- етанол [ правити | правити код ]
- метанол [ правити | правити код ]
- бутиловий спирт [ правити | правити код ]
- диметиловий ефір [ правити | правити код ]
open wikipedia design. 
Порівняння синтетичного палива і звичайного дизельного палива. Синтетичне паливо помітно чистіше через відсутність сірки і домішок
Синтетичне паливо - вуглеводневе паливо , Яке відрізняється від звичайного палива процесом виробництва, тобто, що отримується шляхом переробки вихідного матеріалу, який до переробки має невідповідні для споживача характеристики.
Як правило, цей термін відноситься до рідкого палива, отриманого з твердого палива ( вугілля , Тирси, сланців) або з газоподібного палива. Такі процеси, як, наприклад, процес Фішера - Тропша , Використовувалися державами, які не мають доступу до рідкого палива.
Під час Другої світової війни Німеччина в значній мірі, до 50% в окремі роки [1] , Задовольняла свої потреби в паливі за рахунок створення виробничих потужностей для переробки вугілля в рідке паливо. Як вважав «особистий архітектор Гітлера» Альберт Шпеєр , В технічному відношенні Німеччина зазнала поразки 12 травня 1944 року , Коли внаслідок масованих бомбардувань союзників було знищено 90% заводів, які виробляють синтетичне пальне [2] [3] .
Аналогічно цьому, Південна Африка з тими ж цілями створила підприємство Sasol Limited , Яке за часів апартеїду допомагало економіці цієї держави успішно функціонувати, незважаючи на міжнародні санкції .
В США компанії-виробники такого палива часто отримують державні субсидії і виробляють «синтетичне паливо» з суміші вугілля з біологічними відходами. Такі методи отримання державних субсидій піддаються критиці з боку « зелених », Як приклад зловживання особливостями податкової системи корпораціями. синтетичне дизельне паливо , Що отримується в Катарі з натурального газу , Відрізняється низьким вмістом сірки , Тому його додають до звичайного дизельного палива для зниження рівня сірки, що необхідно для маркетування дизпалива в тих штатах США, де існують особливо високі вимоги до його якості (наприклад, в Каліфорнії ).
Зараз використання технології Фішера - Тропша можливо лише при стійких нафтових цінах вище 50-55 дол. За барель. [4]
природні бітуми - це складова частина горючих копалин. Бітуми містять значно більше водню, ніж вугілля, тому виробництво рідкого палива з бітуму може бути набагато простіше і може коштувати значно менше, ніж виробництво рідкого палива методом Фішера - Тропша . горючі сланці - це корисна копалина з групи твердих каустобиолитов, що дає при сухий перегонці значна кількість смоли (близькою за складом до нафти). Бітумінозні піски Оріноко (Нафтоносні піски Оріноко) є депозитами нетрадиційної нафти у вигляді горючих сланців в районі річки Оріноко в Венесуелі, яка тече від венесуельсько-бразильського кордону і впадає в Атлантичний океан. бітумінозні піски Оріноко вважаються одним з двох найбільших родовищ нетрадиційної нафти (друге, Бітумінозні піски Атабаски , Розташоване в Канаді).
«За різними оцінками, в світових запасах сланцю міститься від 550 до 630 мільярдів тонн сланцевої смоли (штучної нафти), тобто в 4 рази більше, ніж всі розвідані запаси натуральної нафти»
Е. П. Волков, академік РАН. [5]
Останнім часом зростає роль спиртів як палива ( метанол - в паливних елементах , Етанол і суміші з ним - в двигунах внутрішнього згоряння).
етанол [ правити | правити код ]
етанол може використовуватися як паливо, в т. ч. для ракетних двигунів , Двигунів внутрішнього згоряння в чистому вигляді. Обмежено в силу своєї гігроскопічності (Відшаровується) використовується в суміші з класичними нафтовими рідкими паливами. Застосовується для вироблення високоякісного палива і компонента бензинів - Етил-трет-бутилового ефіру , Більш незалежного від викопної органіки, ніж МТБЕ .
Лідером у використанні біопалива є Бразилія , Що забезпечує 40% своїх потреб в паливі за рахунок спирту [7] , Завдяки високим врожаям цукрової тростини і низької вартості робочої сили. Біопаливо формально не призводить до викидів парникового газу: в атмосферу повертаються лише вуглекислий газ (СО2), вилучений з неї в ході фотосинтезу , І вода.
Однак різке зростання виробництва біопалива вимагає великих територій для посіву рослин. Ці території або розчищаються шляхом спалювання лісів (що призводить до величезних викидів вуглекислого газу в атмосферу), або віднімаються від фуражних і харчових культур (що призводить до зростання цін на продовольство). [8]
Крім того, вирощування сільськогосподарських культур вимагає великих витрат енергії. Для багатьох культур EROEI (Відношення отриманого до витраченої енергії) лише трохи перевищує одиницю або навіть нижче її. Так, у кукурудзи EROEI становить всього 1,5. Всупереч поширеній думці, це вірно не для всіх культур: так, у цукрового очерету коефіцієнт EROEI становить 8, у пальмового масла 9. [9]
Щорічно на нашій планеті утворюється близько 200 млрд т рослинної целюлозовмістні біомаси. біосинтез целюлози - самий великомасштабний синтез в минулому, сьогоденні і, по крайней мере, в найближчому майбутньому. Але в зв'язку з збільшуються потребами людства в ресурсах не можна точно стверджувати, що синтез целюлози буде наймасштабнішим і в майбутньому, наприклад, і через 50 років. Для порівняння: виробництво сталі в усьому світі на 2009 рік склало 1,3 млрд т, а світовий видобуток нафти на 2006 рік становила 3,8 млрд т на рік.
За орієнтовними оцінками, світові розвідані запаси нафти приблизно рівні запасам деревини на нашій планеті , проте ресурси нафти швидко виснажуються , В той час як в результаті природного приросту запаси деревини збільшуються. Значним резервом підвищення ресурсів деревної сировини є збільшення виходу цільових продуктів з деревини. Переробка біомаси рослинного сировини базується в основному на поєднанні хімічних і біохімічних процесів. гідроліз рослинної сировини - найбільш перспективний метод хімічної переробки деревини, так як в поєднанні з біотехнологічними процесами дозволяє отримувати мономери і синтетичні смоли , паливо для двигунів внутрішнього згоряння і різноманітні продукти для технічних цілей.
Загальне виробництво біопалива (біоетанолу та біодизеля) в 2005 році склало близько 40 млрд л.
У березні 2007 року японські вчені запропонували виробляти біопаливо з морських водоростей. [10]
На думку деяких вчених, масове використання двигунів на етанолі (не плутати з біодизелем) збільшить концентрацію озону в атмосфері, що може привести до зростання числа респіраторних захворювань і астми. [11]
метанол [ правити | правити код ]
Невеликі добавки метанолу можна використовувати в паливі існуючих транспортних засобів, додаючи інгібітори корозії. Так звана європейська директива якості палива (European Fuel Quality Directive) дозволяє використовувати до 3% метанолу з рівною кількістю присадок в бензині, що продається в Європі. Сьогодні в Китаї використовується понад 1 млрд галонів метанолу в рік в якості транспортного палива в сумішах низького рівня, використовуваних в існуючих транспортних засобах, а також високорівневі суміші в транспортних засобах, призначених для використання метанолу в якості палива. Крім застосування метанолу в якості альтернативи бензину , Існує технологія застосування метанолу для створення на його базі вугільної суспензії, яка в США має комерційне найменування « Метакол »(Methacoal [12] ). Таке паливо пропонується як альтернатива мазуту , Широко використовуваного для опалення будівель ( топковий мазут ). така суспензія , на відміну від водоуглеродного палива , Не вимагає спеціальних котлів і має більш високу енергоємність. З екологічної точки зору таке паливо має менший « вуглецевий слід », Ніж традиційні варіанти синтетичного палива, одержуваного з вугілля з використанням процесів, в яких частина вугілля спалюється під час виробництва рідкого палива.
бутиловий спирт [ правити | правити код ]
Може використовуватися в якості добавки до традиційних видів палива . Енергія бутанола близька до енергії бензину . Бутанол може використовуватися в паливних елементах як сировину для виробництва водню .
В 2007 році в Великобританії почалися продажі біобутанолу в якості добавки до бензину .
У деяких країнах третього світу дрова і деревне вугілля до сих пір є основним паливом, доступним населенню для опалення та приготування їжі (так живе близько половини світового населення) [13] . Це в багатьох випадках призводить до вирубки лесомассівов, що в свою чергу призводить до опустелювання і ерозії грунту. Одним із способів зменшення залежності населення від джерел деревини є впровадження технології брикетування відходів сільського господарства або побутового сміття в паливні брикети . Такі брикети отримують пресуванням кашки, отриманої змішуванням відходів з водою на нескладному важільному пресі з наступним сушінням. Така технологія, однак, дуже трудомістка і передбачає наявність джерела дешевої робочої сили. Менш примітивним варіантом отримання брикетів є використання для цього гідравлічних пресувальних машин.
Деякі газоподібні палива можна вважати варіантами синтетичного палива, хоча таке визначення може бути спірним, оскільки двигуни, що використовують таке паливо, потребують серйозної модифікації. Одним з широко обговорюваних варіантів зменшення вкладу автотранспортних засобів в накопичення вуглекислоти в атмосфері вважається використання водню в якості палива. Водневі двигуни не забруднюють навколишнє середовище і виділяють тільки водяна пара . У воднево-кисневих паливних елементах використовується водень для безпосереднього перетворення енергії хімічної реакції в електричну. Оскільки водень отримують або методами, які вимагають великої витрати електроенергії, або окисленням вуглеводневих палив, екологічні та, тим більше, економічні переваги такого палива досить спірні.
повна стаття воднева енергетика .
диметиловий ефір [ правити | правити код ]
Диметиловий ефір отримують дегідратацією метанолу при 300-400 ° C і 2-3 МПа в присутності гетерогенних каталізаторів - алюмосиликатов . Ступінь перетворення метанолу в диметиловий ефір - 60%, в цеоліти - майже 100%. Диметиловий ефір - екологічно чисте паливо без вмісту сірки , А викид оксидів азоту в вихлопних газах - на 90% менше, ніж у бензину . цетанове число диметилового дизеля більше 55, при тому що у класичного нафтового - від 38 до 53. Застосування диметилового ефіру не вимагає спеціальних фільтрів, але необхідна переробка систем живлення (установка газобалонного обладнання, коригування сумішоутворення) і запалювання двигуна. Без переробки можливе застосування на автомобілях з LPG-двигунами при 30% вмісті метанолу в паливі.
Теплота згоряння ДМЕ близько 30 МДж / кг, у класичних нафтових палив - близько 42 МДж / кг. Одна з особливостей застосування ДМЕ - його більш висока окислююча здатність (завдяки вмісту кисню), ніж у класичного палива.
У липні 2006 року Національна Комісія Розвитку і Реформ (NDRC) ( Китай ) Прийняла стандарт використання диметилового ефіру в якості палива . Китайський уряд буде підтримувати розвиток диметилового ефіру, як можливу альтернативу дизельного палива . У найближчі 5 років Китай планує виробляти 5-10 млн тонн диметилового ефіру в рік.
Автомобілі з двигунами, що працюють на диметиловому ефірі, розробляють KAMAZ , Volvo , Nissan і китайська компанія Shanghai Automotive.
- ↑ Peter W. Becker. The Role of Synthetic Fuel In World War II Germany, implications for today? (Англ.). Air University Review, July-August 1981. - «Still, between 1938 and 1943 року, synthetic fuel output underwent a respectable growth from 10 million barrels to 36 million. The percentage of synthetic fuels compared to the yield from all sources grew from 22 percent to more than 50 percent by 1943. ... At the peak of their synthetic fuel production in 1943 року, when half of their economy and their armed forces ran on synthetic fuel, the Germans produced 36,212,400 barrels of fuel a year ». Дата звернення 24 травня 2015.
- ↑ Ф. В. фон Меллентин. Броньований кулак вермахту. Смоленськ: «Русич», 1999. 528 с. ( «Мир в війнах») ISBN 5-8138-0088-3
- ↑ Як через брак нафти нацистська Німеччина програла Другу світову війну // Иносми.ру , Липень 2018
- ↑ Важливою проблемою при виробництві синтетичного палива є і високе споживання води, рівень якого становить від 5 до 7 галонів на кожен галон отриманого палива.
- ↑ УРОЧИСТЕ ВРУЧЕННЯ Президент Російської Федерації Дмитро МЕДВЕДЄВ ПРЕМІЙ «ГЛОБАЛЬНА ЕНЕРГІЯ». Е. П. Волков. , 2008, стор 10 [ неавторитетний джерело? ]
- ↑ Internal Combustion Engines, Edward F. Obert, 1973
- ↑ Комерційна біотехнологія | Спирт замість бензину: бразильський експеримент
- ↑ Від біопалива поки більше шкоди, ніж користі // Олексій Гіляров
- ↑ http://www.worldwatch.org/system/files/EBF008_1.pdf
- ↑ Морські водорості як біологічне паливо. 22 березня група японських вчених опублікувала деталі плану з масового виробництва етанолу з культивованих морських водоростей
- ↑ Авто@Mail.Ru
- ↑ Energy Citations Database (ECD) - - Document # 6329346
- ↑ YouTube - Fuel Briquettes
