Использование альтернативных видов топлива
Популярность в мире биологического топлива из растительного сырья. Природный газ как распространенный вид альтернативного моторного топлива. Особенности применения пропан-бутана, спиртового и биодизельного топлив. Эффективность водородного топлива.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.06.2014 |
| Размер файла | 18,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реферат на тему
"Использование альтернативных видов топлива"
Автор Горенышев Сергей
Руководитель Захарин Юрий Александрович
Москва 2014 год.
Содержание
- 1. Введение
- 1. Природный газ
- 2. Пропан-бутан
- 3. Спиртовое топливо
- 3. Биодизельное топливо
- 4. Водород
- 5. Синтетический бензин
- 6. Электрическая энергия
- 7. Гибридные автомобили
- Заключение
- Список использованной литературы
1. Введение
Сегодня по земле передвигается почти миллиард автомобилей, которые сжигают еженедельно почти 50 миллионов тонн бензина и дизельного топлива. Выбросы вредных веществ от сгорания нефтепродуктов измеряются тысячами тонн. Так как запасы нефти ограничены, а парк автомобилей постоянно увеличивается, с каждым годом в мире возрастает интерес к альтернативным видам топлива, при сгорании которых выделяется меньше вредных веществ и запасы сырья для которого не ограниченны.
Во многих странах все более популярным становится биологическое топливо, изготавливаемое из растительного сырья. В шести государствах ЕС, а также в США, Канаде, Бразилии, Малайзии такое биологическое топливо производят в промышленных масштабах, но все же его доля в топливном балансе не превышает 0,3%. В настоящее время двигатель внутреннего сгорания остаётся основной движущей силой автомобиля. В связи с этим единственный путь решения энергетической проблемы автомобильного транспорта - это создание новых альтернативных видов топлива и совершенствование технологий промышленного производства уже используемых. Новое горючее должно удовлетворить очень многим требованиям: иметь необходимые сырьевые ресурсы, низкую стоимость, не ухудшать работу двигателя, как можно меньше выбрасывать вредных веществ и, по крайне мере, такого топлива должно быть как можно больше. Ведь первые самоходные автомобили приводились в движении паровым двигателем, топливом для которого были дрова и уголь. С появления автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, паровые машины стали значительно отставать, автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями, заметно лидировали в скорости, мощности и запасе хода на одной заправке топливом! Уже сейчас абсолютно ясно, что XXI век станет закатом нефтяной эры, с учетом того, что 80% механической энергии, которую использует в своей деятельности человек, вырабатывается двигателями внутреннего сгорания, заставляет уже сегодня серьезно задуматься об альтернативном источнике энергии, не нефтяного происхождения. Нефть - это смесь, состоящая из сотни веществ, 90% которых углеводороды. Продукты ее переработки бензин, дизельное топливо, авиационный керосин обеспечивают автомобиль энергией, благодаря своему углеводородному происхождению. В последнее время большое количество зарубежных научно-исследовательских центров моторостроительных фирм проводят исследования, направленные на экономию топлива и замену традиционных жидких углеводородных топлив новыми видами. Рассмотрим каждый из наиболее распространенных видов альтернативного топлива более подробно.
1. Природный газ
Природный газ в большинстве стран является наиболее распространенным видом альтернативного моторного топлива. Природный газ в качестве моторного топлива может применяться как в виде сжатого до давления 200 атмосфер, газа, так и в виде жидкого, охлажденного до - 160°С газа. Природный газ в качестве топлива использовался ещё в XIX веке для освещения помещений и улиц. Интересно, что первые двигатели внутреннего сгорания проектировались именно для работы на природном газе и длительное время назывались газовыми. Однако хранение и транспортировка газа в автомобиле в конце XIX и начале XX века представляла большие технические трудности в связи с отсутствием необходимых для создания баллонов высокого давления технологий, дороговизной высокопрочных материалов и отсутствием нужного компрессорного оборудования. В настоящее время этот вид альтернативного топлива получил наибольшее распространение во многих странах, так как он относительно дёшев и при его использовании снижается токсичность выхлопных газов. Однако для его хранения нужно специальное оборудование, при горении выделяется меньше тепла, газ токсичен и взрывоопасен. Кроме того, оборудование для перевозки газа в автомобиле пропорционально тяжелее, чем топливный бак с жидким топливом, что приводит к увеличению расхода топлива и, соответственно, дополнительным потерям времени на заправку автомобиля.
2. Пропан-бутан
Пропан-бутан относится к сжиженным углеводородным газам (СУГ) (англ. Liquefied petroleum gas (LPG)) и представляет собой смесь сжиженных под давлением лёгких углеводородов. Производится в основном из попутного нефтяного газа. Транспортируется и хранится в баллонах и газгольдерах под избыточным давлением. Пропан-бутан является третьим наиболее широко используемым моторным топливом в мире. В 2008 более 13 миллионов автомобилей по всему миру работали на пропане. Более 20 млн. тонн его используются ежегодно в качестве моторного топлива. Современные тепловозные дизели обычно улучшают характеристики при использовании сжиженного газа в качестве дополнительного топлива. Широкое распространение этого топлива связано с тем, что оно дешевле бензина и при сгорании выделяет меньше вредных веществ. Кроме того, такое топливо имеет высокую стойкость к появлению детонации и позволяет практически сохранить мощность двигателя при небольшом объёме переделок. Нужно отметить, что многие европейские и азиатские производители автомобилей выпускают мелкими сериями так называемые двухтопливные (битопливные) автомобили, способные работать как на бензине, так и на сжиженном газе и имеющие не только бензобак, но и баллон для сжиженного газа. К недостаткам этого топлива можно отнести токсичность, взрывоопасность и несколько меньшую, чем у бензина, теплотворную способность.
3. Спиртовое топливо
Спиртовое топливо (этанол и метанол). Можно применять как в чистом виде, так и в качестве присадки к бензину. Топливо на основе метилового спирта получило распространение на некоторых видах спортивных автомобилей и мотоциклов. В частности, топливо на основе метилового спирта используется для мотоциклов, участвующих в соревнованиях по летнему и зимнему спидвею. Широко распространен этиловый спирта в качестве моторного топлива в Бразилии и некоторых других странах Латинской Америки. Это объясняется тем, что в этих странах произрастает сахарный тростник, который служит дешёвым сырьём для производства этилового спирта и себестоимость такого топлива меньше, чем бензина. В связи с тем, что для работы на этиловом спирте нужно изменять настройки топливной системы, для автомобилей обычного исполнения предлагается смесь из 20%бензина и 80% этилового спирта. У этих видов топлива высокая детонационная стойкость, что позволяет повысить степень сжатия и, соответственно, КПД двигателей. Недостатки - при сгорании выделяется меньше тепла, усложнение запуска при низких температурах, так как спирт испаряется хуже бензина. Кроме того, метанол токсичен.
3. Биодизельное топливо
Биодизельное топливо производят из растительного (в основном рапсового) масла. Использование этого топлива позволяет на 20-25% снизить содержание вредных веществ в выхлопных газах (сера практически отсутствует). В настоящее время предлагается в Европейских странах на обычных АЗС. К сожалению, применение этого топлива требует модернизации системы впрыска топлива и не все автомобили могут использовать одновременно как обычное, так и биологическое дизельное топливо. Поэтому такое топливо ещё не получило широкого распространения. Кроме того, стоимость такого топлива пока ещё выше, чем обычного нефтяного. Тем не менее, при дальнейшем подорожании нефти применение биодизельного топлива будет расширяться.
4. Водород
Водород более эффективен по сравнению с бензином и дизельным топливом и практически не загрязняет окружающую среду. При сгорании водорода практически не выделяются никакие токсичные компоненты. Водород взрывоопасен, но его взрывоопасность резко снижается с применением специальных присадок. Серьёзные исследования, связанные с использованием водородного топлива проводит в настоящее время компания BMW. Компания произвела ограниченную серию автомобилей, работающих на водородном топливе. В Германии уже есть несколько заправок для водородного топлива. Тем не менее, применение водородного топлива сдерживается его высокой ценой и значительным усложнением, а значит и удорожанием, конструкции автомобиля.
5. Синтетический бензин
Сырьем для его производства могут быть уголь, природный газ и другие вещества. Наиболее перспективным считается синтезирование бензина из природного газа. Из 1 м3 газа получают 120-180 г синтетического бензина. За рубежом, в отличие от России, производство синтетического моторного топлива 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 (в зависимости от технологии получения) дороже нефтяных. В то же время разработки по получению синтетического бензина из угля достаточно активно ведутся в настоящее время в Англии.
6. Электрическая энергия
Использование электрической энергии кардинально решает вопрос токсичности выхлопных газов. Работы по созданию электромобилей проводятся большим количеством компаний-производителей автомобилей в Японии, Европе, США и России. Некоторые автомобили уже производятся ограниченными сериями и продаются потребителям. В настоящее время несколько моделей таких легковых электромобилей предлагается на российском рынке. Однако, несмотря на сравнительно невысокую стоимость электроэнергии, пробеги таких автомобилей до подзарядки не превышают 100 км при максимально экономичном режиме движения, время зарядки измеряется часами, а стоимость новых аккумуляторов сопоставима со стоимостью самого электромобиля. Для широкого распространения электромобилей необходимо создание лёгкого и быстро заряжаемого аккумулятора, который пока не изобретён.
7. Гибридные автомобили
Автомобили с гибридными силовыми установками в настоящее время производятся серийно. Компания TOYOTA предлагает такие автомобили в том числе и на российском рынке (например, LEXUS 400h). Силовая установка таких автомобилей представляет собой двигатель внутреннего сгорания, соединённый с генератором и блок аккумуляторных батарей, которые накапливают энергию для движения с малыми скоростями. Ведущие колёса могут приводиться в движение как двигателем внутреннего сгорания, так и электромотором. Преимущества гибридных автомобилей перед обычными заключаются в том, что двигатель внутреннего сгорания работает только тогда, когда энергии аккумуляторов недостаточно для движения, а после зарядки батареи автоматически отключается. Такая силовая установка позволяет значительно снизить расход топлива, а выбросы токсичных веществ сокращаются в несколько раз. Однако себестоимость производства таких автомобилей очень высокая, а срок службы дорогой аккумуляторной батареи пока не слишком большой.
альтернативный вид топливо водородное
Заключение
Преимущества и недостатки применяемых в настоящее время альтернативных видов топлива для наглядности представлены в таблице:
|
Вид топлива |
Стоимость |
Мощность двиг. |
Токсичность |
Взрывоопасность |
Примечание |
|
|
Природный газ |
Низкая |
Ниже на 5-10% |
Высокая |
Высокая |
Баллон высокого давления |
|
|
Пропан-бутан |
Низкая |
Ниже на 5-10% |
Высокая |
Высокая |
Баллон низкого давления |
|
|
Спирт |
Высокая |
Нормальная |
Низкая |
Низкая |
||
|
Биодизель |
Высокая |
Нормальная |
Нетоксичен |
Низкая |
||
|
Водород |
Очень высокая |
Нормальная |
Нетоксичен |
Высокая |
||
|
Электроэнергия |
Низкая |
Нормальная |
Нетоксичен |
Отсутствует |
Высокая стоимость АКБ, долгая зарядка |
Из рассмотрения основных свойств альтернативных видов топлива можно сделать следующие выводы:
Ш В настоящее время ни один из существующих видов альтернативного топлива не может полностью заменить нефтепродукты;
Ш Применение альтернативных видов топлива будет увеличиваться по мере создания и освоения новых технологий их производства;
Ш Нефтяное топливо в ближайшие десятилетия перестанет использоваться, так как стоимость его непрерывно растёт, а запасы истощаются.
Список использованной литературы
1. "Автомобильные двигатели" Под редакцией Шатрова М. Г.
2. Материалы из журналов "За рулём", "Авторевю", публикации в Интернете.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Преимущества альтернативного топлива: уменьшение выбросов; повышение энергетической независимости и безопасности государства; производство топлива из неисчерпаемых запасов. Виды альтернативного топлива: газ, электричество, водород, пропан, биодизель.
презентация [463,7 K], добавлен 09.11.2012Альтернативные источники топлива. Использование растительного и животного сырья, продуктов жизнедеятельности организмов и органических промышленных отходов. История биологического топлива, его классификация по агрегатному состоянию и поколениям.
реферат [271,3 K], добавлен 03.03.2016Понятие и виды топлива на тепловых электрических станциях. Использование газообразных видов топлива, обусловливаемое их химическим составом и физическими свойствами углеводородной части. Элементный состав жидкого, твердого и газообразного топлива.
реферат [20,8 K], добавлен 28.10.2014История развития процессов получения и использования энергии. Существующие виды топлива. Технологические свойства жидкого топлива. Применение газообразного топлива в различных отраслях народного хозяйства. Тепловое действие электрического тока.
реферат [27,1 K], добавлен 02.08.2012Расход топлива по нормативным и измененным значениям топлива. Определение типоразмера мельницы-вентилятора. Расход сушильного агента при нормативных и измененных значениях топлива. Удельный расход электроэнергии на размол топлива и пневмотранспорт.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 03.03.2011Органическое и ядерное топливо, виды, классификация по агрегатному состоянию. Состав газообразного топлива. Добыча органического топлива, проблемы правового и экологического характера. Современная ситуация на мировом газовом рынке, роль сланцевого газа.
реферат [20,3 K], добавлен 27.01.2012Методика расчета горения топлива на воздухе: определение количества кислорода воздуха, продуктов сгорания, теплотворной способности топлива, калориметрической и действительной температуры горения. Горение топлива на воздухе обогащённым кислородом.
курсовая работа [121,7 K], добавлен 08.12.2011Сущность топлива, его разновидности и применение. Основные процессы горения жидких, твердых и газообразных топлив. Содержание летучих веществ в ископаемом твердом топливе. Время протекания физических процессов. Температура кипения жидких топлив.
реферат [64,9 K], добавлен 04.12.2014Расчет горения топлива (смесь коксового и доменного газов). Определение теоретически необходимого и действительного количества воздуха, количества продуктов сгорания, их процентного состава и калориметрической температуры. Характеристика видов топлива.
контрольная работа [38,9 K], добавлен 28.04.2013Сравнение видов топлива по их тепловому эффекту. Понятие условного топлива. Теплота сгорания твердого и жидкого топлива. Гомогенное и гетерогенное горение. Процесс смешивания горючего газа с воздухом. Воспламенение горючей смеси от постороннего источника.
реферат [14,7 K], добавлен 27.01.2012Описание котлоагрегата до перевода на другой вид топлива. Характеристика принятых к установке горелок. Обоснование температуры уходящих газов. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания при сжигании двух видов топлива. Тепловой баланс и расход топлива.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 13.06.2015Использование на производстве синтетического и дизельного топлива, эталона и бутилового спирта. Особенности применения на автотранспорте биодизеля, диметилового эфира. Альтернативные виды топлива. Изучение положительных и отрицательных свойств метанола.
презентация [775,1 K], добавлен 16.12.2014Направления и перспективы повышения экономической эффективности и экологических показателей топлива судновых энергетических установок при его магнитно-импульсной обработке. Учет особенностей свойств топлива как жидкого диэлектрика в реализации процесса.
статья [30,5 K], добавлен 14.05.2016Проблемы современной российской энергетики, перспективы использование возобновляемых источников энергии и местных видов топлива. Развитие в России рынка биотоплива. Главные преимущества использования биоресурсов на территории Свердловской области.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 01.08.2012Ректификация как физический способ разделения смеси компонентов, основанный на различии температур кипения: способы проведения. Устройство ректификационных колонн. Производство дизельного топлива, керосина, бензина, битума, мазута и котельного топлива.
презентация [826,7 K], добавлен 21.10.2016Основные источники топлива и современные проблемы энергетики. Способы использования биомассы. Оборудование для производства биогаза. Биоконверсия растительного сырья. Методы газификации и типы газификаторов. Производственные схемы получения биогаза.
реферат [692,6 K], добавлен 25.04.2012История человечества тесно связана с получением и использованием энергии. Практическая ценность топлива - количество теплоты, выделяющееся при его полном сгорании. Проблема энергетики - изыскания новых источников энергии. Перспективные виды топлива.
реферат [11,6 K], добавлен 04.01.2009Использование энергии биомассы для получения альтернативных видов моторных топлив для двигателей внутреннего сгорания, их преимущество; технология производства биогазов, биоэтанола и биодизеля из сельскохозяйственных и бытовых отходов; зарубежный опыт.
контрольная работа [479,8 K], добавлен 16.01.2011Краткое описание теории горения топлива. Подготовка твердого топлива для камерного сжигания. Создание технологической схемы. Материальный и тепловой баланс котлоагрегата. Продукты сгорания твердого топлива. Очистка дымовых газов от оксидов серы.
курсовая работа [8,9 M], добавлен 16.04.2014Рассмотрение горючего сланца как топливно-энергетического и химического сырья, являющегося нетрадиционным источником топлива, его состав, типы. Разработка месторождений в Беларуси. Технология получения сланцевой нефти методом термохимической переработки.
доклад [11,1 K], добавлен 08.02.2011
