Отметим,
что автомобили на этом виде топлива
производились и эксплуатировались еще
100 лет назад. С развитием нефтяной промышленности
о них практически забыли. Природный и
попутный газ (пропан-бутановая смесь)
являются естественной и доступной альтернативой
нефти, тем более, что попутный нефтяной
газ имеет более высокую энергетическую
ценность по сравнению с бензином и может
храниться в сжиженном виде в баллонах
под давлением всего 1 МПа. Преимущества
использования природного газа в качестве
моторного топлива заключаются в снижении
загрязнения воздуха, так как выхлопные
газы практически не содержат твердых
веществ (сажи и пыли) и окислов серы, в
них меньше СО, С02 и несгоревших углеводородов.
Природный газ как топливо стоит на треть
меньше бензина. Недостатками применения
природного газа являются затраты на переоснащение
транспортных средств и применение нефтяного
топлива при запуске двигателя. Однако
парк автомобилей, работающих на природном
газе, увеличивается, особенно это наблюдается
в США, где на начало 1999 г. было зарегистрировано
87,5 тыс. газовых автомобилей. Лидерами
в этой области являются Аргентина (более
400 тыс. транспортных средств) и Италия
(290 тыс.). В России насчитывается около
200 тыс. газовых автомобилей, и их доля
в общем количестве будет увеличиваться.
Одним из наиболее перспективных спиртовых
видов топлив является этанол, который
может быть произведен из самой разнообразной
биомассы — зерновых культур, картофеля,
древесины и т. п.
Этанол
— глобально конкурентоспособный
вид топлива в будущем. Во-первых,
снижается зависимость от импорта нефти,
во-вторых, этанол завоевывает рынки сбыта
для местных сельхозпроизводителей, страдающих
перепроизводством. В этанол можно перерабатывать
излишки урожая. Этанол можно смешивать
с бензином в пропорции до 10% для приведения
топлива в соответствие с требованиями
о кислородсодержащих добавках. Пионером
и бесспорным лидером в использовании
этанола на автотранспорте сегодня является
Бразилия, где в течение последних 20 лет
осуществлялась специальная государственная
программа. Этанол в Бразилии вырабатывается
из сахарного тростника, причем страна
стабильно держит первое место в мире
по объемам его производства. На бензиново-этанольной
смеси работает четверть бразильского
автотранспорта, и 4 млн из них — на 95%-ном
этаноле. России такая модель вряд ли подходит.
Другим видом топлива ДВС является метанол,
который производится из возобновляемых
источников (отходов и биомассы) и природного
газа. Как и этанол, метанол может смешиваться
с бензином и служить основой для эфирной
добавки — метилтретбути-лового эфира
(МТБЭ). В США МТБЭ замещает 30% продаж бензина
и сырой нефти. Электромобиль тоже альтернатива
бензину. Например, в США к началу XX в. 38%
новых автомобилей работали на электричестве
от батарей. Пробег без подзарядки для
электромобиля составлял 80 км. По мере
развития нефтяного топлива спрос на электромобили
сошел на нет. Дорогие, тяжелые, нуждающиеся
в многочасовых подзарядках, они быстро
потеряли спрос на рынке. Однако интерес
к электромобилю в конце XX в. снова вернулся
с развитием технологий хранения энергии.
Например, в сотовых телефонах, часах и
многих других изделиях, где применяются
очень маленькие батарейки, которым по
мощности и скорости перезарядки пределов
совершенству практически нет, аккумуляторы
и электродвигатели готовы к конкуренции
с ДВС. Батареи типа NiMH, питающие сегодня
портативную электронику, в среднесрочной
перспективе — самый многообещающий кандидат
для использования в электромобилях. Они
обеспечивают пробег без подзарядки до
400 км, срок жизни до 160 тыс. км и сокращение
времени перезарядки до 5 мин. NiMH-батареями
оснащены электромобили Toyota RAV-4EV и Honda
EV. По состоянию на конец 1999 г. в мире производилось
почти 200 типов электромобилей. Но цена
электромобилей по-прежнему превышает
цену бензинового аналога. Что же касается
экологич-ности аккумуляторных электромобилей,
то здесь у них просто нет конкурентов
— электродвигатели не производят выхлопа.
Есть еще ряд чисто пользовательских удобств
— в электродвигателе мало движущихся
частей, он тихо работает и долго живет.
Будущее электромобилей связано с развитием
и производством топливных элементов
(ТЭ), принцип действия которых обратен
электролизу, когда вода под действием
электричества разделяется на кислород
и водород. Из всех жидкостей на роль топлива
для автомобильного ТЭ более всего подходит
метанол (ТЭМ), который достаточно дешевый.
Кроме того, КПД двигателя на ТЭМ достигает
38% (у ДВС — 19%), а расход топлива для легкового
автомобиля среднего класса снижается
до 3 л эквивалента бензина на 100 км пробега.
При объеме производства в 250 тыс. транспортных
средств в год автомобили на ТЭМ могут
быть конкурентоспособными (по цене) с
традиционными автомобилями с ДВС. Технологией
ТЭМ занимаются и в Европе. Россия также
производит МТБЭ и имеет немалый по мировым
меркам парк газовых автомобилей. На сжатом
газе «выезжает на большую дорогу» и газотепловоз.
Широкое распространение газотепловозов
в России сдерживается из-за неразвитой
сети газонаполнительных станций на железных
дорогах. Газотепловые локомотивы могут
обеспечивать магистральные перевозки
на неэлек-трофицированных дорогах или
работать на городских грузовых станциях
и предприятиях, они не являются конкурентом
электрической тяги. А с точки зрения экологических
качеств они отвечают безопасности окружающей
среды. Например, магистральный локомотив
2ТЭ116Г состоит из трех секций: двух газодизельных
и сцепленной между ними специальной криогенной
секцией, в которой установлены два резервуара
для сжиженного природного газа, испаритель
для приведения газа из жидкого состояния
в газообразное и газовоздушная система
управления. Маневровый газотепловоз
ТЭМ18Г работает на сжатом природном газе
с одновременным добавлением запальной
порции дизельного топлива. В качестве
резервного режима тепловоз может переходить
на дизельное топливо. К концу 1999 г. был
готов опытный образец газотепловоза.
По расчетам ВНИИгаза природным газом
можно заменить на магистральных тепловозах
70...80% потребляемого топлива, которое выделяет
отравляющие вещества в атмосферу, т. е.
понизить в 1,5... 2,0 раза выбросы токсичных
веществ. Что касается локомотивного парка,
то в течение 2000 — 2010 гг. НИИЖТ планирует
создать принципиально новое поколение
газотепловозов, работающих как на сжиженном,
так и на сжатом газе. В частности, должны
быть разработаны газодизельгенераторы
с повышенной экологичностью и экономичностью
их производства.
Заключение
Современное
экологическое состояние территории
России можно определить как критическое.
Продолжается интенсивное загрязнение
природной среды. Спад производства не
повлек аналогичного снижения загрязнений,
поскольку в экономически кризисных условиях
предприятия стали экономить и на природоохранных
затратах.
В
Российской Федерации за последние
несколько десятилетий в условиях
ускоренной индустриализации и химизации
производства подчас внедрялись экологически
грязные технологии. При этом недостаточно
внимания уделялось условиям, в которых
будет жить человек, т. е. каким воздухом
он будет дышать, какую воду он будет пить,
чем он будет питаться, на какой земле
жить. Однако эта проблема беспокоит не
только россиян, она актуальна и для населения
других стран мира.
Человечеству
необходимо осознать, что ухудшение
состояния окружающей среды является
большей угрозой для нашего будущего,
чем военная агрессия; что за ближайшие
несколько десятилетий человечество способно
ликвидировать нищету и голод, избавиться
от социальных пороков, возродить культуру
и восстановить памятники архитектуры
лишь бы были деньги, а возродить разрушенную
природу деньгами невозможно. Потребуются
столетия, чтобы приостановить ее дальнейшее
разрушение и отодвинуть приближение
экологической катастрофы в мире.
Список
используемой литературы
1. "Экология".
Учебное пособие, под ред. С.А.Боголюбова
- М., "Знание", 1997
2. Е.И. Захаров,
А.А. Лебедкова, «Охрана окружающей среды.
Для студентов
горных специальностей»,
Учебное пособие. – Тула: ТулПИ, 1987
3. Охрана окружающей
среды. С.В.Яковлев и др. 1998
4. Статья: "Оценка
ущерба, причиненного биоразнообразию
промышленными предприятиями" (Я.Д.
Вишняков, А.А. Авраменко). Ж-л "ЭКиП".
Март. 2004