WEB-ресурс научно-практических конференций

Намакштанский Я.В., к.с.-х.н . Романова Е.В., к.с.-х.н . Туманян А.Ф.
Российский университет дружбы народов, г. Москва , Российская   Федерация

Традиционные и альтернативные виды дизельных топлив

Основными видами моторных топлив, применяемых на автомобильном транспорте, являются бензин и дизельное топливо различных сортов и марок. В последние годы во многих странах идет интенсивный поиск в направлении улучшения энергетического обеспечения автомобильного транспорта традиционными топливами путем повышения выхода светлых нефтепродуктов за счет глубины переработки нефти и оптимизации качества топлива. Рассмотрим вкратце, какие же требования предъявляют к физико-химическим показателям современных зарубежных и отечественных дизельных топлив.

Таблиц 1. Физико-химические показатели современных зарубежных

  и отечественных дизельных топлив

После анализа физико-химические показателей и требований к современным углеводородным топливам остановимся кратко на тех альтернативных топливах, которые в той или иной мере могут быть заменителями жидких топлив из нефти.

Общая характеристика альтернативных топлив

В последнее время большое количество зарубежных научно-исследовательских центров моторостроительных фирм проводят исследования, направленные на решение задач обеспечения экономии топлива и замены традиционных жидких углеводородных топлив топливами ненефтяного происхождения.

Альтернативные топлива можно классифицировать по следующим признакам:

·     по составу – углеводородно-кислотные (спирты), эфиры, эстеры , водородные топлива с добавками;

·       по агрегатному состоянию – жидкие , газообразные, твердые;

·     по объемам использования – целиком, в качестве добавок;

·     по источникам сырья – из угля, торфа, сланцев, биомассы, горючего газа, электроэнергии и др.

Теперь следует обратить внимание на современное состояние проблемы производства синтетических жидких топлив (СЖТ) как наиболее приемлемых, с точки зрения агрегатного состояния, заменителей нефтяных топлив. Основными видами сырья для получения СЖТ являются: природный газ, нефтяной (попутный) газ, газовый конденсат; каменный и бурый уголь; природные битумы и битуминозные породы (сланцы, нефтяные пески); вторичные ресурсы (коксовый, ферросплавный, доменные газы), промышленные и бытовые отходы.

По физико-химическим и моторным свойствам СЖТ могут быть разделены на три категории: топливо на нефтяной основе с синтетическими добавками ( бензоспиртовые смеси, бензины с добавками метил-трет-бутилового эфира – МТБЭ); СЖТ, близкие к нефтяным топливам; спиртовые топлива (СЖТ из синтез-газа ). Анализируя возможность применения жидких альтернативных топлив (в том числе СЖТ), необходимо отметить, что работа автомобилей на сжатом природном газе (метане) приводит к снижению технико-экономических показателей: запас хода снижается на 88%, грузоподъемность – примерно на 500- 550 кг , высокое давление сжатого газа составляет 20 МПа.

Следующим после газа заменителем моторного топлива считают синтетические спирты: этанол и метанол. К недостаткам метанола необходимо отнести высокую токсичность (яд!), пониженную теплоту сгорания, сниженную на 20% номинальную мощность. Этанол рекомендуется в качестве добавок 5-15% к бензинам. В США, например, заправка автомобилей газахолом – бензин – этанол в соотношении 9:1 осуществляется с начала 80-х годов.

Возможность использования МТБЭ справедливо рассматривается как одно из перспективных направлений расширения ресурсов высооктановых неэтилированных бензинов. К преимуществам МТБЭ можно отнести и то, что его можно получать, используя ненефтяные источники – уголь или биомассу. Недостатками МТБЭ являются токсичность и некоторое ухудшение физико-химических свойств смесей эфира (11–16 %) с бензином.

Использование газовых конденсатов (ГК) ограничено из-за следующих недостатков: вредное воздействие на центральную нервную систему, опасность представляет и искрообразование в процессе работы с топливом, кроме того, снижается мощность (на 20%) двигателя при его работе на ГК и наблюдается повышенный удельный эффективный расход топлива.

Водород – это еще один вид альтернативного топлива, рассматриваемый в настоящее время как возможный заменитель бензина и дизельного топлива. К недостаткам водорода как топлива необходимо отнести следующее: он отличается повышенной взрывоопасностью, для его хранения необходимы специальные способы и оборудование, высокая себестоимость получения водорода.

Заслуживает внимания применение электроэнергии в качестве энергоносителя для электромобилей. Кардинально решается вопрос, связанный с токсичностью отработанных газов. Появляется возможность использования нефти для получения химических веществ и соединений. К недостаткам электроэнергии как вида электроносителя можно отнести: ограниченный запас хода электромобиля, увеличенные эксплуатационные расходы, высокая первичная стоимость, высокая стоимость энергоемких аккумуляторных батарей.

Таким образом, краткий обзор свойств альтернативных топлив позволяет сделать вывод о том, что несмотря на некоторые положительные моменты, перечисленные энергоносители обладают рядом существенных недостатков, которые ограничивают их широкое распространение и использование.

Растительные масла

Еще Рудольф Дизель, патентуя свое изобретение, отмечал, что двигатель может работать на растительных маслах. И действительно, в ряде стран Европы в конце ХХ столетия начали использовать растительные масла в качестве топлив для дизельных двигателей.     

Особенностью растительных масел является их значительная   вязкость и плотность, а высокое содержание (8-10%) кислорода обуславливает некоторое снижение низшей теплоты сгорания топлива. Сначала пытались заливать в тракторные баки обычное рапсовое масло вместо дизельного топлива. Однако обнаружилось, что через 100-200 ч. работы наблюдается повышенное количество углеродистых отложений на поверхности камеры сгорания дизеля. Для выгорания углеродистых отложений фирма “Фольксваген” на автомобиле “Гольф” установила двигатель “ Эльсбетт ” инженера Людвига Эльсбетта . Установка дизеля позволила снизить расход топлива на сто километров пути с 4.5 до 3.5 литров (при скорости 90 км/час) и понизить токсичность отработанных газов.

В 1988 году Государственный комитет по науке и технике СССР финансировал приобретение лицензии на производство и продажу дизелей с непосредственным впрыском конструкции Эльсбетт . Развал Союза и отсутствие финансирования не позволили осуществить идею создания отечественного биодизеля , т.е. дизеля, работающего на растительных маслах или их производных.

В настоящее время биотопливом , более близким по своим физико-химическим свойствам к углеводородному (дизельному) топливу, является смесь метиловых эфиров жирных кислот рапсового масла (МЭРМ). В качестве сырья используются также подсолнечное, соевое, льняное, пальмовое   масла. В 2010 г . в Швеции начал работу первый в мире завод по производству биодизеля из талового масла, получаемого   из мягкой древесины в процессе варки целлюлозы. Его производство сконцентрировано также в странах, перерабатывающих большое количество древесины.  

В связи с быстро возрастающей дефицитностью жидких топлив нефтяного происхождения и продолжающимся ужесточением мировых норм на токсичность выхлопных газов концепция биодизеля представляется одним из лучших вариантов решения указанных проблем. Переход на биотопливо означает децентрализацию, по крайней мере, части топливно-энергетического комплекса, демонополизацию производства горючего и снижение капитальных затрат на его производство, в котором используются традиционные сельскохозяйственные машины и механизмы.

Вероятнее всего, биодизель и дальше будет доминировать в потреблении биотоплива в Европе. Это связано с тенденцией увеличения количества дизельных автомобилей и в растущем спросе на дизель. Однако, для дальнейшего развития рынка биодизеля необходимо обеспечение свободной конкуренции и проведение продуманной государственной политики поддержки его производителей.

Список использованных источников:

1.      Электронный ресурс. – Режим доступа: http://www.nge.ru .

2.      Электронный ресурс. – Режим доступа: http://infobio.ru .