В 1990-х годах водород рассматривали в качестве альтернативного горючего грядущего. Потом огромные надежды возлагались на биотопливо. Позднее огромное внимание завлекло развитие электронных технологий в автомобилестроении. Если и эта разработка не получит предстоящего продолжения (тому есть конкретные предпосылки), тогда наше внимание вновь сумеет переключиться на газогенераторные авто. 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.

Авто газогенератор — разработка грядущего

Короткое описание задачи

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 (1991 г.), разведанные припасы нефти в мире оцениваются в 140 — 145 миллиардов т. (160 миллиардов м.), которых при современном уровне её употребления в мире может хватить лет на 30 — 35.

По отдельным регионам задачи 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.

Получение энергии из биомассы сейчас является одним из более оживленно развивающихся направлений в почти всех странах мира. Этому содействуют её 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 её 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 м либо около 100 т. По отдельным видам они распределяются последующим образом:

• большие (поперечником 4,5 см 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 (507020) 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 3 т. с 1 гектара. На изготовление 1т. брикетов расходуется в среднем 1150 кг отпада. Брикеты имеют последующую характеристику:

• Размер — 1806022 — 25 мм;
• Вес — 200 — 240 гр;
• Влажность — 12 — 18 %;
• Зольность — 3 — 4 %;
• Удельный вес — 0,6;
• Теплотворность — 4 — 4,5;
• Себестоимость производства $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 предназна
чены для выкармливания быстрорастущих деревьев либо кустарников. Эти мероприятия не только лишь позволят повысить рентабельность фермерских хозяйств, да и сделать новые рабочие места.

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 её 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. Ещё 26% силовой биомассы с энергетических плантаций подразумевается использовать для производства водянистого горючего.

Таблица 1

Прогноз мирового энергетического совета относительно вклада биомассы в энергетику грядущего

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 энергетических нужд

—

3,4

—

8 — 12

Забугорные технологии выкармливания энергетических плантаций (ветлы, тополя и пр.) чуть ли в последнее время приживутся в СНГ, 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 её 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 её 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