Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



В. П. Кужель к т. н доцент; Я. В. Паляднік, студент; застосування альтернативних палив для двигунів внутрішнього згорання

Скачати 58.04 Kb.

В. П. Кужель к т. н доцент; Я. В. Паляднік, студент; застосування альтернативних палив для двигунів внутрішнього згорання




Скачати 58.04 Kb.
Дата конвертації22.04.2017
Розмір58.04 Kb.

УДК 662
В.П. Кужель к.т.н. доцент;

Я.В. Паляднік, студент;
ЗАСТОСУВАННЯ АЛЬТЕРНАТИВНИХ ПАЛИВ ДЛЯ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ
Альтернативне паливо, біопаливо, біоетанол, ріпак, двигун, виробництво, сировина, бензин, дизельне пальне, стиснений газ, водень.
Па́ливо альтернати́вне (рос. топливо альтернативное, англ. alternative fuel, нім. alternativer Brennstoff m) - це паливо, що є альтернативою (заміною) відповідним традиційним видам палива і яке виробляється (видобувається) з нетрадиційних джерел та видів енергетичної сировини.
Ди́зельне (солярне) па́ливо (скорочено дизель, соляр, соляра, солярка) - рідка речовина, що є головним видом палива для дизельних двигунів.
Двигу́н вну́трішнього згоря́ння - тип двигуна, теплова машина, в якій хімічна енергія палива, що згоряє в робочій зоні, перетворюється в механічну роботу. ККД = 10-50%.

Десятий рік поспіль у світі загострюються проблеми, пов’язані із суттєвим подорожчанням нафти, та зростаючим попитом на нафтопродукти в усьому світі, особливо в Китаї та Індії. У зв’язку з критичним подорожчанням нафти проблема забезпечення транспорту енергоресурсами визнана в США, у країнах ЄС та більшості інших країн світу проблемою національної безпеки, для вирішення якої втілюють надзвичайні заходи з розширення використання альтернативних видів палива та підвищення енергоефективності.
Державна безпека - стан захищеності державної влади, суверенітету, територіальної цілісності, обороноздатності, спокою людей (народу), громадської злагоди, довкілля, національної і релігійної рівності.
Країна Краї́на - це територія з визначеними кордонами й населенням, що являє собою єдине ціле з погляду історії, культури, нації та в політико-географічному відношенні може бути незалежною або залежною. Країна не завжди є державою, наприклад Україна в 1900 р.

На думку фахівців, одним із шляхів вирішення проблеми забезпечення транспорту енергоресурсами є найбільш ефективно замінити в тій чи іншій мірі традиційні нафтові палива. На сьогоднішній день в світі все сильніші позиції завойовують альтернативні палива, замінюючи традиційні нафтові палива. До найпоширеніших палив можна віднести такі як: стиснений та скраплений газ, водень, біодизельне паливо, етанол, біогаз.

Використання на транспорті різних альтернативних палив забезпечує вирішення проблеми заміщення нафтових палив, значно розширює сировинну базу, полегшує вирішення питань забезпечення паливом транспортних засобів і стаціонарних установок.

Транспорт Тра́нспорт (від лат. trans - portare) - сукупність засобів, призначених для переміщення людей, вантажів, сигналів та інформації з одного місця в інше.

Останнім часом все більш широке розповсюдження отримують різні біопалива. Біопаливо виробляють із свіжих чи використаних рослинних олій (як харчових, так і технічних) і тваринних жирів за допомогою різних хімічних процесів. Найбільш поширені з них – трансестерифікація. Зазвичай, це складні ефіри метилового, етилового чи вищих спиртів, отриманих з тригліцеридів – основного компоненту всіх природних олій та жирів. Тригліцериди взаємодіють із спиртами в присутності каталізатора, утворюючи складні ефіри жирних кислот. За фізичними та хімічними властивостями складні ефіри жирних кислот подібні до дизельних палив на нафтовій основі або кращі від них.

Жи́рні кисло́ти - органічні сполуки, що складаються з вуглецевого ланцюжка, довжиною до 24 атомів вуглецю з карбоксильною групою (-СООН) на одному кінці.
Хімі́чна реа́кція - це перетворення речовин, при якому молекули одних речовин руйнуються і на їхньому місці утворюються молекули інших речовин з іншим атомним складом. Усі хімічні реакції зображують хімічними рівняннями.
Есте́ри (також складні́ ефі́ри) - клас органічних сполук.
Хімічні властивості - властивості речовин, що стосуються хімічних процесів, тобто це такі властивості, які проявляються в ході хімічної реакції. До хімічних властивостей відноситься здатність реагувати з іншими речовинами, а також схильність до розкладу.
Складні ефіри жирних кислот звичайно називають біопаливом. [1]

Зазвичай, біопаливо змішують з нафтовим дизельним паливом в кількості до 20%. Користь від компаундування біопаливом – дуже низький вміст сірки і дуже високе цетанове число (46-70 і 100, якщо використаний процес гідрокрекінгу). Використання біопалива суттєво знижує кількість оксидів вуглецю, твердих домішок та вуглеводнів, які не згоріли Головною перешкодою на шляху промислового виробництва біопалива – затрати на рослинну олію.

Промисловість Промисло́вість - технічно найдосконаліша галузь матеріального виробництва, основа індустріалізації економіки, яка має вирішальний вплив на розвиток продуктивних сил; сукупність підприємств з виробництва електроенергії, знарядь праці для галузей економіки, видобутку сировини, палива, заготівлі лісу, переробки продукції, випущеної промисловістю або виробленої сільським господарством, видобуток і переробка сировини, виробництво товарів і послуг.
Закупівля зерен олійних культур, транспортування, зберігання та одержання олії – основні статті витрат, пов’язані з виробництвом біопалива.
Олі́йні культу́ри - рослини, з насіння яких у процесі пресування одержують рослинні олії. В зонах з помірним кліматом ростуть ріпак, льон, соняшник, соя, маслини; у тропіках - арахіс, кокоси; одержують також пальмову олію.
Крім того, необхідно задіювати громадські території під плантації. Оскільки для насадження промислового масштабу необхідна велика територія; бажано, щоб в цій діяльності приймали участь державні та недержавні організації. У біопалива є й інші технічні обмеження. У нього більш висока в’язкість, ніж у звичайного дизпалива, тому при низьких температурах воно стає менш придатним. Споживачі 20 %-вих сумішей з біодизельним компонентом можуть зіткнутися з проблемами запуску двигуна у холодний період (підвищення граничної температури фільтрації та температури застигання приблизно на 1,7-2,80 С). Для будь-якого об’єму чистого біопалива, що використовується в зимовий період, необхідні присадки та зберігання в резервуарі з підігрівом. [1]

Але біопаливо за дією на навколишнє середовище та здоров’я людини має великі переваги в порівняні з нафтовим дизельним паливом при зберіганні позитивного енергетичного балансу, а технічні показники відповідають стандарту на дизельне паливо Євро-4. [1]



Ситуація в Україні

Україна завдяки своєму географічному положенню має сприятливі кліматичні умови для вирощування широкого спектру різних видів альтернативних палив, як рідких так і газових.

Географі́чне поло́ження - геопросторове відношення певного об'єкта до зовнішнього середовища, елементи якого мають або можуть мати на нього істотний вплив.
Довкілля, або бюрократично навко́лишнє приро́дне середо́вище - всі живі та неживі об'єкти, що природно існують на Землі або в деякій її частині (наприклад, навколишнє середовище країни). Сукупність абіотичних та біотичних факторів, природних та змінених у результаті діяльності людини, які впливають на живий світ планети.
Клі́мат або підсо́ння (від дав.-гр. Κλίμα - ухил) - багаторічний режим погоди, який базується на багаторічних метеорологічних спостереженнях, 25-50-річні цикли, одна з основних географічних характеристик тієї чи іншої місцевості.
Також, має широкі можливості у виробництві твердих палив, таких як пресовані горючі біовідходи.

В Україні вже у 2006 році виробництво біодизеля здійснювали більше ніж 50 невеликих підприємств, головним чином на міні-заводах і дослідницьких установках. Одним із перших стало підприємство „Агромаш” Вінницької області.

Ві́нницька о́бласть - область у Центральній Україні. Населення становить 1,6 млн осіб (2016 р.).
Загалом було вироблено приблизно 20 тис. т дизельного біопалива переважно для потреб АПК. Однак цю цифру досить важко підтвердити чи спростувати, адже достовірна інформація про стан виробництва відсутня.

Тому, інтенсивне відкриття заводів з виробництва АП стримується наступними причинами: недостатній обсяг вирощування та видобування сировини в Україні; експорт левової частки вітчизняної як сировини так і готової продукції закордон; висока ціна на сировину для вітчизняних підприємств які виготовляють альтернативні ппалива; не створено систему державних стандартів у сфері виробництва і використання альтернативних видів палива.

Гото́ва проду́кція - продукція (товар), вироблена з використанням давальницької сировини (крім тієї частини, що використовується для проведення розрахунків за її переробку) і визначена як кінцева у контракті між замовником і виконавцем.
Станда́рт - нормативний документ, заснований на консенсусі, прийнятий визнаним органом, що встановлює для загального і неодноразового використання правила, настанови або характеристики щодо діяльності чи її результатів, та спрямований на досягнення оптимального ступеня впорядкованості в певній сфері.

В Україні наявні всі екномічні умови для виробництва та реалізації моторного біопалива: вільні площі під вирощування зернових, олійних і спеціальних "енергетичних" культур; науковий, технічний та кадровий потенціал для виробництва біопалив, зростаюча внутрішня потреба в якісному заміннику традиційним паливам. Все це дозволяє швидко нарощувати потужності з виробництва біопалива.[2]

ТОВ “Біодизель Україна” має намір побудувати свій перший в Україні завод потужністю 100 тис. т на рік. Цим підприємством у 2000 р. у Латвії було введено в експлуатацію завод потужністю 2 тис. т біодизельного палива на рік.

Біоди́зель (дизельне біопаливо, МЕРО, РМЕ, RME, FAME, EMAG, SME , SFME, біонафта й ін.) - екологічно чистий вид біопалива, а також паливна добавка, яке отримують із рослинної олії чи тваринного жиру і використовується для заміни нафтового дизельного палива.
У процесі монтажу обладнання ТОВ “Біодизель Україна” буде відшкодовано 50% вартості будівельних робіт .[3]

В Немирівському районі в с.Сокілець науково-виробничим підприємством „Мирів” змонтовано обладнання по виробництву біодизелю продуктивністю 500 літрів на годину (обладнання виробництва БіоДизель Дніпро, м. Дніпропетровськ). Сьогодні відпрацьовується технологія використання даного біодизельного пального на сільськогосподарській техніці господарств району.

Неми́рівський райо́н - район у Вінницькій області України. Адміністративний центр - місто Немирів. Площа району - 1293 км². Населення становить 51 557 жителів (на 1.07.2012). На території району розташовано 94 населених пункти.
Сільськогосподарська техніка, сільгосптехніка - широкий спектр технічних засобів, призначених для підвищення продуктивності праці в сільському господарстві шляхом механізації і автоматизації окремих операцій або технологічних процесів.
Аналогічний комплект обладнання змонтовано на базі „Ветсанзаводу” м. Тульчин. [4]

Також згідно стратегії розвитку і впровадженню біотехнологій на Вінницькій області планується збільшення об'ємів засіву біоресурсів та можливих об'ємів заготівлі сировини для виготовлення біопалива.[4]

Але без чітких державних гарантій зарубіжні банки не спроможні надавати солідних кредитів. Тому тільки цілеспрямована, планомірна державна політика в Україні сприятиме розвитку виробництва альтернативних видів палив

Використання біопалив та джерел енергії, що споживають біопаливо, в країнах світу та Європи характеризується високими темпами. Дедалі більшого розвитку набувають такі енергоносії біологічного походження, як біодизель, біоетанол та біогаз.

До середини 2010 року по всьому світу було продано близько 40 мільйонів автомобілів на альтернативних видах палива. [5] А вже в 2011 році у всьому світ продажі автомобілів на альтернативних паливах зросли на 73 % .[5]

Європейська комісія планує поступово, до 2020 р., замінити у транспортному секторі близько 20% звичайних палив альтернативними з проміжним завданням 5,75% до 2010 р. У США акт про енергетичну політику зобов’язує досягти використання у змішаному вигляді 28,4 млрд. л альтернативного палива до 2012 р. Нещодавно президент США поставив завдання до 2025 р. замінити більш ніж 75% імпортованого палива альтернативним. [6]

Біодизель є головним альтернативним транспортним паливом в Індії — країні, яка повністю залежить від імпорту нафти. Виробництво біодизеля там базується на паливі, що його виготовляють із ятрофи та поливних культур з добре розвиненою листостебловою масою [7]

Висновки

В загальному, можна констатувати, що ринок альтернативних палив зростає в світі та країнах ЄС. Оскільки Україна не має великих запасів нафти та газу, через це спостерігається її залежність від імпортерів енергоресурсів. Альтернативою звичайним енергоресурсам може стати різні види альтернативних палив, зокрема біопалива. Україна завдяки своєму географічному розташуванню та сприятливому клімату має величезний потенціал для розвитку власного ринку біопалив, що набуває особливого значення в умовах нестабільності світової економіки.

Світова́ еконо́міка - сукупність національних господарств, пов'язаних один з одним системою міжнародного поділу праці (МПП), економічними і політичними відносинами. Універсальний зв'язок між національними господарствами здійснюють міжнародні економічні відносини.



Список використаної літератури

  1. Бончак І.В., Романчук В.В., Топільницький П.І. Альтеронативні палива: переваги, недоліки, проблеми 2 с.

  2. Рибак Л.Х Білозора В.В. Сучасний стан та перспективи розвитку виробництва біопалива в Україні 4 c.

  3. Л.О. Щербініна, Б.Ф. Кочірко, зав. лаб.О.С. Лютий, студ. КПІ, Проблеми виробництва біодизельного палива в Україні 4 с.

  4. Мазур К.В., к.е.н., доцент. ВНАУ, Розвиток альтернативної енергетики в АПК 6 с.

  5. http://uk.wikipedia.org/wiki/Альтернативне_автомобільне_паливо

  6. Gray K. A., Zhao L., Emptage M. Bioethanol // Curr. Opin. Chem. Biol. - 2006. - V. 10. -P. 1–6.

  7. К. А. Ларченко, Б. В. Моргун, Біоетанол як альтернативне поновлюване джерело енергії 27 с.


Скачати 58.04 Kb.

  • Ситуація в Україні
  • Список використаної літератури