Биогенное топливо

Слайд 1

Слайд 2

Биогенное топливо в широком смысле слова — это вещество, способное выделять энергию в ходе определённых процессов, которую можно использовать для технических целей. Химическое топливо выделяет энергию в ходе экзотермических химических реакций при горении , ядерное топливо — в ходе ядерных реакций . Некоторые топлива (например, гомогенные пороха или твёрдые ракетные топлива) способны к самостоятельному горению в отсутствие окислителя. Однако большинство топлив, используемых в быту и в промышленности, требует для сжигания наличия кислорода, и такие топлива также могут называются горючими . Наиболее распространёнными горючими материалами являются органические топлива, в составе которых есть углерод и водород. Топлива подразделяются по агрегатному состоянию вещества на твёрдые, жидкие и газообразные, а по способу получения — на природные (уголь, нефть, газ) и искусственные. Ископаемые природные топлива служат основным источником энергии для современного общества. В 2010 году примерно 90 % всей энергии, производимой человечеством на Земле, добывалось сжиганием ископаемого топлива или биотоплив [1] , и, по прогнозам Управления энергетических исследований и разработок (США) [en] , эта доля не упадёт ниже 80 % до 2040 года при одновременном росте энергопотребления на 56 % в период с 2010 по 2040 годы . С этим связаны такие глобальные проблемы современной цивилизации, как истощение невозобновляемых энергоресурсов , загрязнение окружающей среды и глобальное потепление

Слайд 3

Понятие биогенного топлива Понятие биогенного топлива возникло из способности некоторых веществ гореть , выделяя при этом тепло. Поскольку горение является химической реакцией окисления , то в этом случае топливо состоит из горючего (например, дерева в виде дров или бензина ) и окислителя , которым часто служит кислород воздуха . В качестве окислителя в специальных устройствах (например, ракетных двигателях ) могут использоваться и другие вещества, например, жидкий кислород. Фтор не используется как окислитель из-за очень высокой токсичности, озон из-за токсичности и нестабильности.

Слайд 4

Характеристики: 10 процентов перегоняется при температуре , С , не ниже 160; 90 процентов перегоняется при температуре, C, не выше 360; кинематическая вязкость при 20 °C, мм 2 /с, не более 8,0; температура вспышки в закрытом тигле, С, не ниже 45; массовая доля серы , процентов, не более: в малосернистом топливе 0,5, в сернистом топливе 1,1; испытание на медной пластинке выдерживает; кислотность , мг КОН/100 см 3 топлива, не более 5,0; зольность , процентов, не более 0,02; коксуемость 10 процентного остатка , не более 0,35 процентов; содержание воды: следы; цвет : от светло-коричневого до чёрного; плотность при 20 °C, кг/м 3 : не нормируется, определение обязательно

Слайд 5

Уровень и структура потребления биогенного топлива Несмотря на огромное разнообразие видов топлива, основными источниками энергии остаются нефть, природный газ и уголь. Положение дел 100 лет назад было освещено Менделеевым. Первые два ископаемых топлива исчерпаемы в ближайшем будущем. Нефтяные топлива обладают особой ценностью для транспортных средств (основных потребителей энергии), в силу удобства перевозки, поэтому в настоящий момент ведутся исследования по использованию угля для выработки жидких топлив , в том числе и моторных. Также огромны запасы ядерного топлива, однако его использование накладывает высокие требования к безопасности, высокие затраты на подготовку, эксплуатацию и утилизацию топлива и попутных материалов. Мировое потребление ископаемого топлива составляет около 12 млрд. в год. По данным BP Statistical review of World Energy 2003, за 2002 год потребление ископаемого топлива составило: В Европейском союзе — 1396 млн. тонн нефтяного эквивалента (2,1 млрд. ) 45 % — нефть, 25 % — газ (природный), 16 % — уголь, 14 % — ядерное топливо В США — 2235 млн. тонн нефтяного эквивалента (3,4 млрд.) 40 % — нефть, 27 % — газ (природный), 26 % — уголь, 8 % — ядерное топливо Доля возобновляемых источников энергии в энергобалансах Европы — 5 % США — 2 % По приблизительным оценкам энергопотребление России составляет 1,3 млрд. в год. 6 % — ядерное топливо 4 % — возобновляемые источники

Слайд 6

Динамика За последние 20 лет мировое энергопотребление возросло на 30 % (и этот рост, по-видимому, продолжится в связи ростом потребности бурно развивающихся стран азиатского региона). В развитых странах за тот же период сильно изменилась структура потребления — произошло замещение части угля более экологичным газом (Европа и прежде всего Россия, где доля газа в потреблении составила до 40 %), а также возросла с 4 % до 10 % доля атомной энергии. После приведения цифр стоит указать пример Австралии , в балансе которой солнечная энергетика занимает около 30 %. Эту долю потребляет солевая промышленность, вырабатывающая продукцию естественным испарением на солнце.

Слайд 7

Наряду с другими альтернативными видами топлива, такими как этанол, метанол и биогаз (метан), метиловые эфиры жирных кислот, известные как биодизель или FAME, завоевывают позиции на мировой рынке. Метиловые эфиры жирных кислот обычно получают из масличных семян и, в основном, используют в транспортном секторе в чистом виде или в смеси с обычным дизельным топливом. В процессе производства растительное масло переэтерифицируют метанолом, с образованием метиловых эфиров жирных кислот, присутствующих в масле, и глицерина в качестве побочного продукта. Метиловые эфиры жирных кислот, также как и растительные масла, имеют относительно небольшой срок хранения, поскольку медленно окисляются атмосферным кислородом. Продукты окисления могут повредить двигатели транспортных средств. Именно поэтому устойчивость к окислению является важнейшим критерием качества биодизеля и постоянно контролируется в процессе производства. 873 Biodiesel Rancimat Metrohm позволяет провести такое определение надежно и просто. Для анализа биодизеля применяются удлиненные реакционные сосуды и специальные, химически устойчивые, трубки. Добавление подходящих антиоксидантов замедляет процесс окисления. Эффективность антиоксидантов также можно определить с помощью прибора 873 Biodiesel Rancimat Metrohm . Использование альтернативного топлива из возобновляемых растительных источников становится все популярнее в последние годы, так как жизненный цикл такого топлива не способствует выбросам CO 2 . Углекислый газ поглощается из атмосферы во время роста растений. По сравнению с ископаемым топливом, биогенное топливо не вносит вклад ни в увеличение CO 2 в атмосфере, ни в глобальное потепление. Кроме этого, альтернативные виды топлива поддаются биологическому разложению и, таким образом, не наносят ущерба окружающей среде.