Применение горючих материалов на нефтяной основе в будущем времени приведет к дефициту топлива, таких как бензин и дизельное топливо, вследствие истощения мировых запасов нефти. Для предотвращения «остановки» транспортных средств предлагается применять альтернативные виды топлива на растительной основе (рапсовое, подсолнечное и льняное масла), которые возможно добывать путем использования пахотных земель.
Ключевые слова: горючие материалы, нефть, рапсовое масло, подсолнечное масло, льняное масло, дизельное топливо, транспортное средство.
В последние годы в большинстве стран мира решается задача поиска заменителей топлива нефтяного происхождения, запасы которого резко сокращаются, а потребности в топливе растут. Потребление углеводородных топлив в общем энергетическом балансе мира увеличивается, что ведет к поиску альтернативных источников горючего топлива.
Решение этой проблемы пытаются достичь путем сокращения потребления топлива автомобилями, за счет совершенствования рабочего цикла ДВС, но вряд ли может быть достигнуто. Это связано с тем, что известные способы улучшения экономичности, такие как совершенствование топливных систем, систем зажигания, управление процессом газообмена, применение наддува и рециркуляция отработавших газов были уже применены в различных двигателях внутреннего сгорания. Но данные улучшения недостаточно эффективны для кардинального решения проблемы, так как расход топлива уменьшается незначительно.
Растущий интерес к альтернативным видам топлива для легковых и грузовых автомобилей обусловлен следующими существенными выводами: альтернативные виды топлива дают меньше выбросов, усиливающих смог, загрязнение воздуха и глобальное потепление; большинство альтернативных видов топлива производится из неисчерпаемых запасов; использование альтернативных видов топлива позволяет любому государству повысить энергетическую независимость и безопасность.
В мире на данный момент примерно 900 млн. единиц автомобильной техники и приблизительно на 30 % состоит из грузовых автомобилей, а на 70 % — из легковых и автобусов. Ежегодный прирост автомобилей, с учетом вывода из эксплуатации устаревших и неработоспособных транспортных средств, составляет около 20 млн. Потребление горючего материала на нефтяной основе одним среднестатистическим автомобилем — 2,2 т/год. Таким образом, требуется 6–8 млрд. тонн нефти [2, с. 20–25].
По данным оценки британской компании “British Petroleum” мировые запасы нефти на 2014 год составляют 239,8 млрд. тонн [6].
Уже сейчас абсолютно ясно, что XXI век станет закатом нефтяной эпохи, так как наблюдается снижение темпов добычи нефти в ряде стран, включая Россию, и снижение ее рентабельности наблюдается уже сегодня. И это является основной причиной увеличения стоимости нефтепродуктов, как следствие, накладывает определенные ограничения на развитие экономик отдельных стран и мировой экономики в целом. Большой процент механической работы, которую использует человек в своей деятельности, вырабатывается двигателями внутреннего сгорания. Данный факт, заставляет задумываться о поиске альтернативного источника энергии, причем не нефтяного происхождения.
Еще сравнительно недавно аналитики делали вывод, что в ближайшее время растительные масла не смогут составить конкуренцию нефтепродуктам. Стоимость топлив на основе растительных масел и сейчас почти в 3 раза выше, чем нефтяных. Но возможность использования таких топлив интересен с экономической точки зрения только для стран, в избытке располагающих растительными маслами и поэтому в эру дизельных двигателей зависит от мировых рыночных цен на нефтепродукты. Ранее возможность широкого использования растительных масел в качестве дизельных топлив допускалась лишь в критических ситуациях. В настоящее время такой ситуацией становится угроза глобального экологического кризиса. Поэтому поиск альтернативного вида топлива становиться более актуальным с течением времени.
К примеру, для замены дизельного топлива могут быть использованы растительные масла. Наиболее перспективными, на данный момент, являются [1, с. 175; 3, с. 50–54; 4; 5]:
- Рапсовое масло.
Рапс, с экономической точки зрения, позволяет сохранить плодородие и рационально использовать пустующие земли. А также:
задерживает питательные вещества в почве и улучшает её структуру, хорошо перерабатывает органические удобрения.
самое распространенное растительное масло и наиболее устойчиво к влиянию низких температур.
не содержит соединений серы;
не токсично, не загрязняет грунтовые воды и водоемы (при утечках полностью разлагается в почве в течении трех недель);
рапсовое масло — самое безопасное горючее (точка воспламенения 325º С)
Преимущество отдается рапсовому маслу, полученному из рапсовых семян способом холодного прессования.
Для производства энергоносителей на базе рапсовых культур не нужны дополнительные субсидии. Ну, а при увеличении площади возделывания рапсовой культуры можно рассчитывать и на снижение цен, на масло у производителей.
- Подсолнечное масло.
В условиях современности привлекательным представляется использование в качестве топлива для ДВС подсолнечного масла. Это обусловлено тем, что это масло традиционно является наиболее распространенным растительным маслом: объем его производства составляет более 70 % от общего объема производства растительных масел. Подсолнечное масло может быть использовано в качестве топлива для дизелей, как в чистом виде, так и в виде смеси с дизельным топливом. Из масла получают метиловый эфир, который применяется как самостоятельное топливо или как биодобавка к дизельному топливу. Возможны и другие пути использования этого биотоплива. Но наиболее простым способом применения этого масла представляется работа дизеля на смесях дизельного топлива и подсолнечного масла. Эти два компонента хорошо смешиваются в любых пропорциях, образуя стабильные смеси. Подбором состава этих смесей можно обеспечить такие свойства, близкие к свойствам стандартного дизельного топлива.
- Льняное масло.
Жирнокислотный состав льняного масла несколько отличается от аналогичного состава наиболее распространенного подсолнечного масла. Так, если подсолнечное масло богато линолевой кислотой, то льняное масло — линоленовой кислотой, имеющей три ненасыщенные связи. В связи с этим льняное масло менее стабильно в окислительных процессах по сравнению с подсолнечным маслом. Низкая окислительная стабильность и высокая окисляемость льняного масла обусловливает его ограниченное время хранения. Если срок хранения подсолнечного нерафинированного масла составляет 38 недель, то у льняного нерафинированного масла — лишь 26 недель, однако просроченное льняное масло может быть использовано в качестве моторного топлива.
Поиском альтернативного вида топлива уже интересуются многие в особенности, предприятия, которые используют много механизированной энергии.
Важно отметить, что перечисленные выше источники топлива не используются в коммерческих целях, поскольку их эффективность невысока на данном этапе развития науки. Ученные утверждают, что ко второй половине 21 века около 30–40 % транспортных средств не будут использовать в качестве топлива нефтепродукты. Несомненно, в будущем альтернативное топливо получит распространение, но еще неизвестно какое, так как их преимущества и недостатки до конца не изучены. [7]
Специалисты все более смело и уверенно утверждают, что роль нефти в автомобильной промышленности постепенно будет уменьшаться. Поэтому серьезный технологический прорыв в области альтернативной энергии мы сможем увидеть только в середине века, а окончательно распрощаться с нефтью в конце этого столетия.
Литература:
- Топлива для современных и перспективных автомобилей: Учеб. пособие / С. В. Беляев, В. В. Беляев; ПетрГУ. — Петрозаводск, 2005 г. — 236 с.
- Ковалев В. Е., Гусев А. Л., Шалимов Ю. Н. Оптимизация процессов получения синтез-газа с позиции экономики. // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология», № 6, 2010 г.
- Марков В. А., Девянин С. Н.,. Шустер А. Ю, Работа транспортного дизеля на смесях дизельного топлива и подсолнечного масла / Известия Волгоградского государственного технического университета: межвуз. сб. науч. ст. № 7(55) / ВолгГТУ. — Волгоград, 2009 г. — 88 с.
4. Евдокимов А. Ю., Фукс И. Г. и др. (Государственная академия нефти и газа им. Губкина) Дизельные топлива… из растений? // Газета «Энергетика и промышленность России», № 3 (55) март 2005 г.
5. В. А. Марков, С. Н. Девянин, В. В. Маркова, Использование подсолнечного масла в качестве топлива для дизелей // «Транспорт на альтернативном топливе» № 5 (17) сентябрь 2010 г.
- BP Statistical Review of World Energy June 2015. http://www.bp.com/ statistical-review-of-world-energy-2015 (датаобращения 6.11.2015 г.).
- Альтернативные виды топлива для автомобилей. http://365cars.ru/alternativnyie-vidyi-topliva (дата обращения 6.11.2015 г.).
