Как сделать экологическое топливо
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 15.09.2024
Во всех странах мира пропаганда замены бензина и дизельного топлива на любое доступное экологически чистое топливо имеет множество бесспорных плюсов, но в то же время рождает немало новых вопросов. С одной стороны, переход на менее токсичные для окружающей среды и человека типы топлива предполагает решение многих этических, финансовых и экологических задач. В то же время постепенный отказ от отравляющих видов горючего создаёт совершенно новую область взаимодействий – в аграрной и производственной сфере, в законодательстве, экспериментальной деятельности и ценообразовании. Также нельзя забывать и о том, что эко-топливо является одним из действенных способов решения климатических проблем.
На фоне всех вопросов одно остаётся неизменным: предпочтение топливу, которое не будет вредить экологии и человеку, отдаётся в нарастающей прогрессии, и остановить этот процесс, пожалуй, уже не получится. В настоящее время предлагается сразу несколько групп экологический чистых составов для заправки транспорта – жидкие, газообразные, и даже сжатый воздух. Условно все эти разработки можно разделить на два вида – действующие и экспериментальные.
Экологичное топливо – альтернатива бензину и дизелю
Знакомый и доступный газ – метан, пропан и бутан
Такие виды горючего в настоящее время являются наиболее распространенными, сжиженной углеводородной пропан-бутановой смесью (СУГ) и компримированным природным газом метан (КПГ) успешно пользуются в разных странах. В России государственными программами активно субсидируется переход на метановое топливо. Некоторые классы автомобилей уже оцениваются на ТО по новым экологическим нормам Евро 6.
Стоит отметить, что определенный процент выброса токсичных веществ в атмосферу присутствует у пропан-бутановой смеси, но их объём можно считать мизерным. В то же время метан для окружающей среды – самый безвредный из широко применяемых видов топлива, поскольку это природный газ, а не продукт, полученный в процессе нефтеперегонки.
Другие виды биотоплива
Подробного рассмотрения заслуживают био-варианты дизеля и бензина, а также диметилэфир: в наше время пока только они доступны, могут соответствовать требованиям к экологически чистым типам горючего и использоваться достаточно широко, как полноценная замена существующим продуктам нефтепереработки.
Биодизель и биобензин
Биодизель – пожалуй, лидер в рейтинге доверия автовладельцев, особенно в странах Евросоюза. Рекордсменом по производству этого вида горючего является Германия, где построено и действует около 50 предприятий и тысячи отдельных мини-установок. Биодизель изготавливается из натурального сырья, а по сути является смесью триглицеридов и жирных кислот, примерно похожих на состав майонеза или растительных масел. Сырьём чаще всего выступают сельскохозяйственные культуры: например, рапс, соя.
Биобензин – продукт другого производства, это смесь лёгких фракций бензина с эфирами, углеводородами, метиловым спиртом и многофункциональными присадками. В то же время последние российские разработки ОИВТ (Институт высоких температур) показали эффективность обработки быстрорастущих микроводорослей для производства биобензина – эко-топлива третьего поколения. Но пока в России биобензин в промышленных масштабах не производится, а лидируют на рынке изготовления одного из предельно чистых типов горючего США и Бразилия, занимая 90% всего объёма.
Несмотря на то, что экологическая чистота обоих видов горючего не абсолютна, доля вредных выбросов в отработке и биодизеля, и биобензина значительно снижена, если сравнивать с обычными типами этих же горючих.
Говоря о растительном топливе – биодизеле – даже на случай аварии, разлитое на земле, в водоемах, оно полностью расщепляется бактериями в течение 2-3 недель без ущерба окружающей среде. Эксплуатационные характеристики требуют небольшой доработки: имея великолепные смазывающие качества, биодизель всё же снижает мощность двигателя внутреннего сгорания. Недостатки относительны: примерно на 6-8% падает тяговая характеристика, вместе с тем на это же число вырастает расход топлива. Цена за литр обоих типов горючего, и эко- и обычного дизеля идентична.
Диметиловый эфир
Если рассматривать все виды топлива не по известности и распространённости, а именно по безопасности для окружающей среды, на лидирующие позиции следовало бы поместить именно диметилэфир. Производится из природного газа, биомассы или угля и даже на фоне нейтрального к экосистемам биодизеля у ДМЭ больше бесспорных преимуществ:
Качество ДМЭ выдержит ещё несколько ужесточений ЕВРО-стандартов, можно сказать, что у этого топлива отличные перспективы стать одним из самых востребованных. Уже сейчас на производство автомобилей под диметилэфир постепенно переходят крупнейшие производители: Ford, Nissan, Volvo, лидеры китайского автопрома, КамАЗ К слову, в КНР таким топливом пользуются официально и достаточно широко уже 15 лет – и общественный, и частный автотранспорт, а подобное явление полностью поддерживается госзаказами. Не отстают и скандинавские страны: Швеция и Дания отдали весь общественный транспорт на диметилэфир. Это действительно дешевая, безопасная для природы и надёжная для двигателей альтернатива нефтесодержащим видам горючего.
Экспериментальные виды экологически чистого топлива
Кто знает, возможно каким-либо из идей суждено стать востребованной реальностью, но не в настоящее время – идей, каким топливом можно заменить высокотоксичные горючие составы немало. Речь идёт и о гибридных технологиях, и о самостоятельных, монотопливных. Удивляющие, инновационные и даже непонятные задумки: перечислим самые яркие попытки изменения всемирного рынка нефтяных ГСМ.
Автомобиль с небольшой грузоподъёмностью (~500 кг) сможет проехать на баллоне воздуха, объёмом в 105 литров около 15-16 км. Расход бензина составит 3 л/100 км пробега. Токсичные выбросы – в минимальной концентрации.
Транспорт может разгоняться до 114 км/ч, выбросы CO2 равны объёму, который бы выделялся при естественном разложении человеческих отходов жизнедеятельности в канализации. К слову, её содержимого достаточно для выделения метана, на котором машина сможет ездить почти год.
1 миллион отработанных кулинарных масел и жиров равны 500 тыс. тонн нефти или 3665689 баррелей. Из них можно произвести 91 642 литра дизельного топлива, из расчёта 40 литров из каждого барреля нефти. Если средний пробег легкового автомобиля в год – это примерно 20 тыс. км, то годовая потребность в дизельном горючем составит 900 литров (при расходе 4,5 л/100км). А 91 642 литра хватило бы для заправки 102 автомобилей в течение всего года.
Конечно, все инновации и даже действующие технологии производства эко-безопасного горючего помогают если не очистить атмосферу, то хотя бы не ухудшить существующее плачевное её состояние. Однако в погоне за стандартами и безвредностью выхлопа стоит вспомнить, что пока заправочных станций для новых видов горючего крайне мало, по меньшей мере, в России. За изменением ситуации можно следить по картам АЗС с разными типами топлива.
Оказывается, практически любые органические отходы путем несложной переработки можно превратить в современное топливо . Которое можно использовать для автомобилей и других нужд.
Сегодня разработана технология, позволяющая получить такое топливо из. навоза ! В результате ферментации и брожения навоза в специальном реакторе образуется биогаз, основной составляющей которого является метан. Этот газ можно хранить, сжимать, перекачивать, использовать для получения электричества, обогрева или заправки авто. Из одного кубического метра такого газа получается до 2 киловатт-час электроэнергии.
Преимуществом данной технологии также является использование отходов биогазовой установки в качестве экологически чистого органического удобрения .Так что получается полностью безотходное производство.
Ради справедливости нужно сказать, что коровий навоз с незапамятных времен использовался некоторыми народами в качестве топлива. Да и сегодня, например, в Индии, в таких штатах, как Раджастан или Гуджарат, где значительную часть площади занимают пустыни, навоз является единственным средством для отопления жилища и приготовления пищи. Поэтому очень часто во дворах местных жителей можно увидеть огромные пирамиды из коровьих лепешек, запасенные на зиму.
Глядя на это, очередной раз убеждаешься, что новое - это хорошо забытое старое.
Мы существуем, благодаря нашим читателям.
Если Вы небезразличны к проблемам экологии - ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал.
Военные создали робота, который может питаться организмами в качестве топлива
Это был Гарри Шолль, генеральный директор одной из компаний, производящих этого робота, после того, как в охваченном паникой научном мире распространились слухи о роботах, поедающих трупы. Остальная часть этого утверждения гласит:
Робот получил соответствующее название - EATR (Energetically Autonomous Tactical Robot). Над проектом начали работать ещё в 2003 году, он является финансируемым DARPA предприятием между Cyclone Power Technologies и Robotic Technology, Inc.
Именно такое имя разумный робот дал бы своему начинающему бизнесу…
Робот был разработан для операций, которые также требуют чрезвычайной выносливости, но его разработчики подчеркивают, что он может оказывать материальную поддержку подразделениям, требующим интенсивного труда, или просто перенося рюкзаки подразделения. Они также разработали его для разведки, наблюдения и обнаружения целей или эвакуации раненых.
Cyclone и RTI уверяют, что этот робот строго вегетарианец .
Единственная проблема заключается в том, сколько раз я видел, как веган/вегетарианец заказывал кусок мясной пиццы с добавлением сыра после шести часов выпивки.
По состоянию на апрель 2009 года RTI подсчитала, что 150 фунтов биотопливной растительности могут обеспечить достаточно энергии, чтобы проехать 100 миль. На втором этапе проекта двигатель определит, какие материалы подходят (съедобны) для преобразования в топливо, найдет эти материалы, а затем проглотит их. По сути, машина научится есть сама.
На заключительном этапе будет определено, какие военные или гражданские приложения на самом деле будут у робота, который может прокормить себя, и где такая система может быть успешно установлена.
Биодизель или энергия растительного масла
Биодизель — популярный и доступный вариант экологического топлива. Впервые о нем заговорили в 1895 году, когда Рудольф Дизель создал первый двигатель со способностью работать на энергии растительного масла.
В Германии насчитывается 800 автозаправок с биодизелем. Заводы по его производству распределились по всей территории Евросоюза. Во многих странах доля этого вида топлива в соотношении с другими составляет 20 %.
Растительные масла содержат эфиры жиров и глицерин, однако в процессе обработки он выводится как побочный продукт. На его место ставят простые спирты (чаще метанол). Такой способ позволяет добиться почти полного распада, ведь 99 % биодизеля перерабатывается микроорганизмами из почвы / воды за месяц.
Энергия растительного масла как экологичный вид топлива
Для производства топлива предпочитают использовать соевое, рапсовое и подсолнечное масло, но в чистом виде его в бак не заливают.
Жидкий водород
Жидкий водород — достойная конкуренция бензину и дизелю. Он не выделяет при горении вредных веществ, что делает его безопасным для окружающей среды. Крупные компании по производству водорода: Mazda, Nissan и Toyota.
Известными моделями считаются автомобили Hydrogen 7 и Aston Martin Rapide S, которые способны работать на 2 видах топлива: бензине и жидком водороде. При этом топливо хранится в разных резервуарах. Переключение заправочного масла происходит автоматически, однако приоритет отдается именно жидкому водороду.
Батареи на солнечной энергии
Солнечные батареи — популярный источник энергии, используемый на крупных производствах и в автомобильной промышленности.
- При помощи специальных панелей энергия солнца преобразуется в электрическую или тепловую. В первом случае используются фотоэлектрические элементы, во втором — коллекторы.
- Затем полученная энергия накапливается в емких батареях на тот случай, если доступа к солнечному свету не будет.
Интересно, что в Австралии даже проводили World Solar Challenge — ралли для автомобилей, работающих на солнечной энергии. Протяженность трассы составляла 3 000 км.
Сжатый воздух
Несколько лет назад компания Peugeot презентовала автомобиль, который работал не только на привычном нам двигателе внутреннего сгорания, но и на энергии сжатого воздуха.
Принцип работы этого вида топлива заключается в том, что сжатый воздух находится в баллоне под давлением в 300 атмосфер. При его высвобождении импульс энергии приводит автомобиль в движение.
Такая система для гибридных моделей позволяет сократить расходы топлива до трех литров на каждые 100 км и снизить выброс вредных веществ.
На австрийском рынке можно найти модель микрогрузовика Gator от компании Engineair грузоподъемностью 500 кг. За счет установленных баллонов объемом в 105 литров он может перемещаться по Мельбурну на расстояние до 16 км.
Метан из продуктов жизнедеятельности
Компанией GENeco был выпущен автомобиль VW Bio-Bug, где в качестве топлива использовались продукты жизнедеятельности — фекалии. Справедливости ради отметим, что сами испражнения в бак не загружались. В ходе их переработки получался метан — человеческий желудочный газ.
Машина, заправленная биогазом, способна преодолевать расстояние в 15 000 км.
Принцип работы транспортного средства заключается в следующем: в начале старта автомобиль использует бензин, а метан включается в процесс только после должного прогрева двигателя и набора нужной скорости.
Топливо из водорослей
Еще один повод для удивления — автомобили, работающие на водорослях. Впервые этот вариант всерьез стали рассматривать в Японии и США, где имеется близость к океану.
Принцип использования водорослей в топливной индустрии:
Такие экологичные подходы позволяют снизить токсичность вредных веществ и уменьшить выброс углекислоты на 20 %.
Муравьиная кислота как топливо будущего
В 2020 году ученые из Кембриджа открыли новый вид экологического топлива, в основе которого лежат возобновляемые источники энергии: вода, свет и углекислый газ.
Эти компоненты при взаимодействии превращаются в синтетический газ. Благодаря фотокатализаторам, размещенным на пластине из порошка-полупроводника, образуется муравьиная кислота.
Муравьиная кислота как экотопливо будущего
Она представляет прозрачное горючее вещество, используемое в промышленной сфере и для производства экологичного топлива. Из муравьиной кислоты можно получить и водород, который в процессе горения не выделяет вредных соединений.
Отходы пищевой промышленности
Речь идет о разновидности биодизеля, где сырьем выступают остатки жиров животного происхождения.
Исследования доказали, что топливо, полученное на его основе, содержит меньше оксида серы. Это снижает количество образования кислотных дождей и на ⅔ объем выхлопных газов.
В России такая технология не популярна, а зря. Ведь за год на территории страны накапливается 14 млн. тонн жира, которые можно приравнять к 7 млн. тоннам нефти. Переработка таких отходов обеспечила бы до 10 % топлива от общего объема, необходимого российским автолюбителям.
Мировое сообщество все больше интересуется переходом к более дешевым, экологически безопасным, а главное — возобновляемым источникам энергии. Какой вид биотоплива показался вам самым перспективным в будущем? Пишите в комментариях!
Читайте также: