… Топить печь нефтью — то же самое, что топить ее ассигнациями…
Д. И. Менделеев

Поиск других источников моторного горючего направляет взоры водителей тс то к солнечной энергии, то к водороду. Но обернитесь вокруг: горы древесных отходов и стога травы — это наши неистощимые «нефтяные и газовые скважины».

В статье тщательно рассмотрены предпосылки и перспективы развития технологий силового использования биомассы и методика их действенного внедрения в Рф, в особенности в земельном и лесохозяйственном секторе. Проведен исторический анализ развития технологий использования биомассы в качестве горючего для тс и выделены главные тенденции развития российских технологий использования отходов биомассы в качестве моторного горючего для тс и выделены главные тенденции развития российских газогенераторов.

1. Короткое ОПИСАНИЕ Препядствия

Сейчас энерго потребности населения земли оцениваются в 11-12 миллиардов т. условного горючего (у. т.). Это составляет 12% энергии каждогоднего прироста биомассы на земле. Удовлетворяются наши энергопотребности за счёт нефти и газа на 58-60%, угля — на 30%, гидро- и атомной энергии — на 10-12% и биомассы (!) на 1-2%.

Из их 4-4,5 миллиардов тонн у. т. в год нужно для обеспечения топливом всех видов тс.

На фоне насыщенного роста спроса на горючее нефтяного происхождения совершенствуются и способы использования растительной биомассы в качестве моторного горючего. Это становится всё более и поболее экономически выгодным по мере удорожания нефти, потому что её ресурсы исчерпаемы.

По даным XIII Нефтяного конгресса (1991г.), разведанные припасы нефти в мире оцениваются в 140-145 миллиардов т. (160 миллиардов м3.), которых при современном уровне ее употребления в мире может хватить лет на 30-35.

По отдельным регионам препядствия с припасами нефти стоят более остро. 70% её припасов находится на Ближнем и Далеком Востоке, в Латинской Америке. На другие регионы приходится 30%, из которых 18-20% перепадает на СНГ. Беря во внимание современный уровень добычи нефти, этих припасов может в СНГ хватить на 15-20 лет. Ресурсы раз в год возобновимой растительной биомассы в 25 раз превосходят добычу нефти. Площадь лесов земного шара равна 3067 млн гектаров. А каждогодний прирост биомассы растений на Земле составляет от 170 до 200 миллиардов. т. (в пересчёте на сухое вещество), что энергетически эквивалентно 80 миллиардов тонн нефти, потому в дальнейшем предвидится существенное повышение использования биомассы в силовых целях.

При численности населения 2,4% от мирового, Наша родина обладает 12% глобальных припасов нефти, 35% газа-16% угля, 4% урана и 29% мирового лесного фонда, что делает иллюзию невозможности у нас энергетического кризиса. Но острейшие энерго кризисы появляются в ряде регионов Рф. По данным Минтопэнерго, в Рф более 60% местности страны лишены централизованного электроснабжения. На этих удаленных территориях проживает 10% населения. Энергоснабжение таких населенных пт осуществляется в главном за счет привозного водянистого горючего, что очень экономически не целенаправлено, тем паче, что в подавляющем большинстве это лесоизбыточные регионы, где идет насыщенная заготовка и переработка древесной породы. Раз в год лишь на местности Рф продуцируется до 14-15 миллиардов. т. биомассы, энергия которой эквивалентна приблизительно 6 миллиардов т. у. т. По оценкам профессионалов в энергетических целях в Русской Федерации на техническом уровне может быть уже на данный момент раз в год использовать до 800 млн. т. древесной биомассы (неиспользуемая древесная порода на лесозаготовках) и до 400 млн т. (по сухому веществу) органических отходов, из которых 250 млн т. сельскохозяйственного происхождения, 70 млн. т. лесной и деревообрабатывающей индустрии, 10 млн. т. древесных и лиственных отходов (собираемых раз в год в городках), 60 млн. т. жестких бытовых отходов (в большей степени целлюлозно-бумажные изделия и пластмассы) и 10 млн. т. иных отходов (к примеру, осадки коммунальных стоков и т.п.). Их переработка потенциально позволяет получить 350-400 млн т. у. т. в год и открыть до 50000 новых рабочих мест.

Получение энергии из биомассы сейчас является одним из более оживленно развивающихся направлений в почти всех странах мира. Этому содействуют ее большой энергетический потенциал, возобновляемый нрав и экобезопасность. Биомасса является СО2-нейтральным топливом, т.е. потребление СО2 из атмосферы в процессе роста биомассы соответствует эмиссии СО2 в атмосферу при ее сжигании. Не считая того, средства, выплаченные энергогенерирующими предприятиями за местное сырье, остаются в регионе и содействуют его экономическому развитию. Другими словами можно считать, что биомасса — это неиссякаемый источник обратных средств, который интенсивно «разрабатывается» в мире.

Как было отмечено выше, лесозаготовительные и лесоперерабатывающие предприятия являются основными производителями невостребованной биомассы в виде древесных остатков. Исследование лесорубочных остатков по Сибирскому региону показало, что при сплошной вырубке леса количество древесных отходов (ветки, сучья, хвоя, листья, кора, опилки, щепки, пни и верхушки) на 1 гектар леса составляют в среднем 2000 м3 либо около 100 т. По отдельным видам они распределяются последующим образом:

• большие (поперечником 4,5см и выше) — 33%;

• средние (поперечником 2,5-4,4 см) — 31%;

• маленькие (поперечником наименее 2,5 см) — 36%.

Все эти остатки должны удаляться вывозкой, т.к. чистка лесов от их обуславливается необходимостью:

• уменьшения пожарной угрозы;

• борьбы с насекомыми — вредителями леса, усиленно размножающимися в лесорубочных остатках;

• сотворения обычных критерий для естественного возобновления леса;

• обеспечения действенной работы в лесу спецтранспорта и рабочих.

Очень нередко для чистки леса отходы сжигаются на месте, на что тратятся очень большие средства и рабочее время без получения какой-нибудь полезной продукции.

Внедрение отходов лесозаготовки, также отходов лесоперерабатывающих заводов (щепа, стружка и т.д.) может быть в виде чурок стандартных размеров (50x70x20) либо в виде угля. Заготовка чурок из отходов может быть облегчена и облегчена применением очень легких и дешевых сучкорезных станков.

Не считая того, из отпада (хвои и листьев) может быть изготовление топливных брикетов. При каждогоднем сборе отпада количество его составляет около Зт. с 1 гектара. На изготовление 1т. брикетов расходуется в среднем 1150 кг отпада. Брикеты имеют последующую характеристику:

• Размер — 180x60x22-25 мм;

• Вес — 200-240 гр;

• Влажность — 12-18%;

• Зольность — 3-4%;

• Удельный вес — 0,6;

• Теплотворность — 4-4,5;

• Себестоимость изготовлени $8/т. Развитие технологий термохимической конверсии биомассы подразумевает, что древесную породу будут собирать на горючее не только лишь в имеющихся лесах, да и с так именуемых «плантаций», которые должны быть специально предназначены для выкармливания быстрорастущих деревьев либо кустарников. Эти мероприятия не только лишь позволят повысить рентабельность фермерских хозяйств, да и сделать новые рабочие места.

 

2. АНАЛИЗ Главных Исследовательских работ И ПУБЛИКАЦИЙ

Биомасса представляет собой древний источник энергии, но её внедрение до недавнешнего времени сводилось к прямому сжиганию или в открытых очагах, или в печах и топках с очень низким, в границах 14-15%, КПД. Применяя более совершенные устройства, к примеру, газогенераторы, имеющие более высочайшее КПД (в границах 75-90%) при относительно низкой их цены, можно не только лишь уменьшить потребность в начальном горючем более чем в 5 раз, но соответственно понизить эмиссию СО2 в атмосферу. В особенности это животрепещуще для лесо-недостаточных регионов Рф, где население интенсивно заготовляет древесную породу для энергетических целей. Создание коммерчески доступных газогенераторов позволило бы существенно ослабить делему случайной вырубки деревьев в таких регионах.

Сейчас биомасса составляет 15% общего употребления первичных энергоэлементов в мире. В развивающихся странах этот показатель составляет 48%, а в промышленно развитых государствах — в среднем 2-3%. Прогноз мирового энергетического совета относительно вклада биомассы в энергетику грядущего, вместе с другими нестандартными возобновляемыми источниками энергии (НВИЭ), приведен в таблице 1. Термин «силовая биомасса» предполагает внедрение современных промышленных технологий получения энергии из биомассы (исключая ее бытовое внедрение для получения тепла и изготовления еды). В согласовании с прогнозом толика биомассы составит 42-46% от общей толики НВИЭ в 2020 г.

При всем этом планируется, что 30% «силовой биомассы» будет применено для производства тепла, 12,5% для совместного сжигания биомассы и угля и 32% для комбинированной выработки тепла и электроэнергии. Еще 26% силовой биомассы с энергетических плантаций подразумевается использовать для производства водянистого горючего.

 

Ресурсы НВИЭ

2020 г. малая оценка

2020 г. наибольшая оценка

млн. т.у.т.

% к итогу

млн. т.у.т.

% к итогу

«Силовая биомасса»

350

48

800

42

Солнечная энергия

150

19

510

26

Ветровая энергия

120

15

310

16

Геотермальная энергия

60

8

130

7

Микро ГЭС

70

9

100

5

Океаническая энергия

20

3

80

4

Итого

770

100

1960

100

% общих глобальных энергитических нужд

—

3,4

—

8-12

 

Забугорные технологии выкармливания энергетических плантаций (ветлы, тополя и пр.) чуть ли в последнее время приживутся в Рф, т.к. для их реализации нужны большие инвестиции. Но у нас значимый потенциал древесных отходов не употребляется. Но внедрение биомассы экономически выгодно исключительно в местах ее сосредоточения. Так же важен тот факт, что промышленные технологии энергетического использования биомассы не могут использовать рассредоточенную по местности страны биомассу, на долю которой приходится до 80% от ее общего потенциала. Только местное население может использовать её для собственных энергетических нужд в маломощных газогенераторах (30-200 кВт) транспортного типа.

В прошедшем году технологии транспортных газогенераторов исполнилось 100 лет. Посреди прошедшего века разработка силового использования биомассы достигнула высочайшего уровня развития и применялась во всех сферах народного хозяйства. Транспортными газогенераторами оснащали: байки, легковые авто, трактора, грузовые авто, дрезины, автобусы, рыболовные суда, катера, баржи, жд составы и даже мотороллеры.

Сейчас внедрение транспортных газогенераторов экономически отлично сначала в сельском хозяйстве, лесной и лесоперерабатывающей индустрии. Мировой парк тс, сосредоточенных в этих отраслях (трактора, комбайны, грейдеры и пр.) составляет 100-120 млн единиц. В особенности презентабельно внедрение газогенераторов в сельском хозяйстве, т.к. переход на горючее в виде сельскохозяйственных отходов сделал бы цены на сельскохозяйственную продукцию независящими от цен на горючее нефтяного происхождения.

Невзирая на то, что применение газогенераторов на авто транспорте имеет ряд бесспорных преимуществ (экономических и экологических), в наиблежайшие 10 лет они чуть ли получат обширное распространение. Причина этого, казалось бы, парадоксального вывода кроется в истории технического становления и развития технологии транспортных газогенераторов.

Современное состояние технологий термохимической конверсии биомассы для энергетических целей очень припоминает ее развитие посреди 30-х годов прошедшего века. В то время так же, как и на данный момент, обширное внедрение этой технологии субсидировалось правительствами разных государств. Разница заключается только в том, что тогда основной предпосылкой энтузиазма правительственных структур к развитию и широкому распространению транспортных газогенераторов служило желание сохранить энергетическую независимость от поставок горючего нефтяного происхождения. На данный момент же забота правительств о возобновляемой энергетике обоснована требованиями Киотского контракта и прогрессирующим удорожанием нефтепродуктов. Глубочайший всесторонний анализ конструктивного развития транспортных газогенераторов прошедшего позволит сейчас не только лишь избежать повторения многих ошибок, да и предсказывать развитие этой технологии в современных критериях динамического роста энергетических нужд населения земли.

После бурного развития технологий твердотопливных стационарных газогенераторов в XIX веке, нашедших своё применение в самых различных областях индустрии, в 1900 г. Тейлором во Франции был построен 1-ый транспортный газогенератор. Но сначала прошедшего века удобство и относительная дешевизна бензина на сто процентов превзошли внедрение твердого горючего в транспорте. Необходимость внедрения альтернативного горючего стала тривиальной только во время Первой Мировой войны из-за ограничений в поставках бензина. 1-ое промышленное создание транспортных газогенераторов было налажено во Франции, а их промышленная апробация происходила в Касабланке (Марокко), когда автоклуб Марокко провел ряд соревнований, в каких учавствовали 1-ые 5 газогенераторных тракторов и 5 газогенераторных грузовых автомобилей. Подобные соревнования проходили и во Франции, не имея, но, огромного фуррора. В 1919 г. Георгом Имбертом (Франция) был построен газогенератор оборотного процесса газификации, который произвел реальный переворот в авто газогенераторостроении и до сего времени остается самым весомым достижением этой технологии.

В 1921г. Имберт приехал на автомобиле, оборудованном газогенератором собственной конструкции, в Париж, преодолев расстояние в 500км, что было огромным достижением в то время. Это заинтересовало, в особенности со стороны военных ведомств, которые и инвестировали в предстоящем развитие этой технологии. Но в период с 1920 по 1939 г. удобство и дешевизна горючего нефтяного происхождения сделали применение авто газогенераторов непопулярными посреди конечных потребителей из-за трудности их обслуживания. Но европейские правительства продолжали поощрять и субсидировать внедрение транспортных газогенераторов. К 1930 году во всех европейских странах, обладающих достаточными ресурсами биомассы, данная разработка интенсивно развивалась, конкурируя с бензином. Но необходимо признать, развитие технологии обуславливалось только правительственными субсидиями и льготами. Не считая того, Англия, Франция и Италия инициировали обширное внедрение транспортных газогенераторов в собственных колониях. К 1923 году 25 разных типов авто газогенераторов были коммерчески доступны во Франции. К 1929 году примерно 1880 газогенераторных тс ездили по французским дорогам, из которых 2/3 принадлежали французской армии.

Активное развитие разработка авто газогенераторов получила в 1936 году. Правительства большинства европейских государств в критериях политической непостоянности, предвидя возможность войны и стараясь обеспечить энергетическую безопасность собственных стран, начали интенсивно субсидировать развитие этой технологии…

 

ИЗ ИСТОРИИ

К 1938 году Франция имела 7800 газогенераторных грузовиков, что составляло 2% её авто парка. Но через 2 года, в 1940 году, Франция предприняла массовый перевод коммерческих и военных тс на твердотопливную биомассу. К концу 40-го года 50 тыщ газогенераторных автомобилей были введены в эксплуатацию, а 40 тыщ газогенераторных установок ещё находилось в производстве. Не считая того, на газогенераторы были переведены 30 тыщ тракторов, 150 речных барж и 50 дрезин.

В Германии перевод тс на газогенераторное горючее стал государственной политикой. Уже к 1935 году на генераторное горючее было переведено более 10 тыс. автомобилей и несколько сотен барж и дрезин. Во время войны все тыловые тс были переведены на генераторное горючее. Так, исключительно в период с 1940 по 1945 год в Германии было произведено приблизительно 500 тыщ транспортных газогенераторных установок. Таковой большой парк газогенераторной техники (более 300 тыщ единиц только грузовых автомобилей) вызвал в стране недостаток топливной биомассы. В итоге германское правительство инициировало создание газогенераторов, работающих на торфяных брикетах и каменном угле. Интересно, что до войны в Германии сделали еще около 400 тыщ транспортных газогенераторных установок типа «Имберт», также разработали съёмный транспортный газогенератор. Последний предназначался для выполнения челночных рейдов по транспортировке военной техники к Восточному фронту. В Германии к 1943г. было коммерчески доступно 7 типов транспортных газогенераторов.

Тогда в Англии (1939 г.) более 1500 автомобилей были обустроены газогенераторными установками.

В Дании в 1940 году имелось приблизительно 100 газогенераторных автомобилей. Германская оккупация Дании в апреле 1940 года оставила штатское население без нефтепродуктов. В течение 48 часов были раскуплены продовольственные припасы, надлежащие обыкновенной двухмесячной норме. Тем, кто не успел запастись продовольствием, грозила голодная погибель, потому что из-за отсутствия бензина не было способности транспортировать продовольствие из загородных зон.

В течение следующих б месяцев Дания повысила парк газогенераторных автомобилей до б тыщ штук. В итоге удалось избежать голода посреди населения — были восстановлены транспортные перевозки меж фермами и городками. Дания, не владея достаточными припасами топливной биомассы, до войны не развивала газогенераторные технологии. Но во время германской оккупации в Дании были разработаны газогенераторы, работающие на морских водных растениях, брикетах из опилок и разных видов торфа. Эти твердые виды горючего обслуживали тс датского сельского хозяйства и индустрии прямо до 1945 года.

 

аиболее узнаваемый русский газогенераторный автомобиль

Рис. 1. Урал-ЗиС 354. Более узнаваемый русский газогенераторный автомобиль

 

Более увлекательна иллюстрация способностей газогенераторных технологий на примере Швеции. В сентябре 1939 года Швеция имела примерно 1500 газогенераторных грузовых автомобилей и один газогенераторный автобус. К марту 1942 года авто парк Швеции уже насчитывал 67 тыщ газогенераторных тс (35 тыщ легковых автомобилей, 3400 автобусов, 28500 грузовиков и 400 тракторов). К 1 мая 1943 года Швеция прирастила собственный транспортный парк до 73650 газогенераторных автомобилей, что составило 91% от всех тс на дорогах Швеции и примерно 33% от общего довоенного парка автомобилей. Не считая того, к лету 1942 года, когда нехватка металла остановила создание новых газогенераторов, еще 15 тыщ тракторов, 100 дрезин и 700 дрезин облегченного типа были переведены на жесткое горючее.

К 1940 году численность парка газогенераторных автомобилей в СССР составляла 5 тыс. штук, что соответствовало приблизительно 5% всего парка грузовых автомобилей страны, также 16 тыщам газогенераторных тракторов.

 

Сохранившийся в работоспособном состоянии газогенераторный автомобиль (США 2001г.)

Рис. 2. Сохранившийся в работоспособном состоянии газогенераторный автомобиль (США 2001г.)

В период с 1938 г. по 1944 г. парк газогенераторных автомобилей в СССР возрос в 40 раз и, по имеющимся данным, к началу 1941 года составил 200 тыщ автомобилей, снаряженных 12-тью типами транспортных газогенераторов.

Швейцария, имевшая в 1938 году 500 газогенераторных автомобилей, к 1943 довела их количество до 15 тыщ штук.

В Италии правительственным декретом в 1942 году все 68500 автомобилей были переведены на жесткое горючее.

В Норвегии и Голландии все рыболовецкие суда к 1943 году были переведены на газогенераторное горючее.

Японское правительство, отдававшее ценность газогенераторным технологиям, в 1939 году издало декрет, запрещающий регистрацию новых автомобилей, неприспособленных к работе на древесных чурках либо древесном угле.

В Австралии в 1939 году было коммерчески доступно 34 типа газогенераторов. К 1942 году примерно 1500 тс и 700 тракторов перевели на жесткое горючее. К 1943 году парк газогенераторных автомобилей Австралии вырос до 40 тыщ штук.

Новенькая Зеландия, не имевшая до 2-ой мировой войны газогенераторных автомобилей, к 1943 году оснастила 1773 автомобиля (507 грузовиков, 700 тракторов, 10 автобусов и 556 легковых автомобиля) газогенераторами.

 

Легковой автомобиль, переоборудованный на жесткое горючее (Швеция, 1960г.)

Рис. 3. Легковой автомобиль, переоборудованный на жесткое горючее (Швеция, 1960г.)

В Бразилии к 1942 году было сделано 22 тыщи газогенераторных автомобилей, из которых 11 тыщ грузовых, 1 тыща автобусов и 10 тыщ тракторов.

В Индии, Китае и других азиатских странах сначала 1940-х также появились газогенераторные авто.

 

Заправка газогенераторного легкового автомобиля с кустарной газогенераторной установкой (Швеция, 1972г.)

Рис. 4. Заправка газогенераторного легкового автомобиля с кустарной газогенераторной установкой (Швеция, 1972г.)

 

В США в 1943 году было только 6 газогенераторных экспериментальных автомобилей, но тыща транспортных газогенераторов выстроили в Мичигане для экспорта в Китай.

Приведенная выше статистика отлично иллюстрирует способности и доступность технологий силового использования биомассы. Так, в 1938 году полное количество газогенераторных автомобилей на Земле составляло менее 10 тыщ штук, но уже к 1942 году их количество подросло до 600 тыщ (см. таблицу), а к 1946 году — превысило 1 млн. штук.

 

Сборка легкового автомобиля кустарной газогенераторной установкой (США, 1975г.)

Рис. 5. Сборка легкового автомобиля кустарной газогенераторной установкой (США, 1975г.)

 

К тому времени разработка газификации жестких топлив достигнула высочайшего уровня развития. Но большая часть тс, находящихся в эксплуатации, было временно переведено с бензина на жесткое горючее и эксплуатировалось на газогенераторных установках только до возникновения способности перехода назад на бензин. Таким макаром, быстрый рост числа газогенераторных автомобилей в промышленно продвинутых странах в протяжении 2-ой мировой войны был вызван только военной обстановкой и недостатком водянистого горючего.

Правительство

Количество газогенераторных автомобилей, шт.

Австралия

45000

Бельгия

15000

Бразилия

22000

Великобритания

10000

Канада

1

Чили

1000

Китай

500

Дания

20000

Франция

110000

Германия

350000

Голландия

1000

Венгрия

6000

Ирландия

1100

Италия

35000

Индия

10000

Япония

100000

Новенькая Зеландия

2280

Норвегия

3500

Португалия

450

Шотландия

47

Словакия

50

Испания

2200

Южная Африка

100

Швеция

73650

Швейцария

15000

США

6

СССР

100000

 

Кустарная сборка газогенератора на багажнике легкового автомобиля (США, 1975г.)

Рис. 6. Кустарная сборка газогенератора на багажнике легкового автомобиля (США, 1975г.)

 

В 1946 году, сходу после окончания войны, развитие технологии и энтузиазм к авто газогенераторам стали падать, т.к. появился дешевый бензин ($15/галлон). Разработка была так заброшена, что даже передовые разработки XXI века часто не позволяли достигнуть тех технических черт газогенераторных установок, которые были обыкновенны для 40-х годов прошедшего века. В 1946 г. большая часть проектов, исследовательских работ и производственных команд закончили своё существование и были перепрофилированы. Принимая во внимание, что большая часть опыта и результаты последних тестов утеряны, до нас дошла только маленькая часть скопленных тогда познаний. В главном это то, что к тому времени уже издалече. Таким макаром, к 1950 году парк газогенераторных тс в промышленно продвинутых странах сократился до 300 штук.

 

Кустарная сборка газогенератора на багажнике легкового автомобиля (США, 1975г.)

Рис. 7. Газогенераторный трактор с газогенераторной установкой типа «Имберт» (Швеция, 1976г.)

 

В СССР из-за огромного объема древесных отходов, производимых лесозаготовительной индустрией, было принято решение далее развивать технологию термохимической конверсии биомассы. В итоге серийное создание и эксплуатация газогенераторных автомобилей длилась до 1965 года. В период с 1850 г. по 1950 г. в мире проводилось огромное количество исследовательских работ, направленных на коммерциализацию технологии газификации твердого горючего для силовых целей. Число книжек, статей и патентов в тот период превысило 10000. Наибольшее количество публикаций пришлось на период с 1919 г. по 1950 годы.

В СССР исследования в области авто газогенераторостроения длилось с 1923 г. прямо до 1965 г. и были освещены в более чем 5000 публикациях.

На 1-ый взор может создаться воспоминание, что разработка транспортного газогенераторостроения была довольно глубоко исследована. А упадок вызван научной обоснованностью ее технической несостоятельности. В реальности разработка интенсивно развивались в преддверии и во время Первой и 2-ой глобальных войн. Большая часть базовых трудов по теории газификации жестких топлив и, в особенности, по транспортным газогенераторам были изданы в период с 1936 по 1944 гг. Глубочайший анализ публикаций по данной теме, проведенный Академией США в 1983 году, выявил увлекательный факт. Большая часть трудов, изданных в то время, дублировали друг дружку и отличались только малозначительными конструктивными вариантами, которые особо не оказывали влияние на работу газогенераторной установки. Анализ развития технологии транспортных газогенераторов, проведенный Царской академией Швеции (1950 г.) и Академией США в 1983 г. позволил выделить из 15000 направленных на определенную тематику публикаций 490 главных. В их сосредоточены те познания и опыт конструирования транспортных газогенераторов, которые сохранились до наших дней. Проведенное создателями исследование российских литературных источников по транспортному газогенераторостроению позволило выделить из более чем 5000 книжек, статей и патентных материалов 100 источников, содержащих основную информацию. С 1965 г. и до настоящего времени в мире было размещено порядка 200 научных трудов по этой теме. Такое количество публикаций в мировом масштабе свидетельствует о том, что разработка газогенераторостроения находится только сначала собственного технического развития.

Её развитие велось только нескольким научными школами и отдельными спецами, которые классифицировали и сохранили часть достижений середины прошедшего века. Сейчас хоть какой спец, интересующийся технологией и конструкциями транспортных газогенераторов, сталкивается с неувязкой недостатка технической инфы. Только этим можно разъяснить создание в 60-70 гг. прошедшего века газогенераторных установок (Рис. 6, Рис. 7), которые по своим техническим и эстетическим чертам оказались схожи моделям, разработанным еще сначала XX века. Эти разработки воспринималась как чудачество, и часто результаты использовались для иллюстрации технической несостоятельности технологии в целом.

Возрождение транспортных газогенераторов вышло на фоне топливного недостатка и скачка цен на нефть, случившимися сразу в 20 странах в 1970 году. Конкретно с того времени велись малочисленные исследования энергетического использования биомассы (Рис. 4, Рис. 5). Коммерческий энтузиазм к транспортным газогенераторам был более выражен посреди таких организаций, как Мировой Банк, Южноамериканское Агентство Интернационального Развития, Европейский Банк Реконструкции и Развития и пр., ведущих собственный бизнес в практически неразвитых странах. На самом деле дела, на гранты этих организаций и велось развитие технологии с 1970 года прямо до наших дней. На их средства была издана большая часть направленных на определенную тематику книжек по технологиям силового использования биомассы и организованы несколько 10-ов научных конференций и семинаров. Не считая того, эта разработка в итоге получила широкую правительственную поддержку и поощрение к предстоящему развитию в неких практически неразвитых странах. К примеру, Южно-Африканская Республика уже к концу 1985 года перерабатывала для энергетических целей более 1 млн тонн древесной биомассы, из которой 2% использовалось для нужд тс (Рис. 14). На Филиппинах, благодаря правительственным инициативам, в 1980 году 25 бензиновых и 3 дизельных транспортных средства были обустроены транспортными газогенераторами. С того времени в стране эта разработка получила обширное распространение, обнаружив применение в сельском хозяйстве, в речном кораблестроении (для оросительных насосов) и в дизель-генераторах.

 

Современный газогенераторный грузовой автомобиль (Франция, 2005г.)

Рис. 8. Современный газогенераторный грузовой автомобиль (Франция, 2005г.)

 

Работы по развитию этой технологии также проводились и в других странах. В Австралии (на западе материка) в 1981 году был построен транспортный газогенератор для использования на грузовых автомобилях грузоподъемностью до 8 тонн. Определенные разработки велись в Бельгии, Китае, Финляндии, Франции, Германии и Швеции. Опыт Швеции в особенности увлекателен. Там принята программка перевода сельскохозяйственного транспорта на генераторное горючее до 2010 г. По воззрению правительства, это позволит сделать цены на сельскохозяйственную продукцию независимыми от цены нефтепродуктов.

 

ПЕРСПЕКТИВЫ Предстоящего РАЗВИТИЯ

Главный аргумент, высказываемый сейчас в пользу внедрения газогенераторных технологий, — это возможность использования в качестве горючего биомассу, которая отличается собственной экологической безопасностью и «неисчерпаемостью» ресурсов.

1 м3 генераторного газа неплохого свойства имеет калорийность сгорания приблизительно 5200 кДж. При всем этом калорийность изменяется очень некординально зависимо от критерий произрастания начальной биомассы. Например, в газогенераторе из 1кг древесной породы появляется 2,3 м3 топливного газа, из 1кг лигнина — 4,0 м3 газа; из 1кг кокса каменного угля -3,6 м3; из 1кг. антрацита (ископаемый гумусовый уголь высшей степени метаморфизма, блестящий, серовато-черного цвета) — 4,5 м3.

Газогенератор из 2,3 кг древесных отходов производит энергии столько же, сколько можно получить при сжигании 1 литра бензина; энергия, приобретенная из 3,3 кг древесной породы эквивалентна энергии 1-го литра дизельного горючего. А из 1,0-1,3 кг древесного угля или 2,5 кг древесных отходов можно произвести 1 кВт электронной мощности.

По прогнозам профессионалов, в дальнейшем Наша родина могла бы стать для Европы основным экспортером экологически незапятнанного, возобновляемого горючего на базе биомассы.

 

Возрождение газогенераторных тракторов с газогенераторной установкой типа «Имберт» (Франция, 2004г.)

Рис. 9. Возрождение газогенераторных тракторов с газогенераторной установкой типа «Имберт» (Франция, 2004г.)

 

Ухудшение экологической обстановки, наблюдаемое в мире, просит оперативного решения вопросов оптимального получения и использования энергоресурсов. При обычных методах переработки нужных ископаемых появляется огромное количество отходов и выделяется много вредных веществ, участвующих в образовании парникового эффекта на планетке. Принципиальной практической задачей, по воззрению создателей, является разработка и улучшение технологий газификации биомассы и действенного сгорания топливного газа в авто газогенераторах.

 

ВЫВОДЫ

1. Применение авто газогенераторов в техническом плане лучше всех других силовых установок, работающих на других видах энергии из-за простоты и дешевизны их производства. Броским примером этого является факт организации массового производства газогенераторов в военное время.

2. В развитии рассматриваемой технологии в период Первой и 2-ой глобальных войн верно выслеживается тенденция способности сотворения «всеядного» газогенератора, работающего на разных видах биомассы.

3. Газогенераторная разработка отличается высочайшей гибкостью, позволившей в военных критериях в сжатые сроки сделать установки, производящие генераторный газ данного свойства для разных областей внедрения: горючее для тракторов, автомобилей, дрезин, рыболовецких судов.

4. Исследования опровергли закоренелое мировоззрение, что внедрение генераторного газа заместо бензина являлось принужденной мерой. Газовое горючее сгорает полнее, потому концентрация окиси углерода в выхлопе газового мотора в пару раз меньше, чем бензинового либо дизельного.

5. Автомобиль на бензине выбрасывает в атмосферу сернистый газ, образующейся от сгорания сернистых компонент горючего, также тетраэтилсвинец. В генераторном газе сера, обычно, не содержится и потому в выхлопе газового мотора нет ни сернистого газа, ни соединений свинца. В отработанных газах двигателя внутреннего сгорания из-за неполного сгорания горючего еще содержится и окись углерода (СО) — высокотоксичное для человека вещество.

 

Прицепная газогенераторная установка типа «Имберт» конторы VOLVO (Швеция, 2002г.)

Рис. 10. Прицепная газогенераторная установка типа «Имберт» конторы VOLVO (Швеция, 2002г.)

 

Как газовые, так и бензиновые авто выбрасывают в атмосферу однообразное количество углеводородов. Для здоровья человека небезопасны не сами эти вещества, а продукты их окисления. Движок, работающий на бензине, выбрасывает сравнимо просто окисляющиеся вещества, такие как этил и этилен. Газовый движок производит метан, который из всех предельных углеводородов более устойчив к окислению. Потому углеводородный выброс газового автомобиля менее небезопасен.

Генераторный газ как моторное горючее не только лишь не уступает бензину, да и превосходит его по своим свойствам.

Упадок газогенераторных технологий был обоснован только низкими ценами на горючее нефтяного происхождения. На сегодня жидкое горючее утратило своё преимущество, создав подходящие предпосылки для предстоящего развития технологии транспортных газогенераторов.

О современных разработках в области газогенераторостроения, в каких создатели принимают конкретное роль, читайте в последующих номерах журнальчика.