49_raps1_
Рапсовое поле Рапсовое поле
Наши исследователи тоже не лыком шиты и не теряют времени даром. Ученые из Иркутского национального исследовательского технического университета и Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН наглядно доказали, что можно не только сжигать солярку на полях во время посевной и уборочной, но и превратить зеленые нивы в возобновляемые экологически чистые источники биодизтоплива. В ходе экспериментов ученые сделали ставку на выращивание масличных растительных культур как наиболее подходящих, по их мнению, для производства биологического горючего. Горчица, рапс, масличная редька, крамбе, сурепица и рыжик — все эти растения (а точнее, масла, извлеченные из них) в скором времени могут превратиться в горючее, на котором поедут российские автомобили. По предварительным оценкам, стоимость такого топлива составит не больше 20 руб. за литр. Теперь дело за предпринимателями, которые смогут воплотить это изобретение в жизнь.
***
Многие страны могут похвастаться своими разработками альтернативного топлива. Так, в Латвии научились производить бутанол из борщевика, злостного и к тому же ядовитого сорняка, доставляющего массу проблем жителям сельской местности. Уникальность созданной латышскими учеными установки в том, что для расщепления биомассы они применяют не химические вещества, а энзимы, извлеченные из грибов. Во Вьетнаме придумали, как делать горючее из скорлупы кокосовых орехов. А еще можно вырабатывать топливо из водорослей, древесной щепы, отработанного пищевого масла, бытового мусора и много чего еще. Так что в случае истощения нефтяных запасов топливный коллапс человечеству точно не грозит.
Конец эры бензина: что будем заливать в баки в будущем — шесть альтернатив
Текущие официальные определения
Все официальные определения не совпадают.
Определение в Европейском Союзе
В Европейском союзе альтернативное топливо определяется Директивой 2014/94 / EU Европейского парламента и Совета от 22 октября 2014 года о развертывании инфраструктуры альтернативных видов топлива.
Определение в Канаде
В Канаде с 1996 года Закон об альтернативных видах топлива SOR / 96-453 Закон об альтернативных видах топлива определяет альтернативные виды топлива:
Китай
В Китае автомобили, работающие на альтернативном топливе, должны соответствовать техническим требованиям для местного производства автомобилей, работающих на альтернативном топливе: они должны иметь срок годности более 100 000 км, а полная зарядка должна занимать менее семи часов. До 80% заряда должно быть доступно менее чем за 30 минут зарядки. Кроме того, чисто электрические транспортные средства должны потреблять менее 0,16 кВтч / км электроэнергии.
Электричество
Автомобили с электродвигателями традиционно считаются транспортным средством будущего. Это вполне объяснимо, ведь такие моторы относительно просты, им не нужна трансмиссия, у них отличная моментная характеристика, а главное — они бесшумны и не выбрасывают вредных веществ. За последние годы появилось множество электромобилей, которые обозначили заметный прогресс в этой области: двигатели прибавляют в мощности, становясь при этом более компактными. Их даже удается разместить в колесах автомобиля, как сделано, например, в Mitsubishi Lancer Evolution MIEV.
Основным же препятствием на пути распространения электромобилей по-прежнему остается недостаточная емкость источников электроэнергии. Даже лучшие литий-ионные батареи обладает плотностью энергии всего в 150 Вт X ч/кг, в то время как у водорода этот показатель равен 11000 ВтXч/кг, а у бензина — 12000 ВтXч/кг! Поэтому дальность поездки электромобилей едва превышает 300 км, что, возможно, и не было бы столь удручающим фактом, если бы не длительный процесс зарядки — как минимум несколько часов.
 |
Каких-то технических прорывов в области сохранения энергии пока не предвидится, а потому разработчики вынуждены искать способы генерации электрического тока на борту автомобиля. Самый простой способ – привод генератора от небольшого бензинового или дизельного двигателя. И хотя такой вариант не безупречен с точки зрения экологии, тем не менее от работающего в постоянном режиме мотора можно добиться очень неплохих показателей токсичности выхлопа, что и продемонстрировал созданный по такой схеме Chevrolet Volt.
Более перспективным генератором тока считаются так называемые топливные элементы, в которых водород соединяется без горения с кислородом в молекулы воды с получением тепла и электрического тока. Однако пришедшие из космической промышленности эти элементы пока слишком дороги для автомобилей, да и с хранением и получением водорода возникают уже упомянутые сложности. Так что за рамки отдельных концепт-каров эта технология пока вышла.
Газомоторное топливо
Оптимальным во всех отношениях вариантом для замещения бензина и дизельного топлива сегодня является газомоторное топливо. Это экономный и экологически чистый вид горючего, широко распространённый во всём мире. В России среди других видов альтернативного моторного топлива чаще встречаются сжиженный углеводородный газ и компримированный природный газ. Потребление газа в виде топлива для автомобилей постоянно увеличивается, поскольку этому благоприятствуют большие запасы ресурса, активное развитие газозаправочной инфраструктуры и сравнительно низкая стоимость. Городские власти экономят внушительные суммы, переводя пассажирский транспорт и коммунальную технику на газомоторное топливо.
Сети заправок стремительно растут, а в ближайшие годы планируется существенное расширение инфраструктуры и увеличение поставок топлива. Многие предприятия сегодня стремятся к осуществлению работы автопарка на природном газе, переходят на него и автовладельцы, которые ценят экономичность (а она заметна с первых километров), хотя первоначальное переоборудование автомобиля потребует немалых затрат. Так, компримированный или сжиженный метан, сжиженные углеводородные газы в виде пропан-бутановых смесей, на которых базируется топливо, благодаря многочисленным преимуществам являются более логичной альтернативой привычному горючему.
Пару слов об альтернативном отоплении
Каждый понимает термин «альтернативное отопление» по-своему. Кто-то включает в него исключительно использование возобновляемых источников энергии, другие добавляют инфракрасные обогреватели, пленочные полы и множество других вариантов.
Однако классическое альтернативное отопление дома в качестве теплового источника использует именно самопроизвольно-восполняемые природные ресурсы, к которым относятся ветер, солнце, тепло земли. Оно реализуется с приемлемыми для каждого затратами, зато в дальнейшем нет необходимости платить поставщикам.
Одним из самых доступных традиционных источников тепла является газ. Но его стоимость также постоянно растет, увеличивая затраты на отопление. Выходом из ситуации является альтернативное отопление частного дома, которое может быть реализовано многочисленными способами. Самыми распространенными можно назвать:
- Энергия ветра
- Гелиосистемы (солнечные батареи)
- Тепловые насосы
- Котлы, работающие на биотопливе
Наглядный видео пример
Как работает топливный элемент?
В статье уже упоминалось о топливном элементе, который планируется устанавливать в автомобилях нового типа. Давайте подробнее познакомимся с его принципом действия.
Топливный элемент – электрохимическое устройство, которое преобразует энергию, хранящуюся в химической формуле, в электроэнергию, воду и тепло. Он состоит из двух электродов: анода и катода. Для их изготовления используют угольные пластины, покрытые платиной. На аноде подающийся гидроген распадается, при потере электрона. В это время кислород на катоде соединяется с пришедшим патроном. По большому счету топливный элемент можно сравнить с батареей, у которой вырабатывается постоянный ток в результате химической реакции. Разница между ТЭ и батареей заключается в том, что он не накапливает электричество, не разряжается и его не нужно повторно заряжать. Он будет работать до тех пор, пока имеется запас топлива и воздуха. Отличительной особенностью еще можно назвать то, что элементы не сжигают топливо, как другие электрогнераторы.
Поэтому в нем нет шумных роторов с высоким давлением. Как следствие отсутствие громкого шума при выхлопе и отсутствие вибраций.
Еще к плюсам углеводородных двигателей можно отнести их способность работать при низких температурах, что сокращает время запуска. Это происходит благодаря графитовым ячейкам, которые дают возможность проходить реагентам с сохранением электрического контакта с электролитом. Благодаря этому в холода не придется прогревать двигатель.
Правда у таких элементов имеется одна особенность. Низкая плотность изотопа несет с собой трудности проектирования системы для его хранения в машине. Для хранения придется использовать бак, превышающий обычный в 800 раз. Но сегодня разработаны основные решения для его хранения:
- в сжатом виде, когда он находится в баллонах;
- на криогенных станциях, где газ хранится при низкой температуре;
- в виде сплавов (металл и гидрид), поглощающих водород.
Пока заправка авто с водородным двигателем весьма дорогой процесс, требующий гибкой связи между заправщиком и автомобилем, который обеспечивает запечатанную систему.
Ток из воздуха: ТОП-3 способа
Получать бесплатное электричество для дома из воздуха — желание большинства экономных людей. Как оказалось, эта мечта осуществима.
Вариантов получения тока из воздуха множество, но наиболее популярные среди них — это:
- ветрогенераторы;
- грозовые батареи;
- генератор тороидального электричества Стивена Марка.
Ветряные генераторы уже сейчас используются в странах Европы, Азии и Америки. Поля с этими гигантскими приспособлениями занимают огромные площади и способны обеспечивать энергией техническое предприятие или завод. Единственный минус такого способа — непостоянство ветра. Из-за изменчивости погоды нельзя сказать точно, сколько выработается и накопится энергии.
Грозовые батареи тоже зависят от погодных условий, поскольку накапливают потенциал из разрядов молний. Эти системы — самые непредсказуемые и опасные в применении, ведь молнии контролировать нельзя.
Еще один прибор, позволяющий получать бесплатную электроэнергию дома, — это генератор тороидального электричества, изобретенный Стивеном Марком. Основу генератора составляют три катушки. Они создают резонансные частоты и магнитные вихри, благодаря которым и появляется электрический ток.
Альтернативные источники энергии позволяют заботиться о природе и использовать ее восполняемые ресурсы по максимуму. Однако стоит помнить, что любые эксперименты с электричеством могут быть опасны
Если у вас нет опыта, то проводите их в присутствии мастера или электрика и с соблюдением всех норм предосторожности
Оборудование для производства бензина из отходов
Перспективный комплекс «АИСТ 200» – новая разработка. В этой установке по производству бензина из мусора в быту получают очищенное топливо класса «Евро-4». Аналогов оборудования, созданного учеными Томского политехнического университета пока нет. Энергосберегающий проект был отмечен международной премией. Разработчики утверждают, что автомобильное топливо реально производить из мусора в домашних условиях.
Считается, что это оборудование способно решить проблему загрязнения биосферы полимерными отходами. По расчетам экспертов себестоимость литра топлива мизерная – несколько копеек.
Мощность установки «АИСТ 200» в перерасчете на объем пластиковых и горючих отходов до 3 м3/ч, столько пластиковых отходов образуется в квартирах многоэтажках в течение месяца. Из этого количества отходов получают до 200 л жидкого топлива, сопоставимого с автомобильным бензином ИА-92. Есть оборудование меньшей производительности: 50, 80, 100 литров.
Оборудование настраивается на получение газа, при его сжигании образуется минимальное количество вредных выбросов, загрязняющих атмосферу.
Переработка мусора проводится по замкнутому циклу с минимальным использованием водных ресурсов. Мобильные и стационарные установки планируют применять для обогрева жилого сектора в городах и населенных пунктах. Утилизация полимеров в «АИСТе 200» экологически безвредна. Для ввода в эксплуатацию не требуется много времени.
Для бытовой переработки полимеров делают пиролизные печи самостоятельно в механических мастерских. Работая в пиролизном режиме, КПД печи увеличивается. Пропуская дымовые газы через возвратный холодильник, дополнительно к теплу получают жидкое топливо – низкосортный бензин.
Биодизельное топливо
В Европе, США и ряде других стран в виде альтернативы традиционному топливу решили использовать биодизель. Топливо на основе растительных масел, являющее собой метиловый эфир, полученный в результате химических реакций, применяется как в чистом виде, так и в смесях с дизельным топливом. Для добычи горючего используются самые разные сельскохозяйственные культуры, чаще всего рапс, соя, кокосовое и пальмовое масла, ятрофа, а также отработка растительных масел, животных жиров.
При применении альтернативного биодизельного топлива не требуется коррекция конструкции двигателя, но существенным недостатком является малый срок хранения, составляющий три месяца, после чего начинается разложение компонентов. К минусам относятся также негативное воздействие на лакокрасочное покрытие кузова и детали двигателя, потеря свойств в морозы, снижение мощности двигателя. К тому же используемые средства для выращивания требуемых растений в больших масштабах приводят к снижению качества почвы, а для производства сырья необходимы значительные территории.
↑ Автомобили на «традиционном» альтернативном топливе
Постоянно усиливающаяся проблема с ростом цен на топливо и загрязнением окружающей среды заставляет производителей активнее разрабатывать силовые установки, работающие на альтернативном топливе. Среди этих этих разработок уже выделились достаточно «традиционные» направления. Среди них:
1) «Биоэтанол»
. Ну, это обычный этиловый спирт, а «био» — потому, что его производят из растительного сырья. Этот вид топлива в двигателях внутреннего сгорания пробовали применять ещё в конце 19 века. Однако тогда этанол не выдержал конкуренции с бензином — он даёт меньше энергии при сгорании, а значит — уменьшается мощность двигателя. Сейчас к идее вернулись, отчасти благодаря постоянно дорожающей нефти, отчасти ради заботы об окружающей среде — в отличие от бензина, автомобили, работающие на этаноле, своими выбросами куда менее вредят атмосфере.
Однако, помимо меньшей энергоёмкости, ещё одной проблемой являются затраты на производство этанола. Сейчас этанол в тех странах, где пытаются на него переходить, получают из зерна или сахарной свеклы, т. е. пищевых продуктов. И растительного сырья нужно много — так, например, одна заправка спортивного автомобиля может съесть до 250 кг. кукурузы. На фоне подступающего мирового продовольственного кризиса планы США по производству биотоплива из растительного сырья (а там на этанол пускают уже где-то 25% выращиваемой кукурузы) многие подвергли резкой критике. Ринулись переходить на альтернативное топливо и в Швеции — компания Saab недавно продала уже стотысячный автомобиль, работающий на этаноле.
2) «Биодизель»
. Ещё одна разновидность топлива из растительного сырья, возможность использования которого использовали ещё в начале 20 века. Наиболее предпочтительным сырьём для производства этого вида топлива является рапс, можно использовать также сою, хлопок и т. п.
3) Природный газ
. В общем-то, этот вид топлива уже давно используется в качестве «альтернативного» и в настоящее время газ является самым популярным альтернативным топливом. Газ дешевле и запасов его в мире больше, машины, работающие на природном газе, меньше загрязняют окружающую среду, однако за счёт того, что для хранения газа нужны тяжёлые и прочные баллоны, для небольших автомобилей использование газа не очень выгодно.
4) Водород
. У этого вида топлива как альтернативы традиционному в будущем очень много сторонников. Использование водорода в качестве топлива, с одной стороны, достаточно привлекательный вариант — он при сгорании совершенно не загрязняет атмосферу, не выбрасывая, в отличие от других «альтернативных топлив», даже углекислого газа, вызывающего парниковый эффект. Кроме того, его энергия сгорания весьма высока. Автомобили, работающие на водороде, уже выпущены, и ряд корпораций планирует выпустить ещё больше автомобилей, работающих на водороде, в ближайшее время.
Автомобиль , работающий на водороде
Однако, есть немало проблем. Во-первых, водород очень взрывоопасен, и хранить его неудобно и дорого. Во-вторых, само получение водорода требует затрат энергии, и имеет смысл, очевидно, только в том случае, если для его получения будет использоваться «даровая» энергия ветра или Солнца, иначе никакого выигрыша с точки зрения охраны окружающей среды получено не будет. В-третьих, переоборудование автомобиля для работы на водороде приведёт к усложению и утяжелению конструкции.
В конструктивном плане есть два варианта получения энергии из водорода — это использование т. н. топливных элементов, либо использование водорода в качестве топлива в обычном двигателе внутреннего сгорания. У обоих вариантов есть плюсы и минусы, сторонники и противники.
Этот автомобиль, выпущенный , может работать аж на 5 различных видах топлива. Это биоэтанольная смесь E85, сжатый природный газ, биогаз, бензин и газовая смесь Hythane (10% водорода и 90% природного газа метана)
Есть ли будущее у альтернативных источников энергии
Альтернативные источники возобновляемой энергии достаточно интересное и перспективное направление. К примеру, существует несколько эффективных приёмом выработки воды из воздуха. Правда здесь необходимо использовать генератор. Будут ли найдены новые подходы к решению этих проблем и к усовершенствованию методик – покажет время.
Получится ли использовать ресурсы с умом – большой вопрос
Watch this video on YouTube
Предыдущая Инженерия️ Реле напряжения 220 В для дома: как правильно организовать защиту бытовой техники
Следующая Инженерия Нужно ли подавать данные по счетчикам воды в 2019 году: и что будет, если не сделать это вовремя?
Encounter — The Audi Technology Magazine 1/2014
Не прошло и нескольких недель после того, как компания Audi громогласно заявила о создании синтетического дизельного топлива из углекислого газа и воды, как немецкий автопроизводитель вновь удивил мир. Он представил на всеобщее обозрение совместную с французской Global Bioenergies разработку — первый в мире синтетический бензин из растительного сырья, получивший название e-benzin. Из сахаров, извлеченных из растительной биомассы, к примеру, из кукурузы, в ферментационном аппарате вырабатывают газообразный изобутан. Затем он проходит стадию очистки и под давлением переводится в жидкое состояние. Полученное сырье путем химических реакций преобразуют в изооктановое топливо, получая на выходе чистый бензин с октановым числом 100.
Биотопливо
Альтернативные топливораздаточные колонки на обычной автозаправочной станции в Арлингтоне, штат Вирджиния . Биодизель B20 слева и этанол E85 справа.
Биотопливо также считается возобновляемым источником. Хотя возобновляемая энергия используется в основном для выработки электроэнергии, часто предполагается, что какая-либо форма возобновляемой энергии или процентная доля используются для создания альтернативных видов топлива. В настоящее время ведутся исследования по поиску более подходящих культур для биотоплива и повышению урожайности этих культур. При нынешней урожайности потребуются огромные площади земли и пресной воды, чтобы произвести достаточно нефти, чтобы полностью заменить использование ископаемого топлива.
Биомасса
Биомасса в энергетике — это живой и недавно умерший биологический материал, который можно использовать в качестве топлива или для промышленного производства. Он стал популярным среди угольных электростанций, которые переходят с угля на биомассу, чтобы перейти на производство энергии из возобновляемых источников без потери существующей электростанции и инфраструктуры. Биомасса чаще всего относится к растениям или растительным материалам, которые не используются в пищу или корм, и конкретно называются биомассой нитроцеллюлозы. В качестве источника энергии биомасса может использоваться либо непосредственно путем сжигания для производства тепла, либо косвенно после преобразования ее в различные формы биотоплива.
Топливо на основе водорослей
Биотопливо на основе водорослей рекламировалось в средствах массовой информации как потенциальная панацея от проблем транспортировки сырой нефти. Водоросли могут дать более 2000 галлонов топлива с акра в год производства. Топливо на основе водорослей успешно тестируется ВМС США. Пластмассы на основе водорослей демонстрируют потенциал сокращения отходов, и ожидается, что стоимость одного фунта пластика из водорослей будет дешевле, чем традиционные цены на пластик.
Биодизель
Автобус, заправленный растительным маслом, на фестивале South by South West, Остин, Техас (март 2008 г.).
Биодизельное топливо производится из животных жиров или растительных масел, возобновляемых ресурсов, которые поступают из таких растений, как атрофия, соя, подсолнечник, кукуруза, оливковое масло, арахис, пальма, кокос, сафлор, канола, кунжут, семена хлопка и т. Д. масла отфильтровываются от углеводородов, а затем в сочетании со спиртом, таким как метанол, дизельное топливо оживает в результате этой химической реакции. Это сырье можно смешивать с чистым дизельным топливом для получения различных пропорций или использовать отдельно. Несмотря на предпочтение смеси, биодизельное топливо выделяет меньшее количество загрязняющих веществ (твердые частицы оксида углерода и углеводороды), чем обычное дизельное топливо, поскольку биодизель горит как чисто, так и более эффективно. Даже с уменьшенным количеством серы в обычном дизельном топливе из-за изобретения LSD (дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы), биодизельное топливо превышает эти уровни, потому что оно не содержит серы.
Споры про отнесение к возобновляемым источникам энергии
Измельченные остатки сортировки ТБО для изготовления RDF
К возобновляемым источникам относят энергию, которая образуется от постоянных природных процессов. Её называют “зеленой энергией”. К таким источникам можно отнести, например, солнечный свет и ветер. Отличие такой энергии – ее быстрая возобновляемость и естественная нескончаемость ресурсов источника.
С одной стороны, мусор также является неиссякаемым ресурсом. При потреблении продуктов и предметов быта всегда будут образовываться отходы.
При повышении уровня жизни населения, объемы потребления товаров только растут, что приводит к увеличению твердых коммунальных отходов. Опираясь на этот факт, многие относят RDF к возобновляемым источникам энергии.
Но такой способ потребления отходов тормозит развитие альтернативных более экологичных способов обращения с отходами. Получение прибыли от такого вида энергии может заставить отказаться от разработок и применения разлагающихся в окружающей среде товаров и упаковок, усовершенствование процессов переработки вторсырья. А значит и выбросов в атмосферу станет больше, что негативно скажется на экологической обстановке на всей планете.
Водород
Некоторые автопроизводители – например, BMW и Mazda — пробуют в качестве топлива для двигателя использовать водород. Идея действительно привлекательная: во-первых, водород – самый распространенный элемент во Вселенной, а, во-вторых, при его сгорании образуется одна лишь вода! И никакого углекислого газа и токсичных веществ. Увы, на практике и тут все оказалось не так просто. Одна из проблем связана с хранением водорода в автомобиле. Чтобы обеспечить высокую плотность энергии – то есть приемлемый запас хода, водород следует держать сжиженном состоянии, а для этого нужны либо криогенные баки, поддерживающие температуру -253 гр, как в водородной “семерки” BMW, либо баллоны, выдерживающие давление более 350 атмосфер!
Есть и экологические нюансы. При сгорании водорода в цилиндрах двигателя участвует не чистый кислород, а воздух, состоящий на 4/5 из азота, при окислении которого образуются вреднейшие вещества NOx. При этом вследствие высокой температуры водородного пламени оксидов азота в выхлопе оказывается даже больше, чем при работе на бензине!
 |
Чтобы этого не допустить, разработчики обедняют водородно-воздушную смесь, что, в свою очередь, ведет к новой проблеме – снижению мощности. Так, водородный BMW 760Li развивает всего 260лс, вместо “бензиновых” 445! Хлопот доставляет и легкая воспламеняемость водорода, из-за чего возникает риск калильного зажигания при длительной нагрузке на двигатель.
Но все это кажется мелкими неприятностями на фоне трудоемкости добычи самого водорода. Ведь, несмотря на то, что в природе его чрезвычайно много, в свободном состоянии он практически не встречается, а потому нужно приложить массу усилий, чтобы извлечь водород и существующих соединений. При этом мало того, что, опять-таки, затраты энергии на его получение превышают отдачу при окислении, так еще и в атмосферу выбрасывается углекислый газ, поскольку основной способ добычи водорода – это соединение воды с метаном. Правда, есть и более эффективный метод – разложение воды электролизом, но для его промышленного применения нужны сотни атомных электростанций.
1425573420Celtic_renewables_013
Шотландцы недолго думая решили использовать для получения биотоплива свой излюбленный алкогольный напиток, а точнее — основные побочные продукты его производства: жидкие дрожжевые отходы, так называемый «эль из чана» и остатки зерна. Благо ежегодно их набирается огромное количество — 1,6 млрд литров жидких и 500 тыс. тонн твердых отходов. Ведь в процессе изготовления виски 90% всех принимающих участие в этом священнодействии ингредиентов — вода, дрожжи и зерно — превращаются в биологический мусор, который в лучшем случае применяют как удобрение или корм для скота, а в худшем сваливают в море.
Биотопливо: отходы и водоросли
Этанол, FlexFuel, биодизель и биогаз, — все эти технологии уже позволяют получать эффективную альтернативу бензину, используя растительные компоненты, сельскохозяйственные отходы и даже человека. Экологичность — главное преимущество биотоплива. Растения, которые используются для получения необходимых веществ, поглощают CO2, нейтрализуя тем самым углеродный след.
Еще один плюс биотоплива — это наличие готовой инфраструктуры. Заправиться «водорослевым дизелем» в теории можно на обычной АЗС — для этого не требуется специальное оборудование.
Но у технологии есть и существенные минусы. Для получения биотоплива нужно большое количество биомассы, а для этого требуются колоссальные земельные ресурсы. В Бразилии под поля для сахарного тростника приходится вырубать деревья в лесах Амазонки, а это большой удар по экосистеме.
Проблема заключается и в автомобилях — не каждому транспортному средству подходит такой вид топлива. Например, популярный биоэтанол E85 (смесь спирта и бензина) при сравнимых объемах приводит к большему расходу топлива, чем чистый бензин.
Зеленая экономика
Энергия из спирта и навоза: преимущества и недостатки биотоплива
Популярность биотоплива в будущем зависит от появления новых производственных технологий. Так, в Дании тестируют автомобили на бензине с добавлением водорослей. Пока растительный компонент составляет всего 10%, но ученые надеются увеличить его долю. Водоросли, в отличие от сахарного тростника, не требуют земельных ресурсов, их не нужно удобрять и обрабатывать от вредителей, поэтому они наносят меньший вред окружающей среде. Пока использование водорослевого топлива экономически не целесообразно, но если исследователям удастся оптимизировать технологию, у нее есть шансы на успех.
Ветровая энергия
Энергия, вырабатываемая специальным ветряком, является одной из самых востребованных, так как движение воздушных масс никогда не прекратится. Сегодня установки доступны каждому, однако должного распространения они не получили по объективным причинам:
- Высокая стоимость оборудования и монтажа
- Необходимость большой свободной площади для размещения крупногабаритного изделия
В районах, в которые ветра исключительно порывистые и нечастые, использование ветряков экономически нецелесообразно. Полученную механическую энергию напрямую использовать для нагрева теплоносителя нельзя без специального трансформирующего устройства.
Электричество из дерева
Если сжать древесину, а потом вернуть в исходное состояние, она вырабатывает электрическое напряжение — правда, очень низкое. Ученые из Швейцарии провели несколько экспериментов и в 2021 году сумели превратить древесину в мини-генератор.
Исследователи изменили химический состав древесины. Они поместили ее в смесь перекиси водорода и уксусной кислоты, растворили один из компонентов древесной коры — лигнин — и оставили только целлюлозу. В результате древесина превратилась в «губку», которая после сжатия самостоятельно возвращается в исходную форму. По словам ученых, такая губка генерирует электрическое напряжение в 85 раз выше, чем обычное дерево.
Так выглядит древесина после растворения лигнина
(Фото: САУ Nano / Empa)
Как это применять: пока исследователи проводят испытания получившегося материала. Они уже выяснили, что энергии 30 деревянных брусков длиной 1,5 см хватит для питания ЖК-дисплея.
Электроэнергия
Попытки привести автомобиль в движение за счёт электроэнергии предпринимались ещё со времён создания первых машин. Современные разработки обеспечили форсированное развитие автомобилестроения в данном направлении и намекают на повсеместное внедрение технологий уже в ближайшем будущем. Совсем недавно электромобили представлялись на обозрение общественности в единичных экземплярах, а сегодня уже поставлены на поток.
Серийно выпускаются и гибриды, которые сегодня считают необходимым иметь в своих линейках известнейшие автоконцерны. Во многих странах владельцы экологически чистых авто поощряют значительными субсидиями или налоговыми льготами, а то и вовсе освобождают от налога. Гибридные автомобили функционируют как на бензине, так и на электричестве, что очень удобно в отношении экономии и отсутствии прямой зависимости от источников электроэнергии. Машина не прекратит движение, если закончится запас энергии, а переключится на применение традиционного топлива.
Электромобили же, чаще всего оснащаемые крупными литий-ионными батареями и полностью зависящие от электропитания, не внедряются в больших масштабах ввиду необходимости регулярных поисков источников питания авто, а инфраструктура в данном направлении не спешит развиваться. Самый большой шаг вперёд сделала Швеция, где недавно открыли первую в мире электрифицированную дорогу для зарядки транспортных средств во время передвижения, её протяжённость всего 2 километра, но планы у правительства на внедрение заправочных дорог крупномасштабные. В ближайшее время планируется расширение сети таких дорог с целью увеличения транспортных средств, не загрязняющих окружающую среду.
Спирты (этанол и метанол)
Горючее на основе спиртов – еще одна из разновидностей биотоплива. Метанол, древесный метиловый спирт, в качестве топлива использовали ранее на автомобилях в виде смеси M85 (85% метанола, 15% бензина), но в настоящее время таких машин больше не производят.
Фото: Omniauto.it; Volvo Car Corp.
Зато в мире полным-полно машин, работающих на смесях бензина с этанолом, то есть этиловым (или «хлебным») спиртом. Производится он за счет брожения зерновых культур, но в последнее время этанол гонят (для транспортных нужд, разумеется) из самых различных трав, деревьев и водорослей. Даже из биомассы, остающейся после удаления из растительного сырья пригодных для пищевой промышленности компонентов.
Примеры серийных моделей: автомобили Volvo и Ford семейства FlexiFuel (в России недоступны).
Что мешает массовому распространению: недостаток сырья – все забирает себе ликеро-водочная промышленность… Если серьезно, то главная причина – дороговизна автомобилей, работающих на спирту. Равно как и необходимость использования для производства такого топлива продовольственных культур. Со всеми вытекающими (см. пункт о том, что мешает биодизельному топливу) последствиями…
