Тепловозы на природном газе
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
? смога; региональный (трансграничный) - при выпадении кислотных дождей; глобальный - в случае с парниковым эффектом.
В настоящее время более 40% добываемой нефти перерабатывают в моторные топлива. Около 50% моторных топлив расходуется на наземном, водном и воздушном транспорте, оборудованном двигателями внутреннего сгорания [1]. По существующим оценкам на перспективу ожидается дефицит жидкого нефтяного моторного топлива. Имеющиеся резервы повышения экономичности транспортных ДВС не могут перекрыть этот дефицит по следующим причинам:
ожидаемое повышение эксплуатационной экономичности ДВС за счет их конструктивного совершенствования составит не более 20%, что уже недостаточно для покрытия дефицита;
перевод значительной части автомобильного транспорта на дизельные ДВС при максимальном эффекте на один переводимый автомобиль 40% позволит уменьшить удельный расход жидкого топлива в автомобильном транспорте не более чем на 15-20%, что также не решает проблемы дефицита.
Дефицит жидкого нефтяного моторного топлива, а также высокое загрязнение воздуха продуктами его сгорания (см. табл. 1.1.) вызвали необходимость поиска альтернативных топлив. Единственным экономически оправданным альтернативным топливом в настоящее время признан природный газ, который можно применять в качестве моторного топлива без какой-либо переработки, кроме обязательной технологической стадии добычи и транспорта газа.
1.2 XXI век - эпоха природного газа
Ученые многих стран мира пришли к выводу о том, что эпоха нефти заканчивается. Наступает эпоха природного газа. Его доля в общемировом балансе потребления энергоносителей неуклонно возрастает (рис. 1.1.).
Рис. 1.1. Изменение долей различных видов энергоносителей в топливно-энергетическом балансе
Среди основных факторов, позволяющих говорить о природном газе как о топливе XXI века, следует указать следующие:
доказанные мировые запасы природного газа существенно превышают запасы нефти;
необходимость замещения нефти другими видами сырья для ее высвобождения в интересах тех отраслей хозяйства, где она не может быть заменена;
более высокая степень экологической безопасности при добыче, транспортировке, переработке, реализации и использовании;
более высокие потребительские качества при применении в качестве энергоносителя или сырья;
более высокая ценовая стабильность и, соответственно, экономическая привлекательность для конечных потребителей.
Сегодня в России природный газ является основой топливно-энергетического баланса. На его долю приходится более 55% потребления энергоресурсов (рис. 1.2.).
Рис. 1.2. Структура топливно-энергетического баланса России в 1998 году
С точки зрения запасов и объемов добычи природного газа Россия продолжает оставаться крупнейшей мировой державой. Каждый четвертый кубометр
газа на мировом рынке добывается в России.
К тому же, с каждым годом наблюдается сокращение объемов добычи нефти, что видно из рис. 1.3.
Рис. 1.3. Динамика добычи нефти и газа в 1990-1999 гг.
Вместе с сокращением добычи нефти в России отмечается пропорциональное сокращение производства моторных топлив в нефтеперерабатывающей отрасли (рис. 1.4.). При этом сильно снижено производство не только мазута, дизельного топлива и бензина, но и сжиженного нефтяного газа.
Рис. 1.4. Динамика производства моторных топлив в 1990-1999 гг.
Применение газового топлива на транспорте эффективнее, чем жидкого нефтяного топлива. Экономический эффект от использования 1000 м 3 газа в качестве моторного топлива для автомобилей в пересчете на 1 млн. автомобилей соответствует высвобождению около 10 млн. т. бензина [1].
В качестве источников снабжения газовым моторным топливом можно использовать отдельные малые месторождения газа, не включенные в систему, а также месторождения, находящиеся на завершающей стадии эксплуатации, включая и такие, использование которых для добычи газа стало экономически нерациональным. Эти источники могут обеспечивать топливом транспортные средства почти на всей территории Среднего Поволжья и ряда других регионов.
Реализация перечисленных проектов и удовлетворение народнохозяйственной потребности в моторном топливе за счет природного газа позволят осуществить перелом в обеспечении транспорта топливом, снять ограничения на развитие народного хозяйства из-за нехватки бензина и дизельного топлива.
Таким образом, имеется комплекс факторов, определяющих широкие перспективы применения газового топлива в транспорте.
1.3 Свойства газомоторных топлив
В качестве моторного топлива можно применять практически любой горючий газ. Принято различать следующие виды газов, использующихся для питания двигателей внутреннего сгорания: природный газ, нефтяной газ, биогаз. Имеют некоторое распространение и другие виды горючих газов, например, коксовый, но для транспортных двигателей их не используют.
В начале 70-х годов внимание многих фирм и исследователей привлекло водородное топливо, которое рассматривается, как экологически чистое. Однако до настоящего времени этот вид газового топлива остается только в виде перспективного, поскольку не разработаны промышленные способы его производства в достаточных для массового применения количествах. Тем не менее водород следует рассматривать, как важный вид газового моторного топлива.
Состав прир