3). Rafiniranje nafte odstrani večino žvepla iz izdelkov, kot sta kerozin in bencin. Za razliko od nafte in premoga zemeljski plin praktično ne vsebuje žvepla. V tem pogledu je plin okolju prijazno gorivo.[...]

Sprejete so bile tehnične specifikacije za poletno dizelsko gorivo, ki je okolju prijazno (DLECh) brez omejitve vsebnosti aromatskih ogljikovodikov in DLECh-V z omejitvijo vsebnosti aromatskih ogljikovodikov, kot tudi dizelsko arktično okolju prijazno gorivo (DAEC) z omejitvijo vsebnosti aromatskih ogljikovodikov (tabela 4.51).[ .. .]

CG z visoko vsebnostjo organskih snovi se predela v okolju prijazno gorivo; nevtralizatorji so karbonati ali hidroksidi alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin. Pri segrevanju zmesi brez dostopa do zraka nastanejo sulfidi ustreznih kovin, ki se pri zgorevanju goriva oksidirajo v sulfate, kar znatno zmanjša prehod žvepla v. plinaste spojine. Energijska vrednost kotlovskega goriva se poveča, če CG dodamo premogov prah in druge ogljikovodične komponente /25/.[...]

Po mnenju strokovnjakov se bo do leta 2020 poraba vodika kot okolju prijaznega goriva povečala za 12... 17-krat.[...]

Poleg tega je bilo odločeno, da se voznike finančno zanima za predelavo njihovih avtomobilov na okolju prijazno gorivo. Po predlogu zakona naj bi bil strošek plina bistveno nižji od stroška goriva iz naftnih derivatov.[...]

Kalorična vrednost vodika kot obetavnega nosilca energije je 3-krat višja od ogljikovodikovega goriva. Vodik je okolju prijazno gorivo, za razliko od tradicionalnih vrst naravnega goriva ne vsebuje niti žvepla, niti prahu niti težkih kovin. Pri gorenju se vodik spremeni v vodno paro. Edina škodljiva spojina v teh pogojih so lahko dušikovi oksidi, ki nastanejo zaradi oksidacije atmosferskega dušika pri posebej visokih temperaturah zgorevanja. Ta negativni pojav je mogoče relativno enostavno lokalizirati z nekaterimi katalizatorji. Vodik ni primeren za uporabo le kot gorivo, temveč tudi kot univerzalni akumulator energije, ki ga je tako mogoče prenašati in uporabljati v različnih energetskih sektorjih.[...]

Onesnaženost zraka v A. se zmanjša tudi, če bencin zamenjamo z utekočinjenim plinom. Za tekoče gorivo se uporabljajo posebni katalizatorji, ki povečujejo popolnost zgorevanja bencina brez dodatkov svinca. Razvijajo se nove vrste goriva. Tako so v Avstraliji testirali okolju prijazno gorivo, ki vsebuje 85% dizelskega goriva, 14% etilnega alkohola in 1% posebnega emulgatorja, ki poveča popolnost zgorevanja goriva. Potekajo dela za ustvarjanje aluminijastih motorjev iz keramike, ki bodo povečali temperaturo zgorevanja goriva in zmanjšali količino izpušnih plinov. Na Japonskem in v Nemčiji so se že pojavili motorji, opremljeni s posebnimi elektronskimi napravami, ki zagotavljajo popolnejše zgorevanje goriva.[...]

Najnujnejša naloga našega časa je zmanjšanje onesnaženosti atmosferskega zraka z izpušnimi plini avtomobilov. Trenutno poteka aktivno iskanje alternativnega, bolj "okolju prijaznega" goriva kot bencin. Nadaljuje se razvoj avtomobilskih motorjev na elektriko, sončno energijo, alkohol, vodik itd.[...]

V zadnjih desetletjih se je plinska industrija razvila predvsem v Rusiji in poraba zemeljskega plina v termoelektrarnah je hitro rasla. Treba je opozoriti, da je plin v Ruski federaciji najcenejše in okolju prijaznejše gorivo. V teh razmerah problem zbiranja pepela v ruskih termoelektrarnah še ni zelo akuten. Vendar pa bo produktivnost razvitih polj zemeljskega plina v državi v bližnji prihodnosti začela upadati. To je posledica dejstva, da se zdi nemogoče v prihodnosti, v obdobjih razvoja novih plinskih in plinskokondenzatnih polj, ohraniti proizvodnjo plina na zahtevani stalni ravni. V skladu z veljavnimi predpisi lahko to obdobje traja 12-15 let. Medtem pa, kot je pokazala praksa razvoja Orenburškega, Medveškega, Urengojskega in Yamburškega polja, takšno trajanje stalne proizvodnje med razvojem novih polj ni racionalno, ne upošteva interesov prihodnjih generacij. Na sl. 2.1 prikazuje grafe proizvodnje plina po poljih za obdobje 1970-2030. Kažejo, da po dosegu maksimalne proizvodnje plina pride do postopnega in sistematičnega zmanjšanja. Samo na Medveškem polju je bilo mogoče vzdrževati maksimalno proizvodnjo plina približno 15 let, nato pa je prišlo do intenzivnega upada.[...]

Ob upoštevanju rasti proizvodnje, ki se je začela leta 1999, in povečanja emisij onesnaževal iz podjetij v glavnih panogah - onesnaževalcev okolja, pa tudi možnega znatnega povečanja emisij iz termoenergetike v povezavi z načrtovano pretvorbo več deset velikih termoelektrarn in državnih daljinskih elektrarn na okolju prijazno gorivo - zemeljski plin - za premog in kurilno olje, lahko pričakujemo občutno poslabšanje kakovosti zraka. Da bi dali prednost interesom zdravja prebivalcev države in ohranili naravno okolje, je treba okrepiti dejavnosti državne okoljske presoje, državnega okoljskega nadzora nad podjetji, čistilnimi napravami, pa tudi nadzor nad kakovostjo atmosferskih zrak v mestih in industrijskih središčih.[...]

Glavna onesnaževala ozračja so ogljikov dioksid, ogljikov monoksid, žveplov in dušikov dioksid, pa tudi plinske komponente v sledovih, ki lahko vplivajo na temperaturni režim troposfere: dušikov dioksid, haloogljikovodiki (freoni), metan in troposferski ozon. Obseg emisij onesnaževal v ozračje iz stacionarnih virov v Rusiji je približno 22-25 milijonov ton na leto. Obseg teh emisij se je v zadnjih 10 letih zmanjšal za 300-600 tisoč ton predvsem zaradi obsežnega upada industrijske proizvodnje, zlasti v rudarstvu in predelovalni industriji. Relativna stabilnost proizvodnje in uporabe plina, okolju prijaznega goriva, je v teh razmerah odigrala pozitivno vlogo.

Že vrsto let se raziskovalci trudijo najti alternativo bencinu kot glavnemu gorivu za vozila. Nima smisla naštevati okoljskih in virskih razlogov - le leni ne govorijo o strupenosti izpušnih plinov. Znanstveniki najdejo rešitev problema v najbolj, včasih nenavadnih vrstah goriva. Recycle je izbral najzanimivejše ideje, ki izpodbijajo hegemonijo goriva kot bencina.

Biodizel na osnovi rastlinskih olj

Biodizel je vrsta biogoriva na osnovi rastlinskih olj, ki se uporablja tako v čisti obliki kot v različnih mešanicah z dizelskim gorivom. Zamisel o uporabi rastlinskega olja kot goriva pripada Rudolfu Dieslu, ki je leta 1895 ustvaril prvi dizelski motor na rastlinsko olje.

Običajno se za proizvodnjo biodizla uporabljajo olje oljne ogrščice, sončnice in soje. Rastlinska olja se seveda ne vlijejo v rezervoar za plin kot gorivo. Rastlinsko olje vsebuje maščobe - estre maščobnih kislin z glicerolom. V procesu proizvodnje "biosolarjev" se glicerolni estri uničijo in glicerin nadomestijo (sproščajo se kot stranski produkt) z enostavnejšimi alkoholi - metanolom in redkeje etanolom. Ta postane sestavni del biodizla.

V mnogih evropskih državah, pa tudi v ZDA, na Japonskem in v Braziliji je biodizel že postal dobra alternativa navadnemu bencinu. Tako v Nemčiji metil ester ogrščice prodajajo že na več kot 800 bencinskih servisih. Julija 2010 je v Evropski uniji delovalo 245 obratov za proizvodnjo biodizla s skupno zmogljivostjo 22 milijonov ton. Analitiki Oil World napovedujejo, da bo do leta 2020 delež biodizla v strukturi porabljenega pogonskega goriva v Braziliji, Evropi, na Kitajskem in v Indiji znašal 20 %.

Biodizel je okolju prijazno gorivo za promet: v primerjavi s klasičnim dizelskim gorivom ne vsebuje skoraj nič žvepla, hkrati pa je podvržen skoraj popolni biološki razgradnji. V zemlji ali vodi mikroorganizmi predelajo 99 % biodizla v 28 dneh – to zmanjša stopnjo onesnaženosti rek in jezer.

Stisnjen zrak

Modele pnevmatskih avtomobilov – avtomobilov na stisnjen zrak – je izdelalo že več podjetij. Peugeotovi inženirji so nekoč poskrbeli za velik pečat v avtomobilski industriji z napovedjo ustvarjanja hibrida, ki je motorju z notranjim zgorevanjem dodal energijo stisnjenega zraka. Francoski inženirji so upali, da bo takšen razvoj pomagal majhnim avtomobilom zmanjšati porabo goriva na 3 litre na 100 km. Peugeotovi strokovnjaki trdijo, da lahko pnevmatski hibrid v mestu do 80 % časa vozi na stisnjen zrak, ne da bi ustvaril en sam miligram škodljivih emisij.

Načelo delovanja "zračnega avtomobila" je precej preprosto: avtomobila ne poganja mešanica bencina, ki gori v valjih motorja, temveč močan tok zraka iz cilindra (tlak v valju je približno 300 atmosfer) . Pnevmatski motor pretvarja energijo stisnjenega zraka v vrtenje osi.

Na žalost so stroji, ki jih v celoti poganja stisnjen zrak ali zračni hibridi, ustvarjeni predvsem v majhnih serijah - za delo v posebnih pogojih in v omejenem prostoru (na primer na proizvodnih mestih, kjer je potrebna najvišja stopnja požarne varnosti). Čeprav obstaja nekaj modelov za "standardne" kupce.

Engineairov okolju prijazen mikrotovornjak Gator je prvo avstralsko vozilo na stisnjen zrak, ki je začelo komercialno obratovati. Videti ga je že na ulicah Melbourna. Nosilnost - 500 kg, prostornina zračnih jeklenk - 105 litrov. Prevoženih tovornjakov na eni bencinski črpalki je 16 km.

Odpadki

Kakšen napredek je prišel – nekateri avtomobili za delovanje svojih motorjev ne potrebujejo bencina, temveč človeške odpadke, ki končajo v kanalizacijskem sistemu. Takšen čudež avtomobilske industrije je nastal v Veliki Britaniji. Na ulice Bristola so zapeljali avtomobil, ki kot gorivo uporablja metan, ki se sprošča iz človeških iztrebkov. Prototipni model je bil Volkswagen Beetle, proizvajalec avtomobila VW Bio-Bug na inovativno gorivo pa GENeco. Motor za predelavo iztrebkov, nameščen na Volkswagnovem kabrioletu, je omogočil prevoziti 15 tisoč kilometrov.

Izum podjetja GENeco so pohiteli z imenom preboj pri izvajanju energetsko varčnih tehnologij in okolju prijaznega goriva. Za povprečnega človeka se ideja zdi nadrealistična, zato je vredno pojasniti: avto je seveda natovorjen z že predelanim gorivom - v obliki za uporabo pripravljenega metana, pridobljenega vnaprej iz odpadkov.

V tem primeru motor VW Bio-Bug uporablja dve vrsti goriva hkrati: avto se zažene na bencin, a takoj, ko se motor segreje in avto doseže določeno hitrost, se dobava človeškega želodčnega plina, predelanega v tovarnah GENeco. je vklopljen. Potrošniki morda sploh ne opazijo razlike. Še vedno pa ostaja glavna marketinška težava - človeška negativna percepcija surovin, iz katerih pridobivajo bioplin.

Sončni kolektorji

Proizvodnja avtomobilov na sončno energijo je morda najbolj razvito področje avtomobilske industrije, usmerjeno v uporabo ekogoriv. Avtomobili na sončni pogon nastajajo po vsem svetu in v najrazličnejših različicah. Leta 1982 je izumitelj Hans Tolstrup s solarnim avtomobilom "Quiet Achiever" (čeprav s hitrostjo le 20 km na uro) prečkal Avstralijo od zahoda proti vzhodu.

Septembra 2014 avto Stella ni prevozil poti od Los Angelesa do San Francisca, ki je dolga 560 km. Solarni avtomobil, ki ga je razvila ekipa nizozemske univerze v Eindhovnu, je opremljen s paneli, ki zbirajo sončno energijo, in 60-kilogramskim baterijskim sklopom s kapaciteto šest kilovatnih ur. Stella ima povprečno hitrost 70 km na uro. Ob odsotnosti sončne svetlobe je rezerva baterije dovolj za 600 km. Oktobra 2014 so se študenti iz Eindhovna s svojim čudežnim avtomobilom udeležili 3000 kilometrov dolgega relija World Solar Challenge po Avstraliji za avtomobile na sončni pogon.

Trenutno najhitrejši električni avtomobil na sončno energijo je Sunswift, ki ga je ustvarila ekipa študentov z avstralske univerze New South Wales. Med testiranji v avgustu 2014 je ta solarni avtomobil z enim polnjenjem baterije prevozil 500 kilometrov s povprečno hitrostjo 100 km na uro, kar je za tako vozilo neverjetno.

Biodizel iz kulinaričnih odpadkov

Leta 2011 je USDA skupaj z Nacionalnim laboratorijem za obnovljivo energijo izvedla raziskavo o alternativnih gorivih. Eden izmed presenetljivih rezultatov je bila ugotovitev, da je obetavna uporaba biodizelskega goriva na osnovi surovin živalskega izvora. Biodizel iz maščobnih ostankov je tehnologija, ki še ni zelo razvita, a se že uporablja v azijskih državah.

Vsako leto na Japonskem po pripravi nacionalne jedi tempure ostane približno 400 tisoč ton uporabljenega jedilnega olja. Prej so ga predelovali v živalsko krmo, gnojilo in milo, v zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja pa so mu varčni Japonci našli drugo uporabo in ga uporabili za proizvodnjo rastlinskega dizelskega goriva.

V primerjavi z bencinom ta nestandardni tip bencinske črpalke v ozračje izpusti manj žveplovega oksida – glavnega povzročitelja kislega dežja – in za dve tretjini zmanjša količino drugih strupenih izpušnih plinov. Da bi novo gorivo postalo bolj priljubljeno, so njegovi proizvajalci pripravili zanimivo shemo. Kdor bo v obrat RDT poslal deset serij plastenk z odpadnim jedilnim oljem, bo dobil 3,3 kvadratnega metra gozda v eni od japonskih prefektur.

Tehnologija še ni dosegla Rusije v tolikšni meri, a zaman: letna količina odpadkov ruske prehrambene industrije je 14 milijonov ton, kar je glede na njen energetski potencial enakovredno 7 milijonom ton nafte. V Rusiji bi odpadki, predelani v biodizel, pokrili potrebo po transportu za 10 odstotkov.

Tekoči vodik

Tekoči vodik že dolgo velja za eno glavnih goriv, ​​ki se lahko kosa z bencinom in dizelskim gorivom. Vozila s pogonom na vodik niso neobičajna, vendar zaradi številnih dejavnikov nikoli niso pridobila široke priljubljenosti. Čeprav je pred kratkim, zahvaljujoč novemu valu skrbi za "zelene" tehnologije, ideja o motorju na vodik dobila nove podpornike.

Več velikih proizvajalcev ima zdaj v svoji ponudbi vozila s pogonom na vodik. Eden najbolj znanih primerov je BMW Hydrogen 7, avtomobil z motorjem z notranjim zgorevanjem, ki lahko poganja tako bencin kot tekoči vodik. BMW Hydrogen 7 ima 74-litrski rezervoar za bencin in hranilnik za 8 kg tekočega vodika.

Tako lahko avtomobil med eno vožnjo uporablja obe vrsti goriva: preklop z ene vrste goriva na drugo se zgodi samodejno, pri čemer ima prednost vodik. Z enakim tipom motorja je na primer opremljen hibridni vodikovo-bencinski avtomobil Aston Martin Rapide S. Pri njem lahko motor deluje na obe vrsti goriva, preklapljanje med njima pa izvaja inteligentni sistem za optimizacijo porabe. in izpusti škodljivih snovi v ozračje.

Tudi drugi avtomobilski velikani - Mazda, Nissan in Toyota - načrtujejo razvoj vodikovega goriva. Menijo, da je tekoči vodik okolju prijazen, saj pri zgorevanju v okolju čistega kisika ne oddaja nobenih onesnaževal.

Zelene alge

Gorivo iz alg je eksotičen način pridobivanja energije za avto. Alge so začeli obravnavati kot biogorivo predvsem v ZDA in na Japonskem.

Japonska nima veliko rodovitne zemlje za gojenje ogrščice ali sirka (ki se v drugih državah uporablja za proizvodnjo biogoriv iz rastlinskih olj). Dežela vzhajajočega sonca pa proizvede ogromno zelenih alg. Prej so jih uporabljali za hrano, zdaj pa izdelujejo plin za sodobne avtomobile. Nedolgo nazaj se je v japonskem mestu Fujisawa na ulicah pojavil potniški avtobus DeuSEL podjetja Isuzu, ki ga poganja gorivo, katerega del pridobivajo iz alg. Eden glavnih elementov je bila zelena euglena.

Zdaj dodatki iz "alg" predstavljajo le nekaj odstotkov celotne mase goriva v transportnih rezervoarjih, vendar v prihodnosti azijsko proizvodno podjetje obljublja razvoj motorja, ki bo omogočil 100-odstotno uporabo biokomponente.

Združene države so se lotile tudi vprašanja biogoriva iz alg. Veriga bencinskih črpalk Propel v severni Kaliforniji je začela prodajati biodizel Soladiesel vsem. Gorivo pridobivajo iz alg tako, da jih fermentirajo in nato sproščajo ogljikovodike. Izumitelji biogoriv obljubljajo dvajsetodstotno zmanjšanje izpustov ogljikovega dioksida in opazno zmanjšanje toksičnosti v drugih pogledih.