Zagrożenie środowiskowe różnych rodzajów paliw. Paliwa alternatywne

Od wielu lat naukowcy starają się znaleźć alternatywę dla benzyny jako głównego paliwa do pojazdów. Nie ma sensu wymieniać przyczyn środowiskowych i zasobowych – o toksyczności spaliny tylko leniwi nie mówią. Naukowcy czasami znajdują rozwiązanie problemu w większości, niezwykłe gatunki paliwo. Recykling wybrał najwięcej ciekawe pomysły kwestionowanie hegemonii paliwowej benzyny.

Biodiesel z olejami roślinnymi

Biodiesel to rodzaj biopaliwa na bazie olejów roślinnych, który jest stosowany zarówno w: czysta forma oraz jako różne mieszanki z olejem napędowym. Pomysł wykorzystania oleju roślinnego jako paliwa należy do Rudolfa Diesela, który w 1895 roku stworzył pierwszego silnik wysokoprężny do pracy z olejem roślinnym.

Z reguły do ​​produkcji biodiesla wykorzystuje się olej rzepakowy, słonecznikowy i sojowy. Oczywiście same oleje roślinne nie są wlewane do baku jako paliwo. Olej roślinny zawiera tłuszcze – estry kwasów tłuszczowych z gliceryną. W procesie otrzymywania „biosolyary” etery glicerynowe niszczą i zastępują glicerynę (uwalnia się jako produkt uboczny) prostszymi alkoholami - metanolem i rzadziej etanolem. Staje się to składnikiem biodiesla.

W wielu kraje europejskie a także w USA, Japonii i Brazylii biodiesel stał się już dobrą alternatywą dla zwykłej benzyny. Na przykład w Niemczech ester metylowy rzepaku jest sprzedawany za ponad 800 stacje benzynowe... W lipcu 2010 r. w krajach UE działało 245 zakładów biodiesla o łącznej mocy 22 mln ton. Analitycy Oil World przewidują, że do 2020 r. udział biodiesla w strukturze zużywanego paliwa silnikowego w Brazylii, Europie, Chinach i Indiach wyniesie 20%.

Biodiesel - paliwo przyjazne dla środowiska do transportu: w porównaniu z konwencjonalnym olejem napędowym prawie nie zawiera siarki, a jednocześnie jest prawie całkowicie biodegradowalny. W glebie lub wodzie mikroorganizmy przetwarzają 99% biodiesla w ciągu 28 dni - minimalizuje to stopień zanieczyszczenia rzek i jezior.

Skompresowane powietrze

Modele pojazdów pneumatycznych - pojazdy jeżdżące skompresowane powietrze- wydany przez kilka firm. Inżynierowie Peugeota zrobili kiedyś plusk Przemysł samochodowy, zapowiadając powstanie hybrydy, w której ma wspomóc silnik wewnętrzne spalanie dodawana jest energia sprężonego powietrza. Francuscy inżynierowie mieli nadzieję, że takie rozwiązanie pomoże małym samochodom zmniejszyć zużycie paliwa do 3 litrów na 100 km. Eksperci Peugeota twierdzą, że w mieście hybryda pneumatyczna może pracować na sprężonym powietrzu nawet przez 80% czasu, nie wytwarzając ani jednego miligrama. szkodliwe emisje.

Zasada działania „pojazdu lotniczego” jest dość prosta: samochód napędzany jest nie mieszanką benzyny, która spala się w cylindrach silnika, ale silnym przepływem powietrza z cylindra (ciśnienie w cylindrze wynosi około 300 atmosfer ). Silnik pneumatyczny przetwarza energię sprężonego powietrza na obrót wałów osi.

Niestety maszyny całkowicie na sprężone powietrze lub hybrydy powietrza powstają głównie w skąpych partiach - do pracy w określonych warunkach i na limitowana przestrzeń(na przykład w zakładach produkcyjnych wymagających: maksymalny poziom bezpieczeństwo przeciwpożarowe). Chociaż istnieje kilka modeli dla „standardowych” nabywców.

Ekologiczna mikrociężarówka Gator firmy Engineair jest pierwszym australijskim pojazdem na sprężone powietrze, który wjeżdża do świata rzeczywistego wykorzystanie komercyjne... Już widać go na ulicach Melbourne. Nośność - 500 kg, objętość butli powietrznych - 105 litrów. Przebieg ciężarówki na jednej stacji benzynowej wynosi 16 km.

Odpady

Jaki postęp osiągnięto - niektóre samochody nie potrzebują benzyny do pracy silnika, ale nieczystości ludzkie dostające się do kanalizacji. Taki cud przemysłu samochodowego powstał w Wielkiej Brytanii. Na ulice Bristolu wyjechał samochód, który jako paliwo wykorzystuje metan z ludzkich odchodów. Prototypowy model był Chrząszcz volkswagen a producentem innowacyjnego paliwa VW Bio-Bug jest GENeco. Zainstalowany w kabriolecie Volkswagena silnik do przetwarzania kału umożliwił przejechanie 15 tysięcy kilometrów.

Wynalazek GENeco szybko został nazwany przełomem we wprowadzaniu energooszczędnych technologii i paliw przyjaznych dla środowiska. Laikowi pomysł wydaje się surrealistyczny, warto więc wyjaśnić: do samochodu załadowano oczywiście już przetworzone paliwo – w postaci gotowego do użycia metanu, pozyskiwanego zawczasu z odpadów.

Jednocześnie silnik VW Bio-Bug wykorzystuje jednocześnie dwa rodzaje paliwa: samochód startuje z benzyny, ale gdy tylko silnik się rozgrzeje i samochód nabierze określonej prędkości, dostarczanie ludzkiego gazu żołądkowego przetwarzane w fabrykach GENeco jest włączone. Konsumenci mogą nawet nie zauważyć różnicy. Pozostaje jednak główny problem marketingowy – negatywne postrzeganie przez człowieka surowców, z których pozyskiwany jest biogaz.

Panele słoneczne

Produkcja samochodów zasilanych energią słoneczną jest chyba najbardziej rozwiniętym obszarem przemysłu motoryzacyjnego nastawionym na wykorzystanie ekopaliw. Samochody włączone zasilany energią słoneczną są tworzone na całym świecie i w szerokiej gamie wariacji. W 1982 roku wynalazca Hans Tolstrup w pojeździe solarnym Quiet Achiever przemierzył Australię z zachodu na wschód (choć z prędkością zaledwie 20 km na godzinę).

We wrześniu 2014 roku Stella nie była w stanie pokonać trasy z Los Angeles do San Francisco, która wynosi 560 km. Samochód solarny, opracowany przez grupę z holenderskiego Uniwersytetu w Eindhoven, jest wyposażony w panele, które zbierają energia słoneczna, oraz 60-kilogramowy akumulator o pojemności sześciu kilowatogodzin. Stella ma średnią prędkość 70 km na godzinę. Przy braku światła słonecznego zapas baterii wystarcza na 600 km. W październiku 2014 r. uczniowie z Eindhoven wzięli udział w swoim cudownym samochodzie w World Solar Challenge, 3000-kilometrowym rajdzie samochodów napędzanych energią słoneczną przez Australię.

Najszybszy samochód elektryczny na energię słoneczną włączony ten moment to Sunswift, stworzony przez zespół studentów z Australijskiego Uniwersytetu Nowej Południowej Walii. Na próbach w sierpniu 2014 ten solarny samochód przejechał 500 kilometrów na jednym ładowaniu akumulatora, co jest niesamowite jak na taki transport Średnia prędkość 100 km na godzinę.

Biodiesel z odpadów kulinarnych

W 2011 roku Ministerstwo Rolnictwo Stany Zjednoczone współpracowały z Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej nad badaniami paliw alternatywnych. Jednym z zaskakujących wyników był wniosek, że stosowanie bio olej napędowy na bazie surowców pochodzenia zwierzęcego. Biodiesel z tłuszczów resztkowych to technologia, która nie jest jeszcze bardzo rozwinięta, ale jest już stosowana w krajach azjatyckich.

Każdego roku w Japonii, po przygotowaniu narodowego dania tempura, pozostaje około 400 000 ton zużytego oleju spożywczego. Wcześniej był przetwarzany na paszę dla zwierząt, nawóz i mydło, ale na początku lat 90. oszczędny Japończyk znalazł dla niego inne zastosowanie, uruchamiając na jego bazie produkcję roślinnego oleju napędowego.

W porównaniu z benzyną taki niestandardowy typ stacji benzynowej emituje do atmosfery mniej tlenku siarki - główny powód kwaśne deszcze - i zmniejsza ilość innych toksycznych emisji spalin o dwie trzecie. Aby nowe paliwo stało się bardziej popularne, jego producenci opracowali ciekawy schemat. Każdy, kto wyśle ​​do zakładu RTD dziesięć partii plastikowych butelek ze zużytym olejem spożywczym, otrzymuje 3,3 m2 lasu w jednej z japońskich prefektur.

Technologia w takiej ilości nie dotarła jeszcze do Rosji, ale na próżno: roczna ilość odpadów z rosyjskiego przemysłu spożywczego wynosi 14 mln ton, co pod względem potencjału energetycznego odpowiada 7 mln ton ropy. W Rosji odpady spalane na biodieslu pokryłyby zapotrzebowanie na transport o 10 proc.

Ciekły wodór

Ciekły wodór od dawna uważany jest za jedno z głównych paliw, które mogą stanowić wyzwanie dla benzyny i oleju napędowego. Pojazdy włączone paliwo wodorowe nie są rzadkie, ale ze względu na wiele czynników nie zyskały dużej popularności. Choć ostatnio, dzięki nowej fali zaniepokojenia „zielonymi” technologiami, idea silnika wodorowego zyskała nowych zwolenników.

Kilka dużych producentów teraz mają w swoich skład samochody z silnik wodorowy... Jednym z najbardziej znanych przykładów jest BMW Hydrogen 7, samochód z silnikiem spalinowym, który może być napędzany zarówno benzyną, jak i ciekłym wodorem. BMW Hydrogen 7 posiada 74-litrowy zbiornik na benzynę oraz zbiornik na 8 kg ciekłego wodoru.

W ten sposób samochód może korzystać z obu rodzajów paliwa podczas jednej podróży: zmiana z jednego rodzaju paliwa na inny odbywa się automatycznie, przy czym preferowany jest wodór. Ten sam typ silnika stosowany jest na przykład w pojeździe hybrydowym wodorowo-benzynowym. Aston Martin Rapide S. W nim silnik może pracować na obu rodzajach paliwa, a przełączanie między nimi odbywa się inteligentny system optymalizacja zużycia i emisji szkodliwe substancje w atmosferze.

Inni giganci motoryzacyjni, tacy jak Mazda, Nissan i Toyota, również zamierzają opracować paliwo wodorowe. Uważa się, że ciekły wodór jest przyjazny dla środowiska, ponieważ nie emituje żadnych zanieczyszczeń podczas spalania w środowisku czystego tlenu.

Zielone algi

Paliwo z alg to egzotyczny sposób na generowanie energii dla samochodu. Przede wszystkim USA i Japonia zaczęły uważać glony za biopaliwo.

Japonia nie dysponuje dużymi rezerwami żyznej ziemi pod uprawę rzepaku czy sorgo (które w innych krajach są wykorzystywane do pozyskiwania biopaliw z olejów roślinnych). Ale kraj Wschodzące słońce wyciąga ogromną ilość zielonych alg. Wcześniej były spożywane, teraz są podstawą do przygotowania sosu nowoczesne samochody... Nie tak dawno temu w japońskie miasto Fujisawa pojawiła się na ulicach autobus pasażerski DeuSEL firmy Isuzu, który działa na paliwie, którego część pochodzi z alg. Jednym z głównych elementów stała się zieleń Euglena.

Obecnie dodatki „algowe” stanowią zaledwie kilka procent całkowitej masy paliwa w zbiornikach transportowych, ale w przyszłości azjatycki producent obiecuje opracować silnik, który będzie wykorzystywał biokomponent w 100 proc.

W USA biopaliwa na bazie alg są również ściśle związane z tym problemem. Sieć stacji paliw Propel w Północnej Kalifornii rozpoczęła sprzedaż biodiesla Soladiesel wszystkim zainteresowanym. Paliwo pozyskiwane jest z alg poprzez fermentację, a następnie uwalnianie węglowodorów. Wynalazcy biopaliw obiecują 20% redukcję emisji dwutlenku węgla i znaczną redukcję toksyczności pod innymi względami.

informacje referencyjne

Produkcja przyjaznej dla środowiska benzyny, spełniającej coraz bardziej rygorystyczne normy, wymusza duże inwestycje w modernizację istniejących zakładów izomeryzacji oraz budowę nowych instalacji do produkcji podzespołów samochodowych.

Znaczenie jednostek izomeryzacji benzyny. Benzyna przyjazna dla środowiska. Paliwo ekologiczne.

Wśród wszystkich procesów produkcji części samochodowych w ostatnie lata najpopularniejszy jest proces izomeryzacji lekkich frakcji benzyny. Wynika to z wielu czynników i wskaźników ( Tabela 1).
W krajach o zaawansowanej technicznie rafinacji ropy proces izomeryzacji zawsze miał duże znaczenie. Ale wraz z wprowadzeniem trudnych Norm środowiskowych pod względem zawartości benzenu i węglowodorów aromatycznych w benzynie wymagania dla technologii izomeryzacji znacznie wzrosły i zostały zredukowane do:

• Otrzymanie izomeratu o liczbie oktanowej od 85 do 92 punktów (RON);
• ważenie surowców i izomeratów;
• Wysoka niezawodność działania, odporność na działanie mikrozanieczyszczeń oraz regenerowalność katalizatora;
• Optymalizacja kosztów kapitałowych i operacyjnych.

Tabela 1. Czynniki atrakcyjności inwestycyjnej procesu izomeryzacji benzyn

W Rosji i krajach były ZSRR zastosowanie izomeryzacji benzyny w rafinacji ropy naftowej rozpoczęło się znacznie później. Według stanu na koniec 2013 roku eksploatowanych jest dziesięć jednostek izomeryzacji lekkich frakcji benzyny „Isomalk-2” Poniższy wykres przedstawia dynamikę rozruchu instalacji izomeryzacji benzyny w Rosji.

Czy paliwa samochodowe mogą być przyjazne dla środowiska?

Ta kwestia staje się coraz bardziej aktualna we współczesnym społeczeństwie.

Transport drogowy powoduje nieodwracalne szkody w środowisku. W Rosji na 35 milionów ton szkodliwych emisji różnych Pojazd 89% stanowią samochody, 8% - by szyny kolejowe, 2% - na transport lotniczy i 1% - na transport wodny.

Udział emisji z pojazdów w całkowitej ilości zanieczyszczeń powietrza w kraju wynosi dziś średnio 43%, a w Moskwie dwa razy więcej. Obszary o niekorzystnych warunkach ekologicznych zajmują około 15% terytorium kraju, na którym mieszka około 70% ludności. Poziom stężenia tlenków azotu, węgla i innych szkodliwych substancji na ulicach dużych rosyjskich miast jest 10-18 razy wyższy niż maksymalne dopuszczalne stężenie.

Większość emisji szkodliwych substancji do atmosfery występuje w spalinach silników spalinowych. Więc tylko jeden samochód rocznie pochłania z atmosfery średnio ponad 4 tony tlenu, emitując ze spalinami ok. 800 kg tlenków węgla, ok. 40 kg tlenków azotu i prawie 200 kg różnych węglowodorów. Spaliny silników zawierają złożoną mieszankę, jest ponad dwieście składników, wśród których jest wiele czynników rakotwórczych, na przykład tlenki ołowiu, tetraetyloołów itp.

Dla rozwiązań kwestie ochrony środowiska praktycznie we wszystkich rozwiniętych krajach świata podjęto działania mające na celu uregulowanie emisji szkodliwych składników spalin z samochodów, a przyjazność dla środowiska transportu na etapie projektowania dorównuje jego walorom konsumenckim i bezpieczeństwu. Tak więc obecnie USA i kraje UE wprowadziły normy Euro-4, które znacznie zaostrzyły wymagania dotyczące maksymalnych dopuszczalnych stężeń szkodliwych substancji w spaliny samochody w ciągu ostatnich 10 lat.

Benzyny spełniające normy Euro-4 i Euro-5 charakteryzują się nie tylko wysokimi parametrami środowiskowymi, ale także poprawionymi właściwościami konsumenckimi, do których należą: detonacja, moc silnika, stopień zużycia silnika, osady węglowe, działanie korozyjne silnika itp. ...

Wprowadzenie normy EURO-4 na drodze do tworzenia paliw przyjaznych środowisku w pełni udowodniło swoją skuteczność w ochronie środowisko (Ryż. 1). Według Komisji Europejskiej w okresie od 1995 do 2010 roku średnia zawartość CO, tlenku azotu (NOx) i związków ołowiu w spalinach samochodów eksploatowanych w krajach UE spadła ponad 4-krotnie, a zawartość węglowodorów oraz lotne związki organiczne (LZO), gazowy dwutlenek siarki i benzen – ponad 5 razy ( Ryż. 2).

Rosja pozostaje daleko w tyle w rozwiązywaniu problemu ekologicznego paliwa, co jasno pokazują dane Tabele 1a.

Rysunek 1. Emisje głównych toksycznych składników z pojazdów silnikowych

Rysunek 2. Dynamika zmian wielkości emisji w czasie

Tabela 1a. Stosunek emisji zanieczyszczeń w transporcie drogowym w Rosji i Europie

Wymagania dotyczące przyjazności dla środowiska paliwo samochodowe w Rosji są regulowane specjalnym rozporządzeniem technicznym „W sprawie wymagań dotyczących benzyny samochodowej i lotniczej, oleju napędowego i żeglugowego, paliwa do silniki odrzutowe i olej opałowy ”, który został zatwierdzony dekretem rządu rosyjskiego nr 11 z dnia 27 lutego 2008 r.

Rozporządzenie określa obowiązkowe wymagania dotyczące: Bezpieczeństwo środowiska paliwa spełniające wymagania dyrektyw Parlamentu Europejskiego i Rady 2003/17/ES oraz 98/70ES (tzw. normy Euro-2, 3, 4, 5). Przepisy techniczne określają minimalne dopuszczalne parametry chemiczne i fizyczne benzyn silnikowych i oleju napędowego (patrz. Tabela 2), a także termin zakończenia produkcji paliwa tej lub innej klasy środowiskowej.

Tabela 2. Minimalne dopuszczalne parametry chemiczno-fizyczne benzyn silnikowych i oleju napędowego

Wejście w życie wymagań przepisy techniczne, odpowiadający specyfikacjom Euro-4 i 5, obiektywnie stał się poważnym bodźcem do zwiększenia inwestycji w modernizację głównego procesy technologiczne Rosyjskie rafinerie.
Przejście rosyjskiego przemysłu rafineryjnego na produkcję przyjaznego dla środowiska paliwa samochodowego wymaga drastyczne zmiany w technologiach produkcyjnych o wysokich kosztach finansowych.

W celu zapewnienia fundamentalnej poprawy jakości benzyny samochodowe wymagane są następujące zadania:

• zmniejszenie zawartości związków siarki w składnikach benzyny do poziomu, przy którym możliwe jest wytwarzanie benzyn handlowych o zawartości siarki nie większej niż 50 (10) ppm;
• dearomatyzacja komponentów i ograniczenie zawartości węglowodorów olefinowych i aromatycznych (przede wszystkim benzenu) do norm Euro-3 i Euro-4;
• zastosowanie natleniaczy (alkoholi i eterów), detergentów oraz wielofunkcyjnych dodatków do benzyn.

W chwili obecnej zgodność z normami europejskimi dla paliw silnikowych prezentowana na Rynek rosyjski, wynika z zastosowania przez producentów specjalnego dodatku przeciwstukowego - eteru tert-butylowo-metylowego (MTBE). Dodatek ten jest również szeroko stosowany w krajach UE i ma pozytywny wpływ na silnik: tlen zawarty w MTBE zapewnia całkowite spalanie, a tym samym zmniejsza emisję CO i CH. Jednak zwiększona zawartość MTBE prowadzi do spadku mocy, wzrostu emisji tlenków azotu, a także przyspiesza proces korozji, dlatego zgodnie z normami europejskimi udział MTBE nie powinien przekraczać 15%. Ponadto MTBE jest kosztownym komponentem, a jego stosowanie negatywnie wpływa na charakterystyka ceny benzyna produkowana zgodnie z europejskimi normami - wzrost ceny w porównaniu do konwencjonalnej wysokooktanowa benzyna wynosi 10%.

Jeden z najodpowiedniejszych sposobów osiągnięcia jakości paliwa zgodnej z Normy europejskie jakość Euro-4, Euro-5 to budowa jednostek izomeryzacji. Zastosowanie technologii izomeryzacji w produkcji benzyny pozwala na zmniejszenie zużycia MTBE, co z kolei prowadzi do obniżenia kosztów, a tym samym ceny benzyny dla odbiorców końcowych.

Docelowym produktem węzła izomeryzacji jest izomerat, w którym nie ma benzenu i innych węglowodorów aromatycznych, olefin, siarki, azotu, metale ciężkie, a liczba oktanowa wynosi od 83 do 92 p. według metody badawczej, w zależności od schematów przebiegu procesu.

Izomeryzacja lekkich frakcji benzyny jest zatem obecnie jednym z najbardziej pożądanych procesów produkcji benzyny przyjaznej środowisku. Bogate doświadczenie przemysłowe zostało zgromadzone w stosowaniu różne technologie i schematy technologiczne. Ale ulepszanie katalizatorów i technologii trwa nieprzerwanie.

W XXI wieku coraz większą popularność zyskuje technologia izomeryzacji oparta na katalizatorach tlenków siarczanowych.

Informacje zawarte w tej sekcji są podane wyłącznie w celach informacyjnych i zostały skompilowane z różnych źródła literackie... Informacje o produktach i usługach NPP Neftekhim LLC można znaleźć w sekcjach „

Decydujący wpływ transportu na środowisko wymaga zwrócenia szczególnej uwagi na stosowanie nowych, przyjaznych środowisku paliw. Należą do nich przede wszystkim gaz skroplony lub sprężony.

W praktyce światowej jako paliwo silnikowe najczęściej stosuje się sprężony gaz ziemny zawierający co najmniej 85% metanu.

Stosowanie towarzyszącego gazu ropopochodnego jest mniej rozpowszechnione; który jest mieszaniną głównie propanu i butanu. Ta mieszanina może być ciekła w zwykłych temperaturach pod ciśnieniem do 1,6 MPa. Do zastąpienia 1 litra benzyny potrzeba 1,3 litra skroplonego gazu ziemnego, a jego efektywność ekonomiczna pod względem równoważnych kosztów paliwa jest 1,7 razy niższa niż w przypadku sprężonego gazu. Należy zauważyć, że gaz ziemny, w przeciwieństwie do gazu naftowego, nie jest toksyczny.

Z przeprowadzonej analizy wynika, że ​​zastosowanie gazu ogranicza emisję: tlenków węgla – 3-4-krotnie; tlenki azotu - 1,5-2 razy; węglowodory (z wyłączeniem metanu) - 3-5 razy; cząstki sadzy i dwutlenek siarki (dym) silników Diesla - 4-6 razy.

Podczas pracy na gazie ziemnym o współczynniku nadmiaru powietrza a = 1,1 emisje WWA powstające w silniku podczas spalania paliwa i smar(w tym benzo(a)piren) stanowią 10% emisji podczas jazdy na benzynie. Silniki na gaz ziemny już teraz spełniają wszystkie współczesne normy dotyczące zawartości składników gazowych i stałych w spalinach.

Na szczególną uwagę zasługują emisje węglowodorów, które ulegają fotochemicznemu utlenianiu w atmosferze pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (przyspieszonego w obecności NO x). Produkty tych reakcji utleniania tworzą tzw. smog. W silnikach benzynowych główną część emisji węglowodorów stanowią etan i etylen, aw silnikach gazowych metan. Wynika to z faktu, że ta część emisji z silników benzynowych powstaje w wyniku krakingu oparów benzyny w niepalnej części mieszaniny w wysokich temperaturach, a niepalny metan nie ulega przemianom w silnikach gazowych.

Węglowodory nienasycone, takie jak etylen, najłatwiej utleniają się pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Węglowodory nasycone, w tym metan, są bardziej stabilne, ponieważ wymagają twardszego (krótkofalowego) promieniowania do reakcji fotochemicznej. W widmie promieniowania słonecznego składnik inicjujący utlenianie metanu ma tak małą intensywność w porównaniu z inicjatorami utleniania innych węglowodorów, że praktycznie nie zachodzi utlenianie metanu. Dlatego w normach ograniczających emisję z samochodów w wielu krajach uwzględnia się węglowodory bez metanu, chociaż konwersję przeprowadza się dla metanu.

Tak więc pomimo tego, że ilość węglowodorów w spalinach silników wykorzystujących paliwo do silników gazowych okazuje się taka sama jak w silnikach benzynowych, a w gazowym oleju napędowym jest często wyższa, efekt zanieczyszczenia powietrza przez te składniki gazem paliwo jest kilka razy mniej niż w przypadku cieczy.

Należy również pamiętać, że przy stosowaniu paliwa gazowego żywotność silnika wzrasta - 1,4-1,8 razy; żywotność świec zapłonowych - 4 razy i olej silnikowy- 1,5-1,8 razy; przebieg remontowy - 1,5-2 razy. Zmniejsza to poziom hałasu o 3-8 dB i czas tankowania. Wszystko to zapewnia szybki zwrot kosztów konwersji pojazdów na paliwo NGV.

Uwagę specjalistów przykuwają kwestie bezpieczeństwa stosowania paliwa NGV. Na ogół wybuchowa mieszanina paliw gazowych z powietrzem powstaje w stężeniach 1,9-4,5 razy. Jednak pewne niebezpieczeństwo stwarzają wycieki gazu przez luźne połączenia. Pod tym względem najbardziej niebezpieczny jest gaz płynny, ponieważ gęstość jego par jest większa niż powietrza, a dla sprężonego powietrza jest mniejsza (odpowiednio 3: 1,5: 0,5). W konsekwencji nieszczelności sprężonego gazu po opuszczeniu nieszczelności unoszą się i ulatniają, a skroplony gaz – tworzą lokalne nagromadzenia i podobnie jak płynne produkty ropopochodne „wyciekają”, co po zapaleniu zwiększa ognisko pożaru.

Oprócz skroplonego lub sprężonego gazu wielu ekspertów przewiduje wspaniałą przyszłość ciekłego wodoru, jako prawie idealnego z punktu widzenia ochrony środowiska, paliwo silnikowe... Jeszcze kilkadziesiąt lat temu zastosowanie ciekłego wodoru jako paliwa wydawało się dość odległe. Ponadto tragiczna śmierć wypełnionego wodorem sterowca HindenburT w przededniu II wojny światowej tak nadszarpnęła publiczną reputację „paliwa przyszłości”, że na długo odsunęła go od jakichkolwiek poważnych projektów.

Szybki rozwój technologii kosmicznych ponownie zmusił do zwrócenia się w stronę wodoru, tym razem już płynnego, jako niemal idealnego paliwa do eksploracji i rozwoju kosmosu. Niemniej jednak złożone problemy inżynieryjne związane zarówno z właściwościami samego wodoru, jak i jego produkcją nie zniknęły. Jako paliwo do transportu wodór jest wygodniejszy i bezpieczniejszy w stosowaniu w postaci płynnej, gdzie w przeliczeniu na kilogram wartości opałowej przewyższa naftę 8,7 razy, a metan płynny 1,7 razy. Jednocześnie gęstość ciekłego wodoru jest mniejsza niż nafty o prawie rząd wielkości, co wymaga znacznie większych zbiorników. Ponadto wodór należy przechowywać pod ciśnieniem atmosferycznym w bardzo niskiej temperaturze 253 stopni Celsjusza. Stąd potrzeba odpowiedniej izolacji termicznej zbiorników, co pociąga za sobą również dodatkową wagę i objętość. Wysoka temperatura spalania wodoru prowadzi do powstania znacznej ilości szkodliwych dla środowiska tlenków azotu, jeśli czynnikiem utleniającym jest powietrze. I wreszcie znany problem z bezpieczeństwem. Nadal pozostaje poważna, choć obecnie powszechnie uważana jest za przesadzoną. Osobno należy powiedzieć o produkcji wodoru. Niemal jedynymi surowcami do produkcji wodoru są dziś te same paliwa kopalne: ropa naftowa, gaz i węgiel. Dlatego prawdziwy przełom w światowej bazie paliwowej opartej na wodorze można osiągnąć jedynie poprzez fundamentalną zmianę sposobu jego produkcji, gdy wyjściowym surowcem jest woda, a podstawowym źródłem energii jest Słońce lub siła padania woda. Wodór jest zasadniczo lepszy od wszystkich paliw kopalnych, w tym gazu ziemnego, pod względem odwracalności, czyli praktycznej niewyczerpalności. W przeciwieństwie do paliw wydobywanych z ziemi, które są bezpowrotnie tracone po spaleniu, wodór jest wydobywany z wody i spala się z powrotem do wody. Oczywiście, aby pozyskać wodór z wody, trzeba wydatkować energię, a znacznie więcej niż można wtedy zużyć podczas jej spalania. Ale to nie ma znaczenia, jeśli tak zwane źródła energii pierwotnej są z kolei niewyczerpalne i przyjazne dla środowiska.

Opracowywany jest również drugi projekt, w którym Słońce jest wykorzystywane jako źródło energii pierwotnej. Szacuje się, że na szerokościach geograficznych ± 30-40 stopni nasza gwiazda nagrzewa się około 2-3 razy bardziej niż w bardziej północnych szerokościach geograficznych. Wynika to nie tylko z wyższej pozycji Słońca na niebie, ale także z nieco mniejszej grubości atmosfery w tropikalnych rejonach Ziemi. Jednak prawie cała ta energia jest szybko rozpraszana i marnowana. Pozyskiwanie go za pomocą ciekłego wodoru jest najbardziej naturalnym sposobem gromadzenia energii słonecznej, a następnie jej dostarczania do północnych regionów planety. I to nie przypadek, że ośrodek badawczy zorganizowany w Stuttgarcie nosi charakterystyczną nazwę „Słoneczny wodór – źródło energii przyszłości”. Instalacje akumulujące światło słoneczne mają znajdować się na Saharze, zgodnie z określonym projektem. Skoncentrowane w ten sposób ciepło niebieskie będzie wykorzystywane do napędzania turbin parowych wytwarzających energię elektryczną. Dalsze powiązania schematu są takie same jak w wersji kanadyjskiej, z tą różnicą, że ciekły wodór dostarczany jest do Europy przez Morze Śródziemne. Jak widać, zasadnicze podobieństwo obu projektów polega na tym, że są one przyjazne dla środowiska na każdym etapie, w tym nawet w transporcie skroplonego gazu drogą wodną, ​​ponieważ tankowce znów działają na paliwo wodorowe. Już teraz tak znane na całym świecie niemieckie firmy jak Linde i Messergrisheim, zlokalizowane w rejonie Monachium, produkują wszystkie niezbędne urządzenia do pozyskiwania, skraplania i transportu ciekłego wodoru, z wyjątkiem pomp kriogenicznych. Ogromne doświadczenie w wykorzystaniu ciekłego wodoru w technice rakietowej i kosmicznej zgromadziła mieszcząca się w Monachium firma MBB, uczestnicząca w niemal wszystkich prestiżowych programach Zachodnia Europa o eksploracji kosmosu. Sprzęt badawczo-rozwojowy firmy w dziedzinie kriogeniki jest również używany w amerykańskich promach kosmicznych. Znane niemieckie linie lotnicze Deutsche Airbus opracowują pierwszy na świecie airbus na ciekły wodór. Poza względami środowiskowymi, stosowanie ciekłego wodoru w lotnictwie konwencjonalnym i naddźwiękowym jest preferowane z innych powodów. W ten sposób masa startowa samolotu zostaje zmniejszona o około 30%, przy wszystkich innych parametrach bez zmian. To z kolei pozwala na krótszy rozbieg i bardziej stromą krzywą startu. W efekcie zmniejsza się hałas – to plaga nowoczesnych lotnisk, często zlokalizowanych na gęsto zaludnionych obszarach. Możliwe jest również, że opór samolotu można zmniejszyć poprzez silne chłodzenie jego części nosowych, które spotykają się z przepływem powietrza.

Wszystko to pozwala stwierdzić, że przejście na paliwo wodorowe przede wszystkim w lotnictwie, a następnie w transport lądowy stanie się rzeczywistością już w pierwszych latach nowego stulecia. Do tego czasu udało się przezwyciężyć problemy techniczne, ostatecznie wyeliminować nieufność do wodoru jako nadmiernie niebezpiecznego paliwa i stworzyć niezbędną infrastrukturę.