Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
16 декабря 2017, суббота, 14:27
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

12 января 2007, 09:00

Горючее будущего

Современному человеку, избалованному прогрессом, трудно отказаться от привычных благ, таких как легковая машина, которой подвластны любые дороги, или система автомобильных грузоперевозок, доставляющая необходимые товары в любой уголок земного шара. Как же совместить интересы общества потребления с необхдимостью защиты окружающей среды?

Суть проблемы заключается в том, что количество транспорта неуклонно растет, а бензин и дизельное топливо расходуются в немыслимых масштабах. Содержащийся в них углерод окисляется при сгорании и образует углекислый газ, попадающий в атмосферу и наносящий ей непоправимый ущерб. На долю автотранспорта приходится 25% всеобщего выброса парниковых газов. Стремительный рост всемирного парка машин ведет к увеличению спроса на горючее и утрате контроля над концентрацией в атмосфере вредоносных испарений. Сегодня в США автомобили сжигают 550 млрд. л бензина в год, что составляет около 5 л на человека в день. Если бы в других странах потребление горючего достигло такого же уровня, его мировой расход возрос бы почти в 10 раз.

Как же сделать транспорт безопасным для окружающей среды?

Варианты решений

В первую очередь следует уделить внимание усовершенствованию технологий, повышению эффективности эксплуатации транспортных средств, использованию альтернативных видов горючего, и, наконец, уменьшению размеров автомобилей. Причем чтобы радикально изменить ситуацию, необходимо комплексное принятие всех перечисленных мер.

Надо сказать, что современная транспортная система имеет ряд особенностей. Во-первых, в индустриальных странах она постепенно развивалась на протяжении десятилетий в соответствии с требованиями экономики и запросами потребителей. Во-вторых, она полностью основана на одном источнике энергии – нефти, поэтому понадобятся десятилетия, чтобы ограничить, а затем уменьшить как локальные, так и глобальные последствия сжигания топлива.

Следует учитывать также, что показатели эффективности использования горючего могут вводить в заблуждение: реальное значение имеет только то, сколько его было истрачено для фактического перемещения. Сегодня КПД двигателя внутреннего сгорания составляет 20% в городском цикле и 35% при оптимальных условиях эксплуатации. Однако короткие поездки на холодном двигателе и при агрессивной манере вождения значительно увеличивают расход горючего, так же, как и длительная работа на холостом ходу в дорожных пробках. Подобные факторы объективно снижают эффективность мотора, в результате до колес доходит только 10% химической энергии, заключенной в топливном баке. Эймори Лавинс (Amory Lovins), активный сторонник легких и экономичных машин, так объяснил схему работы современного транспорта: если в автомобиле, КПД которого составляет 10%, находятся водитель, пассажир и багаж, т.е. полезная нагрузка равна примерно 10% веса самой машины, ее «фактически движет только 1% энергии имеющегося горючего».

При подсчете энергозатрат необходимо принимать во внимание и те, что происходят при производстве бензина и его транспортировке от производителя к потребителю, при эксплуатации машины, а также затраты на ее конструирование, техническое обслуживание и утилизацию. Эти три фазы часто называют «от скважины до топливного бака». На последнюю стадию приходится примерно 15% энергии, используемой машиной за весь срок ее эксплуатации, при этом выбрасывается примерно 15% парникового газа. На путь от топливного бака до колес идет 75% и от конвейера до свалки — 10%. Производство самого горючего и техники также требует значительных энергозатрат.

Существеной экономии можно добиться путем усовершенствования технологии создания транспортных средств. Вкладывая средства в повышение эффективности мотора и трансмиссии, уменьшая вес, улучшая качество шин и оптимизируя тормозные характеристики, за 20 лет можно на 1/3 сократить потребление горючего, что в среднем составит 1-2% в год. В последние 25 лет спросом пользовались крупные, тяжелые и быстрые автомобили, что отнюдь не способствовало стабилизации экологической ситуации. Данная тенденция характерна сегодня не только для США, где она наиболее очевидна, но и для других стран. Чтобы ограничить выбросы парникового газа, необходимо убедить покупателей приобретать автомобили с низким потреблением горючего.

Если средства передвижения станут легче и меньше, сохранив высокие технические характеристики, то в ближайшие 10-15 лет объемы потребления топлива могут снизиться на 20%, что позволит изменить существующую ситуацию, при которой потребление нефти растет примерно на 2% в год.

В долгосрочной перспективе будут разрабатываться альтернативные виды горючего, способные хотя бы частично заменить нефть, а также осуществится переход на использование новых силовых установок, потребляющих водород или электроэнергию. Однако повсеместное внедрение экологического горючего возможно лишь при наличии соответствующей системы его доставки от производителей к потребителям. Сейчас используются также такие виды топлива, как жидкости с высокой энергоемкостью. Для более экономичного горючего потребуются топливные баки большего размера, в противном случае пробег автомобилей снизится и будет составлять около 644 км. Теоретически для получения топлива могут быть использованы нефтеносные пески, тяжелая нефть, горючий сланец, уголь. Однако их обработка в свою очередь требует больших энергозатрат, что приведет к выделению значительного количества парникового газа. Кроме того, такая технология требует крупных капиталовложений. Тем не менее, несмотря на угрозу для окружающей среды, источники нетрадиционной нефти уже начинают использоваться. Ожидается, что в следующие 20 лет они будут поставлять примерно 10% «питания» для транспорта.

Все более широкое распространение получает топливо из биомассы — этиловый спирт и биодизель, — которые, как полагают, дают меньший выброс углекислого газа на единицу энергии. В Бразилии этиловый спирт, произведенный из сахарного тростника, составляет около 40% горючего для автомобилей. В США примерно 20% урожая кукурузы перерабатывается в этиловый спирт, который смешивается с бензином в пропорции 1:9 для получения так называемого реформулированного (более чистого) бензина. В соответствии с недавно принятым в США законом о национальной политике в области энергетики планируется к 2012 г. удвоить производство этилового спирта (сейчас он составляет 2% от общего объема потребления топлива). Однако необходимо также уменьшить количество удобрений, воды, природного газа и электроэнергии, используемых при производстве этилового спирта из кукурузы. Более эффективно получать его из целлюлозной биомассы (стерни и отходов растений, не используемых в качестве корма для животных). Биодизельное горючее может производиться как из продуктов растительного происхождения (масел рапсового семени, подсолнечника и сои), так и из отходов животного жира. Сегодня выпуск подобного вещества незначителен, для практического применения его смешивают с обычным дизельным топливом. Что касается природнго газа, то масштабы его использования на транспорте колеблются в различных странах от 1% до 10-15%.

В новых силовых установках будут использованы усовершенствованные двигатели внутреннего сгорания (с турбокомпрессором и прямым впрыском горючего), дизельные двигатели с катализаторами в системе выхлопа. По дорогам уже ездят гибридные машины, оснащенные небольшим бензиновым двигателем и электромотором, питающимся от батарей. Такие автомобили потребляют значительно меньше горючего в городском цикле, но на автомагистралях не имеют существенных преимуществ, между тем их стоимость на несколько тысяч долларов выше, чем обычного автомобиля.

Исследователи изучают возможность производства новых видов силовых установок и горючего с небольшим выбросом углекислого газа. Разрабатываются автомобили с топливными элементами на водороде, батареей и электромотором. Такие системы могут увеличить КПД транспортных средств вдвое, однако такое преимущество сводится на нет энергозатратами и выбросами углекислого газа при производстве и доставке водорода потреблению.

Альтернативный водороду источник энергии – электричество. Его применение на транспорте возможно, однако перезарядка батареи занимает много времени. Оснащение модульного гибридного автомобиля небольшим двигателем для перезарядки батареи позволит увеличить пробег и использовать преимущественно электроэнергию и только частично — топливо для мотора.

Стимулируя перемены

Совершенствование технологий, несомненно, повысит эффективность использования горючего. Повышение цен на бензин изменит и спрос на него. Однако рыночные факторы едва ли сдержат увеличивающююся потребность в нефти. Чтобы сократить использование углеродосодержащего горючего, необходима комплексная финансовая и правовая база. Эффективная политика могла бы включать систему налогов и скидок, предполагающую, что, приобретая мощное и «прожорливое» транспортное средство, покупатель платит дороже, выбирая же небольшой экономичный автомобиль, получает бонус. Кроме того, необходимо стимулировать автопроизводителей, которые выпускают продукцию, потребляющую меньше горючего. Налоговые стимулы также могут способствовать внедрению передовых технологий в автомобилестроении. Возможно, тогда мы сможем двигаться вперед, решая все проблемы в комплексе.

Дополнительная литература

  • Reducing Gasoline Consumption: Three Policy Options.
  • Congressional Budget Office, November 2002. Доступен по адресу: www. cbo.gov/ftpdocs/39xx/doc3991/11-21-Gasoline Study. pdf
  • Reducing Greenhouse Gas Emissions from U.S. Transportation.
  • David L. Greenе and Andreas Schafer. Pew Center on Global Climate Change, May 2003. Имеется по адресу: www/pewclimate.org/docUploads/ustransp.pdf
  • Mobility 2030: Meeting the Challenges to Sustainability. World Business Council for Sustainable Development, 2004. www.wbcsd.org/web/publications/mobility/mobility-full.pdf
  • DOE FreedomCAR and Vehicle Technologies Program’s Fact of the Week. www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/facts/2006_index.html

Обзор:

  • В результате использования транспортного горючего на основе нефти в атмосферу попадает 25% совокупного мирового выброса углекислого газа.
  • Для уменьшения вредных выхлопов необходимо усовершенствование технологий производства машин, уменьшение их габаритов, переход на альтернативные виды горючего.
  • Чтобы добиться успеха, требуется комплексный подход.

Об авторе:

Джон Хэйвуд (John B. Heywood) – директор Слоуновской автомобильной лаборатории при Массачусетском технологическом институте, член Национальной академии машиностроения и Американской академии наук и искусств. Им написан широко известный учебник «Основы: о двигателях внутреннего сгорания» (McGraw-Hill, 1988).

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

14:07 Ученые из США выложили в сеть видео с ядерным испытанием
13:55 Овечкина признали одним из величайших игроков в истории НХЛ
13:12 Борис Джонсон снялся в «рекламе» сока с Фукусимы
12:53 Глава Минтруда анонсировал выделение 49 млрд рублей на ясли
11:40 В Москве мошенники забрали 20 млн рублей у покупателя биткоинов
11:29 Норвегия первой в мире «похоронила» FM-радио
10:51 Российские военные обвинили США в подготовке «Новой сирийской армии» боевиков
10:00 Россия вложила в госдолг США 1,1 млрд долларов за месяц
09:51 Собянин позвал москвичей оценить новогоднюю подсветку
09:21 Трамп включит «агрессию» КНР в стратегию нацбезопасности
15.12 21:08 Отца предполагаемых организаторов теракта в метро Петербурга выслали в Киргизию
15.12 20:57 Майкл Джордан назван самым высокооплачиваемым спортсменом всех времен
15.12 20:36 Вероника Скворцова обсудила с Элтоном Джоном борьбу с ВИЧ
15.12 20:23 Полиция открыла огонь по мужчине с ножом в аэропорту Амстердама
15.12 20:07 Falcon 9 отправила груз на МКС и вернулась на космодром в США
15.12 19:47 В Пентагоне рассказали о новом сближении с российской авиацией в Сирии
15.12 19:44 ЦБ оценил объем докапитализации Промсвязьбанка в 100-200 млрд рублей
15.12 19:27 Пожизненно отстраненная от Игр скелетонистка Елена Никитина выиграла ЧЕ
15.12 19:18 Косово объявило о создании собственной армии к марту 2018 года
15.12 19:03 В Назарете отменили Рождество
15.12 18:51 В Испании не поверили в угрозу отстранения от ЧМ-2018
15.12 18:35 Программу безопасности на дорогах увеличили на 2 млрд рублей
15.12 18:25 ФАС проверит частичную отмену роуминга сотовыми операторами
15.12 18:25 РФ и Египет подписали соглашение о возобновлении авиасообщения
15.12 18:19 Трамп попросил у России помощи с КНДР
15.12 18:03 Курс биткоина приблизился к 18 тысячам долларов
15.12 17:54 Промсвязьбанк сообщил о проблемах в работе интернет-банка
15.12 17:48 ФИФА пригрозила отстранить сборную Испании от ЧМ-2018 из-за действий властей
15.12 17:28 Задержанный в Петербурге планировал взорвать Казанский собор
15.12 17:25 Промпроизводство в РФ в ноябре упало максимальными темпами за 8 лет
15.12 17:01 Турция потребует в ООН отменить решение США по Иерусалиму
15.12 16:43 В посольстве США назвали ложью обвинение во вмешательстве в российскую политику
15.12 16:33 Букингемский дворец назвал дату свадьбы принца Гарри
15.12 16:29 Журналист сообщил о готовности Захарченко внедрить на Украину 3 тысячи партизан
15.12 16:14 МИД Украины опроверг ведение переговоров об экстрадиции Саакашвили
15.12 16:08 Страны ЕС согласились начать вторую фазу переговоров по выходу Великобритании
15.12 15:49 Дипломатов из США не пустят наблюдать за российскими выборами
15.12 15:47 Глава ЦИК назвала стоимость информирования избирателей о выборах
15.12 15:36 Гафт перенес операцию из-за проблем с рукой
15.12 15:21 В Кремле посчитали недоказанными обвинения в адрес Керимова во Франции
15.12 14:55 ФСБ задержала в Петербурге планировавших теракты исламистов
15.12 14:33 Сенаторы одобрили закон о штрафах за анонимность в мессенджерах
15.12 14:15 В Кремле признали нежелание Путина упоминать фамилию Навального
15.12 14:02 Дума отказалась ограничить доступ к сведениям о закупках госкомпаний
15.12 13:59 Минфин пообещал не допустить «эффект домино» из-за Промсвязьбанка
15.12 13:52 Алексей Улюкаев приговорен к восьми годам строгого режима
15.12 13:39 Госдума разрешила внеплановые проверки бизнеса по жалобам сотрудников или СМИ
15.12 13:36 ЦБ снизил ключевую ставку
15.12 13:24 Ученые заглянули в глаз трилобита
15.12 13:23 Власти Москвы отказали Илье Яшину в проведении акции 24 декабря
Apple Boeing Facebook Google iPhone IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter Абхазия аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия Австрия автопром администрация президента Азербайджан акции протеста Александр Лукашенко Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Аргентина Аркадий Дворкович Арктика Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия аукционы Афганистан Аэрофлот баллистические ракеты банковский сектор банкротство Барак Обама Башар Асад Башкирия беженцы Белоруссия Белый дом Бельгия беспорядки биатлон бизнес биология ближневосточный конфликт бокс болельщики «болотное дело» большой теннис Борис Немцов борьба с курением Бразилия Валентина Матвиенко вандализм Ватикан ВВП Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада Верховный суд взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович вирусы Виталий Мутко «ВКонтакте» ВКС Владивосток Владимир Жириновский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин ВМФ военная авиация Волгоград ВТБ Вторая мировая война вузы ВЦИОМ выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы Вячеслав Володин гаджеты газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД ГЛОНАСС Голливуд гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума госзакупки гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток декларации чиновников деньги День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Дональд Трамп Донецк допинг дороги России драка ДТП Евгения Васильева евро Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург ЕСПЧ естественные и точные науки ЖКХ журналисты Забайкальский край закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Ингушетия Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область искусство ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан казнь Калининград Камчатка Канада Киев кино Киргизия Китай климат Земли КНДР Книга. Знание Компьютеры, программное обеспечение Конституционный суд Конституция кораблекрушение коррупция космодром Восточный космос КПРФ кража Краснодарский край Красноярский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис Куба культура Латвия ЛГБТ ЛДПР Левада-Центр легкая атлетика Ленинградская область лесные пожары Ливия лингвистика Литва литература Лондон Луганск Малайзия Мария Захарова МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минсельхоз Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС мобильные приложения МОК Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка Мурманская область МЧС наводнение Надежда Савченко налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» недвижимость некоммерческие организации некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Новый год Норвегия Нью-Йорк «Оборонсервис» образование обрушение ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН ОПЕК оппозиция опросы оружие отставки-назначения офшор Пакистан палеонтология Палестинская автономия Папа Римский Париж ПДД педофилия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко пищевая промышленность погранвойска пожар полиция Польша похищение Почта России права человека правительство Право правозащитное движение православие «Правый сектор» преступления полицейских преступность Приморский край Продовольствие происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии Реджеп Эрдоган рейтинги религия Республика Карелия Реформа армии РЖД ритейл Роскомнадзор Роскосмос «Роснефть» Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростов-на-Дону Ростовская область РПЦ рубль русские националисты РФС Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сахалин Сбербанк Свердловская область связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сербия Сергей Лавров Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие смартфоны СМИ Совбез ООН Совет по правам человека Совет Федерации сотовая связь социальные сети социология Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» спецслужбы «Справедливая Россия» спутники СССР Ставропольский край стихийные бедствия Стихотворения на случай страхование стрельба строительство суды суицид Счетная палата США Таджикистан Таиланд Татарстан театр телевидение телефонный терроризм теракт терроризм технологии Трансаэро транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство уголовный кодекс УЕФА Узбекистан Украина Условия труда фармакология ФАС ФБР Федеральная миграционная служба физика Филиппины Финляндия ФИФА фондовая биржа фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков Хиллари Клинтон химическое оружие химия хоккей хулиганство цензура Центробанк ЦИК Цикл бесед "Взрослые люди" ЦРУ ЦСКА Челябинская область Чехия Чечня ЧМ-2018 шахты Швейцария Швеция школа шоу-бизнес шпионаж Эбола эволюция Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Эстония Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Якутия Яндекс Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.