Quali combustibili alternativi esistono? Le navi da trasporto possono utilizzare l'energia eolica e solare per risparmiare carburante Combustibili alternativi per le navi

A causa della presenza di diverse centrali elettriche su una grande nave, ad esempio il motore principale, un generatore diesel per la generazione di elettricità, una caldaia per la produzione di acqua calda e vapore, il carburante marino può essere presentato in diversi tipi contemporaneamente.

Inoltre, il motore principale di una nave marittima è spesso alimentato alternativamente non da uno, ma da due o più tipi di carburante. Ciò è dovuto al fatto che esistono zone di controllo speciale delle emissioni di zolfo nell'oceano: il Mar del Nord e il Mar Baltico, le coste dell'Atlantico e del Pacifico degli Stati Uniti e del Canada.

Quando ci si avvicina, i motori passano al gasolio a basso contenuto di zolfo. La stessa tecnica viene utilizzata prima di eseguire manovre in cui è necessario cambiare frequentemente modalità motore. Dopo aver lasciato il porto, il gasolio viene sostituito con olio combustibile, sul quale la nave passa la parte principale del percorso.

Tipi di carburante per la spedizione

I principali tipi di carburante per le navi oggi sono:

• Carburante diesel;
• combustibili marini ad alta viscosità;
• altri tipi (KST - un componente del carburante marino da gas condensato, turbine a gasolio TG e TGVK, GNL - gas naturale liquefatto, ecc.)

I combustibili diesel e a bassa viscosità sono classificati come prodotti petroliferi leggeri. Differiscono l'uno dall'altro nel costo (SMT è molto più economico), nonché nelle caratteristiche tecniche.

Il CMT contiene più zolfo (da 0,5 a 1,5% contro 0,01%), ha un numero di cetano inferiore (40 contro 45). Il vantaggio principale quando si sostituisce il gasolio con quello a bassa viscosità è il basso costo di quest'ultimo, nonché il fatto che, in assenza di zolfo, è necessario introdurre nel gasolio speciali additivi costosi per mantenere le proprietà lubrificanti.

I tipi di carburante diesel marino ad alta viscosità appartengono ai gradi scuri dei prodotti petroliferi. Sono più economici di quelli leggeri, quindi sono ampiamente utilizzati per la spedizione. Si suddividono in leggeri, pesanti e super pesanti. Questi tipi includono oli combustibili navali F-5 e F-12, oli da riscaldamento M-40 e M-100, combustibili marini IFO-30, IFO-180, IFO-380. Sono prodotti miscelando prodotti petroliferi residui con frazioni diesel. I gradi scuri sono utilizzati nei motori a bassa e media velocità.

Sullo stoccaggio e preparazione del carburante marino

Per lo stoccaggio del carburante a bordo vengono utilizzati bunker di carburante, situati accanto alla sala macchine. Una grande nave può consumare fino a 40 tonnellate di carburante al giorno, ma il carburante in eccesso, ad eccezione di un rifornimento di emergenza in caso di tempeste, non viene portato durante il viaggio, poiché crea zavorra e riduce il carico utile della nave. La fornitura di carburante morto sulla nave viene anche definita zavorra: i resti nei bunker sotto i tubi di aspirazione.

Prima dell'uso, gli oli combustibili sono spesso sottoposti a speciali operazioni di preparazione. Sono costituiti da:

1. Nel riscaldamento della massa di combustibile di olio combustibile freddo, che ha perso la sua fluidità, aggiungendo olio combustibile caldo al serbatoio. Il riscaldamento viene effettuato in serbatoi dotati di appositi impianti di riscaldamento.
2. Pulizia mediante sedimentazione o separazione in speciali installazioni navali; questi processi separano sporco, solidi e acqua. Il carburante pulito consumerà meno i motori, quindi le unità di pulizia ripagano con gli interessi.

Oggi ci sono molti tipi di diesel e altri tipi di carburante utilizzati per la nave. Per evitare errori negli acquisti, prova ad acquistare carburante e lubrificanti solo da fornitori di fiducia.

Avendo raggiunto più di 30 rubli per litro di benzina AI-92 nella stragrande maggioranza delle stazioni di servizio. Inoltre, gli esperti prevedono che nuovi aumenti dei prezzi della benzina sono inevitabili, e questo naturalmente solleva la questione di quali potrebbero essere le alternative alle auto a benzina (e diesel).

Diamo un'occhiata ad alcune statistiche sui prezzi del carburante per i prodotti petroliferi raffinati:

Dinamiche di crescita dei prezzi per la benzina AI-92

Le dinamiche di crescita dei prezzi del gasolio

Statistiche sui prezzi della benzina in vari paesi

Bene, a quanto pare, ci sono molte alternative del genere. E molti di loro sono sulla strada della creazione o addirittura nelle concessionarie in questo momento. Sebbene alcune delle alternative impiegheranno del tempo prima che si diffondano, è ancora piuttosto interessante sapere in quali direzioni stanno lavorando le aziende oggi, che si preoccupano di cosa guideranno le auto in futuro ... il futuro.

Quindi quali combustibili alternativi ci sono oggi?

Idrogeno

L'uso dell'idrogeno per alimentare la tua auto può evocare immagini di Hindenburg, ma in realtà è abbastanza sicuro. L'idrogeno può effettivamente essere presente come carburante in quanto tale in due diversi tipi di auto: auto con celle a combustibile a idrogeno e auto con motore a combustione interna progettato per utilizzare l'idrogeno invece della benzina.

Nel primo caso, l'idrogeno viene utilizzato per generare elettricità, che viene poi utilizzata per alimentare il motore elettrico. Ecco come un'auto a idrogeno utilizza una cella a combustibile per generare la propria elettricità. In un processo chimico in una cella a combustibile, idrogeno e ossigeno vengono combinati per creare elettricità e l'unico sottoprodotto di questo processo è il vapore acqueo. Questa tecnologia è già utilizzata nell'Honda FCX Clarity e attualmente sta guadagnando sempre più valutazioni.

In un motore a combustione interna, l'idrogeno è una fonte di carburante invece della solita benzina o gasolio. Invece delle dannose emissioni di CO 2 prodotte dalla benzina, ancora una volta, le auto a idrogeno producono solo vapore acqueo. Molte case automobilistiche stanno attualmente testando le auto a idrogeno. Attualmente, la BMW Hydrogen 7 è forse la più famosa: l'azienda ha noleggiato diverse auto sperimentali di questo tipo in Germania e negli Stati Uniti e alcuni test hanno persino dimostrato che l'auto pulisce effettivamente l'aria circostante durante il funzionamento.

Tuttavia, le auto a idrogeno non si sono ancora diffuse in gran parte perché oggi mancano le infrastrutture necessarie per le stazioni di rifornimento di idrogeno. Ma il prossimo tipo di carburante alternativo è in qualche modo più facile da trovare - e infatti, lo stai usando proprio ora.

Elettricità

Potrebbe sembrare che le auto elettriche siano un gradito passo avanti nell'uso di combustibili alternativi. Ma il fatto è che alcune delle prime auto utilizzavano già motori elettrici. Tuttavia, è solo a causa dei recenti sviluppi, inclusa l'adozione diffusa di veicoli Tesla come risultato di una campagna di pubbliche relazioni attiva, che le auto elettriche sono diventate un metodo più praticabile per la guida quotidiana.

Ma cosa impedisce alla tecnologia di penetrare nel grande pubblico? Tecnologia della batteria e del motore. Muovere un'auto richiede molta energia e ci vuole molta energia per farlo ad alta velocità e su lunghe distanze. In passato, le auto elettriche non potevano percorrere lunghe distanze (più di pochi chilometri) e una volta esaurite le batterie, impiegavano lunghe ore per ricaricarsi. Il fatto è che il motore elettrico stesso è piuttosto goloso in termini di consumo di elettricità. Aggiungete a questo l'enorme peso della batteria stessa (in una moderna auto elettrica può essere la metà della massa dell'intera vettura) e gli svantaggi di questo tipo di carburante alternativo diventeranno piuttosto significativi.

Tuttavia, con la nuova tecnologia delle batterie, alcune case automobilistiche hanno superato queste limitazioni. Le nuove batterie (batterie agli ioni di litio, per la precisione) sono le stesse di quelle installate nel tuo cellulare o laptop. Si caricano abbastanza velocemente e durano più a lungo. E auto come la Tesla Model S le usano non solo per muoversi nel senso fisico del termine, ma per ottenere prestazioni degne delle supercar. Anche altri veicoli che stanno guadagnando terreno nel mercato, come la Chevy Volt e la Toyota Prius, ad esempio, utilizzano questi tipi di batterie in combinazione con un motore a combustione interna per creare una nuova classe di veicoli con una gamma estesa di fonti di viaggio utilizzo. Le batterie possono essere caricate collegando la macchina ad una normale presa di corrente; tuttavia, quando la batteria inizia a scaricarsi, il generatore a benzina viene acceso per ricaricare la batteria ed evitare che il veicolo si fermi.

biodiesel

Ci auguriamo che tu abbia ascoltato il consiglio che una dieta povera di grassi con cibi fritti limitati fa bene alla salute. Tuttavia, lo stesso non è necessariamente vero per il tuo veicolo.

Il biodiesel è un tipo di carburante prodotto da olio vegetale. Qualsiasi auto con un motore diesel può funzionare su di esso, ma non provare ad avviare il motore spremendo un fazzoletto dalla tua ultima visita a McDonald's nel serbatoio del carburante. Per far funzionare un'auto, l'olio deve essere convertito in biodiesel attraverso uno specifico processo chimico.

Il processo stesso può essere effettivamente svolto a casa. In effetti, molti amanti del biodiesel producono il proprio carburante utilizzando l'olio vegetale dei ristoranti locali. Tuttavia, c'è poco rischio associato a questo processo. Se lo fai male, puoi fare molti danni alla tua auto (per non parlare della tua casa e della tua sicurezza). Prima di provare a produrre biodiesel da qualsiasi ricetta che hai trovato, assicurati che sia una buona idea esercitandoti per un po' con qualcuno che l'ha già fatto con successo.

Tuttavia, gli appassionati di biodiesel sono davvero contenti di questa idea. Non solo questo carburante è significativamente più economico e più pulito del gasolio fossile, ma darà anche alla tua auto un odore di patatine fritte... Non sto scherzando!

etanolo

Ora sai che puoi avviare un'auto anche con olio vegetale, ma cosa succede se non ti piace guidare in una città che odora di patatine fritte o hai allergie o associazioni sgradevoli con questo odore? Quali sono le altre opzioni? In effetti, ci sono altre opzioni per far funzionare l'auto con le verdure.

L'etanolo è anche uno dei combustibili alternativi più utilizzati. Viene spesso aggiunto alla benzina durante l'estate per aiutare a ridurre le emissioni. L'etanolo è in realtà un tipo di alcol (ma non pensare nemmeno di provare a berlo) fatto con materiale vegetale. Negli Stati Uniti, di solito è fatto con il mais, mentre in altri paesi, come il Brasile, è fatto con la canna da zucchero.

Oggi, molte case automobilistiche offrono le loro auto con motori multi-fuel. Questi motori possono funzionare con benzina tradizionale o etanolo E85 in una miscela di carburante in cui il carburante è il 15% di benzina e l'85% di etanolo. L'etanolo è ampiamente riconosciuto come un buon modo per rendere la benzina più economica nei paesi in cui il petrolio viene acquistato da altri paesi: gli Stati Uniti ne sono un ottimo esempio. Tuttavia, ci vuole molta energia per produrre etanolo, quindi dove il petrolio è più economico, poiché è prodotto internamente (la Russia è uno di quei paesi), l'etanolo non è particolarmente redditizio. Inoltre, c'è una visione insolita che, dal momento che gli agricoltori possono guadagnare di più coltivando colture per la produzione di etanolo, smetteranno di coltivare quelle colture per il cibo, il che potrebbe aumentare drasticamente i prezzi del cibo.

Nonostante queste preoccupazioni, l'etanolo oggi offre molti vantaggi come carburante alternativo e la rete di stazioni di rifornimento di etanolo in diversi paesi continua a crescere.

Gas naturale liquefatto

Continuando in tema culinario, segnaliamo il seguente tipo di combustibile alternativo, che però non è ricavato dal cibo, ma si può trovare anche in cucina. A differenza dell'etanolo e del biodiesel, questo non è qualcosa che potresti mangiare o bere nella sua sostanza originale, ma è quello che usano i migliori chef per preparare il cibo: il gas naturale.

Il gas naturale è un combustibile fossile. Sì, non è un prodotto del tutto ecologico, ma a causa del suo utilizzo nelle auto vengono prodotte emissioni leggermente meno nocive. Il gas naturale, che usi spesso per cucinare il cibo e riscaldare la tua casa, è gas naturale a una pressione molto bassa in modo che si liquefa per fornire molta più energia e occupare meno spazio. Quando il gas naturale liquefatto (GNL) viene bruciato, rilascia molta più energia. Quindi, ad esempio, invece di riscaldare semplicemente la zuppa - il gas naturale non compresso va benissimo - il gas naturale liquefatto può alimentare apparecchiature di grandi dimensioni come un camion. In generale, questo è lo scopo principale per cui viene utilizzato: alimentare autocarri pesanti che percorrono lunghe distanze.

Gas di petrolio liquefatto

Se sei stato a un picnic di recente, probabilmente conosci il nostro prossimo carburante alternativo: GPL (o semplicemente GPL). Non sei ancora sicuro di averlo mai visto? Bene, allora ricorda i bruciatori a gas con lattine di propano o le "gazzelle" da carico con una bombola di propano rossa invece di un serbatoio di gas!

Propano è un nome generico per GPL, anche se questo non è del tutto vero. Il GPL è un gas idrocarburico a bassa pressione. È costituito principalmente da propano, ma comprende anche altri gas idrocarburici e soprattutto butano. Il GPL viene immagazzinato sotto pressione per essere in forma liquida. Come il gas naturale liquefatto, il gas di petrolio liquefatto (GPL) fornisce molta più energia pur essendo denso e quindi più utile per alimentare auto e camion.

Il gas liquefatto funziona in un normale motore a combustione interna dopo modifiche minime (è corretto chiamarlo installazione di GPL su un'auto - adattamento dell'auto per l'uso di "propano"). Sebbene questo tipo di carburante non sia ampiamente utilizzato per le auto in molti paesi, come gli Stati Uniti, ad esempio, in un certo numero di paesi, fino al 10 percento dell'uso di carburante per motori è gas di petrolio liquefatto e il nostro paese è uno dei leader in questo senso l'uso del GPL.

Gas naturale compresso

L'ultimo dei tre combustibili alternativi che hanno nomi simili e sono facilmente confusi è il gas naturale compresso (GNL), che è dominato dal metano.

Il gas naturale compresso è lo stesso combustibile che può essere utilizzato in casa per cucinare e riscaldarsi, e funziona a casa tua. Nel caso di un veicolo, anche il GNL viene stoccato in bombole ad alta pressione. E questa è la prossima modifica dei combustibili fossili gassosi, che è il più rispettoso dell'ambiente, producendo le minori emissioni di CO2 nell'atmosfera agli stessi indicatori di prestazione, ma allo stesso tempo è anche uno dei più ingombranti - si restringe meno di il tutto quando si raffredda a bassa pressione, occupando molto più spazio nell'auto rispetto ai precedenti due carburanti alternativi.

Aria compressa

L'aria è ovunque, quindi perché non usarla come carburante per la tua auto? E, anche se questa sembra un'idea folle, perché l'aria semplicemente non brucia, le auto possono ancora funzionare con aria compressa.

In questo tipo di macchina, l'aria viene compressa in tubi ad alta pressione. Mentre un tipico motore utilizza aria miscelata con benzina (o diesel), che viene poi accesa da una scintilla (o alta pressione nel caso di un diesel) per generare potenza, un motore ad aria compressa utilizza l'espansione dell'aria compressa da un tubo ad alta pressione per generare potenza, guidare i pistoni del motore.

Tuttavia, i veicoli ad aria compressa non funzionano interamente con quest'aria. A bordo dell'auto sono presenti anche motori elettrici per comprimere l'aria, inviandola solo successivamente ai tubi ad alta pressione dell'auto. Tuttavia, queste auto non possono essere considerate auto completamente elettriche, principalmente perché i motori elettrici qui non alimentano direttamente l'auto, spingendo le sue ruote. I motori elettrici sono molto più piccoli di quelli utilizzati nelle auto elettriche, dove la funzione principale del motore è quella di spingere l'auto. Pertanto, i veicoli ad aria compressa consumano molta meno energia rispetto ai veicoli elettrici.

Un azoto liquido

L'azoto liquido è un'altra alternativa ai prodotti petroliferi raffinati. Come l'idrogeno, l'azoto si trova in abbondanza nella nostra atmosfera. Inoltre, come l'idrogeno, le auto alimentate ad azoto emettono molte meno emissioni rispetto alla benzina o al diesel. Ma, mentre l'idrogeno viene utilizzato nelle celle a combustibile delle auto e nei motori a combustione interna, le auto ad azoto liquido richiedono un tipo di motore completamente diverso.

L'azoto liquido, infatti, utilizza un motore simile a quello utilizzato in una macchina pneumatica. In un tale motore, l'azoto viene immagazzinato in uno stato liquefatto sotto una pressione tremenda. Per alimentare l'auto, l'azoto viene rilasciato nel motore, dove si riscalda e si espande per creare energia. Mentre un tipico motore a benzina o diesel utilizza la combustione per far muovere i pistoni, un motore ad azoto liquido utilizza l'espansione di azoto per alimentare le turbine energetiche.

Come modo ecologico ed efficiente per alimentare un veicolo, l'azoto liquido affronta gli stessi ostacoli di molti combustibili alternativi: la mancanza di una rete nazionale di stazioni di servizio per fornirlo ai consumatori.

Carbone

Il prossimo carburante alternativo sulla nostra lista è probabilmente una sorpresa e molti potrebbero pensare che sia un carburante piuttosto obsoleto.

Tecnicamente, il carbone è un carburante alternativo relativamente nuovo per le auto - indirettamente, in un modo o nell'altro, perché tutto ciò che è nuovo è ben dimenticato, sebbene alcuni treni siano ancora alimentati a carbone. Tuttavia, nel 21° secolo, i proprietari non dovranno spalare il carbone da un secchio negli inceneritori se è quello che pensi immediatamente.

Allo stesso tempo, come un motore elettrico nel caso di un'alimentazione di aria compressa a un'auto, il carbone non alimenta direttamente il motore. Parliamo: i veicoli elettrici (per la maggior parte) non generano la propria elettricità. Trasportano energia nelle loro batterie cariche. E le batterie si caricano da una presa standard, che attinge energia potenziale da una centrale elettrica, che a sua volta trae energia ... dalla combustione del carbone nella maggior parte dei casi. In effetti, il 50 percento dell'elettricità mondiale proviene da centrali elettriche a carbone. Ciò significa che quando si percorre tutta la catena energetica, molte macchine elettriche sono in realtà macchine alimentate a carbone.

Sebbene il carbone abbia svantaggi simili alla benzina, presenta anche alcuni vantaggi. Per chilometro di viaggio, l'elettricità dal carbone è un modo più economico per alimentare un'auto rispetto alla benzina. Inoltre, molti paesi hanno grandi riserve di carbone, molto più della benzina. Inoltre, le persone che ottengono la loro elettricità da altre fonti, come centrali idroelettriche o nucleari, inquinano ancora meno l'atmosfera.

Energia solare

Basta pronunciare questo bel nome ad alta voce: "macchina solare"! Un'auto solare è essenzialmente un veicolo elettrico convenzionale alimentato da energia solare, ricavata dai pannelli solari di un'auto. Tuttavia, i pannelli solari non possono attualmente essere utilizzati per alimentare direttamente il motore di un'auto a causa della potenza insufficiente, ma possono essere utilizzati per espandere la gamma di potenza e risparmiare energia dalle batterie di tali veicoli elettrici.

etere dimetilico

Il dimetiletere (DME) è un promettente carburante alternativo nei motori diesel, motori a benzina e turbine a gas grazie al suo alto numero di cetano (analogo al numero di ottano della benzina, che determina la qualità della combustione del carburante durante la compressione), che è di 55 unità rispetto a 40 Diesel ha 53 unità. Detto questo, sono necessari pochissimi cambiamenti per convertire un motore diesel in un motore a etere dimetilico. A causa della bassa quantità di emissioni nocive, il DME soddisfa gli standard di tossicità più rigorosi in Europa (Euro-5).

Il DME è in fase di sviluppo come biocarburante sintetico di seconda generazione (BioDME), che può essere prodotto da biomassa lignocellulosica ed è attualmente il più utilizzato dalla casa automobilistica Volvo.

Ammoniaca

I motori ad ammoniaca sono stati utilizzati dalla seconda guerra mondiale per alimentare gli autobus in Belgio. L'ammoniaca liquida alimenta anche numerosi motori a razzo in tutto il mondo. Sebbene non sia potente o altamente efficiente come altri combustibili, l'ammoniaca non lascia fuliggine nei motori riutilizzabili e la sua densità è all'incirca la stessa di quella di un ossidante.

L'ammoniaca è stata a lungo proposta come pratica alternativa ai combustibili fossili per i motori a combustione interna. Il potere calorifico dell'ammoniaca è di 22,5 MJ/kg, che è circa la metà del potere calorifico del gasolio. L'ammoniaca può essere utilizzata nei motori esistenti con modifiche abbastanza minori ai carburatori o agli iniettori.

Tuttavia, il principale svantaggio dell'ammoniaca è, ovviamente, la sua elevata tossicità.

Vapore acqueo

È essenzialmente un'auto a vapore estinta oggi, che ha un motore a vapore, e in realtà funziona anche con altri combustibili che formano questo stesso vapore acqueo. L'etanolo, il carbone e persino il legno sono usati come combustibile. Il combustibile viene bruciato nella caldaia e il calore converte l'acqua in vapore. Quando l'acqua si trasforma in vapore, si espande. L'espansione crea una pressione che spinge i pistoni, che a sua volta fa ruotare l'albero dell'elica.

Le auto a vapore impiegano molto tempo tra l'inizio del lavoro e la guida di un'auto del genere, ma alcune di esse possono raggiungere velocità piuttosto elevate - oltre 160 km / h alla fine. Quindi, le auto di maggior successo hanno iniziato a muoversi dopo l'avvio in circa mezzo minuto a un minuto.

Il motore a vapore utilizza la combustione esterna rispetto ai motori a combustione interna. Le auto a benzina sono più efficienti con un'efficienza di circa il 25-28%. Ma questo è tutto in teoria, esempi pratici di motori a vapore in termini di efficienza sono solo circa il 5-8% rispetto ai motori a combustione interna convenzionali.

Forza muscolare umana

Oh sì, questo è il tipo di carburante alternativo più inefficace e non semplicemente non idoneo! Tuttavia, in un numero molto ridotto di veicoli, per i quali la domanda è in rapida diminuzione, l'energia umana viene utilizzata per migliorare l'efficienza delle batterie, che sono la principale fonte di energia per la guida di un veicolo. Due di questi veicoli commerciali, che hanno visto una breve "luce", sono stati il ​​"Sinclair C5" e il "Twike".

Alga marina

I biocarburanti derivati ​​dalle alghe, chiamati biocarburanti di terza generazione, sono un combustibile alternativo relativamente nuovo. In sostanza, il motore delle alghe si basa sulla decomposizione di queste alghe, a seguito della quale viene rilasciato metano, che viene utilizzato come carburante principale per la propulsione dell'auto.

Negli Stati Uniti, si stima che circa 200 ettari di stagni in cui verrà coltivato un certo tipo di alghe, più adatto per l'alimentazione delle auto, possano fornire fino al 5% di tutte le auto del paese con tale carburante. Tuttavia, negli Stati Uniti, questa tecnologia non ha attecchito a causa del costo relativamente basso del petrolio e delle elevate esigenze di crescita di tali alghe (alta temperatura e ambiente determinato).

Combustibili alternativi: confronto

Tipo di carburante	professionisti	contro	Esempi di auto famose	Valutazione ambientale	Costo rispetto a benzina o diesel
Idrogeno	Compatibilità ambientale	Alta temperatura di combustione	BMW Idrogeno 7 Chevrolet Equinox	Alto	Alto
Elettricità	Compatibilità ambientale Piccole dimensioni del motore Silenziosità Disponibilità di alimentazione (prese normali)	Grande massa della batteria Basso chilometraggio con una batteria Ricarica lunga della batteria	Modello di Tesla Tesla roadster Chevy volt Toyota Prius	Alto	Basso
biodiesel	Facilità di produzione di biodiesel Compatibilità ambientale La possibilità di utilizzo nei motori a combustione interna Buone prestazioni lubrificanti Alto numero di cetano	La necessità di un lungo riscaldamento del motore in inverno Bassa durata (3 mesi) Aumento del costo dei prodotti agricoli in caso di consumo diffuso di biodiesel	-	Alto	Moderatamente alto
etanolo	Buona infiammabilità	Quasi impossibile da usare in inverno Aumento del costo dei prodotti agricoli in caso di consumo diffuso di etanolo Nei paesi in cui non viene prodotto petrolio, non è redditizio utilizzare l'etanolo	-	Media	Basso
Gas naturale liquefatto	Rispetto dell'ambiente leggermente migliore rispetto ai prodotti petroliferi	Difficoltà a trasportare grandi volumi	camion	Media	Moderatamente basso
Gas di petrolio liquefatto	Non tossico Alto numero di ottano Infrastrutture per stazioni di servizio		Qualsiasi auto dopo la modifica installando GPL	Media	Moderatamente basso
Gas naturale compresso	Alta efficienza Non tossico Redditività	Pericolo di bombola ad alta pressione nel veicolo Comprimibilità più bassa quando raffreddata	Edizione speciale Honda Civic GX	Media	Moderatamente basso
Aria compressa	Migliore economia rispetto ai veicoli elettrici	Bassa efficienza	AirPod	Alto	Basso
Un azoto liquido	Compatibilità ambientale Sostituzione completa del motore	Pericolo di bombola ad alta pressione nel veicolo Mancanza di infrastrutture con sviluppo attivo	Volkswagen CoolLN2Car	Alto	Simile
Carbone	-	-	-	Basso	Moderatamente basso
Energia solare	Costo quasi zero Compatibilità ambientale	Ampia area necessaria per il consumo della batteria	Sfida solare	Alto	Basso
etere dimetilico	Alto numero di cetano Compatibilità ambientale	-	Vetture sperimentali Volvo, Nissan e KAMAZ	Moderatamente alto	Simile
Ammoniaca	Rispetto dell'ambiente dello scarico	Prestazioni a bassa potenza Alta tossicità	Barella Goldsworthy Edizione speciale Chevrolet Impala	Media	Simile
Vapore acqueo	Compatibilità ambientale	Lungo processo di guida dell'auto Ampio spazio occupato Elevato costo di utilizzo (riscaldamento dell'acqua richiesto) Efficienza molto bassa	Stanley Steamer	Alto	Alto
Forza muscolare umana	Compatibilità ambientale	Efficienza minima assenza di significato	Sinclair c5 Twike	Alto	Alto
Alga marina	Compatibilità ambientale	Sono necessarie determinate condizioni di crescita	-	Alto	Alto

Consumo di combustibili alternativi per il 2011

Le prospettive per i carburanti alternativi sono tali che oggi le case automobilistiche globali parlano dell'introduzione entro il 2010 di circa 50 modelli diversi che funzionano con un carburante alternativo. In Europa, Mercedes-Benz, BMW, MAN sono particolarmente attive in questo settore. Ed entro il 2020, secondo la risoluzione dell'Onu, che ha indirizzato i Paesi europei alla transizione delle auto verso carburanti alternativi, si prevede che i veicoli alimentati con carburanti alternativi saliranno al 23% del parco veicoli totale, di cui il 10% (circa 23,5 milioni di unità) - sul gas naturale.

Veicoli alimentati da biocarburanti

Biocarburanti - L'uso di biocarburanti, come l'etanolo (alcol etilico) o il diesel (biodiesel), derivati ​​da piante appositamente coltivate, è generalmente visto come un passo importante nella riduzione delle emissioni di anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera. Naturalmente, quando si bruciano biocarburanti, l'anidride carbonica entra nell'atmosfera esattamente come quando si bruciano combustibili fossili (petrolio, carbone, gas). La differenza è che la formazione della massa vegetale da cui è stato ottenuto il biocarburante è dovuta alla fotosintesi, cioè al processo associato al consumo di CO2. Di conseguenza, l'uso dei biocarburanti è visto come una "tecnologia a emissioni zero": in primo luogo, il carbonio atmosferico (sotto forma di CO2) è legato dalle piante e quindi rilasciato quando le sostanze ottenute da queste piante vengono bruciate. Tuttavia, la rapida espansione della produzione di biocarburanti in molti luoghi (soprattutto ai tropici) sta portando alla distruzione degli ecosistemi naturali e alla perdita della diversità biologica.

I motori a biocarburanti utilizzano l'energia della luce solare immagazzinata nelle piante. L'energia dei combustibili fossili è l'energia associata alla luce solare e l'anidride carbonica rilasciata dai combustibili fossili in combustione una volta veniva rimossa dall'atmosfera dalle piante e dai cianobatteri. I biocarburanti non sono diversi dai combustibili fossili convenzionali. Ma c'è una differenza, ed è determinata dal ritardo tra il legame della CO2 durante la fotosintesi e il suo rilascio durante la combustione di sostanze contenenti carbonio. Inoltre, se il legame dell'anidride carbonica ha avuto luogo per un tempo molto lungo, il rilascio avviene molto rapidamente. Nel caso dell'utilizzo di biocarburanti, il lasso di tempo è molto piccolo: mesi, anni, per le piante legnose - decenni.

Nonostante tutti i vantaggi dell'utilizzo dei biocarburanti, il rapido aumento della sua produzione è irto di gravi minacce per la conservazione della fauna selvatica, soprattutto ai tropici. L'ultimo numero della rivista Conservation Biology conteneva un articolo di rassegna sugli effetti dannosi dei biocarburanti. I suoi autori (Martha A. Groom), che lavorano nell'Interdisciplinary Arts and Sciences Program dell'Università di Washington a Botella (USA), e le sue colleghe Elizabeth Gray e Patricia Townsend, dopo aver analizzato un ampio corpus di letteratura, hanno offerto una serie di raccomandazioni su come combinare la produzione di biocarburanti, riducendo al minimo l'impatto negativo sull'ambiente, preservando la biodiversità degli ecosistemi naturali circostanti.

Quindi, secondo Groom e i suoi colleghi, la pratica di utilizzare il mais come materia prima per la produzione di etanolo, adottata in molti paesi, e soprattutto negli Stati Uniti, difficilmente merita approvazione. La coltivazione del mais richiede molta acqua, fertilizzanti e pesticidi. Di conseguenza, se si prendono in considerazione tutti i costi della coltivazione del mais e della produzione di etanolo da esso, si scopre che la somma di CO2 rilasciata durante la produzione e l'uso di tali biocarburanti è quasi la stessa di quando si utilizzano combustibili fossili tradizionali. Per l'etanolo da mais, il coefficiente che stima l'emissione di gas serra per una data resa energetica è 81-85. Per confronto, la cifra corrispondente per la benzina (combustibile fossile) è 94 e per il diesel convenzionale è 83. Quando si utilizza la canna da zucchero, il risultato è già molto migliore: 4-12 kg CO2 / MJ.

Un vero salto di qualità si registra nel passaggio all'utilizzo di graminacee perenni, ad esempio una delle specie di miglio selvatico - il cosiddetto miglio bastoncello, pianta comune delle praterie a graminacee del Nord America. A causa del fatto che una parte significativa del carbonio associato è immagazzinato dalle erbe perenni nei loro organi sotterranei e si accumula anche nella materia organica del suolo, i territori occupati da queste erbe alte fungono da siti di legame per la CO2 atmosferica. L'indicatore delle emissioni di gas serra quando si ottiene biocarburante dal miglio è caratterizzato da un valore negativo:

24 kg CO2 / MJ (cioè la CO2 si riduce nell'atmosfera).

La vegetazione multispecie della prateria può trattenere il carbonio ancora meglio. Negativo anche in questo caso l'indicatore delle emissioni di gas serra:

88kg di CO2/MJ. È vero, la produttività di tali erbe perenni è relativamente bassa. Pertanto, la quantità di carburante che si può ottenere dalla prateria naturale è di soli 940 l/ha circa. Per il miglio, questo valore raggiunge già 2750-5000, per il mais - 1135-1900 e per la canna da zucchero - 5300-6500 l / ha.

È ovvio che sostituendo i combustibili fossili e riducendo così la crescita di CO2 nell'atmosfera, i biocarburanti possono infatti minacciare molti ecosistemi naturali, soprattutto quelli tropicali. Il punto, ovviamente, non è il biocarburante in sé, ma la politica irragionevole della sua produzione. Distruggere ecosistemi naturali ricchi di specie e sostituirli con ecosistemi di terreni agricoli estremamente semplificati. Gli sviluppatori ripongono grandi speranze nell'utilizzo della massa di microscopiche alghe planctoniche, che possono essere coltivate in speciali bioreattori, come materie prime per il biocarburante. La resa dei prodotti utili per unità di superficie è significativamente superiore a quella della vegetazione terrestre.

In ogni caso, è necessario valutare il rischio che si pone per gli ecosistemi naturali nella coltivazione di piante utilizzate come materie prime per i biocarburanti.

PROGETTAZIONE DEL SERBATOIO DI CARBURANTE A GAS

Mosca 2011 .

Interpreti:

Capo progettista (1984)

Ingegnere progettista (1984)

Tecnico-costruttore (1989)

Capo argomento:

Direttore di SPC "Rechport", Assoc. A.K, Tatarenkov

astratto

Il report contiene 13 pagine di testo, 1 tabella, 5 figure, 1 fonte

PROGETTAZIONE, COSTRUZIONE, RE-ATTREZZATURA DELLA CENTRALE ELETTRICA DELLA NAVE PROGETTO P51, GAS NATURALE COMPRESSO E LIQUEFATTO (METANO).

Oggetto dello sviluppo: navi per la navigazione interna con tipi di combustibile alternativi, ovvero la possibilità di utilizzare due tipi di combustibile gassoso sulle navi: gas naturale compresso o gas naturale liquefatto.

Scopo del lavoro: Applicazione prospettica del gas combustibile per navi fluviali di nuova generazione.

Il risultato: data la prospettiva di utilizzare una centrale elettrica marina (SEU) operante a combustibile a gas su navi fluviali, in particolare - una decisione fondamentale sul layout delle apparecchiature a gas sulle navi della classe "P" del progetto P51.

L'alto costo del gasolio sta costringendo gli armatori a risolvere il problema della ricerca di combustibili alternativi e di trasferire loro alcuni gruppi di navi.

A causa della tendenza alla trasformazione di Mosca in una città ecologicamente pulita, Trasporto di Mosca il nodo non ha grandi masse d'aria per disperdere le emissioni nocive. A questo proposito, per aumentare la competitività del trasporto su acqua rispetto ad altri modi di trasporto, è necessario determinare la direzione prioritaria associata alla riduzione della tossicità dei gas di scarico.

Una di queste aree è la conversione delle centrali elettriche navali per operare dal gasolio al gas. Allo stesso tempo, è necessario evidenziare la possibilità di utilizzare due varianti di combustibile gassoso sulle navi: gas naturale compresso o gas naturale liquefatto.

Il progetto propone di trasferire le navi per la navigazione interna esistenti a gasolio, nonché di costruire nuove navi a gasolio.

Uno studio di fattibilità sull'efficienza dell'uso del gas naturale liquefatto e compresso sulle navi fluviali del bacino idrico di Mosca è stato condotto presso VNIIGaz e presso il Dipartimento delle centrali elettriche navali dell'Accademia statale del trasporto idrico di Mosca [Rapporto di ricerca sull'argomento VI / 810 . M., MGAVT, 1997. Riequipaggiamento della centrale elettrica delle navi fluviali delle linee urbane della regione di Mosca (sull'esempio della motonave del progetto R-51 "Mosca") per il funzionamento a gas naturale compresso], che ha mostrato la fattibilità dell'utilizzo del gas sulle navi della flotta fluviale.

Nel 1998, l'Accademia statale del trasporto idrico di Mosca ha effettuato il riequipaggiamento della centrale elettrica della motonave passeggeri Uchebny-2 del progetto R51E (del tipo "Mosca") per funzionare a gas compresso. Il re-equipaggiamento è stato effettuato secondo il progetto del centro di costruzione navale, sviluppato per le navi dei progetti P35 (Neva) e P51 (Mosca).

Studi sperimentali hanno mostrato benefici economici diretti dall'uso del gas. Allo stesso tempo, è stato rilevato che era necessario installare sensori di segnalazione aggiuntivi che segnalano una fuga di gas e, se perdite dando un segnale per il trasferimento automatico del sistema per lavorare con gasolio.

Nonostante i molti aspetti positivi dell'utilizzo di gas compresso e liquefatto, va notato il principale svantaggio di tali sistemi. Prima di tutto, questa è la perdita di spazio utile sul ponte della passeggiata (sulla m / v "Uchebny-2"

32 bombole con gas compresso con un volume di 50 litri ciascuna) sono state installate per navi che operano a gas compresso, il che parla del vantaggio del gas liquefatto. Il prossimo svantaggio è la mancanza di requisiti delle regole del registro fluviale russo per le navi con installazioni del tipo di cui sopra e, naturalmente, il principale fattore limitante è la mancanza di una rete di stazioni di rifornimento di gas. E se questa rete si sta sviluppando per il trasporto su strada, quindi per il trasporto su acqua, che è caratterizzato dalla presenza di grandi capacità e dalla lunghezza delle linee di trasporto, questo problema rimane rilevante.

Quanto sopra richiederà ovviamente investimento, ma allo stesso tempo sarà possibile ottenere:

1. Miglioramento della situazione ecologica sull'acqua acque riducendo del 50% le emissioni tossiche e il fumo dei gas di scarico dei motori diesel marini.

2. Ridurre i costi del carburante del 20-30%.

A questo proposito, la conversione delle navi a gas permette di avere non solo benefici economici, ma porta anche ad un miglioramento della situazione ambientale (pulizia dello spazio aereo).

Sulle navi da trasporto, il più realistico è l'uso del gas liquefatto, che è dettato dall'elevata capacità delle centrali elettriche e dalla lunga lunghezza delle linee (sono richiesti grandi volumi di riserve di gas con una perdita minima di area utilizzabile dei ponti superiori ). A questo proposito, per le aree remote, saranno richieste navi - vettori di gas. Pertanto, l'idea principale dovrebbe essere quella di creare tipi di navi che corrispondano alle proprietà pericolose dei prodotti, poiché ogni prodotto può avere una o più proprietà pericolose, tra cui infiammabilità, tossicità, corrosione aggressività e reattività. Durante il trasporto di gas liquefatti (il prodotto è refrigerato o sotto pressione), può sorgere un rischio aggiuntivo.

Urti violenti o messa a terra possono danneggiare il contenitore e provocare il rilascio incontrollato del prodotto. Tale perdita può provocare evaporazione e dispersione prodotto e, in alcuni casi, una frattura fragile del corpo del vettore di gas. Pertanto, questo pericolo, per quanto praticamente possibile, sulla base delle moderne conoscenze e del progresso scientifico e tecnologico, deve essere ridotto al minimo. Questi problemi dovrebbero riflettersi, prima di tutto, nelle regole del Russian River Register. Allo stesso tempo, i requisiti per i vettori di gas e, possibilmente, i vettori chimici dovrebbero essere basati su principi affidabili di costruzione navale, ingegneria meccanica navale e sulla moderna comprensione delle proprietà pericolose di vari prodotti, poiché la tecnologia per la progettazione di vettori di gas non è solo complessi, ma anche in rapido sviluppo, e al riguardo i requisiti non possono rimanere invariati.

In relazione a quanto sopra, è già maturata la questione della creazione di un quadro normativo per le navi operanti a gasolio e per le navi che lo trasportano.

Sulla base di quanto precede, si può concludere che con un ulteriore aumento del mondo, e di conseguenza, dei prezzi russi del gasolio, gli armatori sono costretti a cercare modi alternativi per risolvere il problema, uno dei quali è la direzione dell'utilizzo gas. Tuttavia, l'uso di combustibili gassosi (sia gas naturale compresso che gas liquefatto) a bordo delle navi della flotta fluviale è consigliabile solo se esiste una rete sviluppata di stazioni di rifornimento.

In condizioni moderne, la costruzione di stazioni di rifornimento settoriali con carburante a gas è uno spreco di fondi pubblici ed è impossibile trovare altre fonti di finanziamento per tali strutture. Diventa quindi reale costruire stazioni di rifornimento di gas all'interno della città e una serie di grandi insediamenti, che verrebbero utilizzati non solo per il rifornimento di navi, ma anche per il rifornimento di autoveicoli. Per la possibilità di rifornimento di navi in ​​aree remote, è possibile utilizzare navi - vettori di gas, che è consigliabile costruire presso le imprese del settore. In questo caso, organizzazioni come Gazprom, il Fondo ecologico, il governo di Mosca e un certo numero di altre società potrebbero essere interessate alla possibilità di costruire tali strutture, oltre alle agenzie governative.

L'industria (ad esempio, LLC "ENERGOGAZTEKHNOLOGIYA", ecc.) Produce motori a gas a pistoni con accensione a scintilla e prodotti basati su di essi: unità elettriche, centrali elettriche, generatori di motori (generatori di gas), ecc. Tutti i motori a gas con formazione di miscela esterna.

Schema schematico e attrezzature per il funzionamento di una centrale elettrica marina funzionante a gas combustibile.

Il gas combustibile viene preparato per la combustione in una rampa gas (Fig. 1). Inoltre, il gas combustibile con una pressione pari a quella atmosferica entra nel miscelatore(Fig. 2), dove vengono miscelati con aria nella proporzione richiesta. Il dosaggio della miscela gas-aria in ingresso al motore viene effettuato con una valvola a farfalla elettrica (Fig. 3).

Il controllo della velocità e le scintille vengono effettuati dal sistema di controllo del motore a gas. Questo sistema svolge le funzioni di allarme e segnalazione di avvertimento del motore a gas, apre e chiude l'elettrovalvola del carburante al momento giusto all'avviamento e all'arresto del motore.

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Riso. 2 Mixer

Fig. 3 Valvola a farfalla

SPC "Rechport" ha completato una serie di studi preliminari per la riattrezzatura della m / v "Mosca" pr. R-51 in termini di posizione delle bombole del gas (dimensioni di una bombola: lunghezza - 2000 mm, Ø 401 mm , volume 250 litri), le conversioni degli indicatori di efficienza comparativa sono riportate nella Tabella 1 di seguito e gli schemi di layout (opzioni) sono mostrati in Fig. 4.

Questa conversione richiede un rinforzo aggiuntivo per garantire la robustezza della struttura della tenda da sole. Il progetto preliminare dell'armatura è mostrato in Fig. 5.

Tabella 1

Dimensioni corpo principale, m: lunghezza - 36; larghezza - 5,3; altezza tavola - 1,7	Seriale m/v "Mosca" con motore a scoppio diesel		m / v "Mosca" con il sistema a gas del motore a combustione interna	m / v "Mosca" con il sistema a gas del motore a combustione interna
Posizione dei serbatoi di carburante
	tenda + mangime
Autonomia di nuoto, giorni
Durata del volo, ora
Numero di passeggeri, persone
design
effettivo

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b) alimentazione (12 cilindri)

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Riso. 5 Progettazione avanzata del rinforzo della tenda da sole.

Elenco delle fonti utilizzate

1. Rapporto di ricerca sul tema VI/810. M., MGAVT, 1997. Riequipaggiamento della centrale elettrica delle motonavi fluviali delle linee urbane della regione di Mosca (sull'esempio della motonave del progetto R-51 "Mosca") per il funzionamento a gas naturale compresso.