Проблемы перехода на альтернативные виды топлива

Аннотация. Проблема экологической безопасности при эксплуатации автотранспорта требует разработки экологически чистых моторных топлив. Однако, несмотря на заметную экологическую выгоду альтернативные виды топлива имеют и значительные недостатки

Ключевые слова: топливо, биодизель, водород, сжиженный газ, электричество.

Интенсивное развитие ведущих экономик мира привело к стремительному увеличению парка автомобилей и других транспортных средств, который по прогнозам экспертов к 2050 г. приблизится к 4 миллиардам [1].

Необходимость разработки и применения альтернативных моторных топлив обусловлена двумя основными взаимосвязанными причинами:

• Быстрым истощением запасов нефти. Затраты на ее добычу и транспортировку постоянно возрастают. В настоящее время нефть является практически единственным источником производства моторных топлив, на получение которых расходуется около 50% (1,7 млрд т из 3,5) добываемой нефти.
• Ухудшением экологической обстановки. В России на долю транспорта приходится около 42% выбросов вредных веществ в атмосферу, а в крупных городах достигает 70 - 90% [2].

Следовательно, необходим переход на экологически чистые виды топлива. В настоящее время существует несколько распространенных видов альтернативного, экологически более чистого топлива — сжиженный нефтяной газ, природный газ, биодизельное топливо, водород и др.

Главная проблема замены традиционных топливных источников — внедрение.

Чтобы хотя бы частично отказаться от дизеля или бензина, необходимо модернизировать двигатели и конструкцию автомобилей, установить новые заправки, обеспечить бесперебойную доставку нового топлива.

Основной целью настоящей работы является подробное изучение проблем, связанных с переходом на некоторые новые виды экологического топлива.

Одним из распространенных видов биотоплива является биодизель –на основе растительных масел (соя, рапс и хлопок, также планируется использование водорослей), применяется как в чистом виде, так и в качестве различных смесей с дизельным топливом.

Его разложение происходит в естественных условиях без вреда для природы, а в процессе сгорания в двигателе выбросы в атмосферу СО2 на 50–80% ниже, чем при работе на традиционном минеральном дизтопливе.

Однако, важно то, что культивирование растений, которые служат компонентами биодизеля, может крайне негативно сказаться на окружающей природной среде.

Может получиться, что решение задачи снижения загрязнения атмосферы усугубит другие проблемы — деградации почв, производства продовольствия, вымирания различных видов животных.

Также, эфиры рапсового масла обладают значительной коррозионной активностью, что повлияет на долговременность работы двигателя.

Многие автомобильные компании мира пытаются перейти на водородное топливо.

Учитывая, что выбросы вредных веществ с отработавшими газами автотранспорта в мегаполисе могут составлять более 90%, использование водорода в качестве топлива позволит устранить эту экологическую проблему, так как при его сгорании безобидный компонент – водяной пар.

Однако, несмотря на экологические и энергетические преимущества применения водорода, его использование носит экспериментальный характер из-за проблем, связанных с хранением и экономической целесообразностью применения.

Водород в качестве топлива потребует значительного увеличения его производства. Это одно из главных препятствий на пути широкого применения водорода в качестве двигательного топлива.

Главные сложности по запуску электричества как альтернативного вида топлива в России — дороговизна машин, отсутствие налаженной инфраструктуры зарядных станций.

Также, электромобили не могут работать при достаточно низких температурах.

Проблема также заключается в несовершенстве аккумуляторных батарей: незначительный пробег от одной зарядки, длительный цикл перезарядки и высокая цена. 

Если мы будем рассматривать экологию производства, то при создании аккумуляторных батарей и при их зарядке природа получает куда больше загрязняющих веществ, чем при той же добыче нефти и при производстве бензина на заводе.

Сжиженный газ – природный газ, искусственно сжиженный путём охлаждения до минус 160 °C. Он на 75% уменьшает выбросы твердых частиц в атмосферу по сравнению с дизельным топливом, а также создает меньше углекислого газа, чем бензин, и до 90% меньше оксида азота.

Переход на использование сжиженного природного газа в нашей стране тормозится отсутствием инфраструктуры, обеспечивающей его получение. Также, недостатком является то, что при низких температурах необходим запуск и прогрев на бензине. Нужно учитывать и то, что запасы сжиженного газа ограничены.

Необходимы и дополнительные расходы на установку и обслуживание газовых двигателей.

В ходе данной работы были рассмотрены проблемы перехода альтернативное топливо.

При заметных экологических преимуществах, каждый вид имеет свои недостатки. На основе изложенного выше можно сделать вывод, что производство альтернативных топлив связано с увеличением затрат, связанное с дополнительным строительством на предприятиях по получению новых видов топлив.

Также, при применении некоторых видов топлив на постоянной основе будет происходить истощение природных запасов необходимых ресурсов.