1598005355-8175385b9c8404424807f40ff9c50b0a (811200), страница 57
Текст из файла (страница 57)
5.6,б). Прн этом необходимо учитывать коэффициент замещения бензина газом исходя из норм расхода этих топлив на автомобилях; он равен 1,35, т. е. 1 т бензина эквивалентна 1350 м' газа. На рис. 5,6, б дано соотношение приведенных затрат на добычу нефти н природного газа, при которых производство бензина н сжатого газа обеспечивает одинаковую эффективность их использования на автомобиле Организация производства сжатого газа становится целесообразной при приведенных затратах на добычу нефти не ниже 100 руб/т и достаточно низких ценах на добычу и транспорт газа — не выше 14 руб/!000 м' (рис.
5.7). В этом случае приведенные затраты на получение сжатого газа составят 72 руб/1000 м', а бензина — 174 руб/т. В выполненных расчетах не учтена потеря грузоподъемности газобаллонных автомобилей в среднем на 16%, С учетом потерь грузоподъемности равноэффективные затраты на эксплуатацию газобаллонного автомобиля достигаются при стоимости сжатого газа 72 руб/1000 м' и бензина — около 300 руб/т. Применение синтетического бензина из угля не вызывает необходимости модификации автомобиля и дополнительных затрат в систему распределения топлив, в связи с чем условия равноэффективного их использования с нефтяным топливом определяются по затратам па производство (см.
раздел 5.2). 235 3,:,рУВ/1000мз 110 3785,0/56,7 !589,7/1474,2 946,2/453,6 2081,7/869,4 2233,1/15,1 492,0/756,0 340,7/442,3 1400,4/801,4 4466,2/2014,8 302,8/7,6 75,7/310,0 151,4/238,1 264,9/468,7 794,8/1024,4 Этанол Метанол** грет-Бутанол трет-Бутилметиловый эфир Итого 8402,6/2853,9 70 100 130 !00 3»»руб/г Рис.
5.7. Соотношение приведенных затрат на добычу нефти 3, и природного газа З„при которых применение бензина и сжатого газа будет равноэффективным ' ВаВы л7одеабл Рис. 5.8. Диаграмма приоритетности производства и применения альтернативных моторных топлив по приведенным затратам на грузовую работу Хз„рс ! — нефтяной бензин л.уб; и — бензин с добавкой 8ъ тпмэ; 1п — бензин мегаиольный БМ-8! 1У вЂ” сжижениый пропаи-бутан, У вЂ” бензин мсгапольиый БМ-18; У! — сжатый природный газ; уП вЂ” сжижеииый природный газ; у!11 — бензин нз угля, 1Х вЂ” метанол из природного газа, Х вЂ” бензин МоЫ1» из прйродносо газа; Х1 — метанол нз угля; ХП вЂ” бензин пРЯмого синтеза из пРиРодиого газа; Х1П вЂ” Н, из Угла и сидРиде МаНс зз, Х!У вЂ” бензин МоЫ1» из угля; ХУ вЂ” бензин прямого синтеза из угля; ХУ1 — Н, злекгРолнзный а гидРиде МКН,лзс ХУП вЂ” Н, из УглЯ и жидком аиде; ХРП1 — Нс жидкий злекгролизный Применение метанола в чистом виде неэффективно и связано с рядом технических трудностей (коррозионной агрессивностью и расслоением в присутствии воды), Поэтому в мировой практике признано более целесообразным использование метанола для производства трет-бутнлметнлового эфира и в качестве высокооктановой добавки к нефтяным бензинам.
Выполненные расчеты показали, что применение трет-бутилметилового эфира и метанола в объеме 5% при производстве неэтилированного бензина вместо алкилата позволяет снизить приведенные затраты на производство на 8 — 13% и на 2 — 3% повысить энергетический к. п. д.
производства [207]. На рис. 5.8 приведена диаграмма приоритетности применения альтернативных топлив в виде суммарных приведенных затрат на 1 т км грузовой работы, включающих затраты в производство топлива и автомобилей, а также в эксплуатацию авто- Таблица 6.8. Потребление высокооктановых кислородсодержаших компонентов автомобильных бензинов в США (числитель) н Западной Европе (знаменатель) (тмс. и' в год) Компонент !980 гд 1988 г. 1990 г. * Для Западной Бароны — 198! г.
'" Применение только как «омпоиенга бензина. мобильного транспорта. Самыми низкими затратами характеризуются бензины с высокооктановыми ненефтянымн добавками и газовые углеводородные топлива. Максимальные затраты приходятся на использование водородных топлив н жидких топлив, получаемых из угля через метанол нли прямым синтезом нз СО и Нй. Рассмотренные показатели приоритетности в использовании альтернативных топлив характерны и для мировых тенденций развития их производства. В табл.
5.8 представлены данные по потреблению высокооктановых добавок в США и Западной Европе [208]. На основании анализа современного состояния и ближайших перспектив потребления альтернативных моторных топлив можно сделать следующие выводы. Потребление высокооктановых добавок в виде спиртов и эфиров в 1985 г.
в Западной Европе составляло около 1,9%, в США — 1,7% объема потребления бензинов; ожидается, что к 1990 г. их доля может подняться до 2,7% в Западной Европе и до 3 — 3,7% в США. Доля этанола в балансе моторных топлив в Бразилии в 1985 г. составила 5,7%; ожидается, что к 1990 г, потребление этанола возрастет в 1,4 — 1,5 раза к уровню 1985 г., а мощности по его производству составят 14,0 — 14,3 млн. м'. Автомобильный парк„ использующий в качестве добавки к топливу этанол, увеличится с 1 млн. шт.
в 1983 г. до 4,5 — 5 млн. шт. в 1990 г. и 11— 14 млн. единиц в 2000 г. [209]. Прогнозируется, что мировое потребление пропан-бутана в качестве моторного топлива возрастет с 5 млн. т в 1985 г. до 10 млн. т в 1990 г.[210]. Общее потребление альтернативных моторных топлив в капиталистическом мире, включая их производство из битуминозных песков Канады и угля в ЮАР, оценивается нами в 20— 21 млн. т н.
э. в 1985 г. с возможным увеличением до 30 млн. т н. э. в 1990 г. В основном онц предназначены для использования в качестве карбюраторного топлива, замещая тем самым около 4ор объема потребления бензина. Учитывая возможное напряженное положение с обеспечением потребности в дизельном топливе, за рубежом ведутся исследования, направленные на возможность применения в дизельном двигртеле: спиртов, растительных масел, а также эфиров, получейных на их основе; синтетических дистиллятов из угля, сланцев 'и битуминозных песков; сжатого и сжиженного природного газа Применение этих продуктов требует существенной модификации дизельного двигателя, в связи с чем возможность их использования в качестве заменителя дизельного топлива в широких масштабах весьма проблематична.
В качестве перспективных топлив для авиационных двигателей рассматриваются прежде всего синтетические дистилляты, получаемые при переработке сланцев, а также сжиженный природный газ. Считается, что водород, несмотря на его уникальные моторные свойства, в силу технических трудностей, связанных с его использованием и хранением на борту автомобиля, а также созданием необходимой распределительной сети и стационарных хранилищ, что требует больших затрат, может быть использован в качестве моторного топлива через 30 — 40 лет [2111. По энергетическому прогнозу ОЭСР [271 потенциально возможный уровень производства альтернативных заменителей нефти за счет использования битуминозных песков и тяжелых нефтей, горючих сланцев, газификации и гидрогенизации угля оценивается к 2000 г.
в 40 — 70 млн. т у. т. (28 — 50 млн, т н. э.). Из этого количества «синтетической» нефти может быть получено 20 — 35 млн. т моторных топлив. Возможные объемы мирового производства высокооктановых добавок (спиртов и эфиров) и использования газа в качестве моторного топлива на 2000 г. оцениваются нами в 30— 35 млн. т н.
э. Таким образом, общее мировое производство и потребление альтернативных моторных топлив в 2000 г. может составить 50 — 70 млн. т или 5 — 7% к ожидаемому потреблению автомобильных топлив. Из этого следует, что моторные топлива, получаемые из нефти, сохранят свое ведущее положение в энергообеспечении транспортных процессов до 2000 г. и, очевидно, еще в течение достаточно длительного времени за его пределами.
Радикальным решением проблемы снижения потребления моторных топлив является замена ДВС на электродвигатель. Однако наиболее сложной задачей здесь остается разработка дешевой аккумуляторной батареи достаточной емкости, обеспечивающей пробег автомобиля до 200 — 250 км, без существенного увеличения его массы. Далеко не исчерпаны также резервы в увеличении производства моторных топлив из нефти за счет углубления ее переработки и более рационального использования нефтепродуктов. Как уже отмечалось в главе 2, десятки миллионов тонн дистиллятных топлив в зарубежных странах используются в качестве котельно-печного топлива.
Кроме того, в капиталистических странах, несмотря на количественный скачок в углублении переработки нефти, выработка мазута в 1985 г. составила 456 млн. т, что также является резервом получения моторных топлив со значительно меньшими затратами по сравнению с их производством из альтернативных видов сырья. Безусловно, эти ресурсные и экономические факторы сдерживают масштабы производства альтернативных моторных топлив, которые по технико-экономическим показателям эффективности использования уступают топливам, полученным из нефти. ГЛАВА б ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ АЛЪТЕРНАТИВНЫХ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ Промышленное производство и энергетика, автомобильный транспорт и авиация, химизация сельского хозяйства и многие другие сферы деятельности человека приводят к изменению внешней среды и являются источниками загрязнения атмосферы, почвы, водоемов и морей.
К основным веществам, загрязняющим воздушный бассейн, относятся оксид углерода, углеводороды, оксиды серы и азота и твердые частицы (первнчные загрязнители). Другие вещества по своему происхождению являются вторичными. Например, так называемые «кислотные дожди», образующиеся в результате взаимодействия оксидов серы и азота с влагой воздуха. Первичные загрязнители имеют множество естественных источников, обусловленных прираднымн процессами, происходящими нв Земле и в Окевне; даже если бы не было внтропогенной деятельности человека, в втмосфере существовал бы оствточиый фоновый уровень содержания вредных соединений.
По данным Д. Дэннисе [2121, из 4 млрд, т взвешенных частиц, находящихся в атмосфере Земли, лишь 0,7 млрд. т, или ж17е(ю можно считать частицами, появившимися в результате деятельности человека. В большинстве зто трвисформироввнные газообразные примеси (молекулы газа, превратившиеся в взрозольные частицы). Выбросы сернистых соединений в результате антропогенной деятельности составляют м40$, в оксида взотв 10 — 20ей общего их содержания в атмосфере, Остальное количество приходится ив природные микробиологические и химические процессы, происходнщие в Океане и почве Землиь В свою очередь, содержание оксида уг- 2ЯЭ леродв более чем нв 90% является результатом антропогенной деятельности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
