Альтернативные_топлива_Покосенко_Арсений_78_20. Альтернативные
 Скачать 157.61 Kb.
|
|
Применение альтернативных топлив. Сжиженные газы. Сжатые газы. Биогазы. Газоконденсатные топлива, спирты и водороды. Топливо-смазочные материалы   Выполнил: студент группы 57-19 Муродов С. Принял: Янгибоев А.И. Альтернативные виды топлива включают: природный газ (сжатый), пропан (сжиженный нефтяной газ - LPG), водород, полученный из биологической массы, биодизель, спирт (включая этанол и метанол), спиртовые смеси с бензином или другими видами топлива, электроэнергия. Альтернативное автомобильное топливо — виды моторного топлива, которые обеспечивают мощность автомобильного двигателя и исключают использование топлива на основе нефти (таких как бензин и дизельное топливо) полностью или в определенной степени, (в том числе предназначенные как добавки в нефтяные топлива) — когда технология питания двигателя не связана исключительно с нефтепродуктами. В более широком смысле это топливо, отличное от традиционного нефтяного топлива (бензина или дизельного топлива); и также относится к любой технологии питания двигателя, которая не использует исключительно бензин (например, электромобиль, гибридные электромобили, работающие на солнечной энергии). Из-за сочетания таких факторов, как экологические проблемы с добычей и использованием нефтепродуктов, высокие цены на нефть и потенциал истощения запасов нефти, разработка более чистых альтернативных видов топлива и передовых систем питания для транспортных средств стала приоритетной задачей для многих правительств и производителей транспортных средств во всем мире. К видам автомобильного транспорта на альтернативных видах топлива включают: электрические транспортные средства, гибридные электромобили, транспортные средства с гибким выбором топлива (Flex-fuel vehicle), транспортные средства на сжатом природном газе, электромобили на солнечных батареях, автомобили, работающие на биодизеле и водородное авто. В ту же категорию можно включить экспериментальные и малораспространенные наземные транспортные средства. такие как паровой автомобиль или автомобиль работающий за счёт компактного ядерного реактора. Расчеты показывают, что около 30 % общей потребности в топливе может быть замещено биотопливом без влияния на уменьшение производства продуктов питания. В транспортном секторе биотопливо может почти сразу внести вклад в декарбонизацию. В соответствии с исследованием Pathways, расширение использования этих возобновляемых видов топлива – это самый быстрый путь к максимальному сокращению выбросов углерода в краткосрочной перспективе. Ограниченные поставки биогаза остаются проблемой для транспортного сектора. Пока эта проблема не будет решена, природный газ будет по-прежнему играть важную роль в устойчивой транспортной системе, поскольку он позволяет нам увеличивать объем рынка транспортных средств, работающих на газе, и тем самым стимулировать внедрение газовых решений. В то же время, мы вместе с партнерами работаем над совершенствованием инфраструктуры поставок биогаза, чтобы ее можно было быстро расширить. Автомобили, работающие на аммиакеАммиак получают путем соединения газообразного водорода с азотом из воздуха. Крупномасштабное производство аммиака использует природный газ в качестве источника водорода. Аммиак использовался во время Второй мировой войны для питания автобусов в Бельгии, а также в двигателях и системах солнечной энергии до 1900 года. Жидкий аммиак также использовался в ракетном двигателе Reaction Motors XLR99, который приводил в действие гиперзвуковой исследовательский самолет X-15. Хотя оно и не такое мощное, как другие виды топлива, оно не оставляло копоти в многоразовом ракетном двигателе, а его плотность примерно соответствовала плотности окислителя — жидкого кислорода, что упрощало конструкцию самолета. Аммиак был предложен в качестве практической альтернативы ископаемому топливу для двигателей внутреннего сгорания.[48] Теплотворная способность аммиака составляет 22,5 МДж/кг, что примерно вдвое меньше, чем у дизельного топлива. В обычном двигателе, в котором водяной пар не конденсируется, теплотворная способность аммиака будет примерно на 21 % меньше этой цифры. Его можно использовать в существующих двигателях лишь с небольшими модификациями карбюраторов/форсунок. При производстве из угля CO2 можно легко улавливать (продуктами сгорания являются азот и вода). Были предложены и иногда использовались аммиачные двигатели или аммиачные двигатели, использующие аммиак в качестве рабочей жидкости. Принцип аналогичен тому, что используется в безтопочном локомотиве, но с аммиаком в качестве рабочего тела вместо пара или сжатого воздуха. Аммиачные двигатели экспериментально использовались в 19 веке Голдсуорти Герни в Великобритании и в трамваях Нового Орлеана. В 1981 году канадская компания переоборудовала Chevrolet Impala 1981 года для работы на аммиаке в качестве топлива.  Аммиак и «GreenNH3» с успехом используются разработчиками в Канаде, поскольку он может работать в двигателях с искровым зажиганием или дизельных двигателях с небольшими модификациями, а также является единственным «зеленым» топливом для реактивных двигателей, и, несмотря на его токсичность, считается, что он не более опаснее бензина или сжиженного нефтяного газа. Он может быть получен из возобновляемой электроэнергии, и его плотность лишь вдвое меньше, чем у бензина или дизельного топлива, и его можно легко перевозить в достаточном количестве на транспортных средствах. При полном сгорании у него нет других выбросов, кроме азота и водяного пара. Химическая формула горения: 4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O, в результате получается 75 % воды. Биодизельное топливо Биодизельное топливо (или FAME — Fatty Acid Methyl Ester, метиловые эфиры жирных кислот) изготавливается из различных продуктов, в частности из рапсового семени, растений и отработанного кулинарного жира. Биодизельное топливо обладает еще одним преимуществом: это жидкость, доступная в больших объемах. Запас экологичного биодизельного топлива можно смешивать с дизельным топливом или использовать в чистом виде. По сравнению с обычным дизельным топливом, сокращение объема выбросов CO2, по предварительным оценкам, может достигать 85 % от общего количества выделяемого СО2. Биогаз Биогаз можно получать из различного сырья, но самым рентабельным и экологичным является метод переработки местных нечистот или отходов. По молекулярному составу биогаз не отличается от природного газа, но является возобновляемым, в то время как природный газ добывается из ископаемых останков. Оба вида газа можно использовать параллельно. Природный газ Природный газ — это метан из пустот в земной коре. Он добывается из отдельных месторождений или одновременно с нефтью. Природный газ — ископаемое топливо, но так как молекула метана содержит только один атом углерода, объем выбрасываемого при сгорании CO2 меньше по сравнению с обычным дизельным топливом. Биоэтанол На сегодняшний день биоэтанол является самым распространённым биологическим топливом, используемым в транспортной отрасли. Именно этот вид топлива, по всей вероятности, в будущем будет производиться в больших объемах. Основным преимуществом этого топлива является то, что оно представляет собой жидкость и доступно в больших объемах на мировом рынке. Его можно получать из различного сырья, такого как сахарный тростник, пшеница и кукуруза. Также можно использовать отходы, богатые сахаром или крахмалом, такие как целлюлоза или хлеб. Кроме того, биоэтанол сравнительно легко производить даже в небольшом объеме. По сравнению с обычным дизельным топливом, сокращение объема выбросов CO2, по предварительным оценкам, может достигать 90 % от общего количества выделяемого СО2. Водородное топливо является самым экологически чистым видом моторного топлива, поэтому его перспективы очевидны В Австралии на бурых углях в штате Виктория отрабатывается технология технология газификации угля с последующим выделением водорода, вернее удаления серы, ртути и двуокиси углерода (СО2). В Норвегии - Nel Hydrogen отрабатывает технологию использования ВИЭ для высокотемпературного электролиза для разделения воды на водород и кислород, который будет выбрасываться в атмосферу. Kawasaki Heavy Industries разрабатывает морской танкер - водородовоз для транспортировки жидкого водорода ( LH2). Водород (H) является самым распространенным элементом на Земле, но в обычных условиях он не встречается ни в виде водорода H, ни в виде газообразного водорода (H2). Благодаря своим характеристикам он легко вступает в реакцию с другими органическими соединениями с образованием, например, воды (H2O). Во время этой реакции образования воды из водорода и воздуха выделяется энергия, которую можно использовать в качестве электричества. Чтобы сделать эту реакцию полезной для промышленного производства электроэнергии, необходимо произвести водород, например из воды путем разделения атомов на кислород и водород посредством электролиза. КПД водородного топливного элемента в автомобиле на практике может составлять около 60 %, но поскольку энергия сжигания угля теряется при каталитическом риформинге, КПД будет в лучшем случае около 40 %. Это все же явно лучше, чем с двигателем внутреннего сгорания: по сравнению с двигателем внутреннего сгорания выбросы примерно на 60 % ниже. В настоящее время эффективность автомобилей с топливными элементами составляет около 25 %  |