Напрямки розвитку транспортної енергетики

Транспорт є одним з найбільших джерел забруднення атмосфери, грунту, водоймищ і морів. Основними речовинами, які забруднюють повітряний басейн, є оксид вуглецю, вуглеводні, оксиди сірки й азоту та тверді частинки (первинні забруднювачі). Інші речовини за своїм походженням є вторинними (наприклад, так звані "кислотні дощі", які утворюються при взаємодії оксидів сірки й азоту з водою).

Розвиток транспорту, особливо інтенсивний починаючи з 50-х років XX ст. (в період появи дешевої нафти), різко змінив загальну картину забруднення навколишнього середовища.

Якщо в середині 50-х років переважаюча частка забруднення повітряного басейну припадала на промислові підприємства і побутове використання палив, то в даний час основні джерела викидів шкідливих речовин та їх концентрації такі (%):

Таким чином, роль транспорту, як джерела забруднення атмосфери зростає. В середньому один вантажний автомобіль викидає в рік приблизно 3 т шкідливих речовин, частка автомобільного транспорту в забрудненні навколишнього середовища становить у великих містах до 60 %.

Кількість шкідливих речовин, які попадають в навколишнє середовище, залежить від чисельності й структури транспортного парку, типу, технічного стану й режиму роботи двигуна, а також умов його експлуатації, в тому числі, кліматичних. Відносні питомі показники викидів основних токсичних компонентів відпрацьованих газів для різних двигунів становлять:

Таким чином, кожен двигун і відповідне паливо мають свої переваги та недоліки.

Особливу небезпеку серед токсичних речовин у відпрацьованих газах складають канцерогенні поліциклічні вуглеводні і найбільш активний з них бенз(а)пірен, а також сажа. Частинки сажі канцерогенні за своєю природою, крім того, сажа — хороший адсорбент (поглинювач) для бенз(а)пірена. Концентрація останнього в частинках сажі в 3—4 рази вища, ніж у відпрацьованих газах. Перехід від одного типу чи конструкції двигуна до іншого не вирішує кардинально проблему, наприклад, дизель, маючи задовільну характеристику по викидах майже всіх токсичних компонентів, викидає значно більше сажі, ніж карбюраторний двигун.

Зменшення шкідливої дії транспорту на навколишнє середовище можливе при використанні альтернативних палив (нафтового й природного газів, бензоетанольної суміші, добавки водню до бензину тощо), які в процесі спалювання дають менше шкідливих викидів і не отруюють нейтралізатори відпрацьованих газів.

Один із шляхів зменшення шкідливих викидів у світовій практиці — це використання нейтралізаторів, які встановлюють у випускній системі двигуна, що дозволяє на 85 % знизити викиди CO, на 70 % неспалені вуглеводні і на 20 % — оксиди азоту. Однак каталітичні нейтралізатори дорогі, оскільки у них використовують платину, паладій, а каталізатори для реакції відновлення N0 містять родій і рутеній.

Використання платини для виготовлення каталізаторів нейтралізації відпрацьованих газів автомобілів в США складає 40 т/рік, або 40 % споживання цього металу в розвинених країнах. Необхідно врахувати, що при каталітичній нейтралізації відпрацьованих газів питома витрата палива збільшується на 3—5 %, а сам метод може бути використаний лише на неетильованих бензинах.

Однак норми Європейської економічної комісії (ЄЕК) ООН і особливо жорсткі норми США щодо токсичності автомобілів вимагають оснащення автомобілів нейтралізаторами.

Транспорт сьогодні є однією з найбільших галузей використання енергоресурсів, на долю якого припадає близько 29 % загального кінцевого використання всіх енергоресурсів. При цьому найважливішу роль відіграє нафта, яка задовольняє 97—99 % загального використання енергоресурсів усіма видами транспорту. Частка моторних палив, які використовуються різними транспортними засобами в економічно розвинутих країнах, досягає 49—50 % сумарного споживання нафтопродуктів.

Транспорт при його майже повній залежності від нафти і визначає в основному гостроту сьогоднішньої енергетичної ситуації у світі.

Більшість опублікованих прогнозів відносно розвитку світової енергетики і транспортних засобів відмічають, що в рамках наступних десятиліть двигуни внутрішнього згорання (ДВЗ) збережуть лідируючу роль у транспортній енергетиці. При цьому об'єктивна оцінка стану з ресурсами вуглеводневої сировини дозволяє стверджувати, що при раціональному використанні нафта залишиться головним джерелом енергозабезпечення транспортних засобів на протязі тривалого часу.

Разом із тим, очевидно, що в міру виникнення технічних і економічних проблем у транспортній енергетиці постійно зростатиме роль природного газу, важких різновидностей нафти і природних бітумів, вугілля, горючих сланців, біохімічних технологій та інших нетрадиційних джерел для виробництва моторних палив. Вони об'єднуються як "альтернативні джерела енергії", а палива, які одержують на їх основі, називають "альтернативні моторні палива".

Дослідження в галузі виробництва й використання альтернативних моторних палив широко розвиваються в різних країнах світу. Запропоновані різноманітні методи одержання та використання широкої гами таких палив. Основною метою досліджень в Україні і за кордоном є розширення сировинної бази, пошук енергоефективних моторних палив і методів їх раціонального використання, тобто створення необхідних технічних і економічних умов для часткової заміни палива, яке виробляється сьогодні з нафтової сировини.

Кожне із запропонованих видів альтернативних палив, а також методи їх одержання і використання мають свої переваги й недоліки. Тому для вибору раціональних варіантів перспективного паливозабезпечення транспортної енергетики важливо співвідносити такі палива за їх ефективністю з традиційними нафтовими паливами. Складність завдання полягає в тому, що тут тісно переплітаються сировинні, технічні, економічні йекологічні фактори, які потребують детального комплексного й системного обрахування.

Дата добавления: 2015-11-16