Альтернативні види палива

АЛЬТЕРНАТИВНІ ВИДИ ПАЛИВАЗагальні відомостіМетанол і етанол. ВоденьІнші види палив

1 Загальні відомостіНеобхідними умовами подальшого розвитку автомобільного транспорту мають бути економія палива й зменшення обсягів шкідливих викидів у атмосферу. До перспективних шляхів досягнення цього належить часткова або повна заміна традиційних нафтових палив на палива іншого походження: палива з вугілля, синтетичні палива, спирти, газові конденсати, метилтретиннобутиловий ефір, водень і водобензинові емульсії. До перспективних видів палив сформувалися певні вимоги: вони повинні мати такі фізико-технічні властивості, щоб не треба було докорінно змінювати конструкцію двигуна, паливної апаратури й умови зберігання палива в баках машин, а також могли б забезпечити підвищення економічної ефективності роботи двигуна та економію бензину. При розробці і використанні альтернативних палив слід враховувати і екологічні питання, проводити хімотологічне обґрунтування їх ефективного використання.

2 Метанол і етанол. Найближчими замінниками бензинів та дизельних палив вважають низькомолекулярні спирти: метанол, етанол, більш віддаленим – водень. Ці палива можна використовувати як добавки до нафтових палив, а також як самостійні палива. Як паливо чи добавки можна використовувати ізоспирти, ефіри та деякі інші сполуки, але вони дорожче. Метанол можна одержувати з вугілля, природного газу, вапняку, побутових відходів (міські звалища), відходів лісового господарства та ін. Етанол одержують з цукрової тростини, буряку, зернових культур, картоплі та інших рослинних продуктів, а також із газу. Щодо відновлення сировинної бази етанол є більш перспективним паливом, він також менш токсичний порівняно з токсичністю метанолу.

Переваги етанолу як палива: високе октанове число повнота згоряння у відпрацьованих газах малий вміст оксидів азоту. Звісно, бензинові двигуни для використання чистого етанолу не придатні, потрібні спеціальні «спиртові» двигуни. В Україні етанол використовується як високооктанова добавка до бензинів. Недоліки спиртів як палива: є менша теплота згоряння порівняно з теплотою згоряння нафтових палив, що вимагає збільшення їх витрат на 25...30% викликають більше корозії порівняно з бензиновим і дизельним паливом викликають набухання прокладних матеріалів.

Паливно-енергетичні ресурси виснажуються. Спирти можуть і повинні використовуватись як добавки до нафтових палив. Чим нижче октанове число вихідного бензину, до якого додається спирт, тим більший антидетонаційний ефект. Можливе використання як палива третинних і вторинних спиртів (наприклад, вторинного бутилового спирту, метилтретинного бутилового ефіру), їх сумішей тощо. На відміну від метанолу та етанолу ці сполуки практично не розшаровуються у сумішах з бензинами, мають високі октанові числа та теплоту згоряння.

3 Водень. Водень можна вважати універсальним паливом для транспортних засобів, оскільки він має абсолютну екологічну чистоту, може замінити бензин, дизельне паливо і мазут в усіх видах теплових двигунів. Властивості водню:- теплотворна здатність водню дорівнює 118 045 к. Дж/кг і перевищує теплотворну здатність бензину в 2,7 рази- об’ємна енергоємність водню низька через малу густину (водень – найлегший елемент, навіть у рідкому стані він у 14 разів легший за воду)швидкість згоряння горючої суміші водню з повітрям у 6 разів перевищує швидкість згоряння бензиноповітряної суміші відпрацьовані гази при роботі двигуна на водні не містять шкідливих домішок, за винятком оксидів азоту, яких дуже мало.

4 Інші види палив. Теоретично як паливо можна використовувати аміак, азот, ацетон та деякі інші сполуки. Але виходячи з вартості сировини і готової продукції, експлуатаційних та екологічних властивостей, вони не набули практичного застосування. Також перспективних є використання біогазу, який можна одержувати з біомаси, наприклад, відходів сільськогосподарського виробництва. З метою виготовлення палив як сировина може використовуватися синтез-газ (суміш оксиду вуглецю і водню), що утворюється при деяких нафтохімічних процесах. До альтернативних палив можна віднести і електрику. Електромобілі, що використовують метало-кислотні, метало-лужні акумулятори, незважаючи на позитивне вирішення екологічної проблеми порівняно з бензиновими та дизельними двигунами, не знайдуть широкого використання внаслідок недостатньої енергії (енергоємності). Виготовлення акумуляторів потребує великих паливно-енергетичних витрат. В процесі видобутку металів, виготовлення і зарядки акумуляторів (від одержання сировини для виготовлення акумуляторів до готового стану), має місце забруднення навколишнього середовища, включно до вирішення питання повної і екологічно чистої утилізації відпрацьованих акумуляторів. При розробці і використанні альтернативних палив слід враховувати економічні, екологічні питання, а також проводити хімотологічне обґрунтування їх ефективного застосування.

Цікаві Факти. У Бразилії 80% машин їздять на етанолі (в основі - етиловий спирт), який роблять з цукрової тростини, що росте в країні. Ведуться розробки альтернативного палива і в Україні. Найбільш близькою до втілення є ідея про змішування дизельного палива, отриманого з нафтопродуктів з біодизелем, отриманим із соняшника або рапсу. Цей спосіб - найменш витратний і самий простий з технічної точки зору, бо не вимагає кардинальної заміни автопарку