Куплю устанановку по производству дизеля
Куплю рабочий серийный вариант синтеза биотоплива из промышленных отходов
Куплю рабочий серийный вариант синтеза биотоплива из промышленных отходов
Механические системы в автомобилях являются ключевыми компонентами, которые обеспечивают работу транспортного средства. Эти системы прошли долгий путь эволюции, начиная от простых механизмов до современных, высокотехнологичных компонентов. В этой статье мы рассмотрим историю эволюции механических систем в автомобилях и как они изменили способ, которым мы путешествуем по дорогам.
Первые автомобили, которые были созданы в конце 19-го века, были простыми механизмами, которые были оснащены двигателями внутреннего сгорания и не имели никакой автоматизации. Эти автомобили были скорее похожи на повозки, чем на современные транспортные средства. В то время, как механические системы были очень простыми, они все же позволяли совершать поездки на большие расстояния, открывая новые возможности для передвижения и коммерции.
В течение 20-го века, с развитием автомобильной промышленности, механические системы в автомобилях были значительно усовершенствованы. Новые технологии позволили создавать более мощные и эффективные двигатели, которые могли обеспечивать высокую скорость и дальность поездки. Появилась автоматическая коробка передач, которая упростила управление автомобилем и сделала его более доступным для широкой аудитории.
Однако наиболее значительными изменениями были введение электронных систем в автомобилях. Это позволило улучшить управление и эффективность автомобилей. Системы впрыска топлива, круиз-контроль, системы безопасности и другие функции стали стандартом для автомобилей. Современные автомобили оснащены множеством датчиков и контроллеров, которые управляют механическими системами и обеспечивают комфорт и безопасность для водителей и пассажиров.
В настоящее время, в связи с развитием технологий, механические системы в автомобилях продолжают эволюционировать, включая в себя новые функции и возможности. Например, многие автомобили стали оснащаться системами автоматического парковки, камерами заднего вида и датчиками препятствий, что делает парковку и маневрирование намного проще и безопаснее.
Еще одним важным изменением в механических системах автомобилей является переход на более экологичные виды топлива, такие как электричество, водород и биотопливо. Это позволяет снизить вредные выбросы и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.
С другой стороны, эволюция механических систем в автомобилях также привела к появлению новых вызовов. Более сложные системы могут быть более дорогими в обслуживании и ремонте, а также могут быть более подвержены сбоям. Кроме того, автоматизация может привести к потере определенных навыков у водителей и уменьшить удовольствие от вождения.
В целом, эволюция механических систем в автомобилях продолжается, и это приводит к появлению новых возможностей и вызовов. Новые технологии и улучшения, такие как более экологичные виды топлива и более автоматизированные системы, могут помочь создать более эффективные и экологически чистые автомобили. Однако при этом необходимо учитывать потенциальные недостатки и негативные последствия, чтобы обеспечить безопасность и комфорт для водителей и пассажиров, а также сохранить удовольствие от вождения.
Фото iStock
Топить печь можно даже рыбой. Когда-то так делали в российских регионах, где много водоемов, но мало леса — в тундре на севере Сибири, в низовьях Дона и Волги. В качестве топлива использовали щуку, чехонь и воблу, считая их малоценными пищевыми продуктами на фоне рыбного изобилия. Этот старинный способ получения энергии сегодня назвали бы альтернативным и даже возобновляемым, но вряд ли такой источник удовлетворит энергетические нужды хотя бы небольшого современного города. Какие еще альтернативные источники энергии есть у человечества и в чем их особенности — разбиралась «Энергия+».
До сих пор почти 40% населения Земли используют дрова для обогрева жилья и приготовления пищи. Но если просто рубить дрова там, где их много, например на Севере и в Сибири, то для современных потребностей экономики леса может не хватить и в таких регионах. Кроме того, заготовка дров — трудно механизируемый процесс. Он требует большого количества рабочих рук, человеко-часов работы, что в современных условиях также не годится.
Есть и другие виды биотоплива. Например, торф: он используется с первобытных времен. Но сегодня сжигать его нерационально — из торфа можно извлекать множество полезных продуктов для медицины, косметологии, химической промышленности. Поэтому его можно считать значимым участником энергетики только в регионах, где его много.
Дрова до сих пор используются для приготовления пищи и обогрева жилья. Фото «Газпром нефть»
К биотопливу относятся и побочные продукты лесной и сельскохозяйственной промышленности: древесная щепа, опилки, ветки, пни, ботва, солома, навоз — все это можно измельчать и прессовать в древесные топливные брикеты и гранулы (пеллеты) или перегонять в жидкое топливо — биодизель, биоэтанол, газ. Для производства этих видов топлива также выращивают рапс, подсолнечник, масличную пальму, сахарный тростник. В регионах с обилием ресурсов сельского хозяйства, в том числе в России, эти источники могут закрыть до 20–30% местных потребностей в энергии. Но плодородных земель на планете и даже в нашей стране не так уж много, население растет, а потому площади охотнее отдают под пищевые культуры.
Автомобиль может ездить и на спирте, который тоже делается из растительного сырья. Именно на этом топливе работал один из первых автомобилей, разработанный Генри Фордом, пока спиртовые двигатели не были вытеснены более эффективными бензиновыми.
Перспективный вид биотоплива — микроводоросли, которые можно выращивать в естественных или искусственных водоемах. Микроводоросли — это одноклеточные организмы, которые очень быстро размножаются: клетки делятся каждые 20 минут, за это время происходит двукратное увеличение их общей массы, за час — восьмикратное. Если бы на Земле не было поедающих водоросли организмов, мороза и засухи, микрозелень покрыла бы «ковром» всю поверхность планеты за сутки-двое. В реальности с поверхности одного пруда площадью в один гектар можно снимать сотни тонн водорослей в год — это на порядки выше, чем у самой продуктивной сельхозкультуры на суше.
Но естественное ограничение масштабного развития водорослевой энергетики — климат. Далеко не везде их можно выращивать круглый год, и не везде они могут давать такие высокие урожаи даже летом. В открытых водоемах сырье для перспективного топлива поедают рыбы, насекомые и моллюски, а выращивать водоросли в закрытых бассейнах — с принудительной подачей воздуха, искусственным поддержанием температурного и светового режима, — слишком накладно.
Экономически оправдано делать топливо из микроводорослей там, где их можно выращивать круглый год в естественных условиях
Почему на морских берегах возникают приливы? Это действие сил притяжения Луны и Солнца. В местах с высокими приливными волнами можно строить плотины, примерно такие же, как плотины гидроэлектростанций, с вращаемыми водой турбинами. Мощность такой станции прямо пропорциональна площади залива и квадрату средней высоты прилива. В России эта средняя высота максимальна в узких заливах Охотского и Белого морей и составляет около 6 метров.
Сейчас на Земле действует около десятка приливных станций и строится ряд новых, в том числе в России. Сложности развития приливной энергетики связаны с малым числом мест, где приливы высокие, большой стоимостью строительства и опасениями экологического характера: если перегораживать плотинами морские заливы, как это подействует на экосистемы?
Специалисты по разведке и добыче нефти и газа знают, что недра на больших глубинах сильно разогреты — на 3–4 километрах температура жидкости и газа достигает ста градусов Цельсия и выше. Дальше еще горячее — это действие теплового потока из земных глубин. В зонах разломов земной коры, в горных и сейсмически активных районах на поверхность выходит горячая вода или перегретый пар, которые можно использовать для отопления и выработки электроэнергии.
Есть хорошие примеры развития геотермальной энергетики на Камчатке и на Кавказе — в этих регионах тепло из недр Земли выходит на поверхность. К сожалению, таких мест на планете не настолько много, чтобы геотермальная энергетика стала одним из лидеров в генерации энергии. Добывать же тепло с глубин в несколько километров можно, но это дороже и сложнее технологически, чем с поверхности.
Превращать в электричество тепло из земных недр выгодно в регионах, где это тепло выходит на поверхность
Еще один источник энергии — тепло верхних слоев земной коры, которые прогреваются солнцем. Летом оно прогревает породу до некоторой глубины, а зимой на этой глубине тепло сохраняется — слои грунта выступают в роли аккумулятора. В средней полосе России зимой земля промерзает обычно на глубину 0,5–1 метра, ниже теплее: земля по инерции сохраняет летнее тепло, которое можно использовать для обогрева помещений. Сложность использования такого источника — в балансе, который возможен не везде: летом должно быть достаточно жарко, чтобы грунт хорошо прогрелся, а зимой не слишком холодно, чтобы он остался теплым.
Водород — самый распространенный элемент во Вселенной: 89% всех атомов — это атомы водорода. Много его и на Земле: крупнейший доступный нам «склад» водорода — морская вода, в ней «хранится» больше 10^23 тонн водорода, или сто миллионов миллиардов тонн. При сгорании единицы массы водорода генерируется втрое больше тепла, чем при сгорании природного газа, и теоретически водорода только из Мирового океана хватит для удовлетворения всех наших потребностей в энергии в течение миллионов лет, поэтому сейчас о «водородной экономике» говорят много. Увы, пока только говорят.
Дело в том, что весь водород на Земле находится в связанном состоянии. Его надо «отцепить» от кислорода в молекуле воды или от углерода в молекуле природного газа, а этот процесс оставляет углеродный след и требует больших затрат энергии. В результате ценность и чистота водорода, полученного на выходе, меньше, чем энергетические вложения на его «освобождение».
Водородная энергетика будет оправдана при наличии дешевой и экологически чистой электроэнергии. Например, водород можно вырабатывать методом электролиза воды, используя энергию гидростанций, ветровых и солнечных станций. Это нестабильные источники, они дают слишком много энергии в определенные периоды — и тогда излишек можно направить на выработку водорода. С помощью электролиза сегодня получают лишь 5% водорода в мире, остальные 95% извлекают из угля или природного газа, что сопряжено с выбросами парниковых газов и загрязняющих веществ в атмосферу. Кроме того, и газ, и уголь — готовое топливо, и выгоднее использовать его непосредственно.
Главная и пока нерешенная задача водородной энергетики — извлекать из воды или природного газа достаточно водорода, не увеличивая углеродный след и не затрачивая больше энергии, чем при сжигании самого водорода
Другой путь — найти много свободного водорода в естественном состоянии, например, выходящего из глубин Земли. Такой водород раньше находили случайно: в 1987 году в Мали у села Буракебугу бурили скважины для поиска питьевой воды и обнаружили чистый водород, который сейчас используется для выработки энергии для села. В последние 10–15 лет чистый водород начали искать целенаправленно. Сложность в том, что у него нет ни цвета, ни запаха. Выходя на земную поверхность, он, будучи легче воздуха, быстро улетучивается. Поиски пока не дали ощутимых результатов.
С водородом связана и другая отрасль энергетики — атомная. Более полувека ученые всего мира бьются над созданием управляемого термоядерного синтеза (УТС). Это слияние двух атомов водорода с образованием атома гелия, которое дает колоссальный энергетический эффект: 10 граммов смеси изотопов водорода (дейтерия и трития) дают столько же энергии, сколько один килограмм урана в атомном реакторе. Главная сложность связана с тем, что реакция синтеза протекает при температуре в миллионы градусов. Вещество сначала нужно нагреть, потратив колоссальное количество энергии, а затем — удержать в вакууме, чтобы оно не соприкоснулось со стенками реактора для синтеза и не уничтожило их. Пока эти задачи решены лишь частично, в исследовательских установках.
Необычные углеводороды — это те же углеводороды, что составляют нефть и газ, но находятся в более сложных условиях залегания, например в мелко-трещиноватой породе, из которой их трудно и дорого извлекать. Плюс в том, что таких углеводородов, возможно, на порядок больше, чем «обычных» — осталось лишь разработать технологии, делающие их добычу рентабельной и экологичной.
Источники энергии, о которых мы рассказали, могут быть использованы в тех или иных пропорциях в разных регионах в зависимости от их конкретных условий. Нет ничего, что можно сбросить со счетов как бесполезное и бесперспективное. В то же время, ничто не может стать панацеей, решающей все энергетические задачи человечества без помощи других источников.
Основным источником энергии еще много лет будут ископаемые ресурсы: уголь, нефть и газ
Пока примерно 80% своих потребностей в энергии человечество обеспечивает за счет угля, нефти и газа. За последние 50–60 лет эта доля существенно не изменилась, и в обозримом будущем именно ископаемые углеводороды будут составлять основу нашего энергетического «рациона», а остальное будет добавляться к ним, как салаты, гарниры или десерты к основному блюду.
Оригинал статьи и другие материалы читайте на сайте журнала Энергия+:
https://e-plus.media/
Фото iStock
Все, что было или будет едой, может стать и топливом. Неважно, где вы сейчас находитесь: в городской квартире, избушке на краю леса или в бунгало на берегу моря — рядом с вами точно есть хотя бы один источник биологического топлива. Главное условие — органическое происхождение сырья.
Биотопливо появилось еще тогда, когда об энергетике никто не задумывался. Люди тысячелетиями грелись у костра и топили печки, и даже успели изобрести автомобили на дровах (первая такая машина появилась в 1900 году). Биотопливо — это горючее из растительного или животного сырья, продуктов жизнедеятельности и органических отходов. Почти как вода, оно имеет три «агрегатных состояния».
Это дрова и все, чем их можно заменить: опилки, кора, солома, щепки, даже ореховая скорлупа и шелуха от семечек. Если все это спрессовать в гранулы, получатся пеллеты: дешевый аналог дров, который оставляет меньше золы и почти не дымит. Твердым биотопливом можно топить печи, а можно сжигать его на тепловых электростанциях и получать электричество.
В мире работают сотни таких станций, несколько есть и в России. Они используются для теплоснабжения небольших городов, сел или отдельных объектов. Количество вырабатываемого на таких станциях электричества зависит от тепловой мощности и составляет десятки мегаватт.
Пеллеты — аналог дров из спрессованных опилок, коры, соломы или щепок
Это спирты, которые используются как добавка к бензину. Самое популярное жидкое биотопливо (и самое распространенное в мире) — биоэтанол, который получают из богатых сахаром и крахмалом культур: кукурузы, сахарной свеклы, картофеля, зерна, сахарного тростника. Есть еще биодизель: основное сырье для него — растительные масла: рапсовое, пальмовое, соевое, кокосовое. Биологический дизель могут смешивать с нефтяным и использовать как самостоятельное топливо.
Есть и другие варианты жидкого биотоплива, например биобензин, который делают из микроводорослей. В 2019 году российские ученые из МГУ и Объединенного института высоких температур РАН представили новую технологию, позволяющую получать биобензин с помощью гидротермального сжижения. Мокрую биомассу нагревают до температуры 370 градусов Цельсия и сжимают под давлением 25 мегапаскалей. В результате получается бионефть, из которой затем выделяют бензиновую фракцию. Преимущество способа в том, что сырье не нужно предварительно сушить, как требовалось ранее, и в бионефть преобразуются все компоненты микроводорослей.
Жидкое биотопливо
Газообразное биотопливо получают при ферментации (контролируемом гниении) биомассы — органических отходов — гнилых фруктов и овощей, отходов мясо- или рыбопереработки. В специальных биогазовых установках органические вещества разлагаются с помощью микроорганизмов, и образуется биогаз, состоящий из метана и углекислого газа.
В зависимости от требуемых земельных ресурсов и энергоемкости растительное сырье разделяют на поколения:
I поколение — сельскохозяйственные культуры, которые содержат много жиров, крахмала, сахаров и требуют больших площадей для выращивания;II поколение — несъедобные остатки растений: древесина, солома, лузга, содержащие целлюлозу и лигнин;III поколение — водоросли, для выращивания которых не требуется земельных ресурсов.
Там, где дрова всегда были драгоценным ресурсом, люди придумали им дешевую замену — навоз. Отходы пищеварения содержат много простых органических веществ с высокой калорийностью и дают почти столько же энергии, сколько дрова. Главное — как следует их высушить.
Проще всего собрать готовые «лепешки» и на несколько месяцев отправить их в хорошо проветриваемое помещение, где они будут сохнуть и избавляться от запаха. Еще вариант — долго копить навоз, чтобы он спрессовался и стал похож на пластилин, а затем распилить на брикеты — и тоже отправить на просушку. Третий способ — перемешать его с соломой или сеном, слепить кирпичи или лепешки, высушить. Самый технологичный метод приготовления таких брикетов — смешать сырье с растительным наполнителем, загрузить в форму и сжать с помощью пресса.
Высушенный навоз домашнего скота дает почти столько же энергии при сжигании, что и дрова
Делать топливные брикеты можно также из глины, смешанной с бумагой, шелухой, скорлупой, соломой в пропорции 1:10. К этой смеси добавляют немного воды, чтобы получилась густая «каша». Она закладывается в форму и отправляется под пресс, а готовые брикеты потом сушатся на солнце.
Чтобы сделать биогаз, помимо сырья, то есть органических отходов вперемешку с водой, понадобится биореактор, живые бактерии и газгольдер — резервуар, куда поступает и где хранится готовый горючий продукт. Отходы помещаются в биореактор, «бродят», в процессе выделяется биогаз. Все, что перебродило, отправляется в специальный отстойник и затем становится удобрением. Биогаз поступает в газгольдер и оттуда к газовому устройству.
Один из плюсов биотоплива — возобновляемость. Трава всегда растет, а скот всегда ее перерабатывает. Но трава, например для жидкого биотоплива, годится не любая, нужны «энергетические растения» — важные сельскохозяйственные культуры, источник пищи и кормов: сахарная свекла, картофель, зерновые. Для их выращивания требуется земля, вода, удобрения, техника и горючесмазочные материалы.
Растения, из которых делают биотопливо, должны быть неприхотливыми
Чтобы две «ипостаси» сельскохозяйственных растений не конкурировали между собой, производители биотоплива ищут виды, которые станут чисто энергетическими культурами. Успешные кандидаты есть: например неприхотливый южный злак мискантус (его также называют веерник). Он не боится жары и вредителей, нетребователен к почвам и готов расти там, где другие злаки даже колоситься не будут.
Деревья тоже выращивают ради энергетики: на Земле есть целые энергетические леса. Породы деревьев и кустарников в них собраны по «скоростному» принципу: тополь, ива, акация — все они быстро растут. Ученые считают биологическое топливо перспективным, и все-таки ему пока далеко до ископаемого, которое обеспечивает больше 70% от общего мирового потребления энергии. Среди возобновляемых источников энергии биотопливо на последних позициях: здесь преобладает гидроэнергетика (около 15% от мирового производства энергии в 2021 году), далее — ветряная (около 6%), солнечная (около 4%) и биотопливо (около 2%). Чаще всего биотопливо используется для отопления частных домов, гораздо меньшая доля задействована в промышленности и в транспортной отрасли.
Оригинал статьи и другие материалы читайте на сайте журнала Энергия+
В Англии и Дании решили заменить бензин мочой
https://www.vesti.ru/auto/article/2815207
Ссылка на комментарий: #comment_137325458
Ученые Бристольского университета открыли способ создания биотоплива из пива. В ближайшие годы технологию планируют внедрить в производство.
Сейчас в качестве биотоплива чаще всего используется этиловый спирт. Например, в США его добавляют в бензин (до 10% от объема топлива). Однако этанол разъедает детали автомобильных двигателей и при этом дает меньше энергии, чем нефтепродукты.
Альтернативой этиловому спирту может стать бутанол, который не имеет этих недостатков. Его можно получать из этанола в ходе реакции Гербе, однако катализаторы, задействованные в процессе, работают только при отсутствии воды, а добиться этого непросто. Во-первых, этанол обычно выпускается в форме водных растворов, и на его обезвоживание требует дополнительных затрат. Во-вторых, вода возникает как побочный продукт самой реакции Гербе, и ее постоянно надо отводить.
Авторы статьи, опубликованной в журнале Catalysis Science & Technology, смогли решить эту проблему. Они разработали новый катализатор на основе хлорида рутения, способный работать даже в водной среде. Чтобы получить изобутанол, ученые использовали в качестве сырья для синтеза обычное пиво. Выход реакции составил 29%.
— Алкогольные напитки вроде пива — это идеальная модель этилового брожения в промышленных условиях. Поскольку наша технология успешно работает с пивом, она может использоваться и в промышленном производстве бутанола как альтернативы бензину, — пояснил один из исследователей Дункан Васс.
Без особо помпезной рекламы, в начале этого месяца самолеты United Airlines начали летать регулярные рейсы с использованием биотоплива.
После нескольких лет демонстрационных и испытательных полётов, доказавших жизнеспособности топлива, это первая американская авиакомпания, которая в промышленных масштабах стала использовать биотопливо в пассажирских самолетах, запустив регулярные рейсы.
11 марта, рейс United 708 с био-топливом вылетел из международного аэропорта Лос-Анджелеса (LAX) в Сан-Франциско (SFO). Полет состоялся после того, как авиакомпания подписала контракт с нефтеперерабатывающим заводом AltaAir Paramount на поставку 15 миллионов галлонов (56,7 миллиона литров) биотоплива в аэропорт Лос-Анджелеса в течение трех лет, с возможностью приобрести большее количество.
AltaAir преобразует экологически безопасные сырьевые материалы, в том числе сельскохозяйственные отходы и непищевые натуральные масла, в добавочное топливо для реактивных двигателей.
Самолеты United Airlines будут работать на смеси биотоплива и регулярного топлива реактивных двигателей нефтяного происхождения с пропорцией 30/70. Авиакомпания говорит, что эта смесь биотоплива будет обеспечивать рейсы из LAX в SFO в течение двух недель, пока в аэропорту будет проходить процесс интеграции топлива для регулярных ежедневных рейсов. Идея заключается в том, чтобы обеспечить топливом 125 00 рейсов между Лос-Анджелесом и Сан-Франциском в течение трех лет действия контракта, что составляет около 10 рейсов в сутки.
Тогда этот вызов для вас! Мы зашифровали звездных капитанов команд нового юмористического шоу, ваша задача — угадать, кто возглавил каждую из них.
Переходите по ссылке и проверьте свою юмористическую интуицию!