Moderný život je nemožný bez použitia spaľovacích motorov. Osoba používa takéto motory v profesionálnych činnostiach a každodennom živote. Žiaľ, prinášajú so sebou nielen dobro. Výfukové plyny zo 700 miliónov áut, desiatok tisíc lodí, lietadiel, dieselových lokomotív a všetkých druhov stacionárnych zariadení tvoria 40 % globálneho znečistenia ovzdušia škodlivými látkami.
V Rusku v roku 1998 dosiahli emisie znečisťujúcich látok do ovzdušia všetkými vozidlami 13,2 milióna ton, z toho viac ako 11,8 milióna ton cestnou dopravou.Podľa ekológov veľkú časť (80 percent) škodlivých látok vypúšťajú vozidlá na území osád. Vo viac ako 180 mestách úrovne znečistenia ovzdušia (zo všetkých zdrojov) prekračujú maximálne prípustné koncentrácie. V posledných rokoch maximálne jednorazové koncentrácie prekročili 10 MPC v 66 mestách. V 89 mestách je úroveň znečistenia ovzdušia charakterizovaná ako vysoká alebo veľmi vysoká.
Parkovisko Ruskej federácie k 1. januáru 1999 predstavovalo 24,5 milióna kusov. Vrátane 18,8 milióna osobných áut, 4,4 milióna nákladných áut, asi 7 000 tisíc špeciálnych vozidiel a viac ako 620 tisíc autobusov.
Vo všeobecnosti odborníci poznamenávajú nízku úroveň environmentálnych charakteristík ruského automobilového parku. Prevažná väčšina vozidiel je certifikovaná tak, aby spĺňala požiadavky predpisov EHK OSN, ktoré boli v Európe v platnosti pred rokom 1992. Priemerný vek ruského automobilového parku presahuje 10 rokov. Až 10 percent áut má viac ako 20 rokov a vôbec neprešli environmentálnou certifikáciou. Hromadný vstup osobných automobilov, ktoré spĺňajú požiadavky Euro-1 a nákladných vozidiel, ktoré spĺňajú požiadavky Euro-2 na domáci trh, možno očakávať najskôr v roku 2002.
Použitie katalyzátorov je veľmi obmedzené a nemôže rýchlo zlepšiť environmentálne vlastnosti vozidiel. Hlavné dôvody sú tieto: nebol vytvorený právny základ pre kontrolu; pre takéto vozidlá neexistujú žiadne regulačné požiadavky; neexistujú žiadne moderné monitorovacie zariadenia a hlavne nie je vyriešený problém univerzálneho garantovaného zásobovania motorových vozidiel bezolovnatým benzínom.
EÚ sa rozhodla previesť 10 % svojich vozidiel na biopalivá do roku 2020. Európska únia si stanovila cieľ previesť do roku 2020 10 % svojich áut na biopalivá. Toto rozhodnutie schválili na stretnutí v Bruseli ministri energetiky 27 krajín EÚ. „Do roku 2020 by aspoň 10 % automobilového paliva spotrebovaného v každej krajine EÚ malo tvoriť palivo biologického pôvodu,“ uvádza sa v uznesení Rady EÚ pre energetiku a dopravu. Hovoríme o takých druhoch palív, ako sú alkoholy a metán vyrábané z biomasy. Uznesenie zdôrazňuje potrebu celoeurópskych opatrení na zlepšenie účinnosti technológií na výrobu tohto paliva a zlepšenie jeho obchodných príležitostí. V súčasnosti je biopalivo vyrobené v Európe v priemere 15 – 20-krát drahšie ako tradičné palivo.
Ministri okrem toho vyzvali aj na zvýšenie podielu obnoviteľných zdrojov energie na celkovej spotrebe energie v Európe na 20 % do roku 2020, oproti súčasným 7 %. Táto dohoda však nie je záväzná. Spojené kráľovstvo, Francúzsko a Fínsko sa vyslovili proti zavedeniu prísnej záväznej normy pre všetky krajiny EÚ o využívaní obnoviteľných zdrojov energie. Medzitým vláda Spojeného kráľovstva už v roku 2005 oznámila svoj zámer zaviesť nové pravidlá, podľa ktorých by od roku 2010 museli benzín a nafta predávané v krajine pozostávať z 5 % rastlinných biopalív. Biopalivá v súčasnosti predstavujú 2 % z celkového množstva paliva predaného v Spojenom kráľovstve. Benzín sa vyrába z etanolu vyrobeného z brazílskej cukrovej trstiny, zatiaľ čo nafta sa vyrába z repky a spracovaných rastlinných olejov. Túto palivovú zmes, ktorá obsahuje 5 % biopaliva, je možné použiť vo všetkých autách bez potreby úpravy. Niektoré modely áut, vrátane Saab 9-5 a Ford Focus, sú navrhnuté tak, aby používali palivovú zmes, ktorá obsahuje 80 % biopaliva.
Bionafta je palivo získané z rastlinného oleja jeho chemickou premenou takzvaným transesterifikačným procesom. V Európe sa vyrába zo slnečnicového a repkového oleja, v Spojených štátoch sa vyrába zo sójového oleja alebo rôznych repkových olejov. Medzi olejom a alkoholom, najmä metylalkoholom, dochádza k chemickej reakcii, aby sa znížila viskozita a olej sa prečistil. Týmto chemickým procesom vzniká homogénny, stabilný a vysokokvalitný produkt: EMVH (Metylester rastlinných olejov), jeho vlastnosti sú podobné naftovým olejom. Výhody bionafty:
- 1. Bionafta je zdrojom obnoviteľnej energie, riešením budúcnosti, ktoré nahradí používanie ropy
- 2. Použitie bionafty si nevyžaduje zmenu kinematického reťazca, iba v závislosti od modelu a veku auta je nainštalovaný palivový filter.
- 3. Bionafta pomáha predchádzať otepľovaniu na našej planéte spôsobenému zvýšenou hladinou oxidu uhličitého a síry v atmosfére: na rozdiel od horľavých motorov nezvyšuje percento CO2 v atmosfére. V skutočnosti musí závod počas svojho životného cyklu absorbovať množstvo oxidu uhličitého ekvivalentné množstvu emisií počas prevádzky motora.
- 4. Bionafta sa už pomerne často pridáva do motorovej nafty predávanej na čerpacích staniciach v Európe, no jej obsah ešte nie je vysoký a v rôznych krajinách sa líši. Napríklad vo Francúzsku je jeho percento približne 1,5 %. V závislosti od vášho želania je možný aj iný pomer.
- 5. Netoxický a úplne biologicky odbúrateľný, vyhovuje európskej norme EN 14214.
Hlavným uchádzačom o titul „palivo budúcnosti“ je vodík, ktorého rezervy sú v motore prakticky neobmedzené a spaľovací proces v motore sa vyznačuje vysokou energetickou a ekologickou dokonalosťou. Na výrobu vodíka je možné využiť rôzne termochemické, biochemické alebo elektrochemické metódy využívajúce ekologickú slnečnú energiu. U nás aj v zahraničí už vznikli experimentálne vozidlá, ktoré využívajú vodík v kvapalnej forme, prípadne ako súčasť pevných hydrátov kovov, ako hlavné palivo alebo zmiešané s benzínom.
Výhody vodíka ako paliva vozidla sú nepopierateľné. Jeho výhrevnosť je trikrát vyššia ako u benzínu a splodiny horenia obsahujú neškodnú zložku - vodnú paru. Pred viac ako polstoročím profesor A. Orlin z Moskovskej vyššej technickej školy prvýkrát vytvoril a uviedol na trh vodíkový karburátorový motor.
V súčasnosti je dopyt po vodíku potrebný na výrobu amoniaku, metylalkoholu a plastov veľmi malý.
Použitie vodíka ako paliva pre motory si vyžiada výrazné zvýšenie jeho produkcie. Toto je jedna z hlavných prekážok rozšíreného používania vodíka ako motorového paliva.
Jedinou výnimkou by bol motor elektromobilu. Práce na jeho vytvorení vykonávajú najväčšie spoločnosti na výrobu automobilov na svete, predovšetkým Japonsko.
Zdrojom prúdu v elektromobiloch sú v súčasnosti olovené batérie. Bez dobíjania takéto vozidlá poskytujú dojazd až 50-60 km (maximálna rýchlosť 70 km/h, nosnosť 500 kg), čo umožňuje ich využitie ako taxi alebo na technologickú prepravu malých zásielok v rámci mesta. výroba a používanie elektromobilov si vyžiada vytvorenie nabíjacích staníc batérií, ktoré budú spĺňať všetky potrebné technické a ekonomické požiadavky.
Odborníci sa domnievajú, že energeticky najúspornejším a vysoko efektívnym zdrojom energie pre elektrické vozidlá sú batérie s palivovými článkami. Takéto prvky majú mnoho výhod, predovšetkým vysokú účinnosť, dosahujúcu 60-70% v skutočných inštaláciách; Netreba ich nabíjať ako batérie, stačí doplniť zásoby činidiel. Najperspektívnejším je vodíkovo-vzduchový elektrochemický generátor (EKG), v ktorom je reakčným produktom pri výrobe elektrickej energie chemicky čistá voda. Hlavnou nevýhodou ECH dnes sú jeho vysoké náklady.
Pomarančové háje vo Valencii sa môžu čoskoro stať dodávateľom paliva pre španielske autá. Nová technológia umožní vyrábať biopalivo z ovocných šupiek. Autá poháňané citrusovými plodmi nebudú znečisťovať životné prostredie.
Ľudstvo sa príliš pomaly, ale stále približuje k pochopeniu, že je potrebné zaradiť materiálnu spotrebu na svoje miesto medzi inými zdrojmi osobnej identity, akými sú nemateriálne hodnoty ako rodina, priateľstvo, komunikácia s inými ľuďmi, rozvoj vlastnej identity. vlastná osobnosť; že treba konečne žiť v súlade s možnosťami Zeme.
O tom, či zachováme biosféru Zeme, rozhoduje predovšetkým riešenie tohto konkrétneho problému.
Bolo by dobré, keby si ľudia zvykli chodiť a jazdiť na bicykli. MHD by podľa mňa mala byť taká, aby ju ľudia chceli využívať častejšie ako vlastné autá. Koniec koncov, nárast dopravy spôsobuje obrovské škody na neoceniteľnom zdraví ľudí a na životnom prostredí. Chcel by som zmeniť niektoré trasy kamiónov, aby sa trochu zlepšila situácia v oblasti životného prostredia. Výfukové plyny áut sú skutočnou katastrofou. Tak sa starajme a chráňme našu planétu ako to najcennejšie, čo máme – život!
odpadový plyn obklopujúci benzín
Vedci sa už mnoho rokov snažia nájsť alternatívu k benzínu ako hlavnému typu paliva pre vozidlá. Nemá zmysel uvádzať environmentálne a zdrojové dôvody - len leniví nehovoria o toxicite výfukových plynov. Vedci nachádzajú riešenie tohto problému v tých najneobvyklejších typoch paliva. Recycle vybral najzaujímavejšie nápady, ktoré spochybňujú palivovú hegemóniu benzínu.
Bionafta na báze rastlinných olejov
Bionafta je typ biopaliva na báze rastlinných olejov, ktorý sa používa v čistej forme aj ako rôzne zmesi s motorovou naftou. Myšlienka použitia rastlinného oleja ako paliva patrí Rudolfovi Dieselovi, ktorý v roku 1895 vytvoril prvý dieselový motor na rastlinný olej.
Na výrobu bionafty sa zvyčajne používajú repkové, slnečnicové a sójové oleje. Samozrejme, samotné rastlinné oleje sa do plynovej nádrže nenalievajú ako palivo. Rastlinný olej obsahuje tuky – estery mastných kyselín s glycerolom. V procese výroby „biosolárov“ sa glycerolestery ničia a glycerín sa nahrádza (uvoľňuje sa ako vedľajší produkt) jednoduchšími alkoholmi – metanolom a menej často etanolom. Tá sa stáva súčasťou bionafty.
V mnohých európskych krajinách, ako aj v USA, Japonsku a Brazílii sa už bionafta stala dobrou alternatívou bežného benzínu. V Nemecku sa teda metylester repky predáva už na viac ako 800 čerpacích staniciach. V júli 2010 fungovalo v Európskej únii 245 závodov na výrobu bionafty s celkovou kapacitou 22 miliónov ton. Analytici Oil World predpovedajú, že do roku 2020 bude podiel bionafty v štruktúre spotrebovaného motorového paliva v Brazílii, Európe, Číne a Indii 20 %.
Bionafta je ekologické palivo pre dopravu: v porovnaní s konvenčnou motorovou naftou neobsahuje takmer žiadnu síru a zároveň podlieha takmer úplnému biologickému rozkladu. V pôde alebo vo vode mikroorganizmy spracujú 99 % bionafty za 28 dní – tým sa minimalizuje stupeň znečistenia riek a jazier.
Stlačený vzduch
Modely pneumatických áut – áut, ktoré jazdia na stlačený vzduch – už vyrobilo niekoľko spoločností. Inžinieri z Peugeotu raz urobili rozruch v automobilovom priemysle ohlásením vytvorenia hybridu, ktorý do spaľovacieho motora pridával energiu stlačeného vzduchu. Francúzski inžinieri dúfali, že takýto vývoj pomôže malým autám znížiť spotrebu paliva na 3 litre na 100 km. Špecialisti Peugeotu tvrdia, že v meste môže pneumatický hybrid jazdiť na stlačený vzduch až 80 % času bez toho, aby vytvoril jediný miligram škodlivých emisií.
Princíp činnosti „vzdušného auta“ je pomerne jednoduchý: auto nie je poháňané benzínovou zmesou horiacou vo valcoch motora, ale silným prúdom vzduchu z valca (tlak vo valci je asi 300 atmosfér) . Pneumatický motor premieňa energiu stlačeného vzduchu na rotáciu hriadeľov nápravy.
Žiaľ, stroje výhradne poháňané stlačeným vzduchom alebo vzduchové hybridy vznikajú prevažne v malých sériách - pre prácu v špecifických podmienkach a v obmedzenom priestore (napríklad na výrobných miestach vyžadujúcich maximálnu úroveň požiarnej bezpečnosti). Aj keď existujú niektoré modely pre „štandardných“ kupujúcich.
Ekologický mikronáklad Gator od Engineair je prvým vozidlom na stlačený vzduch v Austrálii, ktoré vstúpilo do komerčnej prevádzky. Vidno to už aj v uliciach Melbourne. Nosnosť - 500 kg, objem vzduchových fliaš - 105 litrov. Dojazd kamiónu na jednej čerpacej stanici je 16 km.
Odpadové produkty
Aký pokrok nastal - niektoré autá nepotrebujú na prevádzku svojich motorov benzín, ale ľudský odpad, ktorý končí v kanalizácii. Takýto zázrak automobilového priemyslu vznikol v UK. Auto, ktoré využíva metán uvoľnený z ľudských exkrementov ako palivo, vyšlo do ulíc Bristolu. Prototypom bol Volkswagen Beetle a výrobcom automobilu VW Bio-Bug využívajúceho inovatívne palivo bola spoločnosť GENeco. Motor na spracovanie výkalov nainštalovaný na kabrioletu Volkswagen mu umožnil prejsť 15 000 kilometrov.
Vynález spoločnosti GENeco sa rýchlo nazýval prielom v implementácii technológií šetriacich energiu a ekologického paliva. Pre bežného človeka sa táto myšlienka zdá neskutočná, takže stojí za to vysvetliť: auto je, samozrejme, naložené už spracovaným palivom - vo forme metánu pripraveného na použitie, získaného vopred z odpadu.
V tomto prípade motor VW Bio-Bug využíva dva druhy paliva súčasne: auto štartuje na benzín, ale akonáhle sa motor zahreje a auto naberie určitú rýchlosť, zásoba ľudského žalúdočného plynu spracovaného v továrňach GENeco je zapnutá. Spotrebitelia si rozdiel ani nemusia všimnúť. Hlavným marketingovým problémom však zostáva – ľudské negatívne vnímanie surovín, z ktorých sa bioplyn získava.
Solárne panely
Výroba automobilov poháňaných solárnou energiou je azda najrozvinutejšou oblasťou automobilového priemyslu zameranou na využívanie ekopalív. Autá na solárny pohon sa vyrábajú po celom svete a v širokej škále variácií. V roku 1982 prešiel vynálezca Hans Tolstrup Austráliu zo západu na východ v solárnom aute „Quiet Achiever“ (hoci rýchlosťou iba 20 km za hodinu).
V septembri 2014 auto Stella nezvládlo prejsť trasu z Los Angeles do San Francisca, čo je 560 km. Solárne auto, ktoré vyvinul tím z holandskej univerzity v Eindhovene, je vybavené panelmi, ktoré zbierajú solárnu energiu, a 60-kilogramovým akumulátorom s kapacitou šesť kilowatthodín. Stella má priemernú rýchlosť 70 km za hodinu. Pri nedostatku slnečného svetla vystačí rezerva batérie na 600 km. V októbri 2014 sa študenti z Eindhovenu so svojím zázračným autom zúčastnili World Solar Challenge, 3000-kilometrovej rally naprieč Austráliou pre autá na solárny pohon.
Najrýchlejším elektromobilom na solárny pohon je momentálne Sunswift, ktorý vytvoril tím študentov z Austrálskej univerzity v Novom Južnom Walese. Počas testov v auguste 2014 prešlo toto solárne auto 500 kilometrov na jedno nabitie batérie s priemernou rýchlosťou 100 km za hodinu, čo je na takéto vozidlo úžasné.
Bionafta z kulinárskeho odpadu
V roku 2011 uskutočnilo USDA spolu s Národným laboratóriom pre obnoviteľnú energiu výskum alternatívnych palív. Jedným z prekvapivých výsledkov bol záver, že perspektívne je využívanie bionafty na báze surovín živočíšneho pôvodu. Bionafta z tukových zvyškov je technológia, ktorá ešte nie je veľmi rozvinutá, ale v ázijských krajinách sa už používa.
Každý rok v Japonsku po príprave národného jedla tempura zostane približne 400 tisíc ton použitého kuchynského oleja. Predtým sa spracovával na krmivo pre zvieratá, hnojivo a mydlo, no na začiatku 90. rokov preňho šetrní Japonci našli iné využitie, použili ho na výrobu rastlinnej motorovej nafty.
V porovnaní s benzínom tento neštandardný typ čerpacej stanice vypúšťa do atmosféry menej oxidu síry – hlavnej príčiny kyslých dažďov – a znižuje množstvo iných toxických výfukových emisií o dve tretiny. Aby bolo nové palivo populárnejšie, jeho výrobcovia vymysleli zaujímavú schému. Každý, kto pošle desať dávok plastových fliaš s použitým kuchynským olejom do závodu RDT, dostane 3,3 štvorcových metrov lesa v jednej z japonských prefektúr.
Do Ruska sa technológia zatiaľ v takom rozsahu nedostala, ale márne: ročné množstvo odpadu z ruského potravinárskeho priemyslu je 14 miliónov ton, čo z hľadiska jeho energetického potenciálu zodpovedá 7 miliónom ton ropy. V Rusku by odpad premenený na bionaftu pokryl potrebu dopravy o 10 percent.
Kvapalný vodík
Kvapalný vodík sa už dlho považuje za jedno z hlavných palív, ktoré sú schopné poraziť benzín a naftu. Vozidlá poháňané vodíkom nie sú nezvyčajné, ale kvôli mnohým faktorom si nikdy nezískali širokú popularitu. Hoci v poslednej dobe, vďaka novej vlne záujmu o „zelené“ technológie, si myšlienka vodíkového motora získala nových priaznivcov.
Niekoľko veľkých výrobcov má teraz vo svojej ponuke vozidlá na vodíkový pohon. Jedným z najznámejších príkladov je BMW Hydrogen 7, automobil so spaľovacím motorom, ktorý môže jazdiť na benzín aj kvapalný vodík. BMW Hydrogen 7 má 74-litrovú nádrž na benzín a zásobník na 8 kg tekutého vodíka.
Automobil tak môže počas jednej jazdy využívať oba druhy paliva: prepínanie z jedného druhu paliva na druhé prebieha automaticky, pričom sa uprednostňuje vodík. Rovnakým typom motora je vybavený napríklad hybridný vodíkovo-benzínový automobil Aston Martin Rapide S. V ňom môže motor jazdiť na oba druhy paliva a prepínanie medzi nimi zabezpečuje inteligentný systém optimalizácie spotreby a emisie škodlivých látok do ovzdušia.
Ďalší automobiloví giganti – Mazda, Nissan a Toyota – tiež plánujú vývoj vodíkového paliva. Predpokladá sa, že kvapalný vodík je šetrný k životnému prostrediu, pretože pri spaľovaní v prostredí čistého kyslíka neuvoľňuje žiadne znečisťujúce látky.
Zelené riasy
Palivo z rias je exotický spôsob výroby energie pre auto. Riasy sa začali považovať za biopalivo predovšetkým v USA a Japonsku.
Japonsko nemá veľa úrodnej pôdy na pestovanie repky alebo ciroku (ktoré sa v iných krajinách používajú na výrobu biopalív z rastlinných olejov). Ale Krajina vychádzajúceho slnka produkuje obrovské množstvo zelených rias. Predtým sa používali ako potraviny, ale teraz sa používajú na výrobu plynu pre moderné autá. Nie je to tak dávno, čo sa v japonskom meste Fujisawa objavil v uliciach osobný autobus DeuSEL od spoločnosti Isuzu, ktorý jazdí na palivo, ktorého časť získava z rias. Jedným z hlavných prvkov bola zelená euglena.
Aditíva „riasy“ teraz tvoria len niekoľko percent z celkovej hmotnosti paliva v prepravných nádržiach, no ázijská výrobná spoločnosť sľubuje do budúcnosti vyvinúť motor, ktorý umožní využitie biozložky na 100 percent.
Spojené štáty sa tiež chopili otázky biopalív na báze rias. Sieť čerpacích staníc Propel v severnej Kalifornii začala predávať bionaftu Soladiesel všetkým. Palivo sa získava z rias fermentáciou a následným uvoľňovaním uhľovodíkov. Vynálezcovia biopalív sľubujú dvadsaťpercentné zníženie emisií oxidu uhličitého a citeľné zníženie toxicity v iných ohľadoch.
Téma lekcie: Environmentálne charakteristiky druhov palív.Cieľ: Vytvoriť predstavu o environmentálnych charakteristikách palív.
Úlohy: Vzdelávacie - vytvárať predstavy o druhoch paliva,vytvárať podmienky na analýzu výhod a nevýhod rôznych alternatívnych druhov automobilových palív;
vývojový-rozvíjať schopnosť samostatne riešiť zadané problémy, kognitívny záujem, schopnosť zovšeobecňovať, analyzovať, porovnávať a rozvíjať kľúčové kompetencie;
Vzdelávacie-formovanie motívov, potrieb a návykov environmentálne vhodného správania a činností; výchovná činnosť, vášeň, obetavosť, vytrvalosť, pozorovanie, silné vôľové vlastnosti, intuícia, inteligencia, nezávislosť.
Vybavenie, vizuálne pomôcky: prezentácia
Typ lekcie: lekcia o učení sa nového materiálu
Metódy lekcie: verbálne, vizuálne, praktické.
Ocakavane vysledky: znalosti o environmentálnych charakteristikách palív.
Priebeh lekcie:
1.Organizačný a psychologický postoj
2. Aktualizácia vedomostí a zručností:
Zahrievanie:
Vzájomne prospešné spolunažívanie organizmovSymbióza .
Veda, ktorá študuje vzťahy medzi živými organizmami a ich prostredímEkológia.
Organizmus, ktorý je často prvým článkom v potravinovom reťazciRastlina.
Vzdušný obal ZemeAtmosféra.
Skupina jedincov toho istého druhu dlhodobo žijúca na určitom území, relatívne izolovaná od zástupcov toho istého druhuPopulácia.
Spoločenstvo živých organizmovBiocenóza.
Organizmus, ktorý útočí, zabíja a požiera svoju korisťPredátor.
Borovicové listy.Ihly
Umelá výsadba pozdĺž ciest.Lesný pás
Borovicový les.(Bohr)
Dubové ovocie.(žaluď)
„Plač“ brezy na jar. (prúd miazgy)
Ochranná clona Zeme.(Ozónová vrstva)
Toxická hmla.(smog)
Súbor podmienok, v ktorých organizmus žije.(Habitat)
Dubový les.(Dubrava)
Toxický kov obsiahnutý vo výfukových plynoch vozidiel.(Viesť)
Ďalšie otázky:
Rozdiel medzi agrocenózou a biocenózou
Čo je to ekosystém?
Čo študuje autekológia?
Je atmosféra schopná samočistenia? Ako?
Legislatívny rámec ochrany OS v Kazašskej republike
Vytvorte napájacie obvody:
Volavka, žaba, komár(Komár - žaba - volavka)
Ryby, morské riasy, medveď(riasy – ryby – medveď)
Pšenica – hraboš myšiak – sova(pšenica – hraboš myšiak – sova)
Zajac-líška (tráva – zajac – líška) snímka 1
7. Distribúcia: sova,kuna, žaba, pavúk, pukaniejašterica, žaba, motýľ, zelené plody, kvitnutie, kôra, baktérie, listy a semená, huby.snímka 2
Producenti-
Spotrebitelia-
Rozkladače-
3. Formovanie nových vedomostí a zručností:
otázky:
Aké zložky sú obsiahnuté vo výfukových plynoch automobilov?
(Zmes približne 200 látok. Obsahujú uhľovodíky - nespálené alebo neúplne spálené zložky palivo)
Na aký druh paliva jazdí prevažná väčšina moderných áut? ( vozidlá so spaľovacími motormi poháňanými benzínom alebo naftou získanou z ropy) .
3. Aký je dôvod hľadania alternatívnych palív, ktoré by nahradili tradičné palivá? ( Nedávny prudký nárast cien ropy v kombinácii s obavami z nárastu škodlivých emisií produkovaných automobilmi, ktoré znečisťujú ovzdušie, viedli mnohé vlády a automobilové spoločnosti k hľadaniu náhrady za tradičné palivo)
4.Aké je cetánové číslo nafty?
Cetánové číslo - charakteristika horľavosti motorovej nafty, ktorá určuje dobu oneskorenia vznietenia zmesi (čas od vstreknutia paliva do valca až po začiatok jeho spaľovania).
5. Než nižšie obsah „škodlivých“ aromatických uhľovodíkov v palive, tým vyššie alebo nižšie bude cetánové číslo ( viac /vyššie ).
(cieľ, téma)
Človeku sa za krátky čas podarilo urobiť životné podmienky na Zemi neznesiteľnými. A záleží len na ňom, či sa veci na Zemi zlepšia alebo zhoršia. Vážnym problémom sú emisie škodlivín do ovzdušia z motorových vozidiel.
V posledných rokoch sa v dôsledku zvýšenia hustoty automobilovej dopravy v mestách prudko zvýšilo znečistenie ovzdušia produktmi spaľovania motorov. Pri spaľovaní uhľovodíkových palív vznikajú toxické látky, ktoré súvisia s podmienkami horenia, zložením a stavom zmesi.
Prevažná väčšina áut sú stále autá so spaľovacími motormi poháňanými benzínom alebo naftou získanou z ropy.
V súčasnosti sa za jeden deň spáli toľko ropy, koľko dokáže príroda vyprodukovať za tisíc rokov pomocou solárnej energie. Podľa prognóz vedcov zostáva na svete málo zásob ropy. Aktuálna situácia nie je tajomstvom. Výskumné organizácie v mnohých krajinách sveta hľadajú adekvátnu náhradu za palivo získané z rafinácie ropy. Úloha je pomerne zložitá a stále neexistuje jediné riešenie, hoci autá na alternatívne palivá sa vyrábali a úspešne fungovali nielen v súčasnom storočí, ale aj v 20. a dokonca aj 19. storočí. Avšak nedávny prudký nárast cien ropy v kombinácii s obavami z nárastu škodlivých emisií produkovaných automobilmi, ktoré znečisťujú ovzdušie (tento problém je obzvlášť akútny vo veľkých mestách), viedli vlády mnohých krajín a automobilové spoločnosti k tomu, aby hľadali náhrada za tradičné palivo
Cvičenie: Dešifrovať A-95.
Úloha je pomerne zložitá a stále neexistuje jediné riešenie, hoci autá na alternatívne palivá sa vyrábali a úspešne fungovali nielen v súčasnom storočí, ale aj v 20. a dokonca aj 19. storočí. Prvý samohybný kočík na svete, Hippomobile, vytvoril Jean-Etienne Lenoir už v roku 1862. U nás sa v tridsiatych rokoch minulého storočia vyrábali autá na plyn, ktoré boli „podložené“... brezovými polenami rašelina alebo uhlie. Palivové drevo sa pri relatívne nízkej teplote tepelne rozložilo a zmenilo sa na plyn, ktorý horel vo valcoch motora. Známa nemecká letecká spoločnosť Deutsche Airbus vyvíja prvý airbus na svete, ktorý bude lietať na kvapalný vodík.
Cvičenie: Vyplňte tabuľku « Porovnávacie ukazovatele rôznych druhov palív »
vyhliadka
Výhody
Nedostatky
plynný
Kompletnejšie spaľovanie vďaka lepšej tvorbe zmesi vo valcoch,
nízka toxicita produktov spaľovania,
Nízke náklady a preprava plynu
Nízka hladina hluku,
nemožnosť krádeže paliva personálom údržby,
Nízke náklady na prestavbu auta.
vysoká toxicita samotného paliva
vysoké nebezpečenstvo výbuchu plynových fliaš v prípade nehody,
Elektrina
Bezpečnosť životného prostredia (bez výfukových plynov)
Jednoduchosť dizajnu
– nízke náklady na dopĺňanie
– nízke znečistenie hlukom
– jednoduchosť obsluhy, spoľahlivosť
– Prevádzka elektromobilu je lacnejšia ako tradičného
– nízka výkonová rezerva
– dlhá doba nabíjania,
– problém s recykláciou batérie
– nedostatok nabíjacích staníc
– Väčšina elektrární je tepelná, spaľujúca palivo na výrobu elektriny, škodlivé komponenty.
Biopalivá
– má neobmedzené zásoby surovín (obnoviteľný zdroj)
– nižšie množstvo škodlivých látok vo výfukových plynoch
– vysoké mazacie vlastnosti, čo predlžuje životnosť motora
– vysoké cetánové číslo
Vysoký bod vzplanutia
Nízke náklady
– vysoká viskozita bionafty, ktorá si vyžaduje zahrievanie paliva pri nízkych teplotách, aby sa zabezpečila prijateľná tekutosť,
Krátka trvanlivosť - asi 3 mesiace.
Alkohol
– neutrálny ako zdroj skleníkových plynov
– nízke náklady
– zvyšuje riziko zvýšených emisií prchavých organických látok, čo vedie k zníženiu koncentrácie ozónu a zvýšeniu slnečného žiarenia,
– nízky výkon v porovnaní so základnými modelmi
Vodík
– horí úplnejšie
– vysoké špecifické spalné teplo,
– žiadne toxické emisie
– možno získať doslova zo všetkého: zo zemného plynu, oceánskej vody, biomasy, vzduchu
– má v porovnaní s benzínom oveľa širší rozsah pomerov miešania so vzduchom, pri ktorom je stále možné zapálenie zmesi
– nedokonalé technológie skladovania vodíka
– vysoká cena vodíka,
– komplexný proces výroby vodíka v priemyselnom meradle, počas ktorého sa uvoľňuje rovnaký CO,
– vysoké náklady na vodíkovú elektráreň a zložitosť jej údržby,
– výbušnosť zmesi vodík-vzduch – chýbajúca rozvinutá štruktúra vodíkových čerpacích staníc.
Pozeraj video
Hlavnou príčinou znečistenia ovzdušia je neúplné a nerovnomerné spaľovanie paliva. Len 15 % z toho sa minie na pohyb auta a 85 % „letí do vetra“. Okrem toho je spaľovacia komora motora automobilu akýmsi chemickým reaktorom, ktorý syntetizuje toxické látky a uvoľňuje ich do atmosféry. Dokonca aj nevínny dusík z atmosféry, vstupujúci do spaľovacej komory, sa mení na toxické oxidy dusíka.
Hlavné toxické látky znečisťujúce ovzdušie vo výfukových plynoch zážihových motorov sú: oxid uhoľnatý, oxidy dusíka a uhľovodíky. Osobitné miesto zaujímajú karcinogénne látky, ktorých hlavným predstaviteľom vo výfukových plynoch je benzo(a)pyrén.
V dôsledku globálneho znečistenia životného prostredia olovom sa stal všadeprítomnou súčasťou akejkoľvek rastlinnej a živočíšnej potravy a krmív. Rastlinná strava vo všeobecnosti obsahuje viac olova ako živočíšna.
Dôvodom letného opadu lístia je vysoký obsah olova vo vzduchu. Ale koncentráciou olova stromy čistia vzduch. Počas vegetačného obdobia jeden strom neutralizuje zlúčeniny olova obsiahnuté v 130 litroch benzínu. Najmenej náchylný na olovo je javor, naopak najnáchylnejší je hikor a smrek.
Strana stromov smerujúca k diaľniciam je o 30–60 % viac kovová. Smrekové a borovicové ihličie má vlastnosti dobrého filtra proti olovu. Hromadí ho a nevymieňa si ho s okolím. Pozemná vegetácia zapája do biologického cyklu denne 70 - 80 tisíc ton olova
Aby sa auto právom nazývalo ekologické, palivo musí byť ekologické. A plyn túto požiadavku spĺňa. Použitie plynu výrazne znižuje celkovú toxicitu výfukových plynov v porovnaní s benzínom. Množstvo toxického oxidu uhoľnatého CO (oxid uhoľnatý) sa zníži viac ako trojnásobne a obsah karcinogénnych uhľovodíkov CH, pozostávajúcich z častíc nespáleného paliva, sa zníži 1,6-krát. Koncentrácia oxidu dusnatého NO a oxidu NO2 vznikajúceho pri spaľovaní zmesi kyslíka a dusíka (neškodný dusík vstupujúci do spaľovacieho priestoru z atmosféry sa mení na toxickú zlúčeninu - oxidy dusíka) pri chode motora na plyn klesá 1,2-krát . V plynnom palive úplne chýbajú zlúčeniny olova a rôzne aromatické polyméry obsiahnuté v benzíne, ktoré sú tiež nebezpečnými karcinogénmi.Výfukový dym pri prevádzke na plynové palivo je trikrát nižší ako pri prevádzke na benzín.
Výskum vyvrátil ustálený názor, že používanie plynu namiesto benzínu je nevyhnutným opatrením. Plynové palivo horí úplnejšie, takže koncentrácia oxidu uhoľnatého vo výfukových plynoch plynového motora je niekoľkonásobne nižšia. Vozidlo poháňané benzínom vypúšťa do atmosféry oxid siričitý, ktorý vzniká pri spaľovaní palivových komponentov obsahujúcich síru, a tetraetylolovo. Zemný plyn spravidla neobsahuje síru, a preto vo výfuku plynového motora nie je oxid siričitý ani zlúčeniny olova. V dôsledku nedokonalého spaľovania paliva obsahujú výfukové plyny benzínového motora aj oxid uhoľnatý (CO), látku toxickú pre človeka. Benzínové aj benzínové autá vypúšťajú do atmosféry rovnaké množstvo uhľovodíkov, pre ľudské zdravie nie sú nebezpečné samotné uhľovodíky, ale ich oxidačné produkty.
Benzínový motor vypúšťa pomerne ľahko oxidovateľné látky – etyl a etylén, plynový motor zase metán, ktorý je zo všetkých nasýtených uhľovodíkov najodolnejší voči oxidácii. Preto sú emisie uhľovodíkov z plynového vozidla menej nebezpečné. Plyn ako motorové palivo nielenže nie je horší ako benzín, ale predčí ho aj svojimi vlastnosťami, ktoré na chemickej úrovni ničia časti spaľovacej komory, katalyzátora a lambda sondy.
otázka: Aké vlastnosti by malo mať ideálne palivo?
4. Konsolidácia študovaného materiálu
Otázky
Druh paliva používaného v automobiloch.Lacný, ekologický, v mnohých vlastnostiach lepší ako benzín, jeho použitie si nevyžaduje zmeny v dizajne auta.
Látka, z ktorej možno určitou reakciou získať tepelnú energiu.
taliansky fyzik, chemik a fyziológ; objavil metán pri štúdiu močiarneho plynu. Je po ňom pomenovaná jednotka merania elektrického napätia.
Stlačený zemný plyn (bez farby a zápachu) je hlavnou zložkou zemného plynu. Výbušné, často nazývané „bažina“. Má vysokú detonačnú odolnosť - jeho oktánové číslo je viac ako 100 jednotiek. Pri spálení nezanecháva prakticky žiadne škodlivé produkty.
Prírodná olejovitá horľavá kvapalina pozostávajúca z komplexnej zmesi uhľovodíkov a niektorých ďalších organických zlúčenín. Získavajú sa z neho technicky hodnotné produkty, hlavne motorové palivá, rozpúšťadlá, suroviny pre chemický priemysel a spracováva sa.
Ekologické palivo, produktom jeho spaľovania je voda. Vytvára viac tepla ako akékoľvek tradičné fosílne palivo.
Alkohol možno získať fermentáciou biomasy obsahujúcej škrob, cukor alebo celulózu. Používa sa ako palivo, spaľovacie motory v čistej forme, ako rozpúšťadlo a ako náplň do liehových teplomerov.
Olejnatá plodina sa používa ako krmivo pre dobytok, dobré zelené hnojivo a vynikajúca medonosná rastlina; Olej z tejto plodiny sa používa vo varení, v hutníctve na kalenie ocele, ako surovina na výrobu elastických materiálov a pri výrobe biopalív.
Alternatívny zdroj energie pre autá. Autá poháňané týmto zdrojom sa objavili podstatne skôr ako tie poháňané benzínom a rozšírené boli koncom 19. a začiatkom 20. storočia. Nie sú hlučné a nefajčia, na rozdiel od benzínových alebo parných strojov a boli obľúbené medzi aristokraciou.
Organická zlúčenina, ktorá je derivátom uhľovodíkov a obsahuje jednu alebo viac OH (hydroxylových) skupín v molekule. Vzniká pri kvasení cukrových látok, pri oxidácii nasýtených uhľovodíkov. V poslednej dobe rastie jeho úloha ako paliva v spaľovacích motoroch.
Druh paliva spĺňa kritériá dostupnosti a nízkej toxicity. V súčasnosti sa vo vozidlách nepoužíva.
Najdôležitejšou vlastnosťou motorovej nafty je cetánové číslo. Na základe jeho ukazovateľa možno posúdiť kvantitatívne zloženie škodlivých zložiek CO a CH vo vyrobených dieselových plynoch.
Vysokokvalitné kompletné palivo pre automobilové motory. Ochladené na -160 °Czemný plyn. Jeho hlavnými zložkami sú propán a bután.
Horľavá zmes ľahkých uhľovodíkov, určená na použitie ako palivo do karburátorových a vstrekovacích motorov, ako aj na výrobu parafínu a čistiacich látok. Získava sa destiláciou a výberom ropných frakcií.
Odpovede
1
A
2
l
3
b
4
T
5
e
6
R
7
n
8
A
9
T
10
A
11
V
12
n
13
s
14
e
5.Domáca úloha doplnkový materiál, uveďte príklady rôznych áut jazdiacich na ekologické palivá.
6. Zhrnutie lekcie (reflexia, hodnotenie)
ja možnosť
1. Hlavné palivo až do koncaXIX V. boli:
a) olej b) uhlie c) rašelina d) palivové drevo
2. Hlavná ropná základňa krajiny dnes:
a) Západná Sibír c) Baku
b) Volga-Ural d) Pečora
3. Ktorá uhoľná panva v Rusku produkuje najlacnejšie uhlie z hľadiska nákladov?
a) Kuzneckij c) Kansko-Achinsky
b) Južný Jakutsk d) Moskovský región
4. Ktorá z nasledujúcich vlastností palivovo-energetického komplexu je typická pre Rusko:
a) palivové zdroje sú sústredené na západe a hlavný spotrebiteľ je na východe krajiny
b) väčšina zemného plynu sa vyrába v čiernozemskom regióne;
c) potrubia z hlavných polí Sibíri smerujú na sever a severovýchod
d) hlavný spotrebiteľ je sústredený na západe krajiny, kde je nedostatok zdrojov palív
a) nemožno ho prepravovať
b) nedá sa kumulovať
c) môže sa hromadiť
d) možno ho prepravovať potrubím
7. Aký typ alternatívnej elektrárne chýba v Rusku?
a) vietor b) prílivový
b) geotermálne d) slnečné
8. Nevýhodou vodných elektrární je, že:
a) produkujú veľa odpadu, ktorý silne znečisťuje ovzdušie
b) prevádzkový režim sa mení pomaly
c) narušiť hydrologický režim rieky
d) údržbu staníc zabezpečuje veľké množstvo vysokokvalifikovaných odborníkov
b) železná a neželezná metalurgia
c) metalurgia železa a ťažba palív
d) metalurgia neželezných kovov a doprava
12. Najväčšie centrá na tavenie hliníka sa nachádzajú v blízkosti:
a) ložiská bauxitu
c) ložiská uhlia
b) veľké tepelné elektrárne
d) veľké vodné elektrárne
13. Najnapätejšia environmentálna situácia v Rusku je pozorovaná v mestách, kde sa nachádzajú:
a) závody na tavenie hliníka
b) závody na metalurgiu pigmentov
c) rastliny s úplným cyklom
d) malé hutnícke podniky
14. Najväčšie ložisko železnej rudy na svete:
a) Kachkanarskoye c) Mount Magnitnaya
b) KMA d) Kostomuksha
15. V ktorom ruskom meste sa nachádza najväčší závod na výrobu niklu na svete?
a) Mednogorsk c) Krasnojarsk
b) Noriľsk d) Bratsk
16. Hlavný faktor umiestnenia podnikov hutníctva ošípaných:
a) dostupnosť surovín vo forme kovového šrotu
b) dostupnosť železnorudných surovín
c) prítomnosť ložísk uhlia
d) environmentálne
Záverečná kontrola na tému „Palivový a energetický komplex. Hutníctvo."
II možnosť
1. Hlavným palivom v Rusku od 60. rokov 20. storočia je:
a) olej c) rašelina
b) uhlie d) palivové drevo
2. Najdôležitejšia uhoľná panva v Rusku na záverXIX storočia bolo:
a) Kuzbass c) Pečora
b) Donbass d) Moskovský región
3. Najlacnejší a najekologickejší druh paliva:
a) vykurovací olej c) hnedé uhlie
b) uhlie d) plyn
4. Ruský palivový a energetický komplex má nasledujúce vlastnosti (uveďte 1 správnu odpoveď):
a) väčšina ropy sa vyrába v Rusku v subtrópoch na Kaukaze
b) uhoľný priemysel si ako starý priemysel vyžaduje rekonštrukciu
c) hlavní spotrebitelia palivových zdrojov a zdrojové základne sú rovnomerne rozmiestnené na východe krajiny
d) plynárenstvo je jedným z krízových odvetví palivovo-energetického komplexu
5. Elektroenergetika zahŕňa:
a) Jadrové elektrárne a prenos elektriny elektrickým vedením
b) preprava elektriny cez elektrické vedenie a plynárenský priemysel
c) vodné elektrárne a uhoľný priemysel
d) ropný priemysel a tepelné elektrárne
6. Najväčšia oblasť ťažby plynu v Rusku je:
a) jakutský;
b) Orenburg-Astrachán;
c) západosibírska;
d) šelf Barentsovho mora.
7. Najväčší podiel energie v Rusku tvoria:
a) tepelná elektráreň; c) PES;
b) vodná elektráreň; d) Jadrová elektráreň.
8. Výhody vodných elektrární sú:
a) možno umiestniť kdekoľvek
b) vyrába sa najlacnejšia elektrina
c) rýchlo a lacno postavené
d) ľahko sa zapína, môže pokryť špičkové zaťaženie
9. Perspektívy elektroenergetiky sú nasledovné:
10. Vyberte správne tvrdenia:
a) Rafinérie ropy sa nachádzajú najmä v európskej časti krajiny.
b) Tepelné elektrárne sú najekologickejšie typy elektrární.
c) Bridlicový priemysel je palivový priemysel.
d) Rusko je na 4. mieste na svete z hľadiska zásob plynu.
e) Tepelná elektráreň okrem elektriny vyrába horúcu vodu a paru.
4. Ktoré elektrárne v Rusku môžu fungovať na uhlie?
a) HPP b) TPP c) TPP d) JE
5. Prečo sa najväčšie vodné elektrárne v Rusku nachádzajú v ázijskej časti?
a) sa tam nachádzajú hlavní odberatelia elektriny
b) nachádzajú sa tam najväčšie vodné zdroje
c) dodávať elektrinu do ázijských krajín
d) boli postavené s očakávaním rýchleho nárastu miestneho obyvateľstva
6. Palivový priemysel zahŕňa:
a) uhoľný priemysel a prenos elektriny elektrickým vedením
b) preprava paliva potrubím a elektriny elektrickým vedením
c) ťažba rašeliny a preprava paliva potrubím
d) výroba elektriny a jej dodávka spotrebiteľom prostredníctvom elektrického vedenia
7. Perspektívy elektroenergetiky sú nasledovné:
a) výstavba jadrových elektrární v celej krajine
b) výstavba vodných elektrární v celej krajine
c) aplikácia technológií na úsporu energie
d) zatvorenie tepelných elektrární z dôvodu znečistenia ovzdušia
8. Najlacnejší a najekologickejší druh paliva:
a) vykurovací olej c) hnedé uhlie
b) uhlie d) plyn
9. Prvá geotermálna elektráreň v Rusku bola postavená dňa:
a) polostrov Kamčatka; c) Ural;
b) Kaukaz; d) polostrov Kola.
10. Ktoré odvetvie používa koksovateľné uhlie ako palivo?
b) metalurgia železa;
c) spracovanie dreva;
d) konzervované.
11. Do ktorej skupiny neželezných kovov patrí meď a nikel?
a) do pľúc
b) až ťažké
c) šľachticom
d) na legovanie
12. Ku ktorým miestam smerujú podniky hutníckeho priemyslu ošípaných?
a) na usadeniny železa
b) na plynovody
c) na železnice
d) do najväčších strojárskych stredísk
13. Zistite, prečo sa najväčšie závody na výrobu hliníka v Rusku nachádzajú vo východnej Sibíri:
a) sú tu veľké zásoby bauxitu
b) elektrina je tu lacná
c) sú tu sústredení hlavní spotrebitelia produktov
d) teploty sú tu nízke
14. Nachádza sa najväčšie centrum na tavenie medi a niklu v Rusku a na svete:
a) v Norilsku c) v Čerepovci
b) v Kirovsku d) v Starom Oskol
15. Ako súčasť hutníckeho komplexu Vylúčené:
a) ťažba rúd c) úprava rúd
b) tavenie kovov d) výroba valcovaných výrobkov
d) sú zahrnuté všetky odvetvia
16. Rozdeľte kovy medzi najväčšie centrá ich tavenia:
2. Norilsk b) hliník
3. Čerepovec c) meď
4.Mednogorsk d) nikel
Záverečná kontrola témy
„TEK. Hutníctvo."
Odpovede (jamožnosť)
1-G; 2-A; 3-B; 4-G; 5-B; 6-B; 7-G; 8-B; 9-B; 10 – 1-d, 2-b, 3-a, 4-c; 11-B; 12-G; 13-B; 14-B; 15-B; 16-A.
Odpovede (IImožnosť):
1-A; 2-B; 3-G; 4-B; 5-A; 6-B; 7-A; 8-B, G; 9-B; 10-A, B, D; 11 – B; 12 – A; 13 – A; 14 – B; 15 – A, B; 16 – V.
Odpovede (IIImožnosť)
1 – B; 2 – B; 3 – B; 4 – B; 5 B; 6 – B; 7 – B; 8 – G; 9 – A; 10 – B; 11 – B; 12 – G; 13 – B; 14 – A; 15 – D; 16 – 1-b, 2-d, 3-a, 4-c.
V súčasnosti Fuel Technologies Corporation vyvíja všetky druhy palív, vrátane vývoja a výroby vysokooktánového paliva pre pretekárske motory. Študujeme nové princípy teórie spaľovania a hľadáme obnoviteľné suroviny, čo je dôležité z hľadiska životného prostredia.
Naša spoločnosť vyrába rôzne druhy pretekárskych palív a aditív do komerčných typov benzínov, ktoré dokážu výrazne znížiť škodlivé emisie do ovzdušia. Naši špecialisti Vás budú vždy podrobne informovať o všetkých vlastnostiach konkrétneho druhu paliva vyrábaného našou spoločnosťou.
TOTEK je palivová a informačná technológia, ekológia a ekonomika, korporácia vytvorená za priamej účasti vedcov, vývojárov raketových a vesmírnych palív. V práci našej spoločnosti sú zahrnuté najlepšie vedecké a technické pokroky v oblasti palivových technológií.
TOTEK je hľadanie, vývoj a implementácia ekologických druhov palív a ekologická výroba tohto paliva, ako sú moderné palivové technológie a pod. Ropa je odpadom starovekého života, ale odpad moderného života môžeme premeniť na nové palivo.
Sýtené nápoje by sa mohli stať ekologickým palivom
Americkí vedci vytvorili batériu, ktorá beží na nealkoholické nápoje ako súčasť projektu vývoja paliva šetrného k životnému prostrediu.
Nové zariadenie, ktoré beží na takmer akomkoľvek druhu cukru, možno použiť ako prenosnú nabíjačku pre mobilné telefóny. Vedci z univerzity St. Louis v Missouri veria, že ich vynález by mohol časom nahradiť lítium v batériách mnohých malých elektronických zariadení vrátane počítačov.
Biologicky odbúrateľná kvapalina obsahuje enzýmy, ktoré premieňajú palivo – v tomto prípade cukor – na elektrinu, pričom voda zostáva hlavným vedľajším produktom.
V blízkej budúcnosti sa predpokladá, že úloha uhlia v palivovej a energetickej bilancii krajiny vzrastie vzhľadom na jeho veľké zásoby. Environmentálne obmedzenia (najmä po ratifikácii Kjótskeho protokolu) si však vyžadujú vývoj a implementáciu nových ekologických uhoľných technológií, ktoré zabezpečia vysokú efektivitu využitia paliva s čo najnižším škodlivým zaťažením životného prostredia.
Použitie suspendovaného uhoľného paliva je skutočnou príležitosťou nahradiť nielen „špinavé“ uhlie a neefektívne spôsoby jeho spaľovania vo vrstvených peciach, ale aj vzácne kvapalné a plynné palivá.
Problém je obzvlášť akútny v uhoľných oblastiach Ruska, kde sa veľké množstvo vyťaženého uhlia, prezentovaného vo forme jemných uhoľných kalov, hromadí v hydraulických skládkach a usadzovacích nádržiach v okolí podnikov ťažby a spracovania uhlia. Tento problém sa zvyčajne rieši najprimitívnejším spôsobom. Prítokové banské vody, technologické vody zo spracovateľských závodov s jemnými časticami uhlia sa vypúšťajú do povrchových dosadzovacích nádrží, ktoré sa periodicky mechanicky a hydraulicky čistia a opätovne vyťažené uhoľné kaly sa vypúšťajú buď do vyhorených banských diel alebo do blízkych roklín a nádrží. V niektorých prípadoch sa odpad z flotácie odvodňuje a ukladá na voľné plochy.
Premena kalu na prepravovateľné a technologicky vhodné kalové uhoľno-vodné palivo (CWF) umožní dosiahnuť významný ekonomický efekt a výrazne zlepšiť environmentálnu situáciu v regiónoch. Výsledné palivo a technológie na jeho použitie musia zároveň spĺňať prísne požiadavky moderného trhu: ekonomickú konkurencieschopnosť a minimálny možný nebezpečný environmentálny dopad na životné prostredie pri jeho výrobe a používaní.
Vzhľadom na to, že palivová zložka v nákladoch na vyrobenú tepelnú energiu sa pohybuje od 40 do 70 %, zníženie nákladov na palivo alebo jeho mernej spotreby je dôležitým faktorom pri dosahovaní ekonomického efektu.
Uhoľno-vodné palivo (CWF) je disperzný systém pozostávajúci z jemne mletého uhlia, vody a plastifikačného činidla: zloženie CWF: uhlie (trieda 0-500 mikrónov) - 59-70%, voda - 29-40%, plastifikačné činidlo - 1 % zápalnej teploty - 450-650 °C; teplota spaľovania - 950-1050 ° C;
má všetky technologické vlastnosti kvapalného paliva: prepravuje sa v cestných a železničných cisternách, potrubím, v cisternách a cisternách a skladuje sa v uzavretých cisternách;
zachováva svoje vlastnosti pri dlhodobom skladovaní a preprave;
odolné proti výbuchu a ohňu.
Strategické ciele pre zavedenie suspendovaného uhoľného paliva sú:
minimalizácia nákladov na rekonštrukciu existujúcich tepelných a energetických systémov;
zvýšenie ekonomickej a environmentálnej efektívnosti tepelných energetických systémov a vytvorenie ekonomickej motivácie pre upustenie od používania vykurovacieho oleja, zemného plynu a uhlia s vrstveným spaľovaním;
zvýšenie spoľahlivosti a zaručenej prevádzkyschopnosti tepelných energetických systémov;
zvýšenie energetickej bezpečnosti koncových spotrebiteľov.
S cieľom široko zaviesť ekologické uhoľnovodné palivo, ako aj organizovať výrobu uhoľných brikiet a briketární bola podpísaná dohoda o spolupráci medzi Vedeckým a výrobným centrom „Ekotekhnika“, „Sibekotekhnika“ (Novokuznetsk) a Belovským baníctvom. Zariadenie závodu (BZGSHO).
Úlohy boli stanovené - vyvinúť a zabezpečiť podľa objednávok podnikov výrobu modulárnych zariadení na prípravu CWF na báze uhlia a uhoľného kalu a technologických komplexov na získavanie dostupnej tepelnej a (alebo) elektrickej energie pri jeho spaľovaní. Zároveň, berúc do úvahy skutočnosť, že na BZGShO už bolo vytvorené briketovacie zariadenie na výrobu briketového paliva z uhlia a uhoľnej suspenzie, úlohy zorganizovať výrobu potrebného súboru zariadení na dokončenie modulárnych inštalácií pre príprava CWF, briketovacích inštalácií a technologických komplexov, dodávka súvisiaceho zariadenia, montáž rozvinutých komplexov a školenie obsluhujúceho personálu.
motorová doprava palivo znečisťujúce životné prostredie
V prvej etape bol v závode inštalovaný a uvedený do prevádzky pilotný demonštračný technologický komplex na prípravu CWF a jeho spaľovanie.
V súčasnosti sa v poloprevádzke v kotolni bane Tyrganskaja pripravuje aj suspendované uhoľné palivo z uhoľných kalov z hydraulickej ťažby. Kotol KE-10-14S bol preradený na spoluspaľovanie surového uhlia a VUT. Prebytočné palivo sa expeduje do kotolne JSC Khleb (Novokuznetsk), kde sa plynový olejový kotol KP-0.7 premiestňuje do VUT. Prevádzkové skúsenosti získané pri prevádzke rôznych kotlov na suspenzné palivo v lete aj v zime (pri teplotách do -42°C) preukázali vysokú účinnosť využitia nového typu kvapalného paliva z uhlia.
Environmentálne výhody VUT oproti iným druhom palív vysoko ocenila reprezentatívna komisia počas Prvej celoruskej súťaže ruských environmentálnych inovácií v roku 2005. Na prvom mieste sa umiestnil projekt „Environmentálne priaznivé technológie pre integrované využitie kalov a flotačných odpadov z úpravní uhlia metódou spaľovania suspenzného paliva“, prezentovaný ZAO JE Sibekotekhnika.
Zavádzanie efektívnejších a ekologickejších technológií do energetiky je dnes jednou z priorít. Súvisí to jednak s potrebou všestranného šetrenia energetických zdrojov, ale aj s ochranou životného prostredia – problém, ktorý sa v dôsledku očakávaného zníženia dodávok zemného plynu do ruských elektrární a zvýšenia ich spotreby ešte vyostrí. uhlia. Tejto problematike boli venované správy prezentované na 5. sekcii medzinárodnej vedeckej a praktickej konferencie „Ecology of Energy 2000“.
Plánované obmedzenie dodávok plynového paliva do ruských elektrární v najbližších rokoch núti energetikov začať rozsiahle práce na nahradení zemného plynu uhlím a inými druhmi tuhého paliva a zavádzať nové technológie, vrátane tých, ktoré súvisia s využívaním obnoviteľných zdrojov energie. Zvýšenie spotreby uhlia v tepelných elektrárňach, najmä pri tradičných spôsoboch jeho spaľovania, bude mať nevyhnutne negatívne dôsledky pre životné prostredie; Prechod na obnoviteľné zdroje energie si vyžiada veľké počiatočné náklady, aj keď, ako sa odborníci domnievajú, sa môžu pomerne rýchlo vyplatiť. Pri tejto alternatíve sú zaujímavé nízkonákladové metódy a technológie pre energetiku vyvinuté domácou vedou a technikou, ako aj svetové skúsenosti v týchto veciach.
Správy prezentované na konferencii k témam uvedeným v názve článku možno rozdeliť do dvoch skupín:
- - venuje sa technológiám získavania, prípravy na spaľovanie a skutočného spaľovania palív;
- - venuje sa novým zdrojom energie a metódam jej premeny.
Zo správ prvej skupiny upútala pozornosť účastníkov sekcie najmä správa E.A. Evtushenko a kol., „Nová technológia na využitie tuhého paliva v energetickom sektore“ (Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk-Energo). Autori správy navrhli a otestovali originálnu technológiu prípravy a spaľovania tekutého kompozitu pozostávajúceho zo zmesi uhlia a rašeliny. Pomocou tejto technológie sa špeciálne pripravená suspenzia uhoľného prachu vo vode posiela do dispergačného kavitátora, potom sa zmieša s vodnou suspenziou drvenej rašeliny, tiež vopred upravenou v dispergátore-kavitátore. V oboch prípadoch musí byť obsah kvapalnej fázy v suspenziách najmenej 15 % objemových. V prípade potreby môžete do výslednej zmesi pridať aj olej alebo vykurovací olej. Obmenou komponentov, intenzity spracovania každého z nich a zložením ako celku sa teda získa ekologické kvapalné palivo danej kvality. Môže sa použiť ako hlavné palivo aj ako podpaľovacie palivo. Skúsenosti so spaľovaním kompozitných palív sa ukázali ako veľmi úspešné.
V správe G.N. Namiesto toho Delyagin „Ekologické palivo ECOWUT – spôsob, ako dramaticky zlepšiť environmentálnu situáciu v ruskom energetickom sektore“ (SUE „Vedecké a výrobné združenie „Gidroturboprovod“, Moskva) navrhnuté v kotloch tepelných elektrární a kotolní, ktoré sú v súčasnosti v prevádzke. zemného plynu, využívať uhoľno-vodné palivo vytvorené na báze uhlia s vlastnosťami potrebnými pre spotrebiteľov. Palivo ECOWUT je lacné, ekologické palivo, ktorého výrobná technológia bola vytvorená v minulom desaťročí v NPO Gidrotruboprovod. Pri výrobe tohto paliva je v dôsledku mechanochemickej aktivácie jeho počiatočných zložiek takmer úplne zničená štruktúra uhlia ako prírodnej „kamennej“ hmoty. Uhlie sa pri takomto spracovaní tuhého paliva rozkladá na samostatné organické a minerálne zložky s vysokou povrchovou chemickou aktivitou. Zdrojová voda, ktorá má pridruženú štruktúru, tiež prechádza počas výroby ECOWUT množstvom premien, ktorých výsledkom je vytvorenie disperzného prostredia nasýteného iónovými zložkami. Palivo ECOWUT je teda vysoko stabilné palivo, odolné voči výbuchu a ohňu; Pri dlhšom skladovaní v skladovacích nádobách sa nikdy nevytvorí hustý sediment.
Pri spaľovaní ECOWUT nie sú v produktoch spaľovania oxid uhoľnatý, sekundárne uhľovodíky, sadze a karcinogénne látky; Tvorba a emisia mikrónových častíc, oxidov síry a oxidov dusíka sa výrazne znižuje. Úroveň emisií oxidov dusíka spravidla nepresahuje 0,08-0,1 g/MJ, čo je 50-60 % prípustnej úrovne. Cena paliva ECOWUT výrazne závisí od ceny vstupných surovín (uhlie, voda, chemikálie). Podiel počiatočného uhlia (na 1 tonu palivového ekvivalentu) na nákladoch na palivo ECOWUT je 40-60%. Konečné náklady (na 1 tonu ekvivalentu paliva) paliva ECOWUT, pripraveného na použitie a nevyžadujúceho žiadnu prípravu od spotrebiteľa, prevyšujú cenu pôvodného uhlia (aj za 1 tonu ekvivalentného paliva) len o 5-18 %. Podľa údajov za rok 1999, pri spotrebiteľskej cene počiatočného čierneho uhlia rovnajúcej sa 300 rubľov/t (460 rubľov/tce), cena paliva ECOWUT bude od 290 do 325 rubľov. na 1 tonu (480-540 rubľov / tona štandardného paliva). Technológia prípravy a spaľovania ECOWUT bola odskúšaná na viacerých tepelných elektrárňach v Rusku, vrátane Irkutsk CHPP-11, Semipalatinsk CHPP-2 atď. Spôsob spaľovania paliva ECOWUT vo fluidnej vrstve bol odskúšaný na ohreve kotol NR-18 kotolne v obci Ulyanino, Moskovský región. Kotol na palivo ECOWUT bol uvedený do trvalej prevádzky.
Spaľovanie vo fluidnom lôžku bolo diskutované v mnohých správach. Skúsenosti so spaľovaním uhlia a horľavého odpadu na experimentálnom priemyselnom kotle na USTU s cirkulujúcim fluidným lôžkom (CFB) rozoberali v správe pracovníci Uralskej štátnej technickej univerzity (USTU) A.P. Baškaková, S.V. Dyukina a ďalšie Kotol USTU CFB s tepelným výkonom 11,6 MW je určený na spaľovanie v režime CFB množstva druhov uhlia: Berezovsky B-2, Kuznetsky T, Bulanashsky G, odpad z teologického obohacovania uhlia. Údaje získané pri experimentálnom spaľovaní boli použité pri vypracovaní projektu rekonštrukcie kotla KVTS-10. Bol vyvinutý malý fluidný kotol s výkonom 1 MW, špeciálne navrhnutý na inštaláciu do existujúcich lôžkových kotlov na dodatočné spaľovanie trosky a strhávanie opúšťajúce pec hlavného kotla.
Problémy environmentálnej bezpečnosti pri spaľovaní nízkokvalitných palív a recyklácii horľavých odpadov vo fluidných peciach rozoberali v správe pracovníci Uralskej štátnej technickej univerzity B.V. Berga a kol., Uvádzajú sa experimentálne závislosti koncentrácie oxidov dusíka v spalinách od teploty fluidnej vrstvy a koeficientu prebytku vzduchu pri spaľovaní Neryungriho a Kizelovského uhlia. Zistilo sa, že koncentrácia oxidov dusíka v spalinách sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou fluidného lôžka. Prítomnosť síry v palive zároveň výrazne znižuje výťažok oxidov dusíka, pretože súčasne s ich tvorbou sa vynakladajú na dodatočnú oxidáciu oxidov síry:
- 2NO + 2S02 = N2 + 2S03;
- 2NO + S02 = N20 + 2S03.
Použitie technológie nízkoteplotného fluidného lôžka môže výrazne vyriešiť problém znižovania emisií oxidov síry do atmosféry. Na tento účel sa do fluidného lôžka zavádzajú vhodné prísady (vápenec alebo dolomit), ktoré viažu síru na síran podľa reakcií:
CaC03 = CaO + C02; CaO + SO2 + 0,502 = CaS04.
Zvažovali sa možnosti využitia fluidného lôžka na potlačenie tvorby dioxínov. Priemerné emisie dioxínov z tepelných elektrární sú podľa autorov 2,5 ng/m3, čo je 2,5-krát viac ako je prípustné. Treba si však uvedomiť, že z hľadiska celkových emisií dioxínov sú tepelné elektrárne na štvrtom mieste spomedzi rôznych zdrojov (samostatné vykurovacie zariadenia, staré spaľovne odpadu a vozidlá) a ich podiel je 0,13 % (bez energetických podnikov, ktoré spaľujú rôzne odpady) . Nízku úroveň obsahu dioxínov v produktoch spaľovania možno podľa autorov správy dosiahnuť jednostupňovým spaľovaním paliva (a odpadu) v peciach s fluidným lôžkom, na to je však potrebné zabezpečiť režim, ktorý by zvýšiť čas zotrvania produktov spaľovania vo vnútri lôžka.
Novú technológiu spaľovania uhlia s vysokoteplotným predhrievaním uhoľného prachu, vyvinutú vo Výskumnom ústave tepelného inžinierstva Sibíri (JSC SibVTI), predstavil v správe V.V. Bely atď. Pomocou tejto technológie sa dosiahne zníženie emisií oxidov dusíka predhriatím uhoľného prachu na 850 stupňov. C v podmienkach redukčného prostredia, kedy dusík prechádza do voľného stavu (N2), po ktorom nasleduje postupné spaľovanie žeravého uhoľného prachu. Na základe získaných experimentálnych údajov bola na CHPP Minusinskaya navrhnutá pilotná priemyselná kotolňa, ktorá by mala mať nasledovné emisné ukazovatele (mg/nm3): oxidy dusíka - do 200, oxidy síry - do 300, popolček - do 50, t.j. vyhovovať starým aj novým štandardom, ako aj najlepším medzinárodným štandardom. Pilotná priemyselná kotolňa v CHPP Minusinsk je navrhnutá tak, aby testovala a demonštrovala túto novú technológiu spaľovania paliva a čistenia plynu. V prípade jej úspešného zvládnutia sa navrhovaná technológia môže rozšíriť v tepelných elektrárňach.
O ekologickej tepelnej elektrárni s katalytickým spaľovaním plynového paliva sa hovorilo v správe A.I. Polywaters atď. (MPEI, UTECH). V ENIN a MPEI sa vykonalo veľké množstvo výskumných prác zameraných na vývoj ekologickej katalytickej tepelnej elektrárne (CTPP), ktorá zabezpečuje úplnú elimináciu emisií škodlivých látok do ovzdušia v dôsledku spaľovania paliva v prítomnosti katalyzátora. Použitie katalyzátorov umožňuje vykonávať bezplameňovú hĺbkovú oxidáciu paliva pri teplotách v reaktore v rozmedzí 600-800 stupňov. S.
Katalytické reaktory možno rozdeliť do dvoch typov: prvý - s pevným katalyzátorom a prenosom tepla do pracovnej tekutiny infračerveným žiarením a druhý - s fluidným fluidným lôžkom. Pevné katalyzátory sa používajú predovšetkým pre zmesi paliva a vzduchu obsahujúce plynné a parné palivá. V reaktoroch s fluidným fluidným lôžkom prebieha oxidácia plynného alebo kvapalného paliva vzdušným kyslíkom v suspendovanej hmote granúl s priemerom 2-4 mm. Ako materiál granúl sa používa gama oxid hlinitý. V súčasnosti prebiehajú vývojové práce na výstavbe prvej experimentálnej kombinovanej elektrárne s výkonom 2 MW na dodávku elektrického tepla do autonómneho mikrodistriktu Kurkino v Moskve. Využitie katalytických elektrární namiesto nízkoúčinných starých kotolní výrazne zlepší environmentálnu situáciu v meste.
Druhá skupina správ, ktorá sa týkala témy „Environmentálne šetrné technológie využívajúce obnoviteľné zdroje energie“, sa týkala technológií geotermálnej energie (správa O.V. Britvina, O.A. Povarova a ďalších z RAO „UES of Russia“, NTC „Geo“ MPEI, JSC "Geoterma"); spoločné koordinované využívanie slnečnej a geotermálnej energie (G. Erdmann a J. Hinrichsen – Technická univerzita v Berlíne); využitie tepelných čerpadiel na zásobovanie teplom autonómnym spotrebiteľom (G.V. Nozdrenko a ďalší - NSTU, OJSC Novosibirskenergo).
V tejto časti konferencie odzneli aj správy a oznámenia o množstve ďalších otázok a problémov súvisiacich s ekológiou energie, vrátane zlepšenia energetických vírivých horákov (B.V. Berg et al. - USTU); ochrana životného prostredia pri preprave a skladovaní tuhého paliva v tepelných elektrárňach (V.V. Demkin a V.I. Kazakov - RAO "UES Ruska" a UralVTI); spôsoby využitia energie prepravovaného zemného plynu bez vypúšťania škodlivých látok do životného prostredia (V.S. Agababov a ďalší - MPEI, CHPP-21 "Mosenergo", Mosenergoproekt); hodnotenie účinnosti technologických environmentálnych opatrení pre kotly na plynový olej (L.E. Egorov a ďalší - MPEI); alternatívne systémy na skladovanie zemného plynu v absorbovanom stave (L.L. Vasiliev et al. - Lykov Institute of Heat and Mass Transfer); zlepšenie metód prevádzkového monitorovania technického stavu turbínových zariadení na zníženie vyhorenia paliva a škodlivých emisií z tepelných elektrární (E.V. Dorokhov a ďalšie - MPEI).
Automobilová dizajnérska firma v Sheffielde začala s vývojom nového, ekonomického a ekologického palivového systému pre autá, ktoré sú poháňané vodíkom. Zástupcovia ITM Power tvrdia, že po dokončení vývoja bude možné vodíkové palivo prvýkrát reprodukovať doma.
Podľa oficiálneho vyhlásenia spoločnosti je možné nový typ paliva použiť vo vozidlách poháňaných benzínom na dojazd do 25 míľ. Navyše pri dlhších cestách je možné prejsť späť na benzínovú verziu. Prvý prototyp bol navrhnutý na základe Ford Focus.
Vývojári z ITM Power tvrdia, že doteraz jediným faktorom, ktorý bránil rozšíreniu takýchto vozidiel, boli náklady na zariadenie, ktoré premieňa vodu, platinu a elektrinu na vodík.
V súčasnosti je na svete len niekoľko áut, ktoré jazdia na vodíkové palivo. Počet čerpacích staníc schopných obsluhovať takéto autá je tiež malý. Súčasné vozidlá navyše jazdia na kvapalný vodík, ktorý sa ťažko skladuje. Ako alternatívu je potrebné použiť hotové vymeniteľné palivové články alebo elektromotory.
Prototyp Ford Focus od ITM Power bude vybavený palivovým systémom, ktorý mu umožní spaľovať vodík v bežnom benzínovom motore.
Špecialistom z ITM Power trvalo osem rokov, kým vyvinuli nový, relatívne lacný spôsob výroby vodíka. Ich patentovaná čerpacia stanica využíva jedinečný, lacný materiál, ktorý znižuje požiadavky na platinu za cenu približne 1 % tradičnej, predtým používanej technológie.
Nový systém vám umožní vyrábať vodík doma. Očakáva sa, že ak sa takáto stanica vyrába na montážnej linke, jej náklady budú ekvivalentné nákupu klasického kotla na ohrev vody. Odhaduje sa tiež, že keď sa nová technológia rozšíri, vodíkový ekvivalent benzínu bude stáť približne 80 centov.
Hlavným prvkom systému bude takzvaný „elektrolyzér“, ktorý bude premieňať vodu a elektrinu na čistý vodík a kyslík. Aby bola výroba úplne ekologická, navrhuje sa vyrábať elektrickú energiu pomocou energie vetra, prílivu a odlivu, slnka a tiež prostredníctvom vodných elektrární.