Alternatif yakıtlar. Hidrojen çevre dostu bir yakıttır"

Moskova hükümeti, şehrin karayolu taşımacılığında çevre dostu yakıtların ve enerji kaynaklarının dağıtılması işlevlerini belirli otomobil işletmelerine devretmeye karar verdi. Benzinden çok da farklı olmayan alternatif yakıtlara göre daha az pratiktir.

İşletmeler, sıkıştırılmış doğal gaz yani metan kullanımına uyarlanmış deneysel otomobil modelleri üzerinde çalışmalar yürüttü.

Şirketin filosundaki araçların yarısı alternatif yakıtlarla çalışıyor.

Bu ana kadar bu tür ekipmanlar Rus şehirlerinde hiç kullanılmamıştı, şu anda aktif olarak edinilen deneyim, yeniliklerin ülkenin tüm bölgelerinde genişletilmesi ve uygulanması için koşullar yaratacak gerekli bilgileri elde etmemizi sağlıyor.

1960'ların sonlarına gelindiğinde hemen hemen tüm gelişmiş ülkelerin enerjisi petrole dayalıydı. Batılı ülkeler ucuz petrol ihracatından yararlanıyordu; bir varil onlara yaklaşık 5 dolara mal oluyordu. Bu da oldukça yüksek bir sonuçla sonuçlandı. 13 yıl sonra Arap Petrol İhraç Eden Ülkeler Örgütü, Amerika Birleşik Devletleri'ne petrol ithalatına ambargo uyguladı, bunun nedeni İsrail ile Suriye ve Mısır arasındaki savaşta Kuzey Amerika'nın İsrail'i desteklemesiydi. Bu olaydan sonra kendilerini çok gelişmiş olarak nitelendiren ülkeler, mevcut ekonomik planların artık etkili olmadığı, tamamen farklı yakıt türleri dikkate alınarak acilen yenilerinin geliştirilmesi gerektiği sonucuna vardılar. En zayıf nokta hidrokarbon yakıtların kullanıldığı ulaştırma sektörüydü.

Petrole alternatif arayışının bir diğer nedeni ise üretiminin her geçen yıl daha pahalı hale gelmesi, yerkürenin derinliklerindeki rezervlerinin çok yüksek oranda tükenmesi ve yaklaşık 50 yıl içinde tamamen yok olabilmesiydi.

En ilginç olanı, gaz motorunun zamanımızın yeni bir ürünü olmamasıdır, çünkü 19. yüzyılda Fransa'dan bir mühendis olan Lenoir tarafından icat edilmiştir; o elbette gazla çalışıyordu. Günümüzde otomobillerde alternatif yakıtlar kullanılırken en çok gaz kullanılmaktadır.

Ev gazıyla karıştırılmamalıdır, çünkü bir arabaya yakıt ikmali yaparken benzin istasyonları özel propan-bütan bileşenleri kullanır, bu sıvılaştırılmış petrol gazıdır. Kullanımı benzine göre daha ucuz ve çevre dostudur. Araçlara alternatif yakıt türleriyle yakıt ikmali için özel komplekslerde yakıt ikmali yapılır.

Araçlar için en iyi yakıt.

Doğal gaz metan, özellikleri bakımından hem benzini hem de petrol gazını aşan bir şeydir. Genellikle aynı parayla iki kat mesafe kat etmek isteyenler tarafından kullanılır.

Karbon birikintilerini tetiklemez, motor yağı değişikliğe tabi değildir. Pistonlara ve silindirlere çok daha az hasar verilir, motor performansı iyidir. Karbon birikintisi olmaz ve motor yağı incelmez. Pistonlarda ve silindirlerde daha az aşınma, motor ömrünün uzaması. Yağ birikintileri ve kurum, yağı oksitleyerek yağlama özelliklerini önemli ölçüde azaltır.

Sorunsuz bir şekilde yakıt ikmali yapabileceğiniz çok az özel nokta vardır. Bir benzin istasyonu ağı var. Yakıt ikmali yapabileceğiniz birçok yer var.

Herhangi bir işlem gerektirmez, orijinal haliyle kullanıma uygundur. Mevsimler dikkate alınarak belirli oranlar gerektiren bir karışım. Petrol rafine tesislerine ihtiyaç var.

Teslimat gaz taşıma yolları üzerinden gerçekleştirilir. Özel traktörlerle teslim edilirler. Tıpkı propan-bütan gibi benzin istasyonlarına tanklarla teslim edilir.

Keşfedilen yatakların insanlığa yaklaşık 200 yıl yetmesi gerekiyor. Gaz petrolden çıkarıldığı için yaklaşık 50 yıl dayanacaktır. Petrolden üretilmiştir, 50 yıldan fazla rezerve sahip değildir.

Oldukça ucuz ve az yatırım gerektiriyor. Ortalama bir fiyatı var. Her yıl artması anlamında istikrarsız maliyet.

Pahalı ekipman, Rusya Federasyonu'nda kurulum ve üretimin yanı sıra tesislerin onarımı konusunda çok az uzman var. Ekipman ucuz değil. Ek donanıma gerek yoktur.

Benzin istasyonlarından ya da araba tanklarından metan çalınması ihtimali yok. Benzin istasyonlarından hırsızlık yapamazsınız. Kolayca yeniden satılabilir.

Sıcaklık düştüğünde özellikleri neredeyse değişmez. Sıcaklık düştükçe özellikler düşer Sıcaklık düştükçe özelliklerde küçük değişiklikler olur.

En yüksek 4. güvenlik sınıfına sahiptir. Sadece 2. güvenlik sınıfına sahip olduğundan pek güvenli değil. Kararlı güvenlik, 3. sınıf.

Sonuç olarak metanın diğer yakıtlarla karşılaştırıldığında yalnızca üç dezavantajı vardır. Sorunları uzmanlarla çözmek kolaydır ve yüksek ekipman maliyeti, aynı tasarrufla birlikte zaman içinde karşılığını almaya devam eder. Metan diğer yakıt türleri arasında en iyi performansa sahip olan yakıttır.

Günümüzde metan hemen hemen tüm arabaların yakıtı olarak kullanılabiliyor ancak 90'lı yıllarda bunun kamyon ve otobüslere ayrıldığına inanılıyordu. 200 atmosfer basınca dayanabilen özel çelik silindirlere yerleştirildi. Ancak silindirin 100 kilogramlık ağırlığı otomobil meraklılarını korkuttu, bu yüzden çok az kişi "canavarını" bu yakıta dönüştürdü. Artık diğer yakıtlar kadar kolay.

Günümüzde çelik silindirlerin yerini daha az dayanıklı kompozit alaşımlar almış; güvenilirlik, hafifliğin, yani silindirin daha az ağırlığının kurbanı olmuştur. Çelik silindirler gibi silindirler de basınca ve yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Patlayıcılık çok yüksek, metan ancak sıcaklık 600 dereceye ulaştığında tutuşabiliyor, benzin ise 250 derecede, 170 derecede bile yeterli olan buharlarından bahsetmiyorum bile.

Avrupa ülkelerinde uygulama

Yaygın kullanımı hızla artıyor. Şimdi 10 milyon gazla dolu araba var. Rusya, Batı pazarına gaz yakıtı tedarikinde liderdir.

Modern fabrikalar mutlaka Audi, Honda, Toyota ve diğerlerinden bir veya iki model gaz silindirli otomobilin geliştirilmesi ve üretimi ile uğraşmaktadır. Hepsi araba üretimi kurmaya başlıyor.

Enerji faydaları farklı ekonomik bağlamlarda farklı ülkeler tarafından değerlendirilmektedir. Gaz yakıtla çalışan arabalar ABD'den Asya'ya kadar bulunabilir. Rusya'da çok az sayıda fabrikada gazla çalışan araba var, çoğu zaman dönüştürülmüş gaz veya benzin analoglarını bulabilirsiniz.

Benzin gibi alternatif yakıtlı otomobiller Almanya ve Çek Cumhuriyeti gibi ülkelerde iyi üretiliyor. Bunun nedeni, birincisinin mükemmel bir yakıt ikmali altyapısına sahip olması, ikincisi ise yakıtın% 10'unu daha ekonomik analoglarla değiştirmeyi planlamasıdır. Gaz yakıtlı araçların halihazırda yaygın olarak kullanıldığı ülkelerden biri de İtalya'dır. 779 binden fazla GBA bu ülkenin geniş alanlarından geçiyor.

Rusya Federasyonu ve dünyadaki yakıt, enerji ve çevresel durum, motor yakıtı olarak kullanılan doğal gazın, sıvı hidrokarbon yakıtlara gerçek bir alternatif olduğunu göstermektedir. Bu, metanın fizikokimyasal özelliklerinden kaynaklanmaktadır: yüksek oktan sayısı, aşırı hava oranına göre geniş ateşleme aralığı, hava ile homojen bir karışım oluşturma yeteneği, düşük fotokimyasal aktivite ve gelecekte dizele kıyasla egzoz gazlarının daha düşük toksisitesi. yakıt. Ancak doğalgaz ancak ilgili iş sürecinin organizasyonu ve bunu sağlayan ekipmanlarla ilgili sorunlar çözüldüğünde çevre dostu bir yakıttır.[...]

DAEC dizel arktik çevre dostu yakıt.[...]

Ayrıca "çevre dostu" yakıt kullanımının (doğal gaz, hidrojen) nitrojen oksit emisyonu sorununu çözmediği, aksine hidrojen yakıtı kullanıldığında sorunu ağırlaştırdığı tespit edildi.[...]

Petrol ürünlerinin yakıt olarak kullanılması, kükürt bileşikleri (SO2 ve BO3) dahil olmak üzere yanma ürünleri nedeniyle çevre kirliliğine yol açmaktadır. Petrol rafinasyonu, gazyağı ve benzin gibi ürünlerden kükürtün çoğunu uzaklaştırır. Petrol ve kömürden farklı olarak doğal gaz neredeyse hiç kükürt içermez. Bu bakımdan gaz çevre dostu bir yakıttır.[...]

Aromatik hidrokarbonların içeriğini sınırlamadan çevre dostu yaz dizel yakıtı (DLECh) ve aromatik hidrokarbonların içeriğini sınırlayan DLECh-V'nin yanı sıra içeriği sınırlandıran Arktik çevre dostu dizel yakıtı (DAEC) için teknik özellikler kabul edilmiştir. aromatik hidrokarbonların (Tablo 4.51).[ .. .]

Yüksek oranda organik madde içeren CG, çevre dostu yakıta dönüştürülür; nötrleştirici maddeler alkali ve alkalin toprak metallerinin karbonatları veya hidroksitleridir.Karışım havaya erişim olmadan ısıtıldığında, yakıt yakıldığında sülfatlara oksitlenen ve kükürtün geçişini önemli ölçüde azaltan ilgili metallerin sülfitleri oluşur. gazlı bileşikler. CG /25/'e kömür tozu ve diğer hidrokarbon bileşenleri eklendiğinde kazan yakıtının enerji değeri artar.[...]

Uzmanlara göre, 2020 yılına kadar çevre dostu bir yakıt olan hidrojen tüketimi 12... 17 kat artacak.[...]

Ayrıca, sürücülerin arabalarını çevre dostu yakıta dönüştürmeleri konusunda finansal olarak ilgilenmelerine karar verildi. Tasarıya göre, gazın maliyetinin, petrol ürünlerinden elde edilen yakıtın maliyetinden önemli ölçüde düşük olması gerekiyor.[...]

Gelecek vaat eden bir enerji taşıyıcısı olarak hidrojenin kalorifik değeri, hidrokarbon yakıtınkinden 3 kat daha yüksektir. Hidrojen çevre dostu bir yakıttır; geleneksel doğal yakıt türlerinden farklı olarak ne kükürt, ne toz ne de ağır metaller içerir. Yandığında hidrojen su buharına dönüşür. Bu koşullar altında zararlı olan tek bileşik, özellikle yüksek yanma sıcaklıklarında atmosferik nitrojenin oksidasyonu nedeniyle oluşan nitrojen oksitler olabilir. Bu olumsuz olgu bazı katalizörlerle nispeten kolay bir şekilde lokalize edilebilir. Hidrojen sadece yakıt olarak değil, aynı zamanda evrensel bir enerji akümülatörü olarak da kullanıma uygundur ve bu sayede çeşitli enerji sektörlerinde taşınıp kullanılabilir.[...]

A.'daki hava kirliliği, benzinin sıvılaştırılmış gazla değiştirilmesiyle de azalıyor. Sıvı yakıt için yanmanın bütünlüğünü artıran özel katalizör katkı maddeleri kullanılır; kurşun katkı maddesi içermeyen benzin. Yeni yakıt türleri geliştiriliyor. Böylece Avustralya'da %85 dizel yakıt, %14 etil alkol ve %1 özel emülgatör içeren, yakıtın yanmasının tamlığını artıran çevre dostu yakıt test edildi. Yakıtın yanma sıcaklığını artıracak ve egzoz gazı miktarını azaltacak seramikten yapılmış alüminyum motorlar oluşturma çalışmaları sürüyor. Japonya ve Almanya'da, yakıtın daha eksiksiz yanmasını sağlayan özel elektronik cihazlarla donatılmış uçaklar zaten ortaya çıktı.[...]

Zamanımızın en acil görevi, arabalardan çıkan egzoz gazlarından kaynaklanan atmosferik hava kirliliğini azaltmaktır. Şu anda benzinden daha “çevre dostu” alternatif bir yakıt için aktif bir araştırma sürüyor. Elektrik, güneş enerjisi, alkol, hidrojen vb. ile çalışan otomobil motorlarının geliştirilmesi devam ediyor[...]

Geçtiğimiz yıllarda gaz endüstrisi ağırlıklı olarak Rusya'da gelişmiş ve termik santrallerde doğal gaz tüketimi hızla artmıştır. Rusya Federasyonu'ndaki gazın en ucuz ve en çevre dostu yakıt olduğu unutulmamalıdır. Bu koşullar altında Rus termik santrallerinde kül toplama sorunu henüz çok ciddi değil. Ancak yakın gelecekte ülkenin gelişmiş doğalgaz sahalarının verimliliği düşmeye başlayacak. Bunun nedeni gelecekte yeni gaz ve gaz yoğuşma sahalarının geliştirildiği dönemlerde gaz üretimini gerekli sabit seviyede tutmanın imkansız görünmesidir. Mevcut mevzuata göre bu süre 12-15 yıl sürebilmektedir. Bu arada Orenburg, Medvezhye, Urengoy ve Yamburg sahalarının geliştirilmesi uygulamasının da gösterdiği gibi, yeni sahaların geliştirilmesi sırasında bu kadar sürekli üretim süresi rasyonel değil, gelecek nesillerin çıkarlarını hesaba katmıyor. İncirde. 2.1, 1970-2030 dönemi için alanlara göre gaz üretim grafiklerini göstermektedir. Maksimum gaz üretimine ulaştıktan sonra kademeli ve sistematik bir azalmanın meydana geldiğini gösteriyorlar. Sadece Medvezhye sahasında yaklaşık 15 yıl boyunca maksimum gaz üretimini sürdürmek mümkün oldu ve ardından yoğun bir düşüş yaşandı.[...]

1999 yılında başlayan üretimdeki büyüme ve ana endüstrilerdeki işletmelerden kaynaklanan kirletici emisyonlarındaki artışın (çevresel kirleticiler) yanı sıra birkaç düzine tesisin planlanan dönüşümüyle bağlantılı olarak termik enerji mühendisliğinden kaynaklanan emisyonlarda olası önemli bir artış dikkate alındığında kömür ve akaryakıt için çevre dostu yakıttan (doğal gaz) elde edilen büyük termik santraller ve eyalet bölgesi enerji santralleri, hava kalitesinde önemli bir bozulma beklenebilir. Ülke nüfusunun sağlığının çıkarlarına öncelik vermek ve doğal çevreyi korumak için, devlet çevre değerlendirmesi, işletmeler üzerindeki devlet çevre kontrolü, atık su arıtma tesisleri ve ayrıca atmosferik kalite üzerindeki kontrolün güçlendirilmesi gerekmektedir. şehirlerde ve sanayi merkezlerinde hava.[...]

Ana atmosferik kirleticiler arasında karbondioksit, karbon monoksit, kükürt ve nitrojen dioksitlerin yanı sıra troposferin sıcaklık rejimini etkileyebilecek eser gaz bileşenleri bulunur: nitrojen dioksit, halokarbonlar (freonlar), metan ve troposferik ozon. Rusya'daki sabit kaynaklardan atmosfere kirletici emisyonların hacmi yılda yaklaşık 22-25 milyon tondur. Bu emisyonların hacmi son 10 yılda yıllık 300-600 bin ton azaltılmıştır.Emisyonlardaki azalmanın temel nedeni, özellikle madencilik ve kaynak işleme endüstrilerindeki endüstriyel üretimdeki yaygın düşüştür. Çevre dostu bir yakıt olan gazın üretim ve kullanımının göreceli istikrarı bu koşullarda olumlu rol oynadı.

Taşımacılığın çevre üzerindeki belirleyici etkisi, yeni çevre dostu yakıtların kullanımına özel dikkat gösterilmesini gerektirmektedir. Bunlar, her şeyden önce sıvılaştırılmış veya sıkıştırılmış gazı içerir.

Dünya pratiğinde, en az %85 metan içeren sıkıştırılmış doğal gaz, motor yakıtı olarak en yaygın şekilde kullanılmaktadır.

İlgili petrol gazının kullanımı daha az yaygındır; esas olarak propan ve bütanın bir karışımıdır. Bu karışım, 1,6 MPa'ya kadar basınç altında normal sıcaklıklarda sıvı halde olabilir. 1 litre benzini değiştirmek için 1,3 litre sıvılaştırılmış petrol gazı gerekir ve eşdeğer yakıt maliyetleri açısından ekonomik verimliliği, sıkıştırılmış gaza göre 1,7 kat daha düşüktür. Doğal gazın, petrol gazından farklı olarak zehirli olmadığı unutulmamalıdır.

Analiz, gaz kullanımının aşağıdaki emisyonları azalttığını göstermektedir: karbon oksitler - 3-4 kat; nitrojen oksitler - 1,5-2 kez; hidrokarbonlar (metan sayılmaz) - 3-5 kez; dizel motorların kurum parçacıkları ve kükürt dioksit (duman) - 4-6 kez.

Fazla hava oranı a=1,1 olan doğal gazla çalışırken, yakıtın ve yağlama yağının (benz(a)piren dahil) yanması sırasında motorda oluşan PAH emisyonları, benzinle çalışırken emisyonların %10'unu oluşturur. Doğal gazla çalışan motorlar, egzoz gazlarındaki gaz ve katı bileşenlerin içeriğine ilişkin tüm modern standartları zaten karşılamaktadır.

Ultraviyole ışınımının (NOx varlığında hızlandırılmış) etkisi altında atmosferde fotokimyasal oksidasyona uğrayan hidrokarbon emisyonlarına özellikle dikkat edilmelidir. Bu oksidatif reaksiyonların ürünleri duman olarak adlandırılan dumanı oluşturur. Benzinli motorlarda hidrokarbon emisyonlarının büyük bir kısmı etan ve etilenden, gaz motorlarında ise metandan kaynaklanmaktadır. Bunun nedeni, benzinli motorlardan kaynaklanan emisyonların bu kısmının, karışımın yanmamış kısmındaki benzin buharlarının yüksek sıcaklıklarda çatlaması sonucu oluşması ve gaz motorlarında yanmamış metanın herhangi bir dönüşüme uğramamasıdır.

Etilen gibi doymamış hidrokarbonlar, ultraviyole ışınımının etkisi altında en kolay şekilde oksitlenir. Metan dahil doymuş hidrokarbonlar daha kararlıdır çünkü fotokimyasal reaksiyon için daha sert (kısa dalga) radyasyon gerektirir. Güneş ışınımı spektrumunda, metanın oksidasyonunu başlatan bileşen, diğer hidrokarbonların oksidasyonunu başlatan bileşenlerle karşılaştırıldığında o kadar düşük bir yoğunluğa sahiptir ki, neredeyse hiç metanın oksidasyonu meydana gelmez. Bu nedenle birçok ülkenin kısıtlayıcı otomobil emisyon standartlarında metana dönüşüm gerçekleştirilmesine rağmen metan içermeyen hidrokarbonlar dikkate alınmaktadır.

Dolayısıyla, gaz motoru yakıtı kullanan motorların egzoz gazlarındaki hidrokarbon miktarının benzinli motorlarla aynı olmasına ve gazlı dizel motorlarda genellikle daha yüksek olmasına rağmen, bu bileşenlerle hava kirliliğinin etkisi gaz yakıtı kullanmak sıvıya göre birkaç kat daha azdır.

Ayrıca gaz yakıt kullanıldığında motorun güç değerinin 1,4-1,8 kat arttığını da unutmamak gerekir; bujilerin servis ömrü - 4 kat ve motor yağı - 1,5-1,8 kat; kilometrenin revizyonu - 1,5-2 kez. Aynı zamanda gürültü seviyesi ve yakıt doldurma süresi 3-8 dB azalır. Bütün bunlar, araçları gaz motoru yakıtına geçirme maliyetlerinin hızlı bir şekilde geri ödenmesini sağlar.

Uzmanların dikkati, gaz motoru yakıtı kullanmanın güvenlik konularına çekiliyor. Genel olarak, 1,9-4,5 kat konsantrasyonlarda gaz yakıtların hava ile patlayıcı bir karışımı oluşur. Ancak gevşek bağlantılardan kaynaklanan gaz sızıntıları belli bir tehlike oluşturur. Bu bakımdan sıvılaştırılmış petrol gazı en tehlikelisidir çünkü buharının yoğunluğu havanınkinden daha fazladır ve basınçlı hava için daha azdır (sırasıyla 3: 1,5: 0,5). Sonuç olarak, sıkıştırılmış gaz sızıntıları, sızıntıları bıraktıktan sonra yukarı doğru yükselir ve buharlaşırken, sıvılaştırılmış gaz sızıntıları yerel birikimler oluşturur ve sıvı petrol ürünleri gibi "dökülme" meydana gelir ve bu da ateşlendiğinde yangının kaynağını artırır.

Pek çok uzman, sıvılaştırılmış veya sıkıştırılmış gazın yanı sıra, çevre açısından neredeyse ideal bir motor yakıtı olan sıvı hidrojenin de büyük bir gelecek sağlayacağını öngörüyor. Sadece birkaç on yıl önce sıvı hidrojenin yakıt olarak kullanılması oldukça uzak görünüyordu. Buna ek olarak, hidrojenle doldurulmuş HindenburT zeplin II. Dünya Savaşı arifesinde trajik ölümü, "geleceğin yakıtı" konusundaki kamuoyundaki itibarını o kadar zedeledi ki, uzun süre herhangi bir ciddi projeden çıkarıldı.

Uzay teknolojisinin hızlı gelişimi bizi bir kez daha dünya uzayının keşfi ve geliştirilmesi için neredeyse ideal bir yakıt olarak bu kez sıvı olan hidrojene yönelmeye zorladı. Bununla birlikte, hem hidrojenin özellikleri hem de üretimi ile ilgili karmaşık mühendislik zorlukları hala mevcuttur. Taşımacılıkta yakıt olarak hidrojenin sıvı halde kullanılması daha uygun ve güvenlidir; kilogram başına kerosenden 8,7 kat daha kalorili ve sıvı metandan 1,7 kat daha fazladır. Aynı zamanda, sıvı hidrojenin yoğunluğu, önemli ölçüde daha büyük tanklar gerektiren gazyağınınkinden neredeyse bir kat daha düşüktür. Ek olarak, hidrojenin atmosferik basınçta ve çok düşük bir sıcaklıkta (253 santigrat derece) depolanması gerekir. Bu nedenle, ilave ağırlık ve hacim gerektiren tankların uygun ısı yalıtımına ihtiyaç vardır. Hidrojenin yüksek yanma sıcaklığı, eğer oksitleyici madde hava ise, önemli miktarda çevreye zararlı nitrojen oksit oluşumuna yol açar. Ve son olarak, meşhur güvenlik sorunu. Artık önemli ölçüde abartılı olduğu düşünülse de, hala ciddi olmaya devam ediyor. Hidrojen üretimine özel olarak değinmek gerekir. Bugün hidrojen üretimi için neredeyse tek hammadde aynı fosil yakıtlardır: petrol, gaz ve kömür. Bu nedenle, dünyanın hidrojen bazlı yakıt tabanında gerçek bir atılım, ancak suyun başlangıç ​​malzemesi haline geldiği ve birincil enerji kaynağının Güneş veya düşen suyun gücü olduğu üretim yönteminin temelden değiştirilmesiyle başarılabilir. Hidrojen, tersine çevrilebilirliği, yani pratik tükenmezliği açısından, doğal gaz da dahil olmak üzere tüm fosil yakıtlardan temel olarak üstündür. Yanma sonrasında geri dönüşü olmayan bir şekilde kaybolan, yerden çıkarılan yakıtların aksine, hidrojen sudan çıkarılıyor ve tekrar suya yakılıyor. Elbette sudan hidrojen elde etmek için, yanma sırasında kullanılabilecek enerjiden çok daha fazla enerji harcamak gerekir. Ancak birincil enerji kaynakları olarak adlandırılan kaynakların tükenmez ve çevre dostu olması durumunda bunun pek bir önemi yoktur.

Güneş'in birincil enerji kaynağı olarak kullanıldığı ikinci bir proje de geliştirilmektedir. ± 30-40 derece enlemlerde yıldızımızın daha kuzey enlemlere göre yaklaşık 2-3 kat daha fazla ısındığı hesaplanmaktadır. Bu sadece Güneş'in gökyüzündeki daha yüksek konumuyla değil, aynı zamanda Dünya'nın tropik bölgelerindeki biraz daha ince atmosferle de açıklanmaktadır. Ancak bu enerjinin neredeyse tamamı hızla dağılır ve yok olur. Bunu kullanarak sıvı hidrojen elde etmek, daha sonra gezegenin kuzey bölgelerine teslim edilmesiyle güneş enerjisini biriktirmenin en doğal yoludur. Stuttgart'ta düzenlenen araştırma merkezinin "Güneş Hidrojeni - Geleceğin Enerji Kaynağı" karakteristik ismine sahip olması tesadüf değildir. Bu projeye göre güneş ışığını biriktiren tesislerin Sahra'da yer alması bekleniyor. Bu şekilde yoğunlaşan göksel ısı, elektrik üreten buhar türbinlerini çalıştırmak için kullanılacak. Planın diğer kısımları Kanada versiyonuyla aynı; tek fark sıvı hidrojenin Avrupa'ya Akdeniz üzerinden ulaştırılması. Her iki projenin temel benzerliği, gördüğümüz gibi, tankerler yine hidrojen yakıtı ile çalıştığı için sıvılaştırılmış gazın suyla taşınması da dahil olmak üzere her aşamada çevre dostu olmalarıdır. Zaten Münih bölgesinde bulunan Linde ve Messergrisheim gibi dünyaca ünlü Alman şirketleri, kriyojenik pompalar hariç, sıvı hidrojenin üretimi, sıvılaştırılması ve taşınması için gerekli tüm ekipmanları üretiyor. Roket ve uzay teknolojisinde sıvı hidrojenin kullanımına ilişkin engin deneyim, Münih'te bulunan ve hemen hemen tüm prestijli Batı Avrupa uzay araştırma programlarında yer alan MBB şirketi tarafından biriktirilmiştir. Şirketin kriyojenik alanındaki araştırma ekipmanları aynı zamanda Amerikan uzay mekiklerinde de kullanılıyor. Tanınmış Alman havayolu Deutsche Airbus, dünyanın sıvı hidrojenle uçan ilk hava otobüsünü geliştiriyor. Çevresel kaygıların yanı sıra, sıvı hidrojenin konvansiyonel ve süpersonik havacılıkta kullanımı başka nedenlerden dolayı da tercih edilmektedir. Böylece diğer her şey eşit olduğunda uçağın kalkış ağırlığı yaklaşık %30 oranında azalıyor. Bu da kalkış koşusunu kısaltmanıza ve kalkış eğrisini daha dik yapmanıza olanak tanır. Sonuç olarak gürültü azalır - bu, genellikle yoğun nüfuslu bölgelerde bulunan modern havalimanlarının belasıdır. Hava akışını karşılayan burun kısımlarını güçlü bir şekilde soğutarak uçağın sürüklenmesini azaltmak da mümkündür.

Yukarıdakilerin tümü, öncelikle havacılıkta ve daha sonra kara taşımacılığında hidrojen yakıtına geçişin yeni yüzyılın ilk yıllarında gerçeğe dönüşeceği sonucuna varmamızı sağlıyor. Bu zamana kadar teknik sorunlar aşılacak, aşırı tehlikeli bir yakıt türü olan hidrojene olan güvensizlik tamamen ortadan kalkacak ve gerekli altyapı oluşturulacak.

Şu anda Fuel Technologies Corporation, yarış motorları için yüksek oktanlı yakıtların geliştirilmesi ve üretimi de dahil olmak üzere her türlü yakıtı geliştirmektedir. Yanma teorisinin yeni prensipleri üzerinde çalışıyoruz ve çevresel açıdan önemli olan yenilenebilir hammaddeler arıyoruz.

Şirketimiz, ticari benzin türleri için atmosfere zararlı emisyonları önemli ölçüde azaltabilen çeşitli türlerde yarış yakıtı ve katkı maddeleri üretmektedir. Uzmanlarımız, şirketimiz tarafından üretilen belirli bir yakıt türünün tüm özellikleri hakkında sizi her zaman ayrıntılı olarak bilgilendirecektir.

TOTEK, bilim adamlarının, roket ve uzay yakıtı geliştiricilerinin doğrudan katılımıyla oluşturulmuş bir yakıt ve bilgi teknolojisi, ekoloji ve ekonomi şirketidir. Akaryakıt teknolojileri alanındaki en iyi bilimsel ve teknik gelişmeler firmamızın çalışmalarında yer almaktadır.

TOTEK, modern yakıt teknolojileri vb. gibi çevre dostu yakıt türlerinin araştırılması, geliştirilmesi ve uygulanması ve bu yakıtların çevre dostu üretimidir. Petrol eski yaşamın israfıdır, ancak modern yaşamın israfını yeni yakıta dönüştürebiliriz.

Gazlı içecekler çevre dostu yakıt olabilir

Amerikalı bilim insanları, çevre dostu bir yakıt geliştirme projesi kapsamında alkolsüz içeceklerle çalışan bir pil ürettiler.

Hemen hemen her tür şekerle çalışan yeni bir cihaz, cep telefonları için taşınabilir şarj cihazı olarak kullanılabiliyor. Missouri'deki St. Louis Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, buluşlarının en sonunda bilgisayarlar da dahil olmak üzere birçok küçük elektronik cihazın pillerindeki lityumun yerini alabileceğine inanıyor.

Biyolojik olarak parçalanabilen sıvı, yakıtı (bu durumda şekeri) elektriğe dönüştüren ve ana yan ürün olarak suyu bırakan enzimler içeriyor.

Yakın gelecekte, büyük rezervleri nedeniyle kömürün ülkenin yakıt ve enerji dengesindeki rolünün artması bekleniyor. Ancak çevresel kısıtlamalar (özellikle Kyoto Protokolü'nün onaylanmasından sonra), çevreye mümkün olan en az zararlı yük ile yüksek verimli yakıt kullanımı sağlayan yeni çevre dostu kömür teknolojilerinin geliştirilmesini ve uygulanmasını gerektirmektedir.

Askıya alınmış kömür yakıtının kullanılması, yalnızca "kirli" kömürün ve katmanlı fırınlarda onu yakmanın etkisiz yöntemlerinin değil, aynı zamanda kıt olan sıvı ve gaz yakıtların da değiştirilmesi için gerçek bir fırsattır.

Sorun, özellikle ince kömür bulamaçları halinde sunulan büyük miktarlarda maden kömürünün, kömür madenciliği ve kömür işleme tesislerinin etrafındaki hidrolik çöplüklerde ve çökeltme tanklarında biriktiği Rusya'nın kömür bölgelerinde ciddidir. Bu sorun genellikle en ilkel şekilde çözülür. Maden giriş suları, işleme tesislerinden gelen ince kömür parçacıkları içeren proses suları, periyodik olarak mekanik ve hidrolik olarak temizlenen yüzey çöktürme tanklarına boşaltılır ve yeniden çıkarılan kömür çamuru, ya kullanılmış maden işletmelerine ya da yakındaki vadilere ve rezervuarlara boşaltılır. Bazı durumlarda flotasyon atığı susuzlaştırılarak serbest alanlarda depolanır.

Çamurun taşınabilir ve teknolojik olarak uygun çamurlu kömür-su yakıtına (CWF) dönüştürülmesi, önemli bir ekonomik etkinin elde edilmesini mümkün kılacak ve bölgelerdeki çevresel durumu önemli ölçüde iyileştirecektir. Aynı zamanda, ortaya çıkan yakıt ve kullanımına yönelik teknolojiler, modern pazarın katı gereksinimlerini karşılamalıdır: ekonomik rekabet gücü ve üretimi ve kullanımı sırasında çevre üzerinde mümkün olan en az zararlı çevresel etki.

Üretilen termal enerjinin maliyetindeki yakıt bileşeninin %40 ila %70 arasında değiştiği dikkate alındığında, yakıt maliyetinin veya özgül tüketiminin azaltılması ekonomik etki elde edilmesinde önemli bir faktördür.

Kömür-su yakıtı (CWF), ince öğütülmüş kömür, su ve plastikleştirici reaktiften oluşan dağınık bir sistemdir: CWF'nin bileşimi: kömür (0-500 mikron sınıfı) - %59-70, su - %29-40, plastikleştirici reaktif - %1 tutuşma sıcaklığı - 450-650°C; yanma sıcaklığı - 950-1050°C;

Sıvı yakıtın tüm teknolojik özelliklerine sahiptir: karayolu ve demiryolu tanklarında, boru hatlarıyla, tanker ve tankerlerde taşınır ve kapalı tanklarda depolanır;

uzun süreli depolama ve taşıma sırasında özelliklerini korur;

patlamaya ve yangına dayanıklı.

Askıda kömür yakıtının kullanıma sunulmasına yönelik stratejik hedefler şunlardır:

mevcut ısı ve güç sistemlerinin yeniden inşasına ilişkin maliyetlerin en aza indirilmesi;

termik güç sistemlerinin ekonomik ve çevresel verimliliğinin arttırılması ve katmanlı yanma ile kalorifer yakıtı, doğalgaz ve kömür kullanımının terk edilmesi için ekonomik motivasyonun yaratılması;

termal güç sistemlerinin güvenilirliğinin ve garantili çalışabilirliğinin arttırılması;

Nihai tüketicilerin enerji güvenliğinin arttırılması.

Çevre dostu kömür-su yakıtının yaygın olarak tanıtılmasının yanı sıra kömür briketleri ve briket tesislerinin üretimini organize etmek amacıyla "Ekotekhnika" Bilim ve Üretim Merkezi, "Sibekotekhnika" (Novokuznetsk) ve Belovsky Madencilik arasında bir işbirliği anlaşması imzalandı. Ekipman Fabrikası (BZGSHO).

Görevler belirlendi - işletmelerden gelen siparişlere göre, kömür ve kömür çamuruna dayalı CWF'nin hazırlanmasına yönelik modüler tesislerin ve yanması sırasında erişilebilir termal ve (veya) elektrik enerjisi elde etmek için teknolojik komplekslerin üretimini geliştirmek ve sağlamak. Aynı zamanda, BZGShO'da kömür ve kömür bulamacından briket yakıt üretimi için bir briket tesisinin zaten oluşturulmuş olduğu göz önüne alındığında, modüler tesislerin tamamlanması için gerekli ekipman setinin üretimini organize etme görevleri CWF'nin hazırlanması, briket tesisleri ve teknolojik kompleksler, ilgili ekipmanların temini ve geliştirilen komplekslerin montajı ve işletme personelinin eğitimi.

motorlu ulaşım çevre kirletici yakıt

İlk aşamada, tesiste CWF'nin hazırlanması ve yakılması için bir pilot gösteri teknolojik kompleksi kuruldu ve işletmeye alındı.

Şu anda, Tyrganskaya madeninin kazan dairesindeki pilot tesiste hidrolik madencilikten elde edilen kömür çamurundan askıda kömür yakıtı da hazırlanmaktadır. KE-10-14S kazanı ham kömür ve VUT'un birlikte yakılmasına aktarıldı. Fazla yakıt, KP-0.7 gaz yağı kazanının VUT'a aktarıldığı JSC Khleb'in (Novokuznetsk) kazan dairesine gönderilir. Hem yaz hem de kış aylarında (-42°C'ye kadar sıcaklıklarda) süspansiyon yakıtı kullanan çeşitli kazanların çalıştırılmasında kazanılan operasyonel deneyim, kömürden yeni bir tür sıvı yakıt kullanmanın yüksek verimliliğini göstermiştir.

VUT'un diğer yakıt türlerine göre çevresel avantajları, 2005 yılındaki Birinci Tüm Rusya Rusya Çevresel Yenilikler Yarışması sırasında temsilci komisyon tarafından büyük beğeni topladı. ZAO NPP Sibekotekhnika tarafından sunulan “Kömür hazırlama tesislerinden gelen çamur ve flotasyon atıklarının süspansiyon yakıtının yanma yöntemini kullanarak entegre kullanımına yönelik çevre dostu teknoloji” projesi birinci oldu.

Enerji sektörüne daha verimli ve çevre dostu teknolojilerin kazandırılması günümüzün öncelikleri arasında yer almaktadır. Bu, hem enerji kaynaklarında çok yönlü tasarruf ihtiyacıyla hem de çevrenin korunmasıyla bağlantılıdır; bu sorun, Rus enerji santrallerine doğal gaz tedarikinde beklenen azalma ve doğalgaz tüketimindeki artış nedeniyle daha da ciddi hale gelecektir. kömür. Uluslararası bilimsel ve uygulamalı konferans “Enerjinin Ekolojisi 2000”in 5. bölümünde sunulan raporlar bu konulara ayrıldı.

Önümüzdeki yıllarda Rus enerji santrallerine gaz yakıtı tedarikinde planlanan azalma, enerji mühendislerini doğal gazı kömür ve diğer katı yakıt türleriyle değiştirmek için büyük ölçekli çalışmalara başlamaya ve kullanımla ilgili olanlar da dahil olmak üzere yeni teknolojileri uygulamaya zorluyor. yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer almaktadır. Termik santrallerde kömür tüketiminin özellikle geleneksel yakma yöntemleriyle artması kaçınılmaz olarak olumsuz çevresel sonuçlara yol açacaktır; Yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş, büyük başlangıç ​​maliyetleri gerektirecek, ancak uzmanların inandığı gibi, oldukça hızlı bir şekilde kendini amorti edebileceklerine inanıyor. Bu alternatifle enerjiye yönelik yerli bilim ve teknolojiyle geliştirilen düşük maliyetli yöntem ve teknolojiler ile bu konulardaki dünya deneyimi ilgi çekmektedir.

Makale başlığında belirtilen konulara ilişkin konferansta sunulan raporları iki gruba ayırmak mümkündür:

• - yakıtların elde edilmesine, yanmaya hazırlanmasına ve fiilen yakılmasına yönelik teknolojilere adanmış;
• - yeni enerji kaynaklarına ve dönüşüm yöntemlerine adanmıştır.

Birinci grubun raporlarından özellikle E.A.'nın raporu bölüm katılımcılarının dikkatini çekti. Evtushenko ve diğerleri “Enerji sektöründe katı yakıt kullanımına yönelik yeni teknoloji” (Novosibirsk Devlet Teknik Üniversitesi, Novosibirsk-Energo). Raporun yazarları, kömür ve turba karışımından oluşan sıvı bir kompozitin hazırlanması ve yakılması için orijinal bir teknoloji önerdi ve test etti. Bu teknoloji kullanılarak, su içinde özel olarak hazırlanmış bir kömür tozu süspansiyonu bir dağıtıcı-kavitöre gönderilir, ardından yine bir dağıtıcı-kavitörde ön işleme tabi tutulan sulu ezilmiş turba süspansiyonu ile karıştırılır. Her iki durumda da süspansiyonlardaki sıvı fazın içeriği hacimce en az %15 olmalıdır. Ortaya çıkan karışıma gerekirse yağ veya akaryakıt da ekleyebilirsiniz. Böylece bileşenleri, her birinin işlenme yoğunluğunu ve bir bütün olarak bileşimi değiştirerek belirli bir kalitede çevre dostu sıvı yakıt elde edilir. Hem ana yakıt hem de çıra yakıtı olarak kullanılabilir. Kompozit yakıt yakma deneyiminin çok başarılı olduğu ortaya çıktı.

Raporda G.N. Delyagin “Çevre dostu yakıt ECOWUT - Rus enerji sektöründeki çevresel durumu önemli ölçüde iyileştirmenin bir yolu” (SUE “Bilim ve Üretim Derneği “Gidroturboprovod”, Moskova), kazanlarda kömür temelinde oluşturulan kömür-su yakıtının kullanılmasını önerdi Halihazırda işletmede olan termik santraller ve kazan dairelerinin doğal gaz yerine tüketicilerin ihtiyaç duyduğu özellikler. ECOWUT yakıtı, üretim teknolojisi son on yılda NPO Gidrotruboprovod'da oluşturulan ucuz, çevre dostu bir yakıttır. Bu yakıtın üretimi sırasında, başlangıç ​​bileşenlerinin mekanokimyasal aktivasyonu sonucu, kömürün doğal bir “kaya” kütlesi olan yapısı neredeyse tamamen tahrip olmaktadır. Kömür, katı yakıtın bu şekilde işlenmesinden kaynaklanan yüksek yüzey kimyasal aktivitesi ile ayrı organik ve mineral bileşenlere ayrışır. İlgili bir yapıya sahip olan kaynak suyu da ECOWUT'un üretimi sırasında bir dizi dönüşüme uğrar ve bunun sonucunda iyonik bileşenlerle doyurulmuş bir dispersiyon ortamı oluşur. Bu nedenle, ECOWUT yakıtı son derece kararlı, patlamaya ve yanmaya dayanıklı bir yakıttır; Saklama kaplarında uzun süre saklandığında asla yoğun bir çökelti oluşmaz.

ECOWUT yakıldığında yanma ürünlerinde karbon monoksit, ikincil hidrokarbonlar, kurum ve kanserojen maddeler bulunmaz; Mikron büyüklüğündeki partikül maddelerin, kükürt oksitlerin ve nitrojen oksitlerin oluşumu ve emisyonu keskin bir şekilde azalır. Nitrojen oksit emisyonlarının seviyesi, kural olarak, izin verilen seviyenin %50-60'ı olan 0,08-0,1 g/MJ'yi aşmaz. ECOWUT yakıtının fiyatı önemli ölçüde ilk hammaddelerin (kömür, su, kimyasallar) fiyatına bağlıdır. ECOWUT yakıtının maliyetinde başlangıç ​​kömürünün (1 ton yakıt eşdeğeri başına) payı %40-60'tır. Kullanıma hazır ve tüketiciden herhangi bir hazırlık gerektirmeyen ECOWUT yakıtının nihai maliyeti (1 ton eşdeğer yakıt başına), orijinal kömürün fiyatını (ayrıca 1 ton eşdeğer yakıt başına) yalnızca %5-18 oranında aşmaktadır. 1999 yılı verilerine göre, taş kömürünün ilk tüketici fiyatının 300 ruble/t (460 ruble/tce) olması durumunda, ECOWUT yakıtının fiyatı 290 ila 325 ruble arasında olacaktır. 1 ton için (480-540 ruble/ton standart yakıt). ECOWUT hazırlama ve yakma teknolojisi, Irkutsk CHPP-11, Semipalatinsk CHPP-2 vb. dahil olmak üzere Rusya'daki bir dizi termik santralde test edilmiştir. ECOWUT yakıtını akışkan yatakta yakma yöntemi ısıtmada test edilmiştir. Moskova bölgesi Ulyanino köyündeki kazan dairesinin NR-18 kazanı. ECOWUT yakıtıyla çalışan kazan kalıcı olarak devreye alındı.

Akışkan yataklı yanma bir dizi raporda tartışılmıştır. USTU'da sirkülasyonlu akışkan yataklı (CFB) deneysel bir endüstriyel kazanda kömür ve yanıcı atıkların yakılması deneyimi, Ural Devlet Teknik Üniversitesi (USTU) A.P. çalışanları tarafından hazırlanan bir raporda tartışıldı. Başkakova, S.V. Dyukina ve diğerleri 11,6 MW termal güce sahip USTU CFB kazanı, çeşitli kömür türlerinin CFB modunda yakılması için tasarlanmıştır: Berezovsky B-2, Kuznetsky T, Bulanashsky G, teolojik kömür zenginleştirmesinden kaynaklanan atıklar. Deneysel yanma sırasında elde edilen veriler, KVTS-10 kazanının yeniden inşasına yönelik bir projenin geliştirilmesinde kullanıldı. Ana kazanın fırınından çıkan cürufun ve sürüklenmenin sonradan yakılması için mevcut yataklı kazanlara kurulum için özel olarak tasarlanmış, 1 MW gücünde küçük boyutlu bir akışkan yataklı kazan geliştirilmiştir.

Düşük dereceli yakıtların yakılmasında ve yanıcı atıkların akışkan yataklı fırınlarda geri dönüştürülmesinde çevre güvenliği sorunları, Ural Devlet Teknik Üniversitesi B.V. çalışanları tarafından hazırlanan bir raporda tartışıldı. Berga ve diğerleri Baca gazlarındaki nitrojen oksit konsantrasyonunun akışkan yatağın sıcaklığına ve Neryungri ve Kizelovsky kömürlerinin yanması sırasında aşırı hava katsayısına deneysel bağımlılığı sunulmaktadır. Baca gazlarındaki nitrojen oksit konsantrasyonunun akışkan yatağın sıcaklığının artmasıyla arttığı tespit edilmiştir. Aynı zamanda, yakıttaki kükürtün varlığı nitrojen oksitlerin verimini önemli ölçüde azaltır, çünkü bunların oluşumuyla eş zamanlı olarak kükürt oksitlerin ilave oksidasyonu için harcanırlar:

• 2NO + 2SO2 = N2 + 2SO3;
• 2NO + SO2 = N2O + 2SO3.

Düşük sıcaklıkta akışkan yatak teknolojisinin kullanılması, atmosfere kükürt oksit emisyonlarının azaltılması sorununu önemli ölçüde çözebilir. Bunu yapmak için, akışkan yatağa, reaksiyonlara göre kükürdü sülfata bağlayan uygun katkı maddeleri (kireçtaşı veya dolomit) eklenir:

CaCO3 = CaO + CO2; CaO + SO2 + 0,5O2 = CaSO4.

Dioksin oluşumunu baskılamak için akışkan yatak kullanma olasılıkları değerlendirildi. Yazarlara göre termik santrallerden kaynaklanan ortalama dioksin emisyonları 2,5 ng/m3 olup, bu izin verilen değerin 2,5 katıdır. Ancak, toplam dioksin emisyonu açısından termik santrallerin çeşitli kaynaklar (bireysel ısıtma cihazları, eski atık yakma tesisleri ve araçlar) arasında dördüncü sırada yer aldığını ve payının %0,13 olduğunu (çeşitli atık yakan enerji işletmeleri hariç) belirtmek gerekir. . Raporun yazarlarına göre, yakıtın (ve atıkların) akışkan yataklı fırınlarda tek aşamalı yakılmasıyla yanma ürünlerinde düşük seviyede dioksin içeriği elde edilebilir, ancak bunun için bunu sağlayacak bir rejimin sağlanması gerekmektedir. yanma ürünlerinin yatakta kalma süresini arttırır.

Sibirya Isı Mühendisliği Araştırma Enstitüsü'nde (JSC SibVTI) geliştirilen, kömür tozunun yüksek sıcaklıkta ön ısıtılmasıyla kömür yakmaya yönelik yeni bir teknoloji, raporda V.V. Bely vb. Bu teknolojiyi kullanarak, kömür tozunun 850 dereceye kadar önceden ısıtılmasıyla nitrojen oksit emisyonlarında azalma elde ediliyor. Azotun serbest duruma (N2) geçtiği, ardından sıcak kömür tozunun kademeli olarak yakıldığı indirgeyici bir ortam koşulları altında C. Elde edilen deneysel verilere dayanarak, Minusinskaya CHPP'de aşağıdaki emisyon göstergelerine (mg/nm3) sahip olması gereken bir pilot endüstriyel kazan ünitesi tasarlandı: azot oksitler - 200'e kadar, kükürt oksitler - 300'e kadar, kül - en fazla 50, yani hem eski hem de yeni normlara uymanın yanı sıra en iyi uluslararası standartlara da uygundur. Minusinskaya CHPP'deki pilot endüstriyel kazan ünitesi, yakıt yakma ve gaz saflaştırmaya yönelik bu yeni teknolojiyi test etmek ve göstermek için tasarlandı. Başarılı bir şekilde hakim olunması durumunda önerilen teknoloji termik santrallerde yaygınlaşabilecektir.

A.I.'nin raporunda gaz yakıtının katalitik yanmasına sahip çevre dostu bir termik santral tartışıldı. Polywaters, vb. (MEI, UTECH). ENIN ve MPEI'de, yakıtın mevcudiyetinde yanması nedeniyle havaya zararlı madde emisyonlarının tamamen ortadan kaldırılmasını sağlayan çevre dostu bir katalitik termik santral (CTPP) geliştirmeyi amaçlayan büyük miktarda araştırma çalışması yürütülmüştür. bir katalizörden. Katalizörlerin kullanılması, reaktördeki 600-800 derece aralığındaki sıcaklıklarda yakıtın alevsiz derin oksidasyonunun gerçekleştirilmesini mümkün kılar. İLE.

Katalitik reaktörler iki türe ayrılabilir: birincisi - sabit bir katalizör ve kızılötesi radyasyon yoluyla çalışma akışkanına ısı transferi ile ve ikincisi - akışkanlaştırılmış akışkan yataklı. Sabit katalizörler öncelikle gaz ve buhar yakıtları içeren yakıt-hava karışımları için kullanılır. Akışkanlaştırılmış akışkan yataklı reaktörlerde, gaz veya sıvı yakıtın oksidasyonu, 2-4 mm çapında asılı bir granül kütlesi içinde atmosferik oksijen ile meydana gelir. Granül malzeme olarak gama alüminyum oksit kullanılır. Şu anda, Moskova'daki özerk Kurkino mikro bölgesine elektrikli ısı temini için 2 MW kapasiteli ilk deneysel kombine ısı ve enerji santralinin inşasına ilişkin geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Düşük verimli eski kazan daireleri yerine katalitik enerji santrallerinin kullanılması şehirdeki çevresel durumu önemli ölçüde iyileştirecektir.

“Yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanan çevre dostu teknolojiler” konusuyla ilgili ikinci rapor grubu şunları kapsıyordu: jeotermal enerji teknolojileri (RAO “UES of Russia”, NTC “Geo” MPEI, JSC'den O.V. Britvin, O.A. Povarov ve diğerleri tarafından hazırlanan rapor) "Jeotermal"); güneş ve jeotermal enerjinin ortak koordineli kullanımı (G. Erdmann ve J. Hinrichsen - Berlin Teknik Üniversitesi); özerk tüketicilere ısı temini için ısı pompalarının kullanımı (G.V. Nozdrenko ve diğerleri - NSTU, OJSC Novosibirskenergo).

Konferansın bu bölümünde, enerji girdap yakıcılarının geliştirilmesi (B.V. Berg ve diğerleri - USTU); katı yakıtın termik santrallerde taşınması ve depolanması sırasında çevrenin korunması (V.V. Demkin ve V.I. Kazakov - RAO "Rusya'nın UES'i" ve UralVTI); taşınan doğal gazın enerjisini çevreye zararlı maddeler yaymadan kullanma yöntemleri (V.S. Agababov ve diğerleri - MPEI, CHPP-21 "Mosenergo", Mosenergoproekt); gaz-yağ kazanları için teknolojik çevresel önlemlerin etkinliğinin değerlendirilmesi (L.E. Egorov ve diğerleri - MPEI); doğal gazı emilmiş durumda depolamak için alternatif sistemler (L.L. Vasiliev ve diğerleri - Lykov Isı ve Kütle Transferi Enstitüsü); yakıt tükenmesini ve termik santrallerden kaynaklanan zararlı emisyonları azaltmak için türbin ekipmanının teknik durumunun operasyonel izleme yöntemlerinin iyileştirilmesi (E.V. Dorokhov ve diğerleri - MPEI).

Bir Sheffield araba tasarım firması, hidrojenle çalışan arabalar için yeni, ekonomik ve çevre dostu bir yakıt sistemi geliştirmeye başladı. ITM Power temsilcileri, geliştirme çalışmalarının tamamlanmasının ardından hidrojen yakıtının ilk kez evde yeniden üretilebileceğini iddia ediyor.

Şirketin resmi açıklamasına göre yeni yakıt türü, benzinle çalışan araçlarda 25 kilometreye kadar seyahat mesafelerinde kullanılabiliyor. Üstelik daha uzun yolculuklarda benzinli versiyona geri dönmek de mümkün. İlk prototip Ford Focus temel alınarak tasarlandı.

ITM Power geliştiricileri, bugüne kadar bu tür araçların yaygınlaşmasını engelleyen tek faktörün, su, platini ve elektriği hidrojene dönüştüren ekipmanların maliyeti olduğunu söylüyor.

Şu anda dünyada hidrojen yakıtıyla çalışan yalnızca birkaç araba var. Bu tür arabalara hizmet verebilecek benzin istasyonlarının sayısı da azdır. Ayrıca mevcut araçlar depolanması zor olan sıvı hidrojenle çalışıyor. Alternatif olarak hazır değiştirilebilir yakıt hücreleri veya elektrik motorlarının kullanılması gerekmektedir.

ITM Power'ın Ford Focus tabanlı prototipi, geleneksel bir benzinli motorda hidrojeni yakmasına olanak tanıyan bir yakıt sistemiyle donatılacak.

ITM Power uzmanlarının hidrojen üretmenin yeni ve nispeten ucuz bir yolunu geliştirmesi sekiz yıl sürdü. Patentli yakıt ikmal istasyonları, platin gereksinimlerini daha önce kullanılan geleneksel teknolojiye göre yaklaşık %1 oranında azaltan benzersiz, düşük maliyetli bir malzeme kullanıyor.

Yeni sistem evde hidrojen üretmenize olanak sağlayacak. Böyle bir istasyonun bir montaj hattında üretilmesi durumunda maliyetinin, su ısıtmak için geleneksel bir kazanın satın alınmasına eşdeğer olması beklenmektedir. Ayrıca yeni teknolojinin yaygınlaşmasıyla benzinin hidrojen eşdeğerinin yaklaşık 80 sente mal olacağı tahmin ediliyor.

Sistemin ana unsuru, suyu ve elektriği saf hidrojen ve oksijene dönüştürecek olan “elektrolizör” olacak. Üretimin tamamen çevre dostu olabilmesi için rüzgar, gel-git ve güneş enerjisinin yanı sıra hidroelektrik santraller aracılığıyla da elektrik üretilmesi öneriliyor.

Tüm hidrokarbon yakıtların çevreye az ya da çok zararlı olduğu bilinmektedir. Sıvı roket yakıtları en büyük çevresel tehlikeyi oluştururken, kömürler en azını oluşturuyor. Hidrokarbon yakıtların çevresel tehlikesi, tehlikeli çevre kirleticiler olan toksik ve zararlı kimyasalların, bileşiklerin ve elementlerin salınmasından kaynaklanmaktadır.

Depolama, taşıma ve pompalama sırasında yakıttan çevreye zararlı bileşenler açığa çıkar. Yakıt kullanımının bu aşamalarında, gaz halindeki hidrokarbonlara (örneğin etan ve metan) ek olarak, yakıt kirleticileri de yakıtın kendisi, hidrokarbonlarla kirlenmiş su, yakıt çamuru, kömür tozu ve diğerleri tarafından temsil edilebilir. Bu kirleticiler çevreye sızıntılar, sızıntılar, dökülmeler, kazalar vb. yoluyla girer.

Yakıtın doğrudan yanması sürecinde, hem orijinal yakıtta hem de yanmaya giren atmosferik havada bulunan kimyasal elementlerin, bileşiklerin ve maddelerin türevleri olan çevreye zararlı yeni gaz, sıvı ve katı kirletici maddeler oluşur. Yakıt ve havanın kimyasal elementleri, bileşikleri ve maddeleri birbirleriyle etkileşime girer ve belirli termal dönüşümlerden geçtikten sonra yanma ürünleri olarak çevreye salınır.

Çevre dostu yakıt nedir?

Toplumsal emeğin bir ürünü olan yakıt için çevre temizliği, depolama, taşıma, pompalama ve doğrudan yanma sürecinde kendini gösteren karmaşık ve bütünleşik bir özelliktir.

Yazarlara göre yakıtın “ekolojik temizlik” özelliği, yaşam döngüsünün her aşamasında çevre üzerinde minimum kabul edilebilir olumsuz etkiye sahip olmadığı veya sahip olmadığı ve herhangi bir olumsuz etki yaratmadığı bir yakıt durumu olarak anlaşılmalıdır. İnsanların, faunanın ve floranın yaşamı ve varlığı için bir tehdit.

Yakıtın bu özelliği karmaşık ve karmaşıktır çünkü belirli kullanım koşulları altında, örneğin depolama, taşıma ve pompalama sırasında, bazı kirletici maddeler çevreye salınırken, yakıt yanarken diğer kirletici maddeler oluşturulup salınır. Bu bağlamda, yakıtın çevresel temizliği şartlı olarak birbiriyle ilişkili iki bileşen olarak değerlendirilmelidir: yanma öncesi ve yanma sırasında; ikinci bileşen daha önemlidir.

GOST'lara ve TU'lara bakalım

Şu anda, Rusya Federasyonu'nda hidrokarbon gazları, petrol yakıtları ve kömür için çok sayıda GOST ve spesifikasyon bulunmaktadır. GOST'un, ülkedeki tüm işletmelerin uyması zorunlu olan, ürünler için bir devlet düzenleyici belgesi olduğu unutulmamalıdır. GOST'ler tüm sektörel sanayi kuruluşları için oluşturulmuş, teknik altyapıları ve teknolojik donanımları, dolayısıyla ürünlerinin kalitesi aynı seviyeye getirilmiştir.

2000 yılından itibaren yeni devlet standartları yerine teknik şartnameler yayınlanmıştır. GOST'un aksine, teknik özellikler, bir veya daha fazla işletmenin ürünlerine yönelik, teknik temelleri ve teknolojik donanımları dikkate alınarak geliştirilen düzenleyici bir belgedir. Tek profilli işletmelerde bile taban ve ekipman farklı olduğundan, aynı ürünün teknik koşulları ve dolayısıyla kalitesi farklılık gösterir.

Hidrokarbon yakıtların kalitesini tanımlayan düzenleyici belgelerin analizi, bunların hiçbirinin "ekolojik temizlik" gibi bir yakıt özelliği hakkında bilgi içermediğini ve bu nedenle sayısal değerinin (yani göstergenin) standartlaştırılmadığını göstermektedir. Adil olmak gerekirse, kullanılan yakıtın çevresel temizliğinin değerlendirilebileceği bazı dolaylı göstergelerin bu düzenleyici belgelerde hala mevcut olduğunu belirtmek gerekir. Böylece, hidrokarbon yakıtlar için yanıcı kısmın kimyasal bileşimi belirtilir ve zararlı yabancı maddelerin ve bunların içindeki mineral kalıntılarının içeriği standartlaştırılır. Şu anda, hidrojen sülfit (H2S) ve nitrojen (N2) içeriği gaz yakıtı için standartlaştırılmıştır; sıvı petrol yakıtları için - kükürt (S2), karbon (C), vanadyum (V), asitler ve alkaliler, ayrıca benzin - manganez (Mn) ve kurşun (Pb) ve kömür için - mineraldeki zararlı bileşenler parça .

Mevcut GOST'lerin ve teknik spesifikasyonların, hidrokarbon yakıt tüketimi hacmindeki istikrarlı bir artış ve dolayısıyla zararlı madde miktarındaki artışla bozulması kolaylaştırılan gerçek çevresel durum dikkate alınarak ayarlanması gerektiği açıktır. emisyonlar.

Oktan sayısının bununla ne alakası var?

Rusya Federasyonu'nda Ocak 2009'dan itibaren karbüratörlü ve enjeksiyonlu motorlu araçları olan vatandaşların en az 95 oktanlı benzin kullanmasını zorunlu kılan bir Federal yasanın yürürlüğe gireceği bilinmektedir (AI-95). ). Rusya Federasyonu'nun bu kanunu medyada geniş çapta tanıtılmakta ve vatandaşlarımız AI-95 benzininin günümüzde kullanılan AI-80 veya AI-92 benzinlerine göre daha çevreci bir otomobil yakıtı olduğu kanaatini oluşturmaktadır.

Motor benzininin oktan sayısının, içten yanmalı motorlarda kullanılan yakıtların patlamasına (kendiliğinden patlama) karşı direncin yalnızca niceliksel bir özelliği olduğu unutulmamalıdır. Oktan sayısı, kaynama noktası +300 °C ila +230 0 °C arasında olan hafif hidrokarbon yakıtlar için standartlaştırılmıştır; benzin de budur. Kaynama noktası +2500 °C ila +360 0 °C arasında olan orta hidrokarbonlu (dizel ve motor) yakıtlar için benzer bir gösterge, bu tür yakıtların kendiliğinden tutuşma yeteneğini yansıtan setan sayısıdır.

Hafif yakıtların oktan ve setan sayıları, bu sürecin mekanizmasını veya kalitesini değil, bir zincirleme yanma reaksiyonu sırasında yalnızca alevin yayılma yöntemini (patlayıcı veya eşit şekilde sürekli) karakterize eder. Bu bağlamda, benzinin oktan sayısı ve dizel yakıtın setan sayısı, bu tür hidrokarbon yakıtların çevre temizliğinin objektif olarak değerlendirilmesi için kullanılamaz.

Belki de bu gözetim, yakıt hazırlama ve yakıt kullanımında uzman olan danışmanların bulunmaması nedeniyle bu Federal Yasanın geliştiricileri tarafından yapılmıştır.

Çevre temizliği nasıl değerlendirilir?

Mevcut düzenleyici belgelerdeki sayısal değerleriyle yansıtılan, hidrokarbon yakıtın bireysel safsızlıklarının ve mineral kalıntılarının içeriği, yakıtın çevre temizliğini tam olarak karakterize edemez. Ancak yakıtın çevre temizliğinin ön değerlendirmesi için yakıtın yanıcı kısmında bulunan kimyasal elementlerin göstergelerinin sayısal değerlerini kullanmak mümkündür. Yakıtın hidrojen içeriği (H2) daha yüksekse veya örneğin biyolojik yakıtta olduğu gibi yanıcı kısmında bağlı oksijen (O2) mevcutsa, bu yakıt daha çevre dostudur. Belirli bir yakıt türünün çevresel saflığının objektif bir değerlendirmesi, yalnızca yanması sırasında duman (egzoz) gazlarının niteliksel ve niceliksel analizlerinin sonuçlarına ve ayrıca yakıtın kül kısmının analizine dayanarak gerçekleştirilebilir. yanma. Tabii ki, yakıtın yanması sırasında oluşan duman, egzoz ve diğer gazların analiz sonuçları, doğal çevre üzerinde en büyük olumsuz etkiye sahip oldukları ve geniş alanları etkiledikleri için birincil öneme sahiptir.

Yakıtın çevre temizliği gibi bu kadar önemli bir özelliğinin objektif bir değerlendirmesi için hala bir kriter, yani bu göstergenin değiştiği bir kural geliştirmenin gerekli olduğu açıktır. Yazarlara göre bu kriter, örneğin CO, CO 2, H 2 S, NO x, N 2, S 2, S x O y, C x H y, is gibi çevreye en zararlı bileşenlerin ilave bir evrişimi olmalıdır. vb., belirli bir yakıtın yanma ürünlerindeki niceliksel sıralaması, baca gazlarının bileşimindeki her bir bileşenin payına karşılık gelen önem katsayısının sayısal değeri ile yansıtılabilir. Sunulan kriter objektiftir, çünkü yanma zinciri reaksiyonunun kalitesi aracılığıyla zararlı emisyonların oluşum mekanizmasını niceliksel olarak yansıtmaktadır. Yakıtın çevre temizliği göstergesinin sayısal değeri 0 ila 1,0 aralığında olmalı, gösterge 0'a yakın olduğunda yakıt çevre dostu, 1,0'a yakın ise çevreye zararlıdır.

Yurt dışında neler var

Batı Avrupa, Kuzey Amerika ve Japonya ülkelerinde, hidrokarbon yakıtların kullanımıyla ilgili olanlar da dahil olmak üzere çevre sorunları, geçen yüzyılın 60'lı yıllarının başlarında çözülmeye başlandı. İlk aşamada, yalnızca idari önlemlerin uygulanması yoluyla çevresel durumu iyileştirmeye yönelik girişimlerde bulunuldu. Yani çevre mevzuatı getirilerek ve sıkılaştırılarak, çevre kirliliğine yönelik para cezaları getirilip artırılarak, araçlar da dahil olmak üzere kirlilik kaynaklarının sayısının sınırlandırılması ve çalışma saatlerinin düzenlenmesi, belirli ürünlerin kullanımının yasaklanması vb. Çevre sorunlarının yalnızca idari tedbirlerle çözümlenmesi başarısız oldu.

Ve sadece 30 yıl sonra, 1990'ların ortalarında, petrol rafinerilerinin teknolojik temellerinin modernizasyonu ve otomobil motorlarının ve yakıt sistemlerinin iyileştirilmesi de dahil olmak üzere yukarıda sunulan karmaşık önlemler uygulandı ve ardından yakıt piyasasına girdi. ekonomik olarak gelişmiş ülkelerde ticari yakıt olarak yüksek oktanlı benzin. Dünyanın gelişmiş ülkelerinde doğal çevrenin niteliksel olarak iyileştirilmesindeki olumlu eğilimlere rağmen, hidrokarbon yakıtların yanma ürünlerini de içeren kirlilik sorunu bugün tamamen ortadan kaldırılmamıştır ve daha fazla çözüm gerektirmektedir.

Sonuçlar yerine

Yazarlara göre, toplumsal emeğin daha çevre dostu ürünleri, daha az çevre dostu emsallerine göre daha ucuz olmalıdır. Bu tamamen tüm hidrokarbon yakıt türleri için geçerlidir. Çevreye zararlı yakıtların kullanımı, doğal yaşam alanlarının kalitesini ihlal ederek vatandaşların florasına, faunasına ve sağlığına büyük zarar verdiğinden, devlet, yakıtın çevresel saflığının arttırılmasıyla ilgili maliyetlerin bir kısmını üstlenmek zorundadır. Aksi takdirde devlet, çevre koruma önlemleri ve sağlık hizmetleri için ek maliyetlere katlanmak zorunda kalacak ve bu, çevre dostu yakıt satışlarından elde edilen karı önemli ölçüde aşacaktır.