Перспективы использования альтернативных источников энергии на транспорте
Страница 4
В тоже время производство биотоплива в некоторых случаях ведет к обеднению почв, что влечет продовольственные и экономические проблемы.
Также большой потенциал, по мнению специалистов, имеет уголь. По различным прогнозам нефти хватит на 20-50 лет, а угля на 500-1000 лет. Однако применение угля в качестве автомобильного топлива невозможно конструктивно. Однако во многих странах мира долгое время ведутся разработки технологии сжижения и газификации угля, позволяющей переработать каменный уголь в чистое, не уступающее нефти по калорийности, жидкое или газообразное топливо. В настоящее время лидером по применению данной технологии является Китай, строящий завод, который будет производить 5 миллионов тонн «светлых нефтепродуктов» в год, расходуя на это 15 миллионов тонн обычного угля.
Для превращения органической массы угля в нефтеподобное вещество нужно решить три химические задачи: удалить из нее кислород, а вместе с ним и такие вредные примеси для топлива, как азот и сера, в виде соответственно воды, аммиака и сероводорода, израсходовав для этого много водорода, которого и так мало в угле; добавить в органическую массу водорода до соотношения водорода и углерода в нефти; разукрупнить макромолекулы органической массы угля до молекулярного веса компонентов нефти. Далее полученная масса перегоняется как обычная нефть и из нее получаются светлые и темные нефтепродукты, по качеству соответствующие всем стандартам.
По мнению специалистов данная идея, после решения некоторых технических сложностей получит большое распространение в мире.
Технология использования в автомобильном транспорте в качестве движущей силы электроэнергии известна и применяется человечеством давно. Существует две схемы применения электромобилей:
- транспорт, работающий от городской электросети (трамвай, троллейбус, метро);
- транспорт работающий автономно от аккумуляторных батарей, расположенных непосредственно в автомобиле.
Данная технология не решает экологических проблем, а только как и технология использования водородного топлива, переносит источник выбросов подальше от населенных пунктов. К тому же создание электросети в местах движения электротранспорта, а так же производство аккумуляторных батарей ставит определенные технические и экономические трудности.
Технология использования аккумуляторных батарей требует решения проблемы ограниченного запаса хода, так как при пробеге на одной зарядке 100-200 км теряются все основные преимущества автомобильного транспорта такие как: мобильность, скорость. Решение таится в конструировании батарей нового поколения с увеличенным пробегом до подзарядки.
Существуют также системы, использующие в качестве источника энергии вращающийся на большой скорости маховик (ротор). Сущность данной идеи в том, что при торможении энергия тратится впустую, т.е. рассеивается тормозными механизмами в виде тепла. При использовании данной идеи ось, которая не приводится ДВС, имеет дополнительные электромоторы и при торможении они работают как генераторы, раскручивая до больших скоростей маховик или ротор. При последующем ускорении накопленная энергия передается колесам, что дает экономию топлива, т.к. нагрузка на основной двигатель меньше.
Однако данная технология не нашла массового применения вследствие технических сложностей по сохранению на длительное время накопленной энергии, усложнения конструкции и увеличения стоимости автомобиля.
Наиболее распространенная из всех перечисленных выше является технология применения на автомобиле гибридного привода.
В гибридах обычный ДВС вращает не колёса, а генератор, он дает электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторах и по мере необходимости передается электродвигателям, вращающим колёса. Такая схема имеет два основных преимущества: двигатель, даже при езде «по городскому циклу», работает в наиболее экономичном режиме; при торможении кинетическая энергия автомобиля не переходит в тепло в тормозных колодках, а возвращается в аккумулятор, т.к. электродвигатель в этом случае работает в режиме генератора. Поэтому гибриды имеют более высокий КПД, следовательно, меньше потребляют топлива и дают меньше вредных выбросов. Однако, гибриды не панацея, решающая все проблемы, а лишь усовершенствование, немного повышающее КПД обычных двигателей.
