Технические науки/4. Транспорт

 

К.т.н. Шаяхметов А.Б

Костанайского государственного университета им. А.Байтурсынова, Казахстан

 Альтернативное топливо

 

 

В сельском хозяйстве широко используют транспортные средства и тракторы, которые составляют основу механизации технологических процессов. Они основные потребители энергии и одни из главных источников загрязнения атмосферы. Наиболее энергоемким и экологически опасным компонентом автомобиля является его энергетическая установка.

Главные направления совершенствования автомобильных энергоустановок в настоящее время определяются двумя важнейшими социально-экономическими проблемами [1]:

- рациональное использование топлива нефтяного происхождения, в том числе замена его альтернативными энергоносителями;

- снижение вредного воздействия автотранспорта на окружающую среду.

На рисунке 1 приведена сравнительная оценка влияния различных видов топлива на экологические показатели автомобильного двигателя с принудительным воспламенением относительно традиционного топлива – бензина [2].

Из приведенных гистограмм видно, что одним из лучших решений может быть использование водорода или синтез-газа с большой концентрацией водорода как альтернативного топлива для энергетической установки автотранспортных средств.

Водород обладает чрезвычайно высокой энергоёмкостью (почти в три раза больше, чем у традиционных нефтяных топлив), уникальными кинетическими характеристиками. Кроме этого, продукты сгорания водорода практически не содержат вредных компонентов на основе углерода (оксида и диоксида углерода, углеводородов и альдегидов). Водород при соединении с кислородом, занимает первое место по калорийности на 1 кг топлива среди всех горючих используемых для поучения электроэнергии и тепла [4].

Охлажденный до жидкого состояния водород занимает 1/700 объема газообразного состояния. Водород при соединении с кислородом имеет самое высокое содержание энергии на единицу массы – 120,7 ГДж/т. При сжигании в чистом кислороде единственные продукты - высокотемпературное тепло и вода. При использовании водорода не образуются парниковые газы, и не нарушается даже круговорот воды в природе [5].

 

 

vodorod2

 

1 – бензин; 2 – бензин + продукты его конверсии; 3 – бензин + Н2; 4 – сжиженный нефтяной газ; 5 – сжатый природный газ; 6 – метанол; 7 – метанол +Н2; 8 – синтез – газ (Н2 + СО); 9 – водород (Н2)

Рисунок 1Сравнительная оценка влияния альтернативных видов топлива на экологические показатели автомобильного двигателя с принудительным воспламенением

 

Использование водорода как топлива экономически целесообразно и экологически безопасно. Но есть факторы, тормозящие его использование в автомобилестроении. Во-первых, это выбор сырья, из которого будет производиться водород. Продукт для получения водорода должен быть дешевым и ресурсы должны быть неисчерпаемы. Во-вторых, выбор наиболее высокопроизводительного способа получения водорода, которое должно быть дешевым. В-третьих, обеспечение его безопасного использования и хранения. В-четвертых, создание устройства для получения водорода и оборудования им автомобилей. Оборудование должно позволять непосредственное получение водорода на автомобиле. Процесс получения водорода должен быть контролируем. Изменение двигателя и систем питания в автомобиле должны быть минимальными.

 

Литература

1. http://perevozchik.com/ru/filling/y-2006.n-3.oid-759.html

2. http://energohelp.net/articles/alternate/62683/

3. http://znaniya-sila.narod.ru/solarsis/zemlya/earth_ocean_01.htm

4. http://h2forum2008.ru/docs/pdf/abstracts/5_3_18.pdf

5. http://b-energy.ru/popularecology/