Alternative umweltfreundliche Kraftstoffe für Autos. Lektion „Ökologische Eigenschaften von Kraftstoffen“ Umweltfreundliche Kraftstoffe

Eine grundlegend neue Richtung im Hinblick auf die Reduzierung der Auswirkungen des Verkehrs auf Umfeld ist die Umstellung auf umweltfreundliche Kraftstoffe. Derzeit gibt es mehrere gängige Arten alternativer, saubererer Kraftstoffe – Flüssiggas, Erdgas, Biodiesel, Wasserstoff usw.

Die Verwendung von Flüssiggas erfordert keine radikale Änderung des Fahrzeugdesigns, sondern lediglich seine Anpassung an den Einbau von Gasgeräten, sodass sowohl Benzin als auch Gas als Kraftstoff verwendet werden können. Flüssiggas ist ein umweltfreundlicherer Kraftstoff. Bei seiner Verwendung wird die Menge der Hauptschadstoffe in den Emissionen um das Zweifache oder mehr reduziert, der Verschleiß der Hauptteile der Zylinder-Kolben-Gruppe wird um das 1,5- bis 2-fache reduziert, die Lebensdauer des Motoröls wird länger und Die Kraftstoffkosten werden um das Zweifache reduziert. Die Umweltfreundlichkeit und Effizienz des Flüssiggasmotorbetriebs hängt von der im Fahrzeug verbauten Ausstattung ab. Gasinjektionssysteme sind am effizientesten.

Erdgas als Kraftstoff für Fahrzeuge wird in komprimierte, d. h. komprimiert (CNG) und verflüssigt (LNG). Komprimiertes Erdgas enthält als Hauptbestandteil Methan und geringe Mengen anderer Gase. Die Besonderheit von Methan besteht darin, dass wann normale Temperatur und selbst bei hohem Druck geht es nicht in einen verflüssigten Zustand über. Um über ausreichende Energiereserven zu verfügen, wird das komprimierte Gas in hochfesten Metallflaschen unter einem Druck von 200 MPa gespeichert. Die Zylinder haben eine große Masse. Der Kaloriengehalt von Erdgas ist 10-15 % niedriger als der Kaloriengehalt von Benzin, also beim Betrieb mit CNG die Leistung Benzinmotor sinkt um 18-20 %. Der Markt für in Betrieb befindliche Gasfahrzeuge wächst nur langsam und die Umweltleistung der verwendeten Gassysteme gewährleistet nicht die Einhaltung der Anforderungen moderner Toxizitätsstandards.

Hinsichtlich der technischen und wirtschaftlichen Effizienz ist Flüssigerdgas deutlich rentabler als CNG. Im verflüssigten Zustand hat Erdgas eine Temperatur von -160 °C; Um ihn in diesem Zustand zu halten, sind Kryotanks erforderlich. Durch die Verflüssigung von Erdgas verringert sich sein Volumen um etwa das 600-fache. Dies ermöglicht Ihnen Vorteile gegenüber der Verwendung von komprimiertem Erdgas: Reduzieren Sie das Gewicht der Gasausrüstung in einem Fahrzeug um das 3- bis 4-fache und das Volumen um das 1,5- bis 3-fache. Der Übergang zur Nutzung von LNG wird in unserem Land durch den Mangel an Infrastruktur zur Sicherstellung seiner Produktion erschwert. Laut einheimischen Experten ist der Einsatz von LNG der vielversprechendste Bereich für die Nutzung von Erdgas als Kraftstoff.

Der Einsatz von Gas in Transportfahrzeugen kann die Toxizität erheblich reduzieren: CO um das 3- bis 4-fache, NO v um das 1,2- bis 2,0-fache, C v H /y um das 1,2- bis 1,4-fache. Wenn ein Dieselmotor im Gas-Diesel-Zyklus arbeitet, verringert sich der Rauch im freien Beschleunigungsmodus um das 2- bis 4-fache, der Lärm nimmt um 8 bis 10 dB A ab, der Motor läuft leiser und ohne spezifischen Geruch.

Neben offensichtlichen Vorteilen hat Gaskraftstoff auch Nachteile: Bei Gasflaschen-Lkw erhöht sich im Vergleich zu Benzin-Lkw das Leergewicht um 400-600 kg, entsprechend verringert sich die Ladekapazität und die Reichweite verringert sich um fast die Hälfte. Zudem ist das Netz der Gastankstellen und Tankstellen schlecht ausgebaut.

Bei vielen Transportarten wird jedoch an der Verwendung von Gaskraftstoff gearbeitet größte Anwendung es wurde an einem Fahrzeug gefunden.

Biodieselkraftstoff ist alternative Ansicht Kraftstoff gewonnen aus Pflanzenöle. Der Rohstoff für die Herstellung von Biodieselkraftstoff können verschiedene Pflanzenöle (Raps, Soja, Erdnuss, Palme, Sonnenblumenöl usw.) sein Olivenöl sowie tierische Fette).

Biodieselkraftstoff kann in herkömmlichen Verbrennungsmotoren allein oder in Mischung mit Dieselkraftstoff verwendet werden, ohne dass Änderungen am Motordesign erforderlich sind. Biodiesel hat in etwa das gleiche Energiepotenzial wie mineralischer Dieselkraftstoff und bietet eine Reihe wesentlicher Vorteile: Er ist ungiftig, enthält praktisch keinen Schwefel und kein krebserregendes Benzol, zersetzt sich unter natürlichen Bedingungen und sorgt für eine deutliche Reduzierung schädlicher Emissionen in die Umwelt Atmosphäre beim Verbrennen.

Bei allen positiven Aspekten von Biokraftstoff ist jedoch zu beachten, dass der Anbau von Pflanzen, die als Bestandteile von Biodiesel dienen, äußerst negative Auswirkungen auf die Umwelt haben kann. Insbesondere ist auf dem europäischen Territorium eine langfristige Fruchtfolge bei steigendem Biodieselverbrauch nicht möglich. Infolgedessen kann es vorkommen, dass die Lösung des Problems der Reduzierung der Luftverschmutzung durch Abgase von Fahrzeugen andere Probleme verschärft – Bodendegradation, Nahrungsmittelproduktion, Aussterben verschiedene Arten Tiere.

Wasserstoff gilt als absolut umweltfreundlicher Alternativkraftstoff für Autos, bei dessen Verbrennung keine Schadstoffe, sondern lediglich Wasser entstehen. Wenn man bedenkt, dass der Schadstoffausstoß aus Autoabgasen in einer Metropole mehr als 90 % ausmachen kann, wird dieses Umweltproblem durch den Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff beseitigt.

Viele Automobilunternehmen auf der ganzen Welt versuchen, ihre Konstruktionen auf Wasserstoff als Kraftstoff umzustellen. Doch trotz der Umwelt- und Energievorteile von Wasserstoff befindet sich seine Verwendung als Fahrzeugkraftstoff aufgrund von Problemen im Zusammenhang mit der Lagerung und der wirtschaftlichen Rentabilität derzeit in der Versuchsphase.

Recycling oder Neutralisierung schädlicher Emissionen. Die Reduzierung der Schadstoffemissionen von Fahrzeugen wird derzeit durch die Ausstattung von Motoren mit Abgasneutralisations- und -reinigungssystemen erreicht. Bekannt sind flüssige, thermische, katalytische, kombinierte Neutralisatoren und Rußbeseitiger.

Das Funktionsprinzip flüssiger Neutralisatoren basiert auf der Auflösung oder chemischen Wechselwirkung toxischer Bestandteile von Abgasen, wenn diese durch eine Flüssigkeit einer bestimmten Zusammensetzung geleitet werden – Wasser, eine wässrige Lösung von Natriumsulfit, eine wässrige Lösung von Natron. Das Durchleiten von Dieselabgasen durch Wasser führt zu einer Geruchsreduzierung, Aldehyde werden mit einer Effizienz von 0,5 absorbiert und die Effizienz der Rußentfernung erreicht 0,6-0,8, während der Benzopyrengehalt leicht abnimmt.

Zu den Nachteilen flüssiger Neutralisatoren gehören großes Gewicht und große Abmessungen, die Notwendigkeit, die Arbeitslösung häufig zu wechseln, eine ineffektive CO-Reinigung und eine geringe Effizienz in Bezug auf NO r

Der thermische Neutralisator (Nachbrenner) ist eine Brennkammer, die sich im Abgastrakt des Motors befindet, um die Produkte einer unvollständigen Kraftstoffverbrennung nachzuverbrennen. Gleichzeitig sinken die Kohlenwasserstoffemissionen in den Abgasen um etwa das Zweifache und die Kohlenmonoxidemissionen um das Zwei- bis Dreifache. Zu den Umweltnachteilen thermischer Konverter gehört der erhöhte NO-Gehalt in den Abgasen.

In katalytischen Oxidationsneutralisatoren mit Katalysatoren aus Edelmetallen – Platin, Platin und Palladium, Platin und Rhodium – ist eine relativ hohe CO-Oxidationsrate und C x N y. Der Hauptnachteil dieses Katalysatortyps ist der starke Abrieb der teuren Oberfläche durch Ruß mit darauf adsorbierten abrasiven Partikeln ungelöster Metallsalze, was zu einer Verringerung der Effizienz und Lebensdauer des Gerätes führt.

Um die Umwelt umfassend vor Ruß- und Ascheemissionen zu schützen, die Toxizität von Abgasen und Fahrzeuglärm zu reduzieren, werden Filter-Neutralisatoren-Schalldämpfer eingesetzt, deren Arbeitselemente Produkte aus gegossener poröser Aluminiumlegierung sind.

• Siehe: Gaponov V.L., Badalyan L.Kh., Kurdyukov V.N., Kurenkova T.N. Moderne Methoden zur Reduzierung schädlicher Emissionen aus Fahrzeugabgasen.

Auf der ganzen Welt werden weiterhin fossile Brennstoffe als Energiequelle genutzt, die trotz jedes Jahr verbesserter Umweltbedingungen eine der Hauptursachen für die Verschmutzung durch ihre Abgase darstellen Umweltprobleme. Dies bringt Wissenschaftler und Ingenieure dazu, über die Möglichkeit nachzudenken, alternative Kraftstoffe als andere Energiequellen zu nutzen.

Es gibt viele solcher Entwicklungen, aber nicht viele Arten umweltfreundlicher Kraftstoffe werden in Serie eingesetzt.

Druckluftdruck

Der pneumatische Antrieb wurde nahezu gleichzeitig in Frankreich und Indien entwickelt. Heutzutage werden solche Autos bereits in Massenproduktion hergestellt. Zur Bewegung wird die durch Druckluft erzeugte Kraft genutzt. Ein solches Fahrzeug erreicht Geschwindigkeiten von bis zu 35 km/h (bei geringem Kraftstoffverbrauch bis zu 90 km/h). Der Druckluftverbrauch beträgt in Benzinäquivalenten etwa einen Liter pro 100 Kilometer.

Alkoholmotor

Ethanol bzw Ethanol- eine der häufigsten Arten alternativer Kraftstoffe. In den USA und Brasilien verkaufen etwa 32.000 Tankstellen Ethylkraftstoff. Mehr als 230 Millionen Fahrzeuge weltweit nutzen es. Der bei der Fermentation verschiedener Nutzpflanzen gewonnene Stoff liefert ausreichend Energie und die Verbrennungsprodukte schädigen die Umwelt nicht.

Energie aus Biodiesel oder Pflanzenöl

Die Konstruktion eines Dieselmotors selbst ist effizienter als die eines Benzinmotors. Und wenn man ihn mit Pflanzenöl befüllt, ist er auch noch umweltfreundlich. Die Rede ist von speziell verarbeitetem Öl. Mit einfachen Mitteln können Sie solchen Treibstoff auch zu Hause bekommen technologische Prozesse. Diese Technologie hat viele Vorteile: Das Design der Motoren bereits montierter Autos muss nicht geändert werden, für die Herstellung werden erneuerbare Ressourcen verwendet und die Abgase sind absolut umweltfreundlich.

Wasserstoffmotor

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurde ein Wasserstoffmotor entwickelt. Technologisch ist die Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor möglich, allerdings sinkt dann die Leistung um 60 – 82 %. Wenn Sie die notwendigen Änderungen am Zündsystem vornehmen, erhöht sich die Leistung im Gegenteil nur um 117 %, in diesem Fall führt eine Erhöhung des Stickoxidausstoßes zum Verbrennen der Kolben und Ventile und zur Reaktion Die Vermischung von Wasserstoff mit anderen Stoffen führt zu schnellem Motorverschleiß. Seine verbesserte Version könnte in Zukunft möglicherweise sogar Wasser als Treibstoff nutzen. Darüber hinaus ist Wasserstoff sehr flüchtig, was die Lagerung in flüssiger Form in einem BMW Wasserstoff-Kraftstofftank erschwert ( Auto im Bild) In nur einer Woche Nichtbenutzung verdunstet ein halber Tank Wasserstoff.

Elektromotor

Es gibt einen Motortyp, der überhaupt keine Abgase erzeugt – den Elektromotor. Die Geschichte der Technologie beginnt bereits im 19. Jahrhundert. Popularität Elektromotor Straßenbahnen und Oberleitungsbusse trugen zum städtischen Verkehr bei, aber in diesem Fall war der Transport ständig erforderlich elektrischer Strom in Form von Drähten. Das Elektroauto erlangte zu seiner Zeit nie große Popularität, obwohl es früher auf den Markt kam als das Auto mit Verbrennungsmotor. Heutzutage werden Elektroautos in Massenproduktion hergestellt, in Städten werden Elektrotankstellen dafür installiert und die Technologie erfreut sich zunehmender Beliebtheit.

Hybridauto

Besonders beliebt sind Hybridautos mit gleichzeitigem Einsatz eines Elektromotors und eines Verbrennungsmotors, die es ermöglichen, das Auto auch von dort aus zu fahren elektrische Ladung und aus konventionellem Kraftstoff. Hybridautos befreien die Atmosphäre natürlich nicht vollständig von schädlichen Emissionen, aber sie reduzieren die Menge an Abgasen und ermöglichen gleichzeitig erhebliche Kraftstoffeinsparungen und schlechtere Leistungsmerkmale.

Bisher haben wir die sogenannten primären Energieträger betrachtet, es gibt aber auch einen sekundären Energieträger – Wasserstoff, bei dessen Verbrennung Wasser entsteht, was zu der weit verbreiteten Vorstellung von Wasserstoff als umweltfreundlichem Kraftstoff geführt hat. In Wirklichkeit ist die Situation viel komplizierter. Wasserstoff selbst ist aus ökologischer Sicht tatsächlich relativ sauber. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass bei der Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff für Autos in den Motorzylindern eine sehr hohe Temperatur entsteht, bei der Luftstickstoff zu oxidieren beginnt und daher eine geringe Menge Stickoxide im Abgas vorhanden ist .

Schon bei der Herstellung von Wasserstoff entstehen die größten Umweltprobleme – schließlich fehlt Wasserstoff in reiner Form auf der Erde; er muss aus Wasser oder Kohlenwasserstoffen synthetisiert werden. Daraus folgt, dass zur Umsetzung einer schönen und verlockenden Idee namens „Wasserstoffenergie“ Wasserstoff gewonnen, also Energie aufgewendet werden muss. Darüber hinaus muss es auf wirtschaftlich sinnvolle Weise gewonnen werden, sodass die Kosten des Energieäquivalents dieses Energieträgers den Kosten herkömmlicher Energieträger und des Energieträgers, der zur Herstellung von Wasserstoff verwendet wurde, entsprechen.

Als erste und wichtigste Aufgabe der Wasserstoffenergie wird der Ersatz von Öl, Erdgas und Kohle durch Wasserstoff erklärt. Doch heute kennt die Welt keine Technologie, die allen Anforderungen dieser globalen Aufgabe gerecht wird. Alle heute bekannten Methoden zur Herstellung von Wasserstoff sind alles andere als perfekt: Erstens sind sie energieaufwendig, und zweitens geht die Herstellung von Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen mit der Freisetzung großer Mengen Kohlendioxid und anderer giftiger Stoffe einher. Und wenn nun der Beitrag von Kohlendioxid zum Anstieg der Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre noch relativ gering ist und nur Anlass zur Sorge gibt, dann wird die Umstellung auf Wasserstoffkraftstoff, der beispielsweise aus Methan gewonnen wird, dazu führen eine Verzehnfachung der Kohlendioxidemissionen.

Die Gewinnung von Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser unter Einsatz herkömmlicher Energiequellen muss naturgemäß abgelehnt werden, da dadurch etwas mehr Energie verbraucht wird als bei der Verbrennung von Wasserstoff. Daher wird intensiv an der Entwicklung von Materialien geforscht, die bei Sonneneinstrahlung Wasser spalten. Parallel dazu wird an der Schaffung von Halbleiter-Photovoltaikzellen für die Umwandlung gearbeitet Solarenergie in Elektrizität umgewandelt, die dann zur Elektrolyse von Wasser verwendet wird. Die Aussichten für diese Studien sind noch unklar, aber wenn sie erfolgreich sind, werden wir über die Entstehung einer neuen Industrie mit allen daraus resultierenden Konsequenzen sprechen. Umweltprobleme bei der Wasserstoffenergie werden auch bei der Entwicklung von Materialien für den Pipelinetransport von Wasserstoff auftreten – er ist explosiv, weist eine hohe Diffusionsmobilität auf (durchdringt leicht herkömmliche Strukturmaterialien), was bedeutet, dass Materialien und Technologien einer neuen Generation erforderlich sein werden, die wahrscheinlich nicht vorhanden sind umweltfreundlich.

Das Problem der Wasserstoffspeicherung ist noch lange nicht gelöst. Das US-Energieministerium hat Anforderungen an ein Material formuliert, das Wasserstoff ansammelt: Es muss bei Raumtemperatur mindestens 5,5 Gew.-% Wasserstoff enthalten, der Prozess der Wasserstoffsorption-Desorption muss bei einer Temperatur von nicht mehr als 120 °C reversibel sein, das System muss sicher sein und mindestens 5000 Entlade-/Ladezyklen lang betriebsbereit bleiben. Heutzutage gibt es kein einziges Material, das diese Anforderungen auch nur annähernd erfüllt. Sorptionsmittel, deren Wasserstoffabsorption auf physikalischer Adsorption beruht, sind aufgrund der Natur des Phänomens nicht in der Lage, diese Anforderungen zu erfüllen, da bei ihnen ein relativ hoher Adsorbatgehalt nur bei niedrigen Temperaturen (77 K) erreichbar ist. Im Gegensatz dazu sind bei Metallhydriden und intermetallischen Verbindungen mit hohem Wasserstoffgehalt hohe Temperaturen für deren Freisetzung und Bindung erforderlich. Dies erschwert nicht nur technische Lösungen bei der Umsetzung der Aufgabe, sondern erhöht auch die Gefahr der Nutzung des Gesamtsystems erheblich.

Auch hier kann man hoffen, dass das Problem der Speicherung und Akkumulation von Wasserstoff im Laufe der Zeit gelöst wird, aber man kann nicht mit der vollständigen Umweltsicherheit der entwickelten Industrietechnologien rechnen.

Die wissenschaftlichen und technischen Probleme der Wasserstoffenergie werden offenbar überwunden sein, obwohl dies nach verschiedenen Prognosen 10 bis 50 Jahre dauern wird, aber die Umweltprobleme werden auf jeden Fall bestehen bleiben. Über die Umweltfreundlichkeit der Wasserstoffenergie muss daher nicht gesprochen werden – Wasserstoffenergie ist nicht umweltfreundlich.

"Elektrische Autos- umweltfreundlicher Transport.“

Um Elektrofahrzeuge rankt sich ein weiterer äußerst hartnäckiger Mythos: Die Umstellung des Straßenverkehrs auf Elektroantrieb soll angeblich für eine saubere Atmosphäre sorgen. Versuchen wir zunächst herauszufinden, was passieren wird, wenn heute ein erheblicher Teil der Verbrennungsmotoren von Automobilen durch Elektromotoren ersetzt wird. Wie Sie wissen, emittieren Elektromotoren keine Emissionen in die Atmosphäre und haben zudem einen hohen Wirkungsgrad – über 90 %. Leider sind Batterien derzeit die einzige Energiequelle für Automobil-Elektromotoren. Sie müssen ständig aufgeladen werden und nutzen daher die Energie, die von bestehenden Kraftwerken erzeugt wird. Aber etwa 80 % des Stroms werden in Wärmekraftwerken erzeugt (Tabelle 1), wobei Öl, Gas oder Kohle als Brennstoffe verwendet werden – umweltschädliche Brennstoffe. Dies bedeutet, dass die Emissionen von Motoren durch etwa die gleiche Menge an Emissionen von Kraftwerken ersetzt werden, d. h. es kommt zu einer Verlagerung von Umweltproblemen von einem Bereich in einen anderen.

Das moderne Leben ist ohne den Einsatz von Verbrennungsmotoren nicht möglich. Der Mensch nutzt solche Motoren in Professionelle Aktivität und Alltag. Leider bringen sie nicht nur Gutes mit sich. Motorabgase von 700 Millionen Autos, Zehntausenden Schiffen, Flugzeugen, Diesellokomotiven und stationären Anlagen aller Art sind für 40 % der weltweiten Luftverschmutzung mit Schadstoffen verantwortlich

In Russland stiegen im Jahr 1998 alle Schadstoffemissionen in die Atmosphäre Fahrzeuge belief sich auf 13,2 Millionen Tonnen, davon mehr als 11,8 Millionen Tonnen durch den Straßentransport. Nach Angaben von Umweltschützern wird der Großteil (80 Prozent) der Schadstoffe durch den Straßenverkehr im Gebiet ausgestoßen Siedlungen. In mehr als 180 Städten übersteigt die Luftverschmutzung (aus allen Quellen) die maximal zulässigen Konzentrationen. IN letzten Jahren Die maximalen einmaligen Konzentrationen überstiegen 10 MPCs in 66 Städten. In 89 Städten wird die Luftverschmutzung als hoch oder sehr hoch eingestuft.

Parkplatz Russische Föderation zum 1. Januar 1999 betrug der Bestand 24,5 Millionen Einheiten. Davon 18,8 Millionen. Personenkraftwagen, 4,4 Millionen Lkw, rund 7.000.000 Spezialfahrzeuge und mehr als 620.000 Busse.

Generell weisen Experten auf die geringen Umwelteigenschaften der russischen Automobilflotte hin. Die überwiegende Mehrheit der Fahrzeuge entspricht zertifiziert den Anforderungen der UNECE-Regelungen, die in Europa vor 1992 galten. Durchschnittsalter Russlands Autoflotte hat eine Lebensdauer von mehr als 10 Jahren. Bis zu 10 Prozent der Autos sind älter als 20 Jahre und haben überhaupt keine Umweltzertifizierung durchlaufen. Mit einem Masseneintritt von Pkw, die die Euro-1-Anforderungen erfüllen, und Lkw, die die Euro-2-Anforderungen erfüllen, in den heimischen Markt ist frühestens im Jahr 2002 zu rechnen.

Der Einsatz von Katalysatoren ist sehr begrenzt und kann die Umweltverträglichkeit von Fahrzeugen nicht schnell verbessern. Die Hauptgründe dafür sind folgende: Die rechtlichen Grundlagen für die Kontrolle sind nicht entwickelt; Für solche Fahrzeuge gibt es keine gesetzlichen Anforderungen. Es gibt keine modernen Überwachungsgeräte und vor allem ist das Problem der flächendeckenden Versorgung von Kraftfahrzeugen mit bleifreiem Benzin nicht gelöst.

Die EU hat beschlossen, bis 2020 10 % ihrer Fahrzeuge auf Biokraftstoff umzustellen. Die Europäische Union hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2020 10 % ihrer Autos auf Biokraftstoff umzustellen. Dieser Beschluss wurde bei einem Treffen in Brüssel von den Energieministern von 27 EU-Ländern gebilligt. „Bis 2020 sollen in jedem EU-Land mindestens 10 % des Autokraftstoffs biologischen Ursprungs sein“, heißt es in der Resolution des EU-Energie- und Verkehrsrats. Die Rede ist von Kraftstoffen wie Alkoholen und Methan, die aus Biomasse hergestellt werden. In der Entschließung wird die Notwendigkeit betont, gesamteuropäische Maßnahmen zu ergreifen, um die Effizienz der Technologien zur Herstellung dieses Kraftstoffs zu verbessern und seine kommerziellen Möglichkeiten zu verbessern. Derzeit ist in Europa hergestellter Biokraftstoff im Durchschnitt 15–20 Mal teurer als herkömmlicher Kraftstoff.

Darüber hinaus forderten die Minister, den Anteil erneuerbarer Energiequellen am Gesamtenergieverbrauch Europas bis 2020 von heute 7 % auf 20 % zu erhöhen. Diese Vereinbarung ist jedoch nicht bindend. Großbritannien, Frankreich und Finnland sprachen sich gegen die Einführung einer strengen verbindlichen Norm für alle EU-Länder zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen aus. Unterdessen kündigte die britische Regierung bereits 2005 an, neue Regeln einführen zu wollen, wonach ab 2010 im Land verkaufter Benzin- und Dieselkraftstoff zu 5 % aus pflanzlichen Biokraftstoffen bestehen müsse. Biokraftstoffe machen derzeit 2 % des gesamten im Vereinigten Königreich verkauften Kraftstoffs aus. Benzin wird aus Ethanol aus brasilianischem Zuckerrohr hergestellt, während Diesel aus Raps und verarbeiteten Pflanzenölen hergestellt wird. Dieses Kraftstoffgemisch, das 5 % Biokraftstoff enthält, kann ohne Modifikation in allen Autos verwendet werden. Einige Automodelle, darunter der Saab 9-5 und der Ford Focus, sind für die Verwendung einer Kraftstoffmischung ausgelegt, die zu 80 % aus Biokraftstoff besteht.

Biodiesel ist ein Kraftstoff, der aus Pflanzenöl durch dessen chemische Umwandlung im sogenannten Umesterungsprozess gewonnen wird. In Europa wird es aus Sonnenblumen- und Rapsöl hergestellt, in den USA aus Sojaöl oder einer Rapsölsorte. Zwischen dem Öl und Alkohol, hauptsächlich Methylalkohol, findet eine chemische Reaktion statt, um die Viskosität zu verringern und das Öl zu reinigen. Durch diesen chemischen Prozess entsteht ein homogenes, stabiles und qualitativ hochwertiges Produkt: EMVH (Methylester pflanzlicher Öle), dessen Eigenschaften denen von Dieselölen ähneln. Vorteile von Biodiesel:

• 1. Biodiesel ist eine erneuerbare Energiequelle, die Lösung der Zukunft, um den Einsatz von Öl zu ersetzen
• 2. Die Verwendung von Biodiesel erfordert keinen Wechsel der kinematischen Kette; je nach Modell und Alter des Fahrzeugs wird lediglich ein Kraftstofffilter eingebaut.
• 3. Biodiesel hilft, die durch verursachte globale Erwärmung zu verhindern erhöhter Inhalt Kohlendioxid und Schwefel in der Atmosphäre: Im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren erhöht es den CO2-Anteil in der Atmosphäre nicht. Gültig für Lebenszyklus Die Anlage muss eine Menge Kohlendioxid aufnehmen, die der Menge an Emissionen beim Motorbetrieb entspricht.
• 4. Dem an Tankstellen in Europa verkauften Dieselkraftstoff wird bereits recht häufig Biodiesel zugesetzt, sein Anteil ist jedoch noch nicht hoch und variiert je nach verschiedene Länder. In Frankreich beispielsweise beträgt der Anteil etwa 1,5 %. Je nach Wunsch ist auch ein anderes Verhältnis möglich.
• 5. Ungiftig und vollständig biologisch abbaubar, entspricht es der europäischen Norm EN 14214.

Der Hauptanwärter auf den Titel „Kraftstoff der Zukunft“ ist Wasserstoff, dessen Reserven im Motor praktisch unbegrenzt sind und der Verbrennungsprozess im Motor durch hohe Energie- und Umweltperfektion gekennzeichnet ist. Zur Herstellung von Wasserstoff können verschiedene thermochemische, biochemische oder elektrochemische Verfahren unter Einsatz umweltfreundlicher Sonnenenergie eingesetzt werden. In unserem Land und im Ausland sind bereits Versuchsfahrzeuge entstanden, die Wasserstoff in flüssiger Form oder als Teil fester Metallhydrate, als Hauptkraftstoff oder gemischt mit Benzin nutzen.

Die Vorteile von Wasserstoff als Fahrzeugkraftstoff sind unbestreitbar. Sein Heizwert ist dreimal höher als der von Benzin und Verbrennungsprodukte enthalten eine harmlose Komponente – Wasserdampf. Vor mehr als einem halben Jahrhundert entwickelte und brachte Professor A. Orlin von der Moskauer Höheren Technischen Schule erstmals einen Wasserstoffvergasermotor auf den Markt.

Derzeit ist der Produktionsbedarf an Wasserstoff, der für die Herstellung von Ammoniak, Methylalkohol und Kunststoffen benötigt wird, sehr gering.

Die Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff für Motoren erfordert eine deutliche Steigerung seiner Produktion. Dies ist eines der Haupthindernisse für den breiten Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff.

Die einzige Ausnahme wäre ein Elektroautomotor. An seiner Entstehung arbeiten die größten Automobilhersteller der Welt, vor allem Japan.

Die Stromquelle in Elektrofahrzeugen sind derzeit Bleibatterien. Ohne Aufladen bieten solche Fahrzeuge eine Reichweite von bis zu 50–60 km (Höchstgeschwindigkeit 70 km/h, Tragfähigkeit 500 kg), was den Einsatz als Taxi oder für den technologischen Transport kleiner Sendungen innerhalb der Stadt ermöglicht Die Herstellung und Nutzung von Elektrofahrzeugen erfordert die Schaffung von Ladestationen mit Batterien, die alle erforderlichen technischen und wirtschaftlichen Anforderungen erfüllen.

Experten gehen davon aus, dass Brennstoffzellenbatterien die energiesparendste und effizienteste Energiequelle für Elektrofahrzeuge sind. Solche Elemente haben viele Vorteile, vor allem einen hohen Wirkungsgrad, der in realen Installationen 60-70 % erreicht; Sie müssen nicht wie Batterien aufgeladen werden; es reicht aus, den Reagenzienvorrat aufzufüllen. Am vielversprechendsten ist der elektrochemische Wasserstoff-Luft-Generator (ECG), bei dem das Reaktionsprodukt während der Erzeugung erzeugt wird elektrische Energie ist chemisch reines Wasser. Der Hauptnachteil von ECH sind heute die hohen Kosten.

Die Orangenhaine von Valencia könnten bald zum Treibstofflieferanten für spanische Autos werden. Neue Technologie wird die Herstellung von Biokraftstoff aus Fruchtschalen ermöglichen. Mit Zitrusfrüchten betriebene Autos belasten die Umwelt nicht.

Die Menschheit nähert sich zu langsam, aber immer noch der Einsicht, dass es notwendig ist, den materiellen Konsum neben anderen Quellen persönlicher Identifikation, wie z Sachwerte wie Familie, Freundschaft, Kommunikation mit anderen Menschen, persönliche Entwicklung; dass man endlich im Einklang mit den Möglichkeiten der Erde leben sollte.

Die Lösung dieses speziellen Problems entscheidet in erster Linie darüber, ob wir die Biosphäre der Erde erhalten.

Es wäre gut, wenn die Menschen sich an das Gehen und Radfahren gewöhnen würden. Meiner Meinung nach, öffentliche Verkehrsmittel sollte so sein, dass die Menschen es häufiger nutzen möchten als ihr eigenes Auto. Denn die Zunahme des Verkehrs verursacht enorme Schäden an der unschätzbaren Gesundheit von Mensch und Umwelt. Ich würde gerne einige LKW-Routen ändern, um die Umweltsituation ein wenig zu verbessern. Autoabgase sind eine echte Katastrophe. Kümmern wir uns also um unseren Planeten und schützen ihn als das Kostbarste, was wir haben – das Leben!

Abgase rund um Benzin

Es ist bekannt, dass alle Kohlenwasserstoffbrennstoffe mehr oder weniger umweltgefährdend sind. Flüssige Raketentreibstoffe stellen die größte Umweltgefährdung dar, Kohlen die geringste. Die Umweltgefährdung durch Kohlenwasserstoffkraftstoffe beruht auf der Freisetzung giftiger und schädlicher Chemikalien, Verbindungen und Elemente, die gefährliche Umweltschadstoffe darstellen.

Beim Lagern, Transportieren und Pumpen werden aus Kraftstoff umweltgefährdende Bestandteile freigesetzt. In diesen Phasen der Kraftstoffnutzung können neben gasförmigen Kohlenwasserstoffen (z. B. Ethan und Methan) Kraftstoffschadstoffe durch den Kraftstoff selbst, mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtes Wasser, Kraftstoffschlamm, Kohlenstaub und andere entstehen. Diese Schadstoffe gelangen durch Lecks, Undichtigkeiten, Verschüttungen, Unfälle usw. in die Umwelt.

Bei der direkten Verbrennung von Kraftstoff entstehen neue umweltgefährdende gasförmige, flüssige und feste Schadstoffe, bei denen es sich um Derivate handelt chemische Elemente, Verbindungen und Substanzen, die sowohl im ursprünglichen Brennstoff als auch in der atmosphärischen Luft enthalten sind, die in die Verbrennung gelangt. Chemische Elemente, Verbindungen und Stoffe von Kraftstoff und Luft interagieren miteinander und werden nach bestimmten thermischen Umwandlungen als Verbrennungsprodukte in die Umwelt freigesetzt.

Was ist umweltfreundlicher Kraftstoff?

Für Kraftstoff als Produkt sozialer Arbeit ist die Umweltsauberkeit eine komplexe integrierte Eigenschaft, die sich bei Lagerung, Transport, Pumpen und direkt während des Verbrennungsprozesses manifestiert.

Unter der Eigenschaft „ökologische Sauberkeit“ von Kraftstoffen ist nach Ansicht der Autoren ein Zustand des Kraftstoffs zu verstehen, in dem er in allen Phasen seines Lebenszyklus nicht oder nur ein akzeptables Mindestmaß aufweist negative Auswirkung belastet die Umwelt und stellt keine Gefahr für das Leben und die Existenz von Menschen, Tieren und Pflanzen dar.

Komplex und komplex diese Liegenschaft Kraftstoff ist darauf zurückzuführen, dass bestimmte Nutzungsbedingungen wie Lagerung, Transport und Pumpen bestimmte Schadstoffe in die Umwelt freisetzen, während bei der Verbrennung von Kraftstoff andere Schadstoffe entstehen und freigesetzt werden. In diesem Zusammenhang sollte die Umweltsauberkeit des Kraftstoffs grundsätzlich als zwei miteinander verbundene Komponenten betrachtet werden: vor und während der Verbrennung, wobei letztere Komponente wichtiger ist.

Schauen wir uns GOSTs und TUs an

Derzeit verfügt die Russische Föderation über eine große Anzahl von GOSTs und Spezifikationen für Kohlenwasserstoffgase, Erdölbrennstoffe und Kohle. Es sei daran erinnert, dass es sich bei GOST um ein staatliches Regulierungsdokument für Produkte handelt, dessen Einhaltung für alle Unternehmen im Land verpflichtend ist. GOSTs wurden für alle Branchen erstellt Industrieunternehmen, wodurch ihre technische Basis und technologische Ausstattung und damit die Qualität ihrer Produkte auf das gleiche Niveau gebracht werden.

Seit 2000 statt neu staatliche Standards technische Spezifikationen werden herausgegeben. Im Gegensatz zu GOST handelt es sich bei technischen Spezifikationen um ein Regulierungsdokument für Produkte für ein oder mehrere Unternehmen, das unter Berücksichtigung ihrer technischen Basis und technologischen Ausstattung entwickelt wird. Da die Basis und Ausstattung auch bei Unternehmen mit einem Profil unterschiedlich ist, unterscheiden sich die technischen Voraussetzungen für dasselbe Produkt und damit auch seine Qualität.

Eine Analyse der Regulierungsdokumente, die die Qualität von Kohlenwasserstoffkraftstoffen definieren, zeigt, dass keines von ihnen Informationen über eine Kraftstoffeigenschaft wie „ökologische Sauberkeit“ enthält und daher ihr numerischer Wert (d. h. Indikator) nicht standardisiert ist. Der Fairness halber sei darauf hingewiesen, dass es einige indirekte Indikatoren gibt, anhand derer man die Umweltsauberkeit des dabei verwendeten Kraftstoffs beurteilen kann Regulierungsdokumente sind noch vorhanden. Für Kohlenwasserstoffkraftstoffe ist dies daher angegeben chemische Zusammensetzung brennbarer Teil, und der Gehalt an schädlichen Verunreinigungen und mineralischen Einschlüssen in ihnen ist standardisiert. Derzeit ist der Gehalt an Schwefelwasserstoff (H 2 S) und Stickstoff (N 2) für Gasbrennstoffe standardisiert; für flüssige Erdölkraftstoffe - Schwefel (S 2), Kohlenstoff (C), Vanadium (V), Säuren und Laugen, außerdem für Benzin - Mangan (Mn) und Blei (Pb) und für Kohle - schädliche Bestandteile im Mineral Teil .

Es liegt auf der Hand, dass bestehende GOSTs und technische Spezifikationen unter Berücksichtigung der tatsächlichen Umweltsituation angepasst werden müssen, deren Verschlechterung durch einen stetigen Anstieg des Volumens des Kohlenwasserstoff-Kraftstoffverbrauchs und damit eine Zunahme der Schadstoffmenge begünstigt wird Emissionen.

Was hat die Oktanzahl damit zu tun?

Es ist bekannt, dass in der Russischen Föderation ab Januar 2009 ein Bundesgesetz in Kraft treten soll, das Bürger, die Autos mit Vergaser- und Einspritzmotoren besitzen, dazu verpflichtet, Benzin mit einer Oktanzahl von mindestens 95 (AI-95) zu verwenden ). Dieses Gesetz der Russischen Föderation wird in den Medien umfassend beworben und unsere Bürger sind der Meinung, dass AI-95-Benzin ein umweltfreundlicherer Autokraftstoff ist als die heute verwendeten AI-80- oder AI-92-Benzine.

Es ist zu beachten, dass die Oktanzahl von Motorenbenzin nur ein quantitatives Merkmal für die Detonationsbeständigkeit (spontane Explosion) von in Verbrennungsmotoren verwendeten Kraftstoffen ist. Die Oktanzahl ist für leichte Kohlenwasserstoffkraftstoffe mit einem Siedepunkt von +300 °C bis +230 0 °C genormt, also für Benzin. Ein ähnlicher Indikator für Kraftstoffe mit mittlerem Kohlenwasserstoffgehalt (Diesel und Motoren) mit einem Siedepunkt von +2500 °C bis +360 0 °C ist die Cetanzahl, die die Fähigkeit dieses Kraftstofftyps zur Selbstentzündung widerspiegelt.

Die Oktanzahl und Cetanzahl leichter Kraftstoffe charakterisieren lediglich die Art der Flammenausbreitung (explosiv oder gleichmäßig kontinuierlich) während einer Verbrennungskettenreaktion und nicht den Mechanismus oder die Qualität dieses Prozesses. In diesem Zusammenhang können die Oktanzahl von Benzin und die Cetanzahl von Dieselkraftstoff nicht zur objektiven Beurteilung der Umweltsauberkeit dieser Arten von Kohlenwasserstoffkraftstoffen herangezogen werden.

Vielleicht wurde dieses Versehen von den Entwicklern gemacht Bundesgesetz aufgrund des Mangels an Beratern – Spezialisten für Kraftstoffaufbereitung und Kraftstoffverbrauch.

So bewerten Sie die Umweltsauberkeit

Der Gehalt an einzelnen Verunreinigungen und mineralischen Einschlüssen von Kohlenwasserstoffkraftstoffen, die sich in ihren Zahlenwerten in aktuellen Regulierungsdokumenten widerspiegeln, kann die Umweltsauberkeit des Kraftstoffs nicht vollständig charakterisieren. Für eine vorläufige Beurteilung der Umweltsauberkeit des Kraftstoffs können jedoch die Zahlenwerte der Indikatoren der im brennbaren Teil des Kraftstoffs enthaltenen chemischen Elemente herangezogen werden. Weist der Kraftstoff einen höheren Wasserstoffanteil (H2) auf oder liegt in seinem brennbaren Teil gebundener Sauerstoff (O2) vor, beispielsweise wie bei Biokraftstoff, ist dieser Kraftstoff umweltfreundlicher. Eine objektive Beurteilung der Umweltreinheit eines bestimmten Brennstofftyps kann nur auf der Grundlage der Ergebnisse qualitativer und quantitativer Analysen der Rauchgase (Abgase) während seiner Verbrennung sowie der Analyse des Ascheanteils des Brennstoffs nach seiner Verbrennung erfolgen Verbrennung. Von größter Bedeutung sind natürlich die Ergebnisse der Analysen von Rauch, Abgasen und anderen Gasen, die bei der Kraftstoffverbrennung entstehen, da diese den größten negativen Einfluss auf die natürliche Umwelt haben und große Gebiete betreffen.

Es liegt auf der Hand, dass es für eine objektive Bewertung einer so wichtigen Eigenschaft von Kraftstoffen wie der Umweltsauberkeit noch notwendig ist, ein Kriterium, also eine Regel, zu entwickeln, nach der sich dieser Indikator ändert. Nach Ansicht der Autoren sollte dieses Kriterium eine additive Faltung der umweltschädlichsten Komponenten sein, beispielsweise CO, CO 2, H 2 S, NO x, N 2, S 2, S x O y, C x H y, Ruß usw. ., deren quantitative Rangfolge in den Verbrennungsprodukten eines bestimmten Brennstoffs durch den numerischen Wert des Signifikanzkoeffizienten widergespiegelt werden kann, der dem Anteil jeder Komponente an der Zusammensetzung der Rauchgase entspricht. Das vorgestellte Kriterium ist objektiv, da es durch die Qualität der Verbrennungskettenreaktion quantitativ den Mechanismus der Entstehung schädlicher Emissionen widerspiegelt. Der numerische Wert des Indikators für die Umweltsauberkeit des Kraftstoffs sollte im Bereich von 0 bis 1,0 liegen, während der Kraftstoff umweltfreundlich ist, wenn der Indikator nahe bei 0 liegt, bzw. umweltgefährdend bei 1,0.

Was ist im Ausland?

In den Ländern Westeuropas, Nordamerikas und Japans begann man Anfang der 60er Jahre des letzten Jahrhunderts mit der Lösung von Umweltproblemen, auch im Zusammenhang mit der Verwendung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen. In der Anfangsphase wurde versucht, die Umweltsituation allein durch die Umsetzung behördlicher Maßnahmen zu verbessern. Nämlich durch die Einführung und Verschärfung der Umweltgesetzgebung, die Einführung und Erhöhung von Bußgeldern für Umweltverschmutzung, die Begrenzung der Anzahl und die Regelung der Betriebsstunden von Schadstoffquellen, einschließlich Fahrzeugen, das Verbot der Verwendung bestimmter Produkte usw. usw. Allerdings wird versucht, eine Lösung zu finden Umweltprobleme allein durch administrative Maßnahmen scheiterten.

Und nur 30 Jahre später, Mitte der 1990er Jahre, wurden die oben vorgestellten komplexen Maßnahmen umgesetzt, darunter die Modernisierung der technologischen Basis von Ölraffinerien und die Verbesserung von Automobilmotoren und deren Kraftstoffsystemen, woraufhin es in den Kraftstoffmarkt eintrat wirtschaftlich entwickelten Ländern als kommerzieller Kraftstoff. Trotz der positiven Trends bei der qualitativen Verbesserung der natürlichen Umwelt in den entwickelten Ländern der Welt ist das Problem der Umweltverschmutzung, einschließlich der Verbrennungsprodukte von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, heute nicht vollständig beseitigt und erfordert weitere Lösungen.

Statt Schlussfolgerungen

Den Autoren zufolge sollen umweltfreundlichere Produkte der Sozialarbeit günstiger sein als ihre weniger umweltfreundlichen Gegenstücke. Dies gilt uneingeschränkt für alle Arten von Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen. Der Staat ist verpflichtet, einen Teil der Kosten zu tragen, die mit der Erhöhung der Umweltreinheit von Kraftstoffen verbunden sind, da der Einsatz umweltgefährdender Kraftstoffe durch die Beeinträchtigung der Qualität ihres natürlichen Lebensraums enorme Schäden an der Flora, Fauna und Gesundheit der Bürger verursacht. Andernfalls drohen dem Staat zusätzliche Kosten für Umweltschutzmaßnahmen und Gesundheitsfürsorge, die den Gewinn aus dem Verkauf umweltfreundlicher Kraftstoffe deutlich übersteigen.