Альтернатива дизельному топливу: Что такое аналоги дизельного топлива | Wiki

Биодизель – эффективная и дешевая альтернатива дизельному топливу

Сегодня дизельное топливо используется для работы множества типов транспорта и различных механизмов. Это связано с большим количеством проблем глобального уровня: загрязнение окружающей среды, негативное влияние на здоровье человека, истощение природных сырьевых ресурсов и так далее. Именно поэтому большую популярность получило биодизельное топливо, приспособленное для использования в стандартных дизельных моторах, но имеющее существенные качественные отличия.

Биодизель производится на основе смеси животных и растительных жиров, которые после осуществления особой химической реакции порождают метиловый эфир. Триглицериды (жирные кислоты, а также трехвалентный спирт) образуют молекулы жира. При смешении 9 единиц масла, 1 единицы метанола и катализатора щелочного типа можно получить метиловый эфир. Реактивный процесс описанной смеси протекает в специальных резервуарах, где поддерживается стабильная температура на уровне 60 градусов Цельсия, а также нормированное давление.

Основной выходной продукт – метиловый эфир, а дополнительный – не менее востребованный в разных областях промышленности глицерин. Такое соединение отличается высоким уровнем воспламеняемости и цетановым числом, сходным с характеристикой минерального дизельного топлива.

Свойства и особенности биодизеля

Показатель этанового числа, которым обладает биодизель, находится на уровне 56-58, что позволят легко применять его для обычных дизельных двигателей. Натуральное происхождение топлива имеет огромное значение: растения улучшают состояние почвы и атмосферы, становясь дешевым сырьем для производства биодизеля.

Метиловый эфир биологически безопасен. Обычный дизель сильно загрязняет почву и воду, делая эти среды непригодными для обитания флоры и фауны. Биодизель не оказывает негативного влияния на живые организмы при попадании в воду. Микроорганизмы почвы и воды способны за месяц переработать до 99% биодизеля, минимизировав загрязнение окружающей среды.

При сгорании такого биологического топлива образуется гораздо меньше углекислого газа, чем при использовании обычного дизеля. Выделяется именно столько СО2, сколько за свою жизнь потребило растение, на основе которого и был изготовлен метиловый эфир. При сгорании дизтоплива обычно выделяются и другие компоненты: сажа, окислы азота, углеводороды и так далее. Биодизель выгодно отличается по всем этим параметрам, поэтому является гораздо более чистым и безопасным топливом.

Для снижения вредоносных выбросов монооксида углерода, а также углеводородов в топливо можно добавить специальный реагент, превращающий данные соединения в воду и СО2. Однако высокое содержание серы в обычном дизеле сводит на нет пользу от подобного шага. В биодизеле содержание серы во много раз ниже.

Отсюда следует и другое преимущество биологически чистого соединения: особенности химического состава придают жидкости прекрасные смазочные свойства, в то время как удаление серы из минерального смазочного материала полностью нивелирует эти качества.

Попадая в двигатель, биодизель по пути своего прохождения отлично смазывает его детали и топливный насос, продлевая срок службы узлов на 60%. При этом точка воспламенения биотоплива превышает отметку в 100 градусов по Цельсию, поэтому его хранение и транспортировка более безопасны, требуют меньше затрат на обеспечение защиты. Однако к подобному химическому веществу все равно следует относиться весьма серьезно, соблюдая необходимые меры предосторожности.

Дизель или масло?

В связи с приведенной информацией возникает вопрос «Возможно, стоит использовать растительные масла без превращения в биодизель вместо топлива?». Ответ будет отрицательным, поскольку масло имеет другую вязкость, сгорает в двигателях не полностью. В конечном итоге достаточно быстро двигатель с прямым впрыском засоряется и выходит из строя.

Двигатели вихрекамерного и предкамерного типов обеспечивают более полное сгорание масла за счет эффективного смешения с воздухом. Но оно все равно остается неполным, поэтому мотор неизбежно засоряется. Это делает невозможным длительное использование масел для работы наиболее распространенных типов двигателей.

Сегодня ведущие европейские автомобильные компании занимаются конструированием специальных двигателей, способных эффективно работать на растительных маслах. Они уже представлены на рынке, однако до сих пор не получили широкой популярности по ряду причин: цена таких механизмов остается очень высокой, а сеть заправочных станций отсутствует. Серийная установка моторов для использования растительного масла пока не представляется возможной. Именно поэтому сегодня биодизель является лучшей и значительно более дешевой альтернативой, которая набирает популярность по всему миру.

Нужно ли России биологическое дизельное топливо?

Несмотря на огромные запасы и интенсивную разработку нефти в России, ее количество ограничено, и уже через несколько десятилетий известные источники иссякнут. К тому же, экологическое состояние страны продолжает стремительно ухудшаться. Поэтому уже сейчас большую актуальность имеет переход на новые технологические решения. В европейских государствах, где существует жесткий экологический контроль выбросов, уже по достоинству оценили этот тип натурального дизельного топлива. Кроме того, процесс его изготовления не отличается особенной сложностью, а цена заметно ниже в сравнении с любыми другими видами транспортного топлива.

Потребности российского сельского хозяйства в энергетике сегодня практически полностью удовлетворяются за счет использования разнообразных нефтепродуктов, природного газа и угля. Цены на данные энергоносители подвержены непредвиденному повышению, что уже не раз приводило к кризисным ситуациям аграрного сектора экономики. Именно поэтому задуматься о целесообразности перехода на биодизель стоит в первую очередь производителям сельскохозяйственной продукции.

6 аналогов дизельного топлива: их особености и отличия

Просмотров: 363

Дизельное топливо – это продукт, получаемый при перегонке нефти и выделение определенных углеродных фракций. С момента изобретения двигателя, с 19 века и по сей день оно является один из самых востребованных продуктов нефтепереработки. Дизельное топливо, обладая рядом существенных преимуществ, занимает лидирующее место среди иных видов горючего. Но несмотря на все плюсы, последнее время из-за высокой стоимости дизельного топлива, многие организации стараются заменять на его аналогами, существенно дешевле процессы производства.

Интересно. Аналогами дизельного топлива являются сходные по цетановому числу продукты перегонки нефти или же соединения, полученные при смешении разных фракций или вторичной переработке тяжёлых нефтепродуктов, например, мазута.

Солярка

Солярка в колбе

Строго говоря, соляровое масло является не отдельным продуктом, а одной из фракций нефти и входит в состав дизельного топлива. Cолярка ощутимо дешевле, но заливать её в современные, неприспособленные для этого вида топлива двигатели – нельзя, так как имеются существенные различия по техническим характеристикам.

Интересно. Температура вспышки солярки почти в полтора раза ниже, чем у дизельного топлива – всего +40-45С. А вязкость – в два раза выше – до 9 мм кв. /с.

Минус:

Главным минусом солярного масла являются именно иные технические характеристики, сокращающие срок жизни некоторых дизельных двигателей.

Зимой солярка замерзает быстрее дизельного топлива. К тому же прогреть двигатель на холостом ходу не получится — теплоемкость солярки достаточно низкая и эффект будет практически нулевым.

Дизельное топливо, изготовленное согласно техническим условиям (ТУ)

Дизельное топливо

Существенным плюсом этого топлива является его цена и схожесть основных технических критериев. По сути оно представляет собой дизельное топливо, в которое для снижения розничной стоимости добавлены различные добавки, такие как дешевые фракции и химические присадки.

Плюс:

Преимуществом этого вида является способность работать при пониженных температурах – если летнее дизельное топливо при температуре -5 уже замерзает, то с добавлением присадок оно способно работать и при -15 C, что достаточно удобно в условиях города. Кроме того антидымные присадки снижают количество выхлопов, чем существенно уменьшают вред, наносимый экологии.

Минус:

Главный минус – качество топлива при разбавлении оказывается на совести производителя. А это однозначно сказывается на сроках жизни двигателя.

Судовое маловязкое топливо

Судовое маловязкое топливо

Получают не только при перегонке нефти и выделении определенных её фракций, но и при переработке уже использованного мазута. Используется в основном для средне- и высокооборотистых типах двигателей. Отличается повышенным процентным содержанием серы.

СМТ не слишком подходит для легковых автомобилей – в низкооборотистых типах двигателей этот вид топлива не будет полностью смешиваться с кислородом, что приведет к его более быстрому сгоранию и неполной эффективности.

Минус:

Но главный недостаток – значительно увеличенное предельно допустимое количество серы, что приводит к выраженному снижению смазывающей способности топлива и требует применения дополнительных присадок. В отличие от дизельного топлива, изготовленного согласно ТУ, химический состав СМТ строго регламентирован.

Интересно. Так как себестоимость СМТ ниже, чем у дизельного топлива, изготовленного по ТУ, некоторые недобросовестные производители выдают одно горючее за другое.

Печное дизельное топливо

Слева обычный бензин, справа печное дизельное топливо

Бюджетный продукт нефтеперегона, который получается при элементарной обработке сырья.

Различают два вида — темное и светлое ПДТ, отличающиеся по уровню очистки конечного продукта. Кроме того, ПДТ разделят по уровню содержания серы — малосерное и сернистое горючее.

Плюс:

Этот вид горючего в среднем на 30% дешевле дизельного топлива и идеально подходит для отопления жилых помещений.

Минус:

Причин, почему не стоит заливать ПДТ вместо дизельного топлива сразу несколько. В среднем содержание серы в печном топливе в сотни раз больше, что сказывается на сцеплении. К тому же надо учитывать зольность, которая будет негативно сказаться на работе и сроке жизни двигателя.

Интересно. В ПДТ допускается добавление органических и минеральных добавок, также влияющих на конечные характеристики топлива.

Дистилляты (бензиновые фракции)

Дистилляты (бензиновые фракции)

Это легкие фракции, оставшиеся после дистилляции, переработки нефти. Как и многие аналоги дизельного топлива, они характеризуются низкой вязкостью.

Плюс:

Существенным их плюсом является малое содержание соединений серы, что делает этот вид горючего очень экологичным. Кроме того низкая вязкость не позволяет бензиновым фракциям застывать при низкой температуре. Также их часто используют в качестве сырья.

Биодизель

Биодизель в колбах

Сложное моторное топливо, получаемое благодаря реакции переэтерификации из триглицеридов и представляет собой смесь моноалкильных эфиров жирных кислот. По сути – биодизель представляет собой альтернативный и полностью экологичный вид топлива. Он производится из полностью биологического сырья, а значит может использовать отходы любого сельского хозяйства. Вместе с этим снижая потребность человека в нефти.

Плюс:

Биодизель полностью биоразлагаемый, а значит в случае аварии с разливом топлива последствия будут менее катастрофичны, чем в случае с нефтью или дизелем. Также биодизель увеличивает срок жизни двигателя, являясь смазкой для деталей, а так же растворителем для загрязнений.

Минус:

Биодизель не полностью безопасен для окружающей среды – вместо привычного углекислого газа и соединений серы, при сгорании биодизеля в воздух попадают оксиды азота, влияющих на озоновый слой. Но над этой проблемой сейчас активно работают учёные, подбирая подходящие фильтры для нейтрализации этого эффекта.

Кроме этого цена на биодизель значительно выше, ценника на обычное дизельное топливо.

Альтернативные виды топлива

Альтернативные виды топлива

Питер Алвик, В. Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

• Синтетическое дизельное топливо
• Возобновляемое углеводородное топливо
• Биодизель — моноалкиловые эфиры
• Смеси этанол-дизель
• Диметиловый эфир
• Природный газ
• Аммиак
• Водород

Abstract : Разработка альтернативных видов топлива была обусловлена ​​проблемами изменения климата и энергетической безопасности. Был рассмотрен и разработан ряд альтернативных видов топлива, включая спирты, дизельное топливо на основе биомассы, метан, водород и синтетическое топливо. Выбор будущих комбинаций топлива и трансмиссии, в идеале основанный на полной энергоэффективности и анализе выбросов, ограничен такими факторами, как альтернативные топливные ресурсы и распределительная инфраструктура.

• Введение
• Альтернативные варианты топлива
• Энергоэффективность и выбросы

Мировой транспортный сектор работает преимущественно на жидком углеводородном топливе — дизельном топливе и бензине. Усилия по разработке альтернативных видов топлива продолжались десятилетиями, хотя и оправдывались меняющимися мотивами. В 1990-х годах разработка альтернативных видов топлива в Северной Америке и Европе была в значительной степени оправдана снижением выбросов выхлопных газов. Текущие события объясняются снижением зависимости транспортного сектора от ископаемых видов топлива, особенно нефти, для смягчения последствий изменения климата, снижения зависимости от импорта нефти и повышения энергетической безопасности, а также, в конечном счете, для решения проблемы истощения ресурсов сырой нефти, которые конечны и невозобновляемы (см. также «Энергетические альтернативы»).

Цели, которые мотивируют разработку альтернативных видов топлива, не всегда дополняют друг друга. Например, некоторые альтернативные виды топлива могут повысить энергетическую безопасность, производя при этом больше выбросов парниковых газов, чем нефть, которую они заменяют. Примером может служить использование метанола, полученного из угля, в качестве моторного топлива в Китае. Развитие альтернативных видов топлива также было вызвано интересами бизнеса и поддержано промышленным лоббированием — теми же механизмами, которые долгое время играли роль на рынке ископаемого топлива.

Хотя адекватная, технически и коммерчески осуществимая замена дизельному топливу и бензину еще не найдена, несколько альтернативных видов топлива проникли на топливные рынки. К ним относятся этанол (из кукурузы в Северной Америке или из сахарного тростника в Бразилии), биодизель или природный газ. Ряд других альтернативных видов топлива можно охарактеризовать как экспериментальные или нишевые виды топлива. В будущем можно ожидать дальнейших разработок, например, в области синтетического электротоплива.

Чтобы представить жизнеспособный вариант замены нефтяного топлива, альтернативное топливо должно соответствовать определенным критериям, в том числе:

• Ресурсная база и плотность энергии — Чтобы заменить значительную долю обычного топлива, альтернативное топливо должно иметь большую ресурсную (сырьевую) базу и высокую плотность энергии (в Вт/м ² ).
  Биотопливо, а также энергия ветра и солнца часто характеризуются низкой плотностью энергии и очень высоким спросом на землю.
• Энергетическая окупаемость инвестиций (EROI) — альтернативное топливо должно производиться с наименьшим возможным потреблением (ископаемой) энергии. По мере того как EROI падает до однозначных цифр или даже приближается к единице (как в случае с некоторыми видами биотоплива), производственный процесс становится саморазрушающимся и все больше напоминает расточительное преобразование нефти в альтернативную форму энергии, а не извлечение дополнительной энергии из окружающей среды. Одним из показательных признаков топлива с низким EROI может быть его высокая стоимость, отражающая высокие энергозатраты при производстве — такое топливо не может конкурировать с нефтью и должно поддерживаться на рынке государственными субсидиями или распоряжениями.
• Возобновляемый характер и низкий уровень выбросов углерода — Чтобы уменьшить воздействие на климат, топливо должно производиться из природного ресурса, который никогда не используется или который может быть заменен новым ростом. Соответствующие примеры включают ветровую/солнечную энергию и энергию биомассы. В случае биомассы и других ресурсов, которые зависят от возобновления роста, их возобновляемый характер зависит от скорости добычи — они могут быть истощены сверх точки возобновления. Например, учитывая продолжающееся обезлесение планеты, древесина не обязательно является возобновляемым ресурсом.

Основные альтернативные топливные ресурсы, которые считаются многообещающими, включают биомассу, природный газ и, в более долгосрочной перспективе, электротопливо (также известное как электронное топливо или электронное топливо), производимое с использованием возобновляемой электроэнергии. Можно отметить, что эти варианты топлива не соответствуют всем вышеперечисленным критериям: природный газ не является возобновляемым, в то время как синтетическое электротопливо, как правило, имеет низкую EROI и низкую энергоэффективность жизненного цикла.

Стандартные характеристики. Прежде чем альтернативное топливо может быть принято в более широком масштабе для использования в существующих силовых агрегатах, необходимо обеспечить его совместимость с двигателями — будь то стандартный дизельный/бензиновый двигатель или двигатель с модифицированной конструкцией, включая краткосрочные и долгосрочные последствия. В частности, должны быть разработаны и приняты стандартные спецификации для всех соответствующих свойств топлива. Стандартные спецификации должны охватывать и/или защищать несколько аспектов, в том числе:

• Характеристики двигателя
• Влияние на выбросы, регулируемые и нерегулируемые
• Воздействие на материалы двигателя, включая металлы, пластмассы, резину и т. д.
• Влияние на обращение, работоспособность, безопасность, токсичность и т. д.
• Необходимость каких-либо добавок к топливу (например, смазки)
• Влияние топливных примесей на присадки
• Наличие стандартизированных методов испытаний

Распределительная инфраструктура. Распространение топлива является очень важным фактором для альтернативного топлива, которое предназначено для широкого проникновения на рынок, поскольку широкое использование необходимо для значительного влияния на выбросы парниковых газов и энергетическую безопасность. Мелко разветвленная, недорогая распределительная сеть, позволяющая сделать топливо доступным повсюду, потребует жидкого топлива, которое можно легко смешивать с существующей бензиновой и дизельной инфраструктурой и обрабатывать с помощью так называемых альтернативных видов топлива.

Рисунок 1 . Автозаправочные станции в США, 1972-2019 гг.

Уменьшение количества станций отражает их увеличение пропускной способности. В 2019 году объем отпуска бензина на одну АЗС был рекордно высоким. Данные: Справочник по энергетике Oak Ridge Transportation [4615]

В Соединенных Штатах сеть распределения жидких углеводородных топлив, которая развивалась более 100 лет при очень значительных затратах, включает почти 150 000 автозаправочных станций, рис. 1. Дублирование такой сети для работы со сжиженными газами под давлением или криогенными жидкостями трудно оправдать по соображениям стоимости. Переход к «водородной экономике» потребует таких усилий, если нужно сохранить существующие схемы транспортировки.

Однако проблемы с распределением водорода настолько значительны, что некоторые вместо этого предложили «экономию метанола» 9.0092 [950] [5226] . Топливо, требующее радикально отличающейся и дорогостоящей распределительной сети, скорее всего, будет ограничено нишевым применением.

###

На чем еще можно завести дизельную машину?

Двигатели с воспламенением от сжатия, более известные как дизельные двигатели, изначально были разработаны для работы на арахисовом масле, а не на слегка вязком топливе на нефтяной основе, на котором они работают сегодня. Его изобретатель создал его специально для работы практически на любом топливе, которое может гореть, даже на очень низкокачественном топливе, чтобы его можно было использовать для механизации тех частей мира, которые на тот момент не были затронуты промышленной революцией.

1 фото

Фото: Андреас Лишка/Pixabay

Однако большую часть своей активной жизни дизельный двигатель работал на нефтяном топливе. Возобновление разговоров о работе дизельных двигателей на альтернативных видах топлива в течение последних двух десятилетий постепенно меняет ситуацию, однако эти типы дизелей, работающих на ненефтяном топливе, составляют очень небольшой процент всех существующих дизельных двигателей. Некоторые городские автобусные службы, а также фермы работают на чистом биодизеле, полностью отказавшись от традиционного топлива, но по большей части это лишь капля в большой схеме вещей.

Тем не менее, это означает, что возможно (по крайней мере, в теории, потому что на практике я уверен, что у Большой Нефти есть что сказать по этому поводу) перевести дизель, работающий на обычном топливе, на более чистые и более возобновляемые источники. И, несмотря на то, что они на самом деле не являются общепринятыми альтернативами, существует множество вариантов, которые могут выполнить эту работу.

Биодизельное топливо

Биодизельное топливо — это общий термин, относящийся к дизельному топливу, изготовленному из природных источников и не содержащему компонентов на масляной основе. Это могут быть как растительные масла, так и даже животные жиры, переработанные для использования в качестве топлива. Вероятно, наиболее распространенной культурой, из которой его делают, является рапс, но также используется пальмовое масло и, ну, практически любая культура, богатая маслом.

Можно смешивать с обычным дизельным топливом или использовать отдельно. Тем не менее, он не идеален, потому что он не хранится так же хорошо, как обычное дизельное топливо (его нельзя использовать через восемь месяцев), он не дает такой большой мощности двигателя и может иметь более высокую вязкость — последнее может затруднить циркуляцию топлива при более низких температурах, хотя это можно исправить с помощью разбавителей и присадок.

Отработанное растительное масло

Переработанное кулинарное масло в основном относится к категории биодизеля. Тем не менее, он отличается тем, что не нуждается в собственном производственном процессе и даже зеленее, чем специально созданный сорт. Таким образом, для его производства требуется не только меньше энергии, но и его экологические характеристики еще больше улучшаются, потому что в противном случае он был бы просто отходами — это отличный способ сжечь его и одновременно найти для него подлинное применение.

Однако нельзя просто опустошить фритюрницу в бак дизельного автомобиля. Масло сначала должно быть отфильтровано для удаления примесей и, как и обычное биодизельное топливо, его необходимо смешать с дополнительными химическими веществами, чтобы двигатели могли хорошо работать на нем. На самом деле, если двигатель работает исключительно на переработанном растительном масле, ему также потребуется подогреватель топлива, расположенный где-то вдоль топливопроводов. В противном случае система может засориться при падении температуры из-за повышенной вязкости топлива.

Топливо на основе Blue Crude

Blue Crude — продукт, запатентованный немецкой компанией Sunfire. Он производится с использованием чистой энергии, воздуха и воды, и обещает, что он может полностью заменить нефть в нефтехимической промышленности. Автопроизводителю Audi также удалось создать очень похожую замену масла за несколько лет до этого (которую он назвал E-Diesel), но теперь он стал партнером Sunfire после подтверждения качества своего нового топлива.

Процесс его получения очень прост — вода подвергается электролизу для разделения ее на составляющие элементы. Затем полученный водород смешивают с диоксидом углерода, извлеченным из окружающего воздуха, прежде чем подвергнуть процессу Фишера-Тропша, который превращает смесь в жидкость. Полученный продукт называется Blue Crude, и затем его можно преобразовать в E-Diesel, свойства которого включают высокое цетановое число, а также отсутствие серы или ароматических соединений — это означает, что топливо обеспечивает большую мощность двигателей и при сгорании выделяет меньше вредных химических веществ в процессе.

Диметиловый эфир (ДМЭ)

ДМЭ, сокращенная форма диметилового эфира, представляет собой газ, который вы можете найти в качестве одного из ингредиентов лака для волос, но его применение выходит далеко за рамки этого. Было доказано, что это жизнеспособное топливо для двигателей с воспламенением от сжатия, которые могут работать на нем с минимальными модификациями. Более того, это фактически улучшает рейтинг выбросов дизельного двигателя, практически устраняя ужасные выбросы твердых частиц — реальная производительность двигателя также не затрагивается, так что это звучит как жизнеспособное решение.

Австралия сильно зависит от дизельного топлива, и именно здесь предпринимаются усилия по началу производства ДМЭ для использования в коммерческих транспортных средствах. Технология уже доступна, просто производство ДМЭ в настоящее время обходится примерно в три раза дороже, чем процесс производства обычного дизеля.

Другие достойные упоминания

Вышеупомянутые виды топлива в настоящее время являются наиболее перспективными, но они, безусловно, не единственные другие виды топлива, на которых может работать дизель. Бутанол из биомассы также упоминается в исследованиях по этому вопросу, хотя его сложно использовать отдельно, и для работы его необходимо комбинировать с обычным дизельным топливом в различных пропорциях.

No related posts.