МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ
Державна освітня установа вищої професійної освіти
Томський політехнічний університет
Електротехнічний інститут
Напрямок 551300 - Електротехніка, електромеханіка та електротехнології
Кафедра електроприводу та електрообладнання
РЕФЕРАТ
на тему:
В«Види палива. Перспективи розвитку нових видів палива В»
з дисципліни В«Споживачі електричної енергії В»
Виконав:
студент групи 7А44 Кондрашов С.А.
Перевірив: аспірант Гусєв Н.В.
Томськ - 2007
ЗМІСТ
Навіщо потрібні біопалива
Водорості, як джерело палива
Етанол
Біодизель
Росія
Цікаві факти
Висновок
Навіщо потрібні біопалива?
У світі все більше говорять про необхідність заміни нафти, вугілля і газу на біопалива. Відгомони вже доходять і до Росії, де, втім, поки небагато розуміють, що ж це таке насправді. У пресі іноді можна зустріти розповіді про чудесні речовинах, абсолютно не забруднюють навколишнє середовище і ефективніших, ніж бензин, гас і дизельне паливо.
В Насправді нічого принципово нового в біопаливі немає. Біопалива використовувалися тисячоліттями і для багатьох залишаються єдиним джерелом тепла і засобом приготування їжі. Головним біопаливом були і залишаються дрова, причому їх екологічність зовсім не очевидна - достатньо лише згадати про неконтрольованої вирубки лісів. Втім, тепер під словом "Біопалива" рідко подразумевают дрова. Мова, як правило, йде про більш високотехнологічних продуктах, одержуваних з сільськогосподарських культур або відходів переробки рослинної і тваринної сировини. З поновлювані у них все гаразд, трохи складніше йде справа з шкідливими викидами. Прихильники кажуть, що біопалива менше забруднюють атмосферу, а супротивники заперечують, що при згоранні біопалив виділяються ті ж продукти, що і при спалюванні викопних палив
Істина ж, як водиться, лежить посередині. Дійсно, в процесі згорання і тих, і інших палив утворюються, головним чином, вуглекислий газ, вода і декілька домішок, багато з яких є шкідливими: моноксид вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні і т.п. Найбільшу увагу зазвичай приділяється шкідливим компонентам вихлопу і одному з винуватців парникового ефекту - вуглекислому газу.
Одним з головних переваг біопалив називають скорочення викидів парникових газів. Це, однак, не означає, що при згоранні біопалив утворюється менше діоксиду вуглецю (хоча і таке можливо). При згорянні біопалива в атмосферу повертається вуглець, який раніше поглинули рослини, тому вуглецевий баланс планети залишається незмінним. Викопні палива - зовсім інша справа: вуглець в їх складі мільйони років залишався "законсервованим" в земних надрах. Коли він потрапляє в атмосферу, концентрація вуглекислого газу підвищується.
У тому, що стосується шкідливих викидів, біопалива кілька виграють у нафтових. Більшість досліджень показують, що біопалива забезпечують зниження викидів моноксиду вуглецю та вуглеводнів. Крім того, біопалива практично не містять сірки. Разом з тим, дещо збільшується викид оксидів азоту, до того ж, при неповному згоранні багатьох біопалив в атмосферу потрапляють альдегіди. Але, в цілому, за рівнем шкідливих вихлопів біопалива виграють у нафтових.
Видів палив з біомаси пропонується безліч. Це і біогаз - метан, одержуваний за рахунок розкладу органічних залишків (наприклад, гною) бактеріями, і тверді палива, але найбільше розмов йде про біопаливо для автомобілів: етанолі і "біодизелі".
Тим більше, якщо брати нинішню ціну за барель нафти (близько 100 $), то відкриваються незатребувані можливості виробництва альтернативних видів палива, які досі були просто нерентабельні через дорожнечу. Підвищення ціни на нафту більш ніж в два рази за останні три роки так чи інакше повинно було "Вивести" в рентабельність ряд проектів, покладених раніше під сукно до кращих часів.
З табуреток? З тирси? З водоростей!
Нафта - не єдине сировина для одержання високооктанової органіки для двигуна нашого автомобіля. Зрозуміло, вітряк на автомобіль не поставиш, так само як ядерний або термоядерний реактор; акумулятори для роботи в якості джерела енергії для двигуна автомобіля, значно вдосконалені останнім часом в плані ємності, все ж поки не дають ідеального рішення.
Раз вже природа, запасаючи на майбутнє викопні види органіки, не передбачила численності людського племені і його пожадливість, доведеться людству звернути свій погляд на органіку, зростаючу навколо і самостійно придумувати способи створення горючки з підручних і, по можливості, поновлюваних джерел.
Логічний вихід на найближчий час - пошуки серед альтернативних способів синтезу високооктанової органіки, без застосування виснажуються викопних ресурсів. Способів таких безліч, один з найбільш популярних зважаючи на порівняно низькою собівартості виробництва - це отримання спирту засобами поновлюваних природних ресурсів, сиріч, з біомаси з грядки. Одержуваний таким способом спирт можна заливати в бак у чистому вигляді, можна для додаткової економії змішувати з продуктами перегонки нафти. Все б добре, та місць із відповідним кліматом, де можна вирощувати кукурудзу да пшеницю для перегонки в спиртове паливо з достатньою рентабельністю, обмежена кількість.
По суті, водорості - це та ж органіка, чудово підходить для отримання біодизельного палива, хіба що, забезпечує відмінний вихід біомаси на кожен квадратний метр культивованих площ - на відміну від "Сухопутних" рослин; не містить сірки та інших токсичних речовин - на відміну від нафти; нарешті, відмінно розкладається мікроорганізмами і, головне, забезпечує високий відсоток виходу готового до використання палива: для деяких типів водоростей - до 50% від початкової маси!
Для початку потрібно більш точно визначитися про предмет розмови. Під водоростями (Algae) в широкому сенсі розуміються самі різні одноклітинні і багатоклітинні організми, найхимерніших форм і розмірів (від часток мікрона до 40 м). Wikipedia так визначає цей термін: Водорості (лат. Algae) - група автотрофних, зазвичай водних, організмів. Містять хлорофіл та інші пігменти та виробляють органічні речовини в процесі фотосинтезу. Нас в більшій мірою цікавлять мікроводорості.
Зазвичай мікроводорості мешкають скрізь, де є волога, проте найбільш обширними "Постачальниками" водоростей в природному середовищі є болота і озера, в тому числі, солоні. В повній аналогії з рослинами, для росту водоростям потрібно три головні компоненти - сонячне світло, двоокис вуглецю і, звичайно ж, вода. У процесі фотосинтезу - ключового біопроцесів для рослин, водоростей і ряду бактерій, енергія сонця переробляється в "Хімічну енергію". Крім цього, мікроводорості примудряються акумулювати в якості матеріалу для будови мембрани різні ліпіди і жирні кислоти, при цьому їх вміст коливається у різних видів водоростей в межах від 2% до 40% від загальної ваги. Саме ці компоненти, власне кажучи, цікавлять вчених в першу чергу.
Чи варто шкурка вичинки? Може, ну його - плутатися в цій брудній твані заради сумнівного задоволення? Варто, ще як варто! Дані, знайдені на сайті видання Permaculture Activist, які відображають результати роботи компанії NREL, прямо скажемо, приголомшливі.
(Один американський галон - це приблизно 3,785 літра). Справа, як з'ясовується, не стільки в цифрах абсолютної кількості, можливо, набагато важливіше звернути увагу на в десятки разів перевершують показники мікроводоростей щодо традиційних "сухопутних" культур.
В якості прикладу серйозних досліджень з вирощування водоростей можна привести результати, отримані вище згаданої лабораторією NREL в роки нафтового кризи 70-х в рамках програми ...
