Заменители нефтяных топлив

Топливно-энергетические ресурсы страны для ее экономического развития во многом базируются на импорте нефти и газа. Поэтому особое место занимают проблемы расширения энергетических ресурсов и рационального использования нефтяного сырья и экономии нефтяных продуктов. Экономия жидкого топлива, его сбалансированное производство и применение в ближайшие годы пойдет трем направлениям: первый углубленная переработка нефти, включая тяжелые нефти и остатки нефтепереработки, второй снижение расходов топлива в двигателях благодаря конструкционным изменениям, экономической организации перевозок, третий расширение топливных ресурсов за счет использования альтернативных топлив.

Производство жидких топлив из угля, сланцев известно давно, однако применение в ближайшие годы маловероятно потому, что получаемые продукты имеют большую стоимость и качество этих продуктов отличается от качества нефтяных продуктов. Не найдут широкого потребления и электромобили. На изготовление аккумуляторных батарей (кислотных, щелочных) тратятся огромные топливно-энергетические ресурсы, а энергоемкость их незначительна, имеет место загрязнение окружающей среды при изготовлении батарей, батареи требуют регулярной дозаправки.

Ближайшие заменителями нефтяных жидких топлив следует считать углеводородные газовые топлива (метан, пропан-бутан), спирты, эфиры, которые могут использоваться как самостоятельные, а также в качестве добавки к жидкому нефтяного топлива. Ввод в эксплуатацию водорода в качестве автомобильного топлива и добавки к нефтяного топлива требует более тщательного изучения некоторых аспектов по особенностям его качества и методов хранения на автомобилях. Этанол получают из сахарного тростника, свеклы, зерновых культур, других растительных продуктов, а также из природного газа. Относительно возможности восстановления (воспроизведения) сырьевой базы этанол является более перспективным топливом.

К преимуществам метанола в качестве топлива следует отнести возможность работы двигателя на обедненных смесях при 1,05-1,1, большой предел регулирования состава топливовоздушной смеси. При температурах ниже 8°С при отсутствии специального устройства для облегчения пуска двигателя необходимо проводить предпусковой прогрев горючей смеси. Благодаря высокой теплоте испарения метанола работа на нем ведет к значительному переохлаждению двигателя, если он не переоборудован на работу на метаноле. Переохлаждение топливовоздушной смеси вызывает, в свою очередь, неравномерность распределения топлива по цилиндрам. Для устранения этого явления нужно подогревать воздух, поступающий для приготовления горючей смеси. Пары метанола более вредны для здоровья человека, чем пары бензина, тем не менее ряд стран проводит опыты по использованию его в бензиновых двигателях и дизелях.

Возможно практическое использование третичных и вторичных спиртов, метилтретбутилового эфира (МТБЭ) и их смесей. Эти соединения имеют высокие теплоты сгорания, высокие октановые числа, значительную влагостойкость.

Водород способен проникать через толщу металла. Жидкий водород может вызывать разложение некоторых металлов, особенно при низких температурах. Вследствие малой энергии для воспламенения может иметь место неуправляемое самовоспламенение топлива.

Водородно-воздушные смеси имеют высокие скорости сгорания, которое проходит практически при постоянном объеме (в стехиометрической области), в результате чего резко повышается давление.