Наверное, нам давно надо признать, что , но и для того чтобы остаться среди нас навсегда.

В настоящий момент во многих странах мира на уровне государство регулируются различные законодательные инициативы и проводятся программы, чтобы уменьшить использование нефти, которая идет на автомобильное топливо.

Как правило, многие страны стимулируют автомобильные компании производить более экономичные автомашины, снижают налоги на транспортные средства, которые работают на альтернативных источниках энергии.

Рано или поздно мир будет вынужден перейти на другие виды топлива и почти отказаться от бензина. Но на данный момент быстрый переход автопромышленности на альтернативные виды мешает различные мифы и неправильные знания о других видах топлива, которые образовались в мире за долгие годы потребления нефти.

Многие мифы об альтернативном топливе коренятся из-за дезинформации нефтяных компаний, которые не заинтересованы в развитии других источников топлива. К примеру, недавно в США в автомобильный прокат поступили водородные . Знаете какой самый распространенный вопрос о машине у клиентов? Люди спрашивают, не опасно ли пользоваться автомобилем и не взорвется ли в нем водород?

Чтобы у автолюбителей не возникали подобные опасения, которые основаны на распространенных мифах, наше интернет-издание предлагает вам рассказ об альтернативных источниках : водород, электричество, сжатый природный газ и дизельном топливе. Надеемся что благодаря нашему материалу, вы не будете больше дезинформированы об этих видах топлива.

Водород

Миф: Водород является взрывоопасным, и гораздо опаснее, чем бензин.

Это правда, что водород является легковоспламеняющимся. Но , с его парами, которые тяжелее чем воздух, скорее всего, быстрее станет причиной пожара или взрыва, когда заключен в ограниченном пространстве.

Все дело в том, что водород это газ, который в 14 раз легче воздуха . При воспламенении водорода пламя огня, прямое и очень похоже, как горит газ бутан. При возгорании бензина из-за того, что пары топлива тяжелее воздуха распространяются на различные поверхности, что в итоге приводит к более обширному распространению огня, и к более кардинальным повреждениям при возгорании.

Несколько лет назад один исследователь провел эксперимент, чтобы доказать, что водород менее опасен, чем бензин. Для этого он поджег водород, который утекал из топливной системы машины и сделал аналогичную процедуру с бензиновым автомобилем. При воспламенении водорода автомобиль практически не повредился, когда, как бензиновый автомобиль быстро был охвачен большим огнем и был полностью уничтожен.

Также в отличие от легкого водорода, пары бензина не могут быстро выйти из замкнутого топливного бака, если открыть крышку бензобака. Накапливаемые пары бензина могут сдетонировать и привести к взрыву.

Так почему же страх перед водородным топливом по-прежнему очень силен в сознании многих людей?

Все дело в катастрофе дирижабля Гинденбург в 1934 году. В тот год произошла самая крупная катастрофа дирижабля в мире. Многие связывают эту трагедию с взрывом водорода, хотя на самом деле водород не взрывался.

Миллионы кубических литров водорода при утечке сгорели всего за 60 секунд. То, что весь мир видел из кинохроники аварии дирижабля, где пламя охватывает всю конструкцию летательного аппарата и далее на кадрах виден черный едкий дым, не говорит о том, что это связано с водородом. На самом деле причина дыма и пламени в горении дизельного топлива.

Правда если использовать водород не надлежащим образом, то он может стать опаснее бензина. Но при .

Электричество

Миф: Множество электроэнергии в нашей стране генерируется за счет сжигания угля, дым от которого засоряет нашу природу и атмосферу. Также распространен миф о том, что электрические автомобили могут быть грязнее и вреднее чем бензиновые транспортные средства.

Если вы будете измерять уровень загрязняющих веществ на угольной электростанции на территории завода, то вышеуказанное мнение о загрязнении будет справедливым. , практически не увеличивает нагрузку на угольную электростанцию, даже если в одном районе одновременно к электрической сети подключат все электроавтомашины мира.

Дело в том, что угольная электростанция сжигает огромное количество угля в течение суток и генерирует колоссальное количество энергии сразу. Автомобиль же потребляет энергию постепенно в процессе своей эксплуатации.

Более справедливее сравнивать вред угольной электростанции с помощью замеров воздуха замерить уровень выбросов, которые производит электрический автомобиль. Но вы не замерите этот уровень, так как у электрических автомашин нет выхлопной системы. Поэтому уровень загрязнения электроавтомобилем равен нулю.

Для того чтобы мир понял, что приносят меньше вреда, чем бензиновые транспортные средства группа Американских исследователей проводила длительное изучение этого вопроса.

Специалисты изучали уровень вреда электрического автомобиля (учитывается количество энергии, необходимое для зарядки аккумулятора, а также количество вредных веществ, которые поступили в окружающую природу при создании аккумуляторной батареи для электрической машины).

Также параллельно изучался вопрос, насколько загрязняется природа при добыче нефти, при его транспортировке на нефтяной завод, уровень загрязнения при производстве бензина, его транспортировке на АЗС, а также уровень загрязняющих веществ при рабочем двигателе.

В итоге ученые установили, что при создании для электроавтомобилей и при их зарядке природа получает больше загрязняющих веществ, чем при добыче нефти и производстве бензина на заводе.

Но суть не в этом. Дело в том, что . Так для достижения определенной скорости электрическому автомобилю необходимо гораздо меньше энергии, чем бензиновой машине.

То есть, несмотря на повышенный уровень загрязнения в процессе зарядки и создания аккумуляторной батареи, электрический автомобиль в процессе своей эксплуатации будет требовать гораздо меньше энергии, чем бензиновый аналог. В итоге бензиновый автомобиль наносит природе больший вред.

Например, современные бензиновые двигатели используют только 25-30 процентов получаемой от сгорания бензина энергии, когда как электрические автомобили используют 85-90 процентов энергии, которая поступает в двигатель из аккумулятора. То есть 70-75 процентов бензина, который сгорает в камере сгорания традиционного двигателя, используется впустую.

Природный газ

Миф : Россия купается в природном газе. С помощью газа можно решить многие экологические проблемы, связанные с использованием бензина. Для этого нужно просто использовать газ в качестве альтернативы бензина.

Наша страна имеет огромные запасы природного газа, которые одни из самых больших в мире. Многие запасы пока что недоступны для добычи, так как глубина их залегания слишком большая. Но технологии по извлечению газа глубокого залегания у нас есть. Но проблема на самом деле не в этом. Даже если мы сможем обеспечить всю страну огромным количеством газа, это не решит проблему экологии, в случае если мы вместо бензина будем использовать газ.

Да, частично мы можем перевести весь России на газ. Но, массово перевести весь автопарк страны с бензина на газ, опасно. Дело в том, что природный газ имеет основу в виде углерода. При сгорании газа в двигателе образуется метан, диоксид углерода и другие парниковые газы, которые, как известно, влияют на климат планеты.

Для примера, если перевести весь общественный транспорт страны на газ, отказавшись от бензина, то снизить количество вредных выхлопов в нашей стране получится только на 40 процентов.

Дизельное топливо

Миф: Дизельное топливо имеет неприятный запах и имеет грязные выбросы.

Конечно долгое время сильно загрязняло природу во всех странах, до тех пор пока в 1990 годах во многих странах мира не ужесточили требования к конструкции дизельных автомобилей (особенное внимание было уделено грузовой и сельскохозяйственной техники), а также требование к содержанию серы в дизельном топливе.

После ужесточения к минимальному содержанию серы в дизельном топливе количество вредных выбросов СО2 дизельных машин приблизилось к бензиновым двигателям.

Благодаря технологии очистки дизельного топлива от серы избавило дизель от неприятного и ужасного запаха. Также внедрение на современные автомобили нескольких типов очистки выхлопных газов от сгорания топлива (катализатор - сажевый фильтр) позволило избавить транспортные средства от грязного и черного дыма из выхлопной системы.

Единственный минус дизельного топлива, это его цена. Как правило, во многих странах дизельное топливо стоит дороже обычного бензина или стоит также как премиальная марка бензина. Особенно это заметно в зимний период.

Все дело в том, что дизельное топливо производится на том же заводе, где выпускается топочный мазут для отопления. Из-за того, что один вид топлива на производстве связан с другим видом топлива, на который в зимний период времени наблюдается огромный спрос, дизельное топливо дорожает.

Плюс дизельное топливо в Европе пользуется огромным спросом, который превышает спрос на бензин в несколько раз. Нашим производителям дизельного топлива намного выгоднее экспортировать дизельное топливо в Евросоюз, чем на внутренний рынок. В итоге объем запасов дизельного топлива в России снижается, что и приводит к увеличению цены.

Но, несмотря на стоимость дизельного топлива, оно более выгоднее, чем бензин. . Кроме того, дизельные моторы более экономичные, чем бензиновые.

Но есть проблема. Дизельные автомобили выгоднее только до тех пор, пока стоимость дизельного топлива не превышает бензин на 30 процентов. Как только этот порог пройдет бензиновый автомобиль становится выгодней.

Этанол

Миф: Этанол дешевле, чем бензин.

Да, этанол дешевле. По крайней мере, если он произведен из кукурузы. Но это если сравнивать стоимость одного литра этанола и бензина.

Проблема с этанолом в другом. Дело в том, что по сравнению с бензином, при сгорании этанола двигатель получает на 33 процента энергии меньше по сравнению со сгоранием бензина.

Так, что заправив автомобиль 20 литрами этанола, вы не проедете столько, сколько сможете проехать на этом же объеме бензина. Так стандартные исследования показали, что, заправляя автомобиль этанолом, вы будете тратить гораздо больше денег на АЗС чем при использовании бензинового автомобиля. Правда, если в бензин добавлять немного этанола, то можно все-таки немного снизить потребление автомобилем топлива.

В Европе и в США в настоящий момент, как правило в бензин добавляют 10 процентов этанола, который используется в качестве оксигенатора, что способствует снижению .

Также в Европе и в США есть марка бензина, в котором содержание этанола составляет 85 процентов.

Но такое топливо можно использовать только при модернизации двигателя. Многие автопроизводители уже с завода выпускают свою продукцию, которая изначально настроена на работу на таком топливе.

Да, работа двигателя на этаноле более эффективнее, но в итоге в конечном итоге из-за более низкой энергии при сгорании, вы будете чаще заезжать на заправку, что в конечном итоге приведет к более большим тратам по сравнению эксплуатацией автомобиля на традиционном топливе.

Как видите, многие альтернативные виды топлива сталкиваются с большими трудностями, что мир их стал использовать массово. И дело не только в мифах и нежеланием нефтяных компаний в распространении альтернативных источниках энергии. Все дело в том, что большинство не традиционных источников энергии по себестоимости значительно дороже, чем бензин.

Только один вид топлива, который может быть более выгоден по сравнению с бензином. Это дизельное топливо . Большинство альтернативных источников энергии направлены на уменьшение выбросов парниковых газов. Но мир не может перейти массово на них, так как даже сегодняшняя цена нефти слишком дорога для многих стран мира.

Но, несмотря на это, альтернативные виды топлива имеют будущее и будут развиваться по своему особому пути.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

НОВЫЕ ВИДЫ ЖИДКОГО И ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА

Нефть «синтетическую» и газ, полученные из угля дополни­тельные углеводородные ресурсы, представленные органической составляющей горючих сланцев, битуминозных пород, топлив­ные спирты, а также водород относят к новым видам жидкого и газообразного топлива.

Уголь, горючие сланцы и битуминозные породы являются глав­ными перспективными источниками получения жидкого и газо­образного топлива. Потенциальные запасы содержащегося в них углеводородного сырья намного превосходят известные запасы нефти и природного газа.

Широко доступная и разнообразная сырьевая база и полно­стью отработанная и освоенная технология их производства яв­ляются одним из основных преимуществ энергетического исполь­зования спиртов в качестве топлива или добавки к нему. По мне­нию многих специалистов водород способен заменить ископае­мое органическое топливо в таких сферах его потребления, как авиация, автотранспорт, коммунально-бытовой сектор и т. д. При этом ресурсы водорода (если в качестве его источника рассмат­ривать воду) практически не ограничены.

Самым важным свойством водорода является универсаль­ность его использования. Он может применяться в качестве ос­новного топлива или как добавка к нефтяному при относительно небольших конструктивных переделках двигателя; энергия водо­рода может также преобразовываться в топливных элементах в электроэнергию; водород способен заменить природный газ и нефть почти во всех крупных химических производствах и т. д.

СИНТЕТИЧЕСКОЕ ТОПЛИВО ИЗ УГЛЕЙ

Большое значение имеет создание промышленной техноло­гии получения синтетических жидких топлив на базе огромных запасов бурых и каменных углей, в состав которых входят орга­нические и минеральные компоненты. Перечень и вещественное содержание этих компонентов предопределяет выбор направле­ний использования и методов комплексной переработки углей. Существенное влияние на дальнейшее расширение глубокой пе­реработки углей оказывает технический прогресс, представля­ющий собой непрерывное развитие и совершенствование орудий труда и технологических процессов в этой области.

К настоящему времени разработаны и проходят проверку но­вые технологические схемы и процессы, внедрение которых значительно расширит масштабы комплексной переработки уг­лей. К таким процессам в первую очередь относятся высокоско­ростной пиролиз, гидрогенизация и термическое растворение.

Высокоскоростной пиролиз (полукоксование) - процесс по­следовательного нагрева предварительно измельченного до пыле­видного состояния угля сначала газовым до температуры 300 °С (сушка), а затем твердым теплоносителем до температуры 650 °С (разложение с выделением основной массы паров смол и тяже­лых углеводородов). При взаимодействии с твердым теплоноси­телем происходит теплообмен с высокими скоростями. Это по­зволяет резко интенсифицировать процесс по сравнению с тради­ционными схемами полукоксования и обеспечить более чем в 2 раза выход продуктов пиролиза.

В результате такого интенсивного разложения получаются по­лукокс (68%), энергетический газ (15%) и смола (17%), которые характеризуются следующими качественными показателями:

Полукокс

Зольность,%................................. 12...20

Теплота сгорания, кДж................. 27,21 ...28,05

Насыпной вес, кг/м 3 ....................... 760

Смола, %

Карбены-карбоиды...................... .......... 5

Асфальтены.................................. .......... 5

Фенолы......................................... ......... 26

Нейтральные масла................ 47

Осмоляющиеся............................. 14

Пиридиновые основания.............. 2

Карбоновые кислоты................... 1

Энергетический газ,%

Углекислоты................................ ......... 23

Оксиды углерода......................... ..... 16,8

водорода........................ ..... 24,2

Удельные углеводороды.............. ..... 25,0

Непредельные углеводороды.. 4,7

Кислород..................................... ........ 0,5

Азот.............................................. ........ 6,2

Сероводород............................... ........ 0,3

Теплота сгорания, кДж/кг..... 20,09

Удельный нес, кг/м 3 ....................... 1,04

Исследованиями установлена возможность выделения из смо­лы до 47% дистиллятной части, из которой около 50% отгоняется в виде бензиновой фракции. Жидкие топлива из тяжелой части смолы могут быть получены при ее замедленном коксовании.

Гидрогенизация - процесс получения жидких и газообраз­ных продуктов из углей под давлением 10 МПа, при температуре 420...430 °С и объемной скорости 0,8... 1 ч " в присутствии пасто-образователя - донора водорода, катализаторов (солей железа и молибдена) и надбавок ингибиторов радикальной полимеризации.

К настоящему времени разработан ряд новых решений. В частности, это относится к предварительной сушке угля газо­вым теплоносителем в вихревых камерах, механохимической подготовке углемасляных суспензий, очистке газов низкотемпе­ратурной короткоциклонной адсорбцией, сжиганию шламов и сточных вод и регенерации катализаторов. Количество органи­ческой массы угля (ОМУ), превращаемое в жидкие и газообраз­ные продукты, составляет 90...92%. Жидкие продукты с темпе­ратурой кипения до 300 °С подвергаются переработке с примене­нием процессов гидроочистки, каталитического риформинга и гидрокрекинга с получением высокооктанового бензина и дизель­ного топлива, выход которых составляет 45...50% по отношению к исходному углю (ОМУ).

Термическое растворение - технология получения из углей тяжелых жидких экстрактов и выработки синтетической нефти и моторных топлив путем деструктивной гидрогенизации про­дуктов термического растворения. Работы ведутся в Институте горючих ископаемых, носят поисковый характер и проводятся на лабораторной аппаратуре. Процесс ведется при давлении 5 МПа, температуре 415 °С, объемной скорости 1...1,3 ч л по пасте с ис­пользованием дистиллятного растворителя с температурой кипе­ния 200...350 °С (содержащего до 33% донора водорода), в коли­честве 1,8 по отношению к углю. Последующая переработка жид-

ких продуктов включает фильтрование, коксование беззольного экстракта, гидрогенизационную переработку сырого бензина и части регенерированного растворителя. Выход продуктов состав­ляет: бензин автомобильный - 7,45%, электродный кокс - 12,45%, битум - 25,92%, газы - 12,17%, остаточный уголь - 25,92%, потери - 8,63%. Полученные предварительные резуль­таты свидетельствуют о значительно меньшем выходе моторных топлив, чем в процессе прямой гидрогенизации.

ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ

Кроме России, добычу горючих сланцев и производство син­тетического топлива в промышленных масштабах осуществляют в КНР, где производство составляет 0,3 млн т в год, и в Бразилии, где производство сланцевой смолы доведено до 50 тыс т/год. На пороге промышленного освоения месторождений горючих сланцев находятся США, Марокко, Австралия. Разработаны раз­личные варианты добычи и переработки сланцев. Все они пре­дусматривают термическое разложение с получением синтетичес­ких топлив и побочных продуктов - серы, аммиака, кокса и т. д.

Перспективными способами переработки сланцев являются газификация на парокислородном дутье под давлением (Саратов­ский политехнический институт) и термическое растворение (ИГИ). Исходя из предварительных разработок при газификации, возможно получение газа с калорийностью 3000 ккал/кг в объеме 9 млн т у. т. (если газифицировать все сланцы), что позволит в перспективе в Поволжье сэкономить до 10% котельно-печного

При термическом растворении 40 млн т горючих сланцев возможно производство около 20 млн т у. т. высококипящего без­зольного экстракта и 2 млн т у. т. газа. По расчетам, целесообраз­но беззольный экстракт прямо использовать в качестве дорож­ных битумов, а высвобожденные битумы использовать в даль­нейшей переработке с производством энергетической продукции.

Большое значение для повышения экономичности исполь­зования волжских сланцев имеет выделение и утилизация попут­но залегающих полезных ископаемых, микрокомпонентов, редко­земельных металлов и серы.

Исходя из запасов, уровней подготовленности к промышлен­ному освоению и имеющегося опыта разработки сланцевых ме­сторождений возможна, начиная с 2008 г., разработка месторож­дений горючих сланцев Поволжья с доведением в перспективе до 30.. .40 млн т в год.

Глава 9

БИТУМИНОЗНЫЕ ПОРОДЫ

Значительным резервом развития в стране индустрии допол­нительного углеводородного сырья являются битуминозные по­роды. Это комплексное органоминеральное сырье, которое при термическом воздействии способно выделять органическую со­ставляющую, являющуюся заменителем нефти, а минеральные остатки, остающиеся после отделения «синтетической» нефти, являются прекрасным сырьем для строительной и дорожной ин­дустрии.

Месторождения и скопления битуминозных пород довольно многочисленны, и географическое размещение их крайне нерав­номерно. В связи с плохой изученностью прогнозные запасы «синтетического» топлива, содержащегося в битуминозных по­родах, варьируют от 20 до 30 млрд т.

Значительные разведанные запасы размещаются на террито­рии Татарстана, Ульяновской и Самарской областей, где они за­легают на глубинах до 400 м. Имеются месторождения природ­ных битумов на Северном Кавказе, Восточной Сибири, в Коми и других районах нашей страны.

За исключением Татарстана и Якутии специальных геолого­разведочных работ на битумы в стране не проводили.

Наиболее изученными считаются скопления битуминозных пород в пермских отложениях Татарстана. В соответствии с ре­шением ГКЗ в качестве основы для планирования геологоразве­дочных работ приняты запасы в размере 1,0 млрд т с битумона-сыщенностью свыше 5%. По степени разведанности эти запасы относятся к категории прогнозных.

СПИРТОВЫЕ ТОПЛИВА

Как компоненты моторных топлив спирты - метанол, эта­нол ранее в периоды острой нехватки топлива уже использова­лись. В настоящее время за рубежом наибольший практический опыт накоплен по использованию этилового спирта.

В начале 70-х годов XX в. в связи с возрастающими требова­ниями к качеству используемых топлив, необходимостью расши­рения сырьевой базы производства моторных топлив возрос ин­терес и к использованию метанола как топлива или добавки к нему. Известны такие топлива, как «газохол», «дизохол».

Значительный интерес к спиртовым топливам, особенно ме-танольному, обусловлен рядом причин, из которых главными являются: в экологическом отношении такие топлива более прием-

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОВЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА

немы, чем синтетический бензин и другие не нефтяные топлива, хранение и распределение аналогично бензину, их применение дает возможность достичь повышения топливной экономичности двигателя. Все это достигается при одновременном расширении ресурсов моторных топлив нефтяного происхождения.

Технически доказана возможность использования метанола: в качестве 5 и 15% добавки к бензину; для производства высоко­октановой добавки к топливу - МТБЭ (метил-трет-бутиловый эфир); для производства бензина из метанола; в чистом виде.

Бензометанольная смесь, содержащая 5% метанола, ввиду расслаивания при температуре -3 °С может быть использована как летний вид топлива. Если использовать 1,5 млн т метанола в качестве такой добавки, расширение ресурсов моторных топ­лив может составить 0,8 млн т. В целом бензометанольные смеси стабильны в эксплуатации, выхлопы компонентов в отработан­ных газах значительно снижены: углеводородов на 10...20%, ок­сидов азота - на 30...35%.

В настоящее время в лабораториях проводят работы по ис­пользованию метанола в чистом виде. Однако такое использова­ние требует значительных изменений конструкций серийных дви­гателей, которые не могут быть осуществлены на современном уровне развития техники. Отрабатывают раздельную подачу ме­танола от бензина. Такие двойные топливные системы имеют ряд преимуществ. По данным ГосНИИметанолпроекта, при внедре­нии двойных топливных систем потребуется расход метанола в объеме до 10% объема бензина и он может использоваться во всех климатических зонах. Такая подача топлива позволяет так­же использовать низкооктановый бензин.

ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

В настоящее время основным сырьем в России для производ­ства водорода является природный газ, из которого производят более 90% водорода.

Уже разработаны и внедряются перспективные методы извле­чения водорода из водородо содержащих газов различных произ­водств: низкотемпературная конденсация, адсорбция, абсорбция, мембранная технология. Производство водорода этими методами значительно экономичнее, чем на специальных установках паро­вой конверсии углеводородных газов, считающейся наиболее де­шевым методом производства водорода. Перспективным источ­ником является уголь. Однако в программе развития водородной

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОВЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА

энергетики в стране на перспективу предусмотрено, что основ­ным сырьевым источником получения водорода станет вода, для разложения которой должно быть использовано тепло высокотем­пературного ядерного реактора (ВТЯР).

Водород обладает очень высокой теплотой сгорания: при сжигании 1 г водорода получают 28,6 кал тепловой энергии (при сжигании 1 г бензина - 11,2 кал), его можно транспортировать и распределять по трубопроводам, как природный газ.

Главным преимуществом водородной энергетики является возможность экономии традиционного энергетического сырья за счет широкого использования водорода в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания (как в чистом виде, так и в виде добавки) и газотурбинных двигателей (авиатранспорт, электро­энергетика).

Испытания показали, что более эффективно использовать водород в виде 5... 10% добавки к бензину, поскольку использо­вание чистого водорода ведет к нарушению рабочего процесса двигателя и выделению больших количеств NO x , а также к ус­ложнению хранения больших количеств водорода на борту авто­мобиля. Такая смесь позволяет повысить топливную экономич­ность двигателя на 20...25%, снизить эксплуатационный расход бензина на 35...40% и токсичность отработавших газов по СО в 15-20 раз, по углеводородам в.1,5-2,0 раза и окислам азота в 10-15 раз.

В связи с отсутствием товарных ресурсов водорода на началь­ном этапе перевод автомобильного транспорта на бензоводород-ные композиции целесообразно проводить по определенным ре­гионам, в которых имеются либо достаточные ресурсы вторично­го водорода, являющегося побочным продуктом химических и нефтехимических производств, либо имеются достаточные ресур­сы технологических газов, из которых может быть получен деше­вый водород.

С целью получения пиковой электроэнергии использование водорода в энергетике необходимо рассматривать одновременно с использованием электроэнергии АЭС для производства водоро­да электролизом воды с дальнейшим сжиганием его для выработ­ки электроэнергии в часы максимальных нагрузок, либо в паро­вой турбине, в парогенераторе и МГД-генераторе, либо в МГД-генераторе и парогенераторе. Расчетные значения затрат на маги­стральный транспорт водорода на большие расстояния при той же передаваемой мощности оказываются в 3-5 раз ниже затрат на транспорт электроэнергии.

9.7. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВИЭ

Если в 1980 г. доля производимой электроэнергии на ВИЭ в мире составляла 1%, то по оценке Американского общества инженеров-электриков к 2005 г. она достигнет 5, к 2020 - 13 и к 2060 г. - 33%. По данным Министерства энергетики США, в этой стране к 2020 г. объем производства электроэнергии на базе ВИЭ может возрасти с 11 до 22%. В странах Европейского Союза планируется увеличение доли использования ВИЭ для производства тепловой и электрической энергии с 6 (1996) до 12% (2010). Исходная ситуация в странах ЕС различна. И если в Дании доля использования ВИЭ с 3% в 2000 г. достигла 10%, то Нидерланды планируют увеличить долю ВИЭ с 3% в 2000 г. до 10% в 2020 г. Основной результат в общей картине определяет Германия, в которой планируется увеличить долю ВИЭ с 5,9% в 2000 г. до 12% в 2010 г. в основном за счет энергии ветра, солнца и биомассы. Главными причинами, обусловившими раз­витие ВИЭ, являются:

· обеспечение энергетической безопасности;

· сохранение окружающей среды и обеспечение экологической безопасности;

· завоевание мировых рынков ВИЭ, особенно в развивающихся странах;

· сохранение запасов собственных энергоресурсов для будущих поколений;

· увеличение потребления сырья для неэнергетического ис­пользования топлива.

Масштабы роста использования ВИЭ в мире на ближайшие 10 лет представлены в табл. 9.1.

Таблица 9.1

ПРОГНОЗ РОСТА УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ ВИЭ В МИРЕ, ГВт

Примечания: 1. В строке «фотоэлектричество» в скобках указано го­довое производство фотоэлементов. 2. I, II сценарии развития геотер­мальной энергетики, соответственно при ежегодном росте 10% и 15%.

Контрольные вопросы

1. Какие новые виды жидкого и газообразного топлива могут быть
использованы в перспективе?

2. Как можно получить «синтетическое» топливо?

3. Где в России размещены основные залежи сланцев и какова перспек­тива их вовлечения в ТЭБ страны?

4. Для каких целей можно использовать спиртовые топлива?

5. Каковы перспективы развития водородной энергетики?

6. Каковы перспективы развития ВИЭ?

7. Что образуется из пылеугольного топлива при высокоскоростном пиролизе?

8. Как происходит гидрогенизация углей?

9. В чем преимущества спиртовых топлив по сравнению с синте­тическими бензинами и другими не нефтяными топливами?

10. На сколько процентов можно на автомобильном транспорте при эксплуатации снизить расход бензина при использовании 5... 10% до­бавки водорода?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

L. Бурман А. П. и др. Основы современной энергетики. - М. МЭИ. 2002.

2. Безруких П. П., Арбузов Ю. Д., Борисов Г. А. и др. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии. С.-Пб. Наука. 2002.

3. Бушу ев В. В. Об энергетической стратегии России // Вестник электроэнергетики, 1998, № 3.

4. Гриценко А. И. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии.- М.: ВНИИГАЗ. 1996.

5. Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигении топлива в котлах.- М.: М.О Гидроме-теосздат. 1985.

6. Сибикин Ю. Д., Сибикин М. Ю. Технология энергосбережения. Учебник. М.: Форум-Инфра-М. 2006.

7. Ятров С. Н., Жилина Л. В., Сибикин Ю. Д. и др. Энергосбере­гающие технологии в СССР и за рубежом в 2 т. М.: Фирма «Энергосбережение». 1993.

8. Будрейко Е. Н., Зайцев В. А. Введение в промышленную эколо­гию. М.: Профобр. 1991.

Различные виды топлива и их характеристики

Логистика и транспорт

Все существующие виды топлива разделяются на твердые, жидкие и газообразные. Некоторые группы топлива, в свою очередь, делятся на две подгруппы, из которых одна представляет собой топливо в том виде, в каком оно добывается, и это топливо называется естественным; другая подгруппа - топливо, которое получается путем переработки естественного топлива...

КГБОУ СПО Барнаульский Торгово Экономический Колледж

РЕФЕРАТ

По дисциплине:

Естествознание

По теме:

Различные виды топлива и их характеристики

Выполнил:

Студент первого курса

Группы ТР-1211

Петухов А.Е.

Проверила:

Ерохина Т.Н.

Барнаул 2012

1.Виды топлива.

1.1.Твердое топливо.

1.2.Жидкое топливо

1.3.Газообразное топливо.

3.Заключение.

4.Источники.

1.Виды топлива.

Все существующие виды топлива разделяются на твердые, жидкие и газообразные. Некоторые группы топлива, в свою очередь, делятся на две подгруппы, из которых одна представляет собой топливо в том виде, в каком оно добывается, и это топливо называется естественным; другая подгруппа — топливо, которое получается путем переработки естественного топлива; это топливо называется искусственным.

Твердое топливо: а) естественное — дрова, каменный уголь, антрацит, торф; б) искусственное — древесный уголь, кокс и пылевидное, которое получается из измельченных углей.

Жидкое топливо: а) естественное — нефть; б) искусственное — бензин, керосин, мазут, смола.

Газообразное топливо: а) естественное — природный газ; б) искусственное — генераторный газ, получаемый при газификации различных видов твердого топлива (торфа, дров, каменного угля и др.), коксовальный, доменный, светильный и другие газы.

1.1.Твёрдое топливо.

Твёрдое топливо — горючие вещества, основной составной частью которых является углерод. К твердому топливу относят каменный уголь и бурые угли, горючие сланцы, торф и древесину. Свойства топлива в значительной степени определяются его химическим составом — содержанием углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Твердое ракетное топливо — твёрдое вещество или смесь отдельных веществ, способных гореть без доступа воздуха, создавая при этом, реактивную тягу двигателя. В зависимости от способа обработки твердое топливо можно разделить на две группы: природное и очищенное. К природному твердому топливу относятся уголь, бурый уголь, торф, древесина и солома. Уголь и торф являются осадком, образующимся в результате распада и разложения растений в древние времена под воздействием высокого давления и недостатка кислорода.

1.2.Жидкое топливо.

Жидкое топливо представляет собой сложные химические соединения горючих и негорючих веществ. Основными химическими элементами, входящими в состав любого жидкого топлива, являются углерод С, водород Н, кислород О, азот N, сера S. Помимо указанных элементов в составе жидкого топлива имеются влага и негорючие минеральные вещества, образующие при сжигании золу. К жидкому топливу относятся: нефтепродукты, производящиеся путем перегонки сырой нефти; креозот, являющийся продуктом низкотемпературного коксования и возгонки угля; синтетические масла, образующиеся в результате сжижения угля; прочие виды жидкого топлива, например, производящиеся из растений.

1.3.Газообразное топливо.

Газообразное топливо делится на природное и искусственное и представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество водяных паров, а иногда пыли и смолы. Количество газообразного топлива выражают в кубических метрах при нормальных условиях, а состав — в процентах по объему. Под составом топлива понимают состав его сухой газообразной части. Наиболее распространенное газообразное топливо — это природный газ, обладающий высокой теплотой сгорания. Основой природных газов является метан, содержание которого в газе 76,7-98%. Другие газообразные соединения углеводородов входят в состав газа от 0,1 до 4,5%.В состав горючих газов входят: водород Н2, метан СН4, другие углеводородные соединения CmHn, сероводород H2S и негорючие газы, двуокись углерода СО2, кислород О2, азот N2 и незначительное количество водяных паров Н2О. Индексы m и n при С и H характеризуют соединения различных углеводородов, например для метана СН4 m = 1 и n = 4, для этана С2Н6 m = 2 и n = 6 и т. д.

2.Общие характеристики топлива.

Топливо в том виде, в каком оно поступает потребителю, называют рабочим топливом. Твердое и жидкое рабочее топливо состоит из углерода С, водорода Н2, кислорода О2, азота N2, серы S, негорючих примесей А и влаги W.

Твердые негорючие примеси характеризуют зольность топлива. Поэтому величина А обычно означает содержание золы в топливе. Состав твердого и жидкого топлива принято выражать в весовых процентах: Топливо, из которого в результате сушки полностью удалена влага, называется абсолютно сухим топливом: где составляющие - процент в абсолютно сухом топливе.

Если предположить, что из абсолютно сухого топлива удалены негорючие примеси А, то остаются пять компонентов, которые называют горючей массой топлива: Сера в топливе содержится в различных соединениях:

Сульфатная Sc – входит в состав СaSO4, NaSO4, K2SO4;

Колчеданная Sk – в соединении с металлами и FeS2;

Органическая – в составе органических соединений, Sop и Sk участвуют в горении топлива и их сумма составляет серу топлива Sл=Sop+Sk.

При исключении из горючей массы колчеданной серы останется топливо такого состава Со+Но+Оо+No+So=100%. Такой состав топлива называется органической массой. В большинстве случаев содержание серы в топливе невелико (десятые доли процента). Поэтому состав органической массы иногда записывают упрощенно: Основной горючий элемент топлива - углерод, составляющий большую часть рабочей массы (50-75% для твердых топлив и 83-85% для мазутов). Количество углерода в твердых топливах невелико. Сера же, несмотря на малое содержание ее в топливе (0,2-0,5%), при сгорании образует вредные соединения и вызывает коррозию оборудования.

Влажность топлива колеблется в широких пределах: для каменных углей Wp=5-14%, для бурых - до 40%. Влага в топливе нежелательна, потому что из-за нее уменьшается доля горючих компонентов в единице массы топлива, удорожается его транспорт, усложняется разгрузка, возникают трудности при сжигании, снижается тепловой эффект горения, т.к. часть теплоты затрачивается на испарение.

При проектировании и эксплуатации устройств для производства тепла часто приходится пересчитывать состав топлива. Состав рабочего топлива может изменяться, т.к. величины Ар и Wр могут колебаться в широких пределах. В то же время состав горючей массы топлива более стабилен. Это позволяет с приемлемой точностью находить состав рабочего топлива путем пересчета, не производя каждый раз полного элементарного анализа топлива.

Если известны состав горючей массы (СГ, НГ и т.д.) зольность Ар, влажность Wр рабочего топлива, то можно найти состав рабочего топлива:
Пользуясь этим же коэффициентом, можно найти содержание в рабочем топливе остальных компонентов (Нр, Ор и т.д.).

3.Заключение.

Несмотря на огромное разнообразие видов топлива, основными источниками энергии остаются нефть, природный газ, и уголь. Положение дел 100 лет назад было освещено Менделеевым. Первые два ископаемых топлива закончатся в ближайшем будущем. Нефтяные топлива обладают особой ценностью для транспортных средств (основных потребителей энергии), в силу удобства перевозки, поэтому в настоящий момент ведутся исследования по использованию угля для выработки жидких топлив, в том числе и моторных. Также огромны запасы ядерного топлива, однако его использование накладывает высокие требования к безопасности, высокие затраты на подготовку, эксплуатацию и утилизацию топлива и попутных материалов.

Мировое потребление ископаемых топлив составляет около 12 млрд т. у.т. в год. По данным BP Statistical review of World Energy потребление ископаемого топлива составило:

В Европейском союзе (EU-15) — 1396 млн тонн нефтяного эквивалента (2,1 млрд т. у.т.)

45 % — нефть, 25 % — газ (природный), 16 % — уголь, 14 % — ядерное топливо

В США — 2235 млн тонн нефтяного эквивалента (3,4 млрд т. у.т.)

40 % — нефть, 27 % — газ (природный), 26 % — уголь, 8 % — ядерное топливо

Доля возобновимых источников энергии в энергобалансах

Европы — 5 %

США — 2 %

По приблизительным оценкам энергопотребление России составляет 1,3 млрд т. у.т. в год.

6 % — ядерное топливо

4 % — возобновимые источники

За последние 20 лет мировое энергопотребление возросло на 30 % (и этот рост, по-видимому, продолжится в связи ростом потребности бурно развивающихся стран азиатского региона). В развитых странах за тот же период сильно изменилась структура потребления — произошло замещение части угля более экологичным газом (Европа и прежде всего Россия, где доля газа в потреблении составила до 40 %), а также возросла с 4 % до 10 % доля атомной энергии.

После приведения цифр стоит указать пример Австралии, в балансе которой солнечная энергетика занимает около 30 %. Эту долю потребляет солевая промышленность, вырабатывающая продукцию естественным испарением на солнце.

4.Источники

Wikipedia.ru

Allfuel.ru

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
36820.		Определение уровня качества технических средств защиты информации	146.5 KB
	Цель работы Изучение методов определения показателей качества технических средств защиты информации и практическое определение их уровня качества с использованием комплексных показателей. Основные понятия термины и определения теории качества Технические средства защиты информации ТСЗИ в большинстве случаев представляют собой радиоэлектронные устройства РЭУ предназначенные для обнаружения и подавления прослушивающих устройств шифрования и кодирования информации защиты информации в возможных каналах утечки. Поэтому знание методов...
36821.		ИЗУЧЕНИЕ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ НА МАШИНЕ АТВУДА	101 KB
	ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1 ИЗУЧЕНИЕ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ НА МАШИНЕ АТВУДА. В первом случае используя формулу пути при равноускоренном движении h=1t2 2 получим 1=2h t2 1 где пройденный грузами путь h и время движения t измеряются непосредственно. При втором способе формулу для определения ускорения на этом участке движения h получим из рассмотрения изменения энергии системы Ek= Где v линейная...
36822.		Сведения о некоторых командах ОС UNIX. Сведения к лабораторной работе	115 KB
	ls поданная без параметров команда выводит список файлов и каталогов содержащихся в текущем каталоге. Например чтобы получить список файлов в каталоге usr sbin необходимо использовать команду ls usr sbin У команды ls есть множество ключей которые нужны главным образом для того чтобы выводить дополнительную информацию о файлах в каталоге или выводить указанный список файлов вместо указания имен файлов можно использовать шаблоны. ll выводит список всех имен файлов каталога включая скрытые А lmostll выводит список всех...
36823.		Запуск Word. Выход из Word. Настройка пользовательского интерфейса. Открытие и сохранение документа	294 KB
	Выход из Word. Существует несколько способов запустить Microsoft Word для Windows 95. Если вы запускаете Word с помощью кнопки Пуск Windows 95 Word создает пустой незаполненный документ.
36825.		Мировые информационные ресурсы	444 KB
	Задание №1 Сформируйте электронный глоссарий по тематике Мировые информационные ресурсы: Блог Веб страница Интернет ресурс Информационная культура Информационное общество Информационные взаимодействия Информационные ресурсы Информационные сети Информационные системы Информационный портал Информационный потенциал общества Информация Мировые информационные ресурсы Национальные информационные ресурсы Сайт Сервис Средства массовой информации Телеконференция Файловый сервер Чат Электронная база...
36826.		Получить навыки работы с электронной таблицей Microsoft Excel	170 KB
	Откройте меню настройки панелей управления Вид Панели инструментов и убедитесь в том что включено отображение только двух панелей: Стандартная и Форматирование. Чтобы настроить масштаб отображения войдите в меню Вид Масштаб. Войдите в меню Сервис Параметры. Для этого достаточно воспользоваться командой меню Правка Отменить.
36827.		МОДЕЛИРОВАНИЕ реакции с диффузией в трубчатом реакторе	862.5 KB
	Поэтому математическое описание процессов протекающих в этих реакторах имеет большое значение. Рассмотрим математическое описание трубчатого реактора для проведение реакции с диффузией. Этот поток входит в реактор где одновременно с диффузией осуществляется реакция первого порядка Длина реактора L площадь его поперечного сечения 1 м2. При условии что скорость питания w м3 ч концентрация М равна с0 а коэффициент диффузии М принимается постоянный со значением D м2 ч определить концентрацию М как функцию длины реактора.
36828.		ПОВЕРКА МИКРОМЕТРА	227.5 KB
	Лабораторная работа № 2 ПОВЕРКА МИКРОМЕТРА Цель работы: изучить устройство и принцип действия микрометра; получить первичные практические навыки в выполнении поверки СИ осуществить поверку микрометра определить пригодность микрометра к использованию. Устройство и принцип действия микрометра Микрометр относится к классу микрометрических измерительных инструментов принцип действия которых основан на использовании винтовой пары винт гайка позволяющей преобразовать вращательное движение микровинта в поступательное. Устройство...

Сейчас практически в каждой промышленно развитой стране проводятся значительные исследовательские работы среди производителей и научных организаций в области создания наиболее оптимальных с точки зрения экологичности, высокой эффективности, низких издержек производства и значительных запасов, новых видов моторных топлив. Целью этих работ является разработка национальных топливных концепций и создание соответствующих двигателей, отвечающих самым жестким мировым стандартам.

В отличие от развитых зарубежных стран, в России до сих пор не существует концепции производства и использования альтернативных моторных топлив, что в значительной степени усложняет решение задач развития отечественного моторостроения и экологизации автотранспорта.

Очевидно, что первым шагом в решении этой проблемы является учет всех видов возможных альтернативных моторных топлив и анализ перспективности их использования в условиях России.

Сжиженные углеводородные газы (СУГ)

В широком обиходе под СУГ понимают бутан-пропановую смесь. СУГ является наиболее высококачественным продуктом переработки нефти и нефтяного попутного газа (ПНГ).

Как моторное топливо СУГ обладают важным преимуществом перед другими видами газовых моторных топлив (например, природного газа, биогаза и т.д.): бутан-пропановая смесь при нормальной температуре и давлении в 1,6 МПа переходят в жидкое состояние. Следует отметить и более низкую себестоимость производства этого топлива по сравнению с традиционными моторными топливами- бензинами.

При рассмотрении перспектив применения СУГ в качестве моторного топлива в России следует иметь ввиду, что эти газы являются химическим сырьем для производства целого ряда важных продуктов и незаменимым технологическим материалом в ряде производств. Необходимо также учитывать, что СУГ широко используется для бытовых нужд в местах, удаленных от газопроводов природного и попутного газа (отопление, приготовление пищи).

Таким образом, ресурсы СУГ, которые могут быть выделены для использования в качестве моторного топлива, ограничены. Затраты на добычу попутного нефтяного газа в 6-8 раз выше, чем на природный газ. Сегодня себестоимость добычи ПНГ составляет от 200 до 300 руб. за 1000 м 3 ПНГ, транспортирование добавляет еще до 400 руб. за 1000 м 3 ПНГ.

По мнению специалистов, чтобы сделать добычу ПНГ рентабельной в настоящее время, цена на СУГ должна приблизиться к 40 долл. США за 1000 м 3 . Ввиду этого, уже в ближайшее 10-15 лет использование СУГ как альтернативного моторного топлива станет неперспективным.

Синтетический бензин

Сырьем для производства синтетического (не нефтяного) бензина может быть уголь, природный газ и другие вещества.

Наиболее перспективным считается синтезирование бензина из природного газа. При этом природный газ окисляется в присутствии катализатора в синтез-газ, содержащий СО и Н 2 . Моторные топлива из синтез-газа производятся или с использованием процесса Фишера-Тропша, или с помощью так называемого Мобил-процесса через промежуточное получение метанола.

Из 1 м 3 синтез-газа получают 120-180 г синтетического бензина. За рубежом, в отличие от России, производство синтетических моторных топлив из природного газа освоено в промышленном масштабе. Так, в Новой Зеландии на установке фирмы «Мобил» из предварительно полученного метанола ежегодно синтезируется 570 тыс. т моторных топлив.

Однако в настоящее время синтетические топлива из природного газа в 1,8-3,7 раза дороже нефтяных (в зависимости от технологии получения). Учитывая тяжелое финансовое положение России и высокую стоимость создания производства синтетического бензина, в ближайшие 20-30 лет данный вид моторного топлива, не будет широко использоваться в РФ.

Метанол, как моторное топливо имеет высокое октановое число и низкую пожароопасность. Данные обстоятельства обеспечивают широкое применение метанола на гоночных автомобилях. Метанол может смешиваться с бензином и служить основой для эфирной добавки- метилтретбутилового эфира (МТБЭ).

В 1998 г. в США произведено около 12,5 млрд. л МТБЭ, при этом бензин с МТБЭ составляет примерно 30% от всего объема продаж бензина в США. В результате, в настоящее время МТБЭ замещает в США большее количество бензина и сырой нефти, чем все другие альтернативные топлива вместе взятые.

В России метанол производят для газовой промышленности: его закачивают в магистральные трубопроводы для снижения температуры конденсации примесей природного газа.

В качестве моторного топлива метанол ввиду его высокой стоимости (500 долл. США за 1 т) в России не используется.

Электромобили

Интерес к электромобилю, работающему на электричестве от аккумуляторных батарей, в начале XXI в. обеспечен, прежде всего, развитием технологий хранения энергии, которые позволили увеличить срок работы батарей между подзарядками и сократить время самой подзарядки, увеличить срок жизни аккумуляторов и снизить их стоимость.

Пока источником энергии в электромобиле служат в основном свинцово-кислотные батареи. Это — наименее дорогой из всех типов батарей. Стандартный комплект свинцово-кислотных аккумуляторов для электромобиля средней массы стоит порядка 3000 долл. США. Однако на подобных батареях без подзарядки нельзя проехать более 150 км, и менять их приходиться минимум раз в три года.

Существуют и более продвинутые технологии хранения энергии, позволяющие увеличить срок работы батарей, но они пока слишком дороги. В целом, как и прежде, цена электромобилей значительно превышает цену бензинового аналога. В России работы по созданию современных электромобилей практически не ведутся.

Автомобили на топливных элементах

Топливные элементы- это устройства, генерирующие электроэнергию непосредственно на борту транспортного средства, за счет процесса обратного электролизу, то есть в процессе реакции водорода и кислорода образуются вода и электрический ток.

В качестве водородосодержащего топлива, как правило, используется либо сжатый водород, либо метанол. В этом направлении работает достаточно много зарубежных автомобильных фирм, и если им в итоге удастся приблизить стоимость автомобилей на топливных элементах к бензиновым, то это станет реальной альтернативой традиционным нефтяным топливам в странах, импортирующих нефть.

В настоящее время стоимость зарубежного экспериментального легкового автомобиля с топливными элементами составляет порядка 100 тыс. долл. США. Ввиду этого, в России, обладающей значительными запасами первичных энергоносителей и низким уровнем благосостояния основной части населения, в ближайшие 30 лет это направление в автомобилестроении является не актуальным.

Этанол (спирт питьевой) обладает высоким октановым числом и энергетической ценностью, является отличным моторным топливом.

Серьезность отношения в мире к спиртовым топливам определяется уровнем их применения в транспортных средствах. Так, Бразилия ежедневно с 70-х по 90-е гг. прошлого столетия замещала этанолом до 250 тыс. баррелей импортируемой нефти. В этой стране, начиная с 1976 г., 140 млн. м 3 бензинового эквивалента было замещено этанолом, что оценивается в 50 млрд. долл. США. В 90-х гг. в Бразилии чистый этанол в качестве моторного топлива использовали в более 7 млн. автомобилей и еще в 9 млн. ед.- его смесь с бензином (газохол). Однако в последние годы наметился спад в использовании этанола как моторного топлива.

США является вторым мировым лидером по масштабному изготовлению этанола для нужд автотранспорта. В 1994 г. производство этанола оценивалось в 5,3 млрд. л и дополнительно строились новые предприятия для производства еще 900 млн. л в год. Этанол используется как «чистое» топливо в 21-м штате, а этанол-бензиновая смесь составляет 10% топливного рынка США и используется более чем в 100 млн. двигателей.

Стоимость этанола в среднем гораздо выше себестоимости бензина. По некоторым оценкам, этанол становится глобально конкурентоспособным при цене нефти в 60 долл. США за баррель.

Всплеск интереса к использованию этанола в качестве моторного топлива за рубежом обусловлен налоговыми льготами. Так, в США эти льготы компенсируют продавцам убыток в случае, если они продают этанол по цене бензина. Срок действия льгот- до 2007 г. Цель проведения такой политики в США и Западной Европе- снизить зависимость от импорта нефти.

Для России, которая ежегодно вынуждена импортировать зерновые культуры, идея использования автомобиля на этаноле не актуальна и маловероятна.

Биодизельное топливо

В последние годы в США, Канаде и странах ЕС возрос коммерческий интерес к биодизельному топливу, в особенности к технологии его производства из рапса.

В Австрии биодизельное топливо уже сейчас составляет 3% общего рынка дизельного топлива при наличии производственных мощностей до 30 тыс. т/г.; во Франции эти мощности составляют 20 тыс. т/г.; в Италии — 60 тыс. т/г. В США планируется на 20% заменить обычное дизельное топливо биодизельным и использовать его на морских судах, городских автобусах и грузовых автомобилях.

В России, как и в случае с этанолом, практически отсутствует сырьевая база для производства биодизельного топлива, что позволяет скептически оценивать возможность его широкого использования в автомобильном транспорте РФ.

Шахтный метан

В последнее время к числу альтернативных видов автомобильных топлив стали относить и шахтный метан, добываемый из угольных пород. К такому подходу есть серьезные основания. В настоящее время в мире уже достаточно много автомобилей используют шахтный метан как моторное топливо.

К 1990 г. в США, Италии, Германии и Великобритании на шахтном метане работали свыше 90 тыс. автомобилей. В Великобритании, например, он широко используется в качестве моторного топлива для рейсовых автобусов в угольных регионах страны.

Сущность такого промысла заключается в извлечении газа из скважин, пробуренных с поверхности, с применением методов стимулирования газоотдачи, при этом шахтный газ имеет в своем составе 95-98% метана, 3-5% азота и 1-3% диоксида углерода.

Например, в США за 10 лет (с 1988 по 2000 гг.) добыча угольного метана из специальных скважин возросла от 1 млрд.м 3 до 40 мрлд.м 3 и в будущем еще удвоится. Прогнозируется, что газовая добыча метана в угольных бассейнах мира уже в ближайшее время составит 96-135 млрд.м 3 .

Общие ресурсы метана в угольных пластах России составляют по различным источникам 48-65 трлн. м 3 с учетом восточных и северо-восточных бассейнов. На территории России наиболее газоносными являются пласты угля Воркутинского месторождения и Кузнецкого бассейна.

Сегодня газообильность выработок составляет около 40 м 3 метана на тонну добываемого угля. Прогнозируемые ресурсы метана в угольных пластах только в Кузбассе до глубины 1,8 км составляют 14% мировых ресурсов метана в угольных пластах и около 6% прогнозных ресурсов традиционного природного газа в России.

В связи с этим шахтный метан уже в настоящее время может рассматриваться как наиболее перспективный источник альтернативного моторного топлива для угольных регионов России.

Биогаз представляет собой смесь метана и углекислого газа и является продуктом метанового брожения органических веществ растительного и животного происхождения.

Биогаз относится к топливам, получаемым из местного сырья. Хотя потенциальных источников для производства моторных топлив из местного сырья достаточно много, на практике круг их сужается вследствие географических, климатических, экономических и других факторов.

Особенно это актуально для России, 2/3 территории которой расположено в зоне умеренно холодного климата, а финансово-экономическое состояние оставляет желать лучшего. Пищевые культуры, как потенциальное сырье для производства моторного топлива, для России исключаются из баланса, поскольку являются не менее дефицитными сегодня для производства продуктов питания. Технические сельскохозяйственные культуры, в отличие от экваториальных стран, в России- сезонное сырье и их выращивание требует больших земельных площадей. Например, для производства в США 3,8 млрд. л в год этанола нужно собрать урожай технических культур с 2 млн. га.

Поэтому в России практически отсутствует сырьевая база для получения этанола и биодизельного топлива (необходимо отметить, что наиболее эффективными продуцентами для таких топлив являются представители тропической и субтропической флоры). Из всех видов моторных топлив, получаемых из местного сырья, только биогаз, с точки зрения промышленного производства и применения в двигателях транспортных средств, представляет серьезный практический интерес для России.

Природный газ

Уникальные физико-химические свойства природного газа (ПГ), значительные естественные запасы, развитая сеть его доставки от месторождений во многие регионы страны по магистральным газопроводам и экологические преимущества в сравнении с традиционными видами топлив позволяют рассматривать ПГ как наиболее перспективное и универсальное моторное топливо России в XXI в.

Природный газ является наиболее дешевым видом моторного топлива, поскольку согласно постановлению Правительства России от 15 января 1993 г. № 31 даже в условиях свободного рынка, стоимость 1 м 3 природного газа для транспортных средств не будет превышать 50% стоимости 1 л бензина А-76, эквивалентного ему по энергосодержанию.

Использование природного газа как моторного топлива- интенсивно развивающееся направление, которое уже в ближайшее время превратится в самостоятельную высокорентабельную подотрасль газовой промышленности.

Имеются все предпосылки к тому, чтобы через 7-10 лет годовые объемы использования ПГ на автотранспорте достигли 5-6 млрд. м 3 , а в более отдаленной перспективе- 20-25 млрд.м 3 .

Очевидно, что в России по экономическим и потребительским показателям только углеводородные газовые топлива представляют реальную альтернативу традиционным видам нефтяного топлива.

Основными преимуществами газовых топлив являются:

• экономичность эксплуатации автотракторной техники, благодаря более низкой их стоимости по сравнению с нефтяными топливами,
• увеличению срока службы двигателей и сроков замены свечей зажигания, масла,
• более высокое октановое число топлива,
• безнагарное сгорание.

1. Почему в структуре потребляемого топлива резко увеличились доли нефти и газа (рис. 23)?

Топливом называют горючие вещества, при сжигании которых получают тепло­вую энергию. Основная составная часть этих веществ — углерод.

По происхождению топливо делится на природное (нефть, уголь, природный газ, горючие сланцы, торф, древесина) и ис­кусственное (кокс, моторное топливо, ге­нераторные газы и др.); по агрегатному состоянию — на твердое, жидкое и газооб­разное.

Основная характеристика топлива — теплота сгорания. Для сопоставления раз­личных видов топлива и суммарного учета его запасов принята единица учета — условное топливо. Его низшая теплота сгорания составляет 29,3 МДж/кг (7000 ккал/кг). Для удобства перевода пыли введены тепловые коэффициенты.

Таблица 11 Максимальная теплота сгорания, МДж/кг или м 3 Тепловой коэффи­циент Каменный Бурый уголь Природный 32,7 и выше Торф Горючие сланцы

Как видно из таблицы 11, нефть и газ — наиболее эффективные источники энер­гии, поэтому, когда были открыты круп­ные месторождения этих видов топлива, они легко заняли ведущие позиции в топ­ливно-энергетическом балансе.

2. Каковы особенности размещения угледобываю­щей промышленности (рис. 25)?

В размещении угледобывающей про­мышленности ведущим является сырье­вой фактор, поэтому ее предприятия нахо­дятся непосредственно в районах уголь­ных бассейнов. Добыча угля в Российской Федерации в 2003 г. составила 277 млн т, 71% из которых пришелся на каменный уголь (табл. 12). Большая часть угля (68%) добывается открытым способом.

3. Почему в Сибири развивается Канско-Ачинский угольный бассейн, а не Тунгусский (рис. 25)?

Тунгусский бассейн находится в мало­освоенном, редконаселенном районе на значительном расстоянии от основных потребителей. Трудности в транспорти­ровке и добыче угля Тунгусского бассейна оставляют этот богатейший ресурс прак­тически нетронутым.

Канско-Ачинский бассейн находится в густонаселенной и освоенной в хозяйственном отношении части Восточной Сибири, где расположены и основные его по­требители. Кроме того, уголь этого бас­сейна благодаря открытой добыче являет­ся самым дешевым в России по себестои­мости.

4. Назовите и покажите на карте крупнейшие место­рождения нефти (рис. 26).

Большая часть (90%) всей российской нефти добывается в трех нефтегазоносных провинциях:

— Западно-Сибирской (70%) — Самотюрское, Усть-Балыкское, Нижневартовское, Сургутское, Шаимское, Мегионское и другие месторождения;

Волго-Уральской — Ромашкинское, Альметьевское, Бугурусланское (Татарстан), Шкаповское, Туймазинское, Ишимбаевское, Арсланское (Башкирия), Мухановское (Самарская обл.), Яринское (Пермская обл.) месторождения;

— Тимано-Печорская — Ухтинское, Усинское, Текубское, Яргенское, Пашинское, Возейское месторождения.

Старейшим нефтедобывающим районом России является Северный Кавказ (место­рождения Чечни, Дагестана, Ставрополь­ского и Краснодарского края). Здесь са­мое высокое качество нефти, но и самая высокая степень выработанности место­рождений (до 80%). Для сравнения: сте­пень выработанности Волго-Уральской нефтегазоносной провинции составляет 50%, а Западно-Сибирской — 33%.

Сейчас интенсивно ведутся работы по подготовке к эксплуатации месторожде­ний на шельфе (на островах Колгуев и Са­халин) и поиску новых. Геологоразведоч­ные работы на 78% связаны с поиском новых месторождений нефти и газа. Не­сколько новых перспективных месторож­дений открыто в Лено-Вилюйской впади­не, на Камчатке, Чукотке, в Хабаровском крае и Охотском море.

5. Каковы особенности размещения предприятий нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности? Сопоставьте рисунок с картой плотности населения. Сделайте выводы (рис. 26).

Нефтедобывающая промышленность связана с размещением нефтегазоносных площадей, т. е. с источниками сырья.

Нефтеперерабатывающая же промыш­ленность, благодаря удобной транспорти­ровке по нефтепроводам, больше тяготеет к потребителю и поэтому ее география совпадает с густонаселенными регионами.

Россия — один из крупнейших экспор­теров угля на мировой рынок. Традицион­ные покупатели — страны Европы (Великобритания, Финляндия, Словакия, Ру­мыния и др.) и Азии (Япония, Турция). И л стран СНГ — Украина.

Самый крупный угольный бассейн России по размерам добычи — Кузбасс. На него приходится более 40% всей добычи. Здесь добывают самые разные виды угля, в том числе коксующиеся и антрациты.

Уголь Кузбасса поставляется в различ­ные районы страны. Несмотря на удаленность от мировых рынков этот бассейн является наиболее крупным экспортером российского угля.

Канско-Ачинский бассейн дает самый дешевый, но низкокалорийный уголь, что в сочетании с удаленностью от мировых рынков делает неэффективной его транс­портировку, кроме того, он может само­возгораться. Поэтому уголь КАТЭКа ис­пользуют в основном на месте для произ­водства электроэнергии на мощных ГРЭС.

Печорский уголь из-за высокой цены неконкурентоспособен на мировом рынке, его используют на Череповецком метал­лургическом комбинате.

Южно-Якутский бассейн, где антраци­товые высококалорийные угли разраба­тываются открытым способом (крупней­ший разрез — Нерюнгринский) экспорти­рует уголь в Японию.

7. Как вы думаете, какие проблемы существуют в нашей стране в связи с концентрацией топливных ресурсов на востоке, а потребителей — на западе России?

Удаленность потребителей от мест до­бычи топливных ресурсов требует значи­тельных затрат на доставку последних — развитие железнодорожных магистра­лей, строительство специализированных трубопроводов. Перевозка топлива на большие расстояния существенно увели­чивает его стоимость для потребителя.

Другая проблема — организация добы­чи этих ресурсов в районах с тяжелыми климатическими условиями и неразвитой инфраструктурой. Это требует принятия специальных мер для привлечения насе­ления: различные льготы, более высокая зарплата и пр.

8. Почему одни виды топлива со временем усту­пают свои передовые позиции другим видам? Для построения более полного ответа используйте рису­нок 3 (циклы Кондратьева).

В таблице циклов Кондратьева нет спе­циальной графы — виды топлива. Тем не менее, по ключевому фактору и ядру тех­нологического цикла вы можете воссоз­дать картину смены видов топлива.

В первом цикле — использование топ­лива в качестве источника энергии мини­мально. Во втором — основным видом топлива является уголь. В третьем — мо­жет использоваться любой вид топлива, в четвертом — нефть. В пятом цикле с развитием высоких технологий и огромными потребностями в энергии все большее значение приобретает атомная энергети­ки.

9. Сравните, используя карты учебника, геогра­фию трех отраслей топливной промышленности: нефтяной, газовой, угольной. Какая из этих отрас­лей наиболее сконцентрирована, а какая наиболее рассредоточена? Выделите типы экономических районов с различными сочетаниями топливных ре­сурсов: а) присутствуют все три вида; б) один вид;в) ни одного.

География топливных (как, впрочем, и любых других видов) ресурсов обусловле­на особенностями тектонического стро­ения территории.

Угольная промышленность более рас­средоточена, чем нефтяная или газовая. Основная часть угольных месторождений находится на значительном удалении от мировых рынков, и лишь высокое качест­во угля и низкая себестоимость добычи (в некоторых угольных бассейнах) позволя­ют российскому сырью выдерживать кон­куренцию. Угольные месторождения из­давна становились основой формирования крупных промышленных районов с раз­витой энергетикой, металлургией и хими­ческой промышленностью.

По сравнению с угольной промышлен­ностью, нефтяная наиболее сконцентри­рована. Месторождения нефти более при­ближены к потребителю. Около 65% неф­ти добывается в Западной Сибири, при­мерно 25% добычи приходится на Волго-Уральской регион. Перевозка нефти зна­чительно дешевле, чем угля, поэтому ее переработка производится в районах по­требления.

География газовой промышленности в основном совпадает с размещением нефтя­ной. 90% российского газа добывается в Ямало-Ненецком АО (Западная Сибирь).

Для выделения типов экономических районов продолжите заполнять таблицу

Таблица 13 Экономи­ческийрайон Месторождения Типрайо­на нефти Централь­ный в) Центрально­чернозем­