Биодизель – топливо будущего или новая экологическая проблема

Конкурс Приволжского федерального округа.

 

Развитие идей энергоресурсосбережения

в образовательной системе.

 

Общероссийская общественная организация

 «Центр экологической  политики и культуры» 

ГАОУ ДПО «Институт развития образования РТ»

Министерство экологии и природных ресурсов РТ

Академия наук РТ

 

                                                Номинация:

Научно-исследовательские проекты в области энергоресурсосбережения.

 

                                               Тема:

 

          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Развитие идей энергоресурсосбережения

в образовательной системе.

 

 

 

Информационная карта участника.

 

1	Название номинации
2	Информация об участнике.	Ф.И.О.	Ахмадуллина Лена Степановна.
3		Полное наименование организации.	Муниципальное общеобразовательное учреждение «Тетюшской средней общеобразовательной школы №1»
4		Контактная информация.	РТ г. Тетюши ул. Шаталова д.27, тел.89274015829, M095-Anya@mail.ru.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Развитие идей энергоресурсосбережения

в образовательной системе.

 

 

1	Название номинации
2	Информация о проекте.	Название проекта.	Н                        Научно-исследовательский проект в области энергоресурсосбережения.
3		Количество и возраст участников.	Коробова анна Васильевна-18 лет; Абмаева Елена Юрьевна-17 лет; Климентова Екатерина Владимировна-18 лет.
4		Предполагаемые результаты.	Получить новые знания в данном профиле.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             

 

 

 

 

 

                               

 

 

Введение. Цели. Задачи…………………………………………………………….….4

Немного о создателе…………………………………………………………………....6

Преимущества биодизеля…………………………………………………………..…..7

Недостатки биотоплива и вред экологии……………………………………………...8

Технология производства биодизеля………………………………………………….9

Реалии и перспективы………………………………………………………………...11                        

Разработка программы по развитию альтернативных источников энергии

в Татарстане……………………………………………………………….12                   

Применение…………………………………………………………………………….13

Справочный материал…………………………………………………………………14

Информация из с/х управлении, Тетюшского района……………………………..15

Опыт…………………………………………………………………………………….16

Подведение итогов…………………………………………………………………….17

Список литературы……………………………………………………………………18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                  

Цели:

 доказать, что действительно ли будущее за биотопливом или его производство приведет к новым экологическим проблемам.

Основные выдержки:

Мы узнали от учителей и из других источников, что биотопливо - это топливо, получаемое в результате переработки биологического сырья. В России более чем достаточно биомассы. Эти ресурсы не монополизированы гигантскими компаниями, и их стоимость не подвержена воздействию конъюнктуры мировых рынков.

Специалистами различаются следующие виды биотоплива:

-жидкое биотопливо (простое в транспортировке, но при этом имеются потери при испарении, велика вероятность разливов и утечек):

нефтяное топливо: мазут, дизельное топливо (газойль, солярное масло); керосин, лигроин, бензин, газолин; масла (сланцевое масло, обработанное машинное масло, растительные (рапсовое, арахисовое) или животные масла); спирты (этанол; метанол, пропанол); жидкое ракетное топливо; эфиры: (изомеры) спиртов (метил – трет – бутиловый эфир (МТБЭ); диметиловый эфир (ДМЭ); жирных кислот (этерифицированные растительные масла (биодизель); эмульсии (водотопливная эмульсия, этиловый спирт в бензинах, масла в бензинах); синтетическое топливо, производимое на основе процесса Фишера – Тропша: из угля (CTL), из биомассы (BTL), из природного газа (GTL).);

-твёрдое биотопливо (древесина; древесная щепа; древесные пеллеты; сапропель; торф; уголь; битуминозные

пески; порох (соединения азота, твердое ракетное топливо));

-газообразное топливо (более транспортабельно, но имеет большие потери; при нормальных условиях имеет низкую энергетическую плотность):

пропан, бутан, метан (природный газ, метан угольных пластов, рудничный газ, болотный газ, биогаз, лэндфилл – газ, гидрат метана); водород; продукты газификации угля (синтез, генераторный, коксовый газы) и древесины; смеси (пропан – бутановая смесь (LPG), смесь водорода и природного газа (HCNG).

Дисперсные системы, растворы:

аэрозоли (угольная пыль, алюминиевая, магниевая пыль); пены (газодизель – смесь природного газа с дизельным топливом, смесь водорода с бензином); суспензии; водородное топливо («жидкий порох»).

Другие виды топлива:

ядерное, термоядерное, ракетное. В настоящее время биотопливо рассматривается как топливо, которое может составить альтернативу существующим видам, как-то: нефть и его составляющие, газ, водородное топливо и т.д.

По сравнению с античностью общее производство и потребление энергии человечеством возросли в конце XX в.  в несколько десятков тысяч раз. Такая мощность энергопотребления всего на один порядок меньше уровня общих расходов энергии на процессы фотосинтеза на нашей планете. За последние 20 лет мировое энергопотребление возросло на 30 % .В развитых странах за тот же период значительно изменилась структура потребления – произошло замещение части угля на газ, считающийся более экологичным топливом, а также возросла с 4 до 10% доля атомной энергии. В настоящее время энергетические потребности мира составляют ~ 11- 12 млрд. т условного топлива ( у.т.) и удовлетворяются за счет нефти и газа на 58 – 60%, угля – на 30%, гидра- и атомной энергии – на 10 – 12 %. По данным XIII Нефтяного конгресса (1991 г.),разведанные запасы нефти в мире оцениваются в 140 – 145 млрд.  т  (160 млрд. м³), которых при современном потреблении может хватить на 35 – 45 лет. Потребность нефти в Российской Федерации – 270 – 300 млн. т, в целом по СНГ – 450 млн. т (для сравнения – США ежегодно потребляют около 800 млн. т нефти).

В энергетическом секторе наступает время перемен. Необходимость остановить безудержное потребление ископаемых ресурсов, запасы которых ограничены, сегодня осознается даже компаниями, непосредственно получающими прибыль от добычи и переработки полезных ископаемых.

 

 

Мы нашли данные по: мировым запасам горючих ископаемых, пригодных для

индустриальной   добычи. ТАБЛИЦА  1:

                                                                                                                                                                                                                                                                         

НЕФТЬ + ГАЗ	УГОЛЬ      МЛРД. т н. э.	соотно – шение
226	687	1 : 3,0
230	741	1 : 3,2

 

Извлекаемые запасы горючих ископаемых и прирост           биомассы (в пересчете на  нефтяной эквивалент) ТАБЛИЦА  2:

                                                                     

НАИМЕНОВАНИЕ	в СНГ МЛРД Т н.э	В    в мИРЕ МЛРД Т Н. Э.
НЕФТЬ	8 – 10	145
УГОЛЬ	~ 200	720
ГАЗ	~ 40	104
Образование растительной биомассы в год	~ 15 - 20	80

 

 Оказывается, что многие нефтяные гиганты имеют в своей структуре крупные подразделения, занимающиеся поиском альтернативных источников энергии.

В настоящее время одна из наиболее актуальных проблем в мире – поиск нового автомобильного топлива, которое станет достойной альтернативой бензину и дизелю. Подгоняет этот поиск и обеспокоенность людей ростом загрязнения окружающей среды, связанным с автомобильным транспортом. Ряд автомобилистов уже заправляют свои машины природным газом, кто – то ездит на электромобилях, а наибольшей популярностью в настоящий момент пользуются так называемые автомобили – гибриды, в которых используются два источника энергии (обычно это электричество и бензин).

Доступным и возобновляемым сырьем для производства моторного топлива является биомасса растений.

Биомасса – суммарная масса органического вещества, или общая масса особей одного вида, группы видов или сообщества организмов, выражаемая обычно в единицах массы сухого или сырого вещества, отнесенных к единицам площади или объема любого местообитания (г/м², кг/га, г/м³ и т.д.). Биомассу также выражают в единицах энергии (джоулях) на определенную поверхность, например Дж/м². Биомасса сообщества с уравновешенным круговоротом веществ остается относительно постоянной, так как практически вся первичная продукция (органическая масса, создаваемая растениями за единицу времени в процессе фотосинтеза) тратится в цепях питания и разложения.

Ежегодный прирост биомассы растений на Земле составляет от 170 до 200 млрд. т, считая на сухое вещество, что в пересчете на нефтяной эквивалент соответствует примерно 70 – 80 млрд. т. В настоящее время сжигание растительной биомассы составляет ~ 10% от потребляемых энергоресурсов (примерно 1 млрд т условного топлива). В будущем ожидается существенное расширение использования биомассы в виде продуктов ее переработки (жидкого, твердого топлива и др.), и в первую очередь отходов, которые скапливаются и разлагаются, загрязняя окружающую среду.

 

                                       Мы также с ребятами изучили жизнь одного из важнейших исследователей, вложивший большой вклад по созданию биотоплива. Немецкий изобретатель Рудольф Дизель, родился  18 марта 1858 в Париже в семье ремесленника из Аугсбурга. Учился в Мюнхенской высшей технической школе.

Увлекся идеей повысить КПД паровой машины. Для этого, как он полагал, сжигание горючей смеси следует проводить внутри цилиндра, предварительно повысив степень сжатия. Но слишком сильно сжимать горючую смесь нельзя: она перегревается и вспыхивает раньше времени. Дизель решил сжимать не горючее, а воздух, и только к концу сжатия впрыскивать в цилиндр жидкое топливо под высоким давлением. Все эти соображения Дизель изложил в работе Теория и конструкция рационального теплового двигателя. Вначале он попытался создать двигатель на угольной пыли, но успеха добился, лишь когда использовал в качестве горючего частично очищенную нефть. В 1897 работы над двигателем были завершены. Его КПД действительно был значительно выше, чем у созданных к тому времени паровых машин; кроме того, здесь не нужна была система зажигания. Историю своего изобретения Дизель изложил в книге Создание дизельного двигателя. Новый двигатель сразу нашел широкое применение, многие страны приглашали к себе его изобретателя. Обстоятельства гибели Дизеля трагичны: 29 сентября 1913 он отправился на пароходе из Антверпена в Лондон для проведения консультаций в английском Адмиралтействе, однако во время плавания упал за борт и утонул.

 Долгие годы Рудольф работал над созданием такого двигателя, в котором бы воздух сжимался таким образом, чтобы создавалась необходимая для воспламенения температура при соединении воздуха с топливом. В 1895 году Рудольф Дизель создал дизельный мотор, который работал на арахисовом масле. Любопытно, что самый первый дизельный мотор, изготовленный в 1890 году, работал на продуктах переработки нефти, но Дизель тогда решил, что растительное масло - более перспективный вид топлива. Впоследствии выпускались исключительно "обычные" дизеля. Главной причиной этого была дешевизна нефти.

Когда в 1900г. Рудольф Дизель продемонстрировал изобретенный им двигатель, он предполагал, что горючим для него будет арахисовое масло, но вскоре выяснилось, что  по причине высокой вязкости масла двигатель работал со сбоями и глох. Дешевая смесь углеводородов, получаемая от очистки сырой нефти, работала гораздо лучшие масла, и с помощью набиравшей тогда обороты нефтяной промышленности «дизельное топливо» вскоре заменило растительное масло. Дизельный двигатель быстро зарекомендовал себя для таких тяжелых механизмов, как сельскохозяйственная техника или баржи.