Топливо 21 века
Резкий рост потребления углеводородного топлива на фоне высоких темпов снижения его запасов и ощутимых экологических последствий от его применения вызвал вполне обоснованную тенденцию в науке и технологии к поиску и освоению возобновляемых источников энергии. Результаты, достигнутые в Бразилии по переработке биомассы и перспективы выработки биодизельного топлива в США, оцениваемые в 30% и более от объемов традиционного дизельного топлива, говорят о возможностях этого подхода, заключающегося, прежде всего в том, что это возобновляемый источник энергии, а во вторых экологические последствия от его применения минимизированы. Достаточно указать на отсутствие серы, а также констатировать факт его биоразложения в почве в течение всего лишь 2-х месяцев. Так, как базовым сырьем для производства биодизеля являются продукты сельского хозяйства, то все страны имеют способность производить и управлять этим источником энергии, в противоположность добыче и продаже сырой нефти, где, по сути, только несколько стран управляют нефтерынком. Это может привести к уменьшению зависимости от стран экспортеров нефти, и активно развивать сельское хозяйство. Вместе с тем, несмотря на уже достаточно широкое распространение этого вида топлива в мире, объемы его производства остаются относительно незначительными. Одной из причин этого является себестоимость биодизельного топлива, превышающая аналогичную характеристику традиционного дизельного топлива. По этой причине государственные дотации на производство биодизельного топлива в Европе, впрочем, как и во всем мире дополняются широкомасштабными исследованиями и поиском путей его удешевления. Совсем недавно компании «Volkswagen AG» и «Archer Daniels Midland Company» объявили о заключении договора о совместной разработке и использо-вании биодизельного топлива для автомобильной промышленности. Этот договор является первым свидетельством того, что производитель автомобилей объединяет усилия с сельскохозяйственной компанией в целях разработки экологически чис-того возобновляемого топлива следующего поколения. Японская компания «Mitsui & Co.» в содружестве с немецкой группой «ThyssenKrupp AG» и рядом других фирм планирует производить в Южной Африке до 100 тыс. тонн в год альтернативного топлива. Продовольственная сельскохозяйственная организация Организации Объединенных Наций (FAO) хочет поддерживать развитие биодизеля в восточной европе. Для США такой подход к развитию биотоплива весьма привычный. Так, например, компания «Вест Сентрал Сой», отделение кооператива «Вест Сентрал» в штате Айова (США), владеет крупнейшим и оборудованным по последнему слову техники завод по производству биодизеля из сои. Соевый биодизель сгорает с меньшим количеством продуктов реакции, и его можно использовать в любом дизельном двигателе с незначительными модификациями, а то и без них. Он обла-дает хорошими смазывающими свойствами и обеспечивает одинаковую мощность и вращающий момент по сравнению с обычным дизельным топливом. Биодизельное топливо представляет собой смесь обычного дизельного топлива с естественными или возобновляемыми источниками энергии, такими как рапсовое или подсолнечное, пальмовое, соевое масло. Использование такого топлива, спо-собного приводить в действие обычные дизельные двигатели, является экологически безвредным и существенно уменьшает выброс в атмосферу окиси углерода и несгоревших твердых частиц. Высококачественное биодизельное топливо, являясь альтернативным возобновляемым источником энергии, может также уменьшить общую зависимость населения земного шара от ископаемого топлива. Для того чтобы получить высококачественное топливо, растительное масло подвергаются химической реакции с метанолом. В результате получают биодизельное топливо - сложные эфиры метила, такие как рапсовый эфир метила. Биодизельное топливо по своим техническим характеристикам сопоставимо с нефтяным дизельным топливом (таблица )
Таблица:
Показатель Биодизель на основе Дизельное топливо
рапсового масла
Плотность (15С), кг/л 0,878 0,835
Температура вспышки, С 111 81
Вязкость (40 С) мм2/с 4,3 3,1
Температура прокачивания, С - 12 -13 (зимнее) -8 (летнее)
Цетановое число 48 50
Содержание серы, % 0,002 0,04
Теплотворная способность, кДж/л 32,600 35,700
В 1994 г. бельгийская компания «VITO» активно включилась в процесс эксплуатационных исследований биодизельного топлива. Этот проект они осуществ-ляли вместе с бельгийской ассоциацией фермеров. В исследовании использовались 5 легковых автомобилей, которые работали только на биодизеле с рапса. В течение 2-х годичного использования биодизельного топлива в этих автомобилях (их пробег составил более 300000 км) никаких технических проблем обнаружено не было. Исследования показали, что эксплуатационные характеристики двигателя были чуть хуже, чем при использовании обычного дизельного топлива. Хотя многие водители этого не заметили. Вследствие более низкой теплотворной способности значение потребление биодизельного топлива было немного больше (приблизительно на 0,5 л на 100 км). Анализ моторного масла и диагностика двигателя пока¬зала, что не было какого дополнительного износа двигателя из-за применения биодизельного топлива. А в отношении к окружающей среде были только преимуще¬ства от применения альтернативного топлива. Измерения количества вредных примесей в атмосферу показали, что меньше вредных частиц (приблизительно на 30-70%) были выброшены в атмосферу, особенно в автомобилях, оборудованных катализатором. Выбросы СО, HC, NOx, CO2, были также существенно снижены. Биодизель не содержал серы, поэтому не было никаких вредных выбросов SO2. Теперь немного об экономической стороне биодизеля. Хотя не существовало ни¬какого дополнительного налогообложения на производство и продажу биодизельного топлива, его цена не была конкурентно способной. Стоимость биодизельного топлива при его производстве от 800 до 1000 тонн составляет 40-45 бельгийских франков за 1 л. При масштабном производстве его стоимость не будет превышать 30 бельгийских франков (стоимость обычного дизельного топлива составляла на период исследования 28-30 бельгийских франков. Испытания дизельного топлива из растительных масел в Австрии показали отличные результаты по эксплуатации двигателя и вредным выбросам в атмосферу. Для исследований использовались 5 автомобилей, из которых два легковых автомобиля и 3 грузовика. В качестве дизельного топлива использовалась смесь обычного дизельного топлива с биодизельным в разных концентрациях. Исследования проводились в разных условиях при городской езде, при езде в сельской местности и на трассе. Результаты исследования будут в продолжении.
