4.1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

Розвіданих запасів нафти за існуючого рівня її використання (в прямому вигляді і у вигляді палив, отриманих переробкою нафти) за оцінками різних експертів може вистачити на період від 40 до 60 років. Тому пошук моторних палив ненафтового походження, які успішно замінили б традиційні бензин і дизельне паливо, стає завданням світового масштабу. Сьогодні всі технічно розвинуті країни зайняті пошуком шляхів, за допомогою яких з якнайменшими витратами і з максимальним ефектом можна було б розв’язати проблему забезпечення моторним паливом автомобільного транспорту в найближчому майбутньому.

Як альтернативні палива сьогодні розглядаються рослинні палива, отримані з ріпаку, сої, соняшнику. До альтернативних джерел можна віднести також спирти (етиловий С₂Н₅ОН і метиловий СН₃ОН) і диметилефір СН₃ОСН₃, які можна отримати переробкою біомаси. Альтернативні палива, що належать до відновлюваних джерел, особливо привабливі для країн  із сприятливими умовами вирощування біомаси.

Певні перспективи має також застосування як альтернативного палива для ДВС зрідженого пропано-бутанового газу, основною перевагою застосування якого, перед природним газом, є істотно менші маса і вартість балонів для зберігання палива на борту автомобіля. Зв’язано це з тим, що в більшості випадків  природний  газ  зберігається  в  стисненому  стані  за  тиску   20 МПа, а зріджений пропано-бутановий – за тиску  1,6 МПа. Є можливість для зберігання природного газу на борту і в зрідженому вигляді. Проте, при цьому, конструкція ємності складна і вартість її внаслідок необхідності зберігання рідкого природного газу за дуже низької температури (-172 °С) виявляється високою.

Якнайменшу температуру самозаймання і найбільше цетанове число має диметилефір, а найбільша температура самозаймання характерна для природного газу. Тому диметилефір, звичайно, доцільно застосовувати в дизелях, а природний газ - в двигунах з примусовим запалюванням. Це справедливо і відносно низькоцетанових палив (спиртів і пропано-бутанових фракцій), оскільки їх використовування вимагає ухвалення рішень, які ускладнюють дизель.

Доречно також відзначити, що для природного газу характерний достатньо вузький діапазон вибухонебезпечності. Відношення максимального вибухонебезпечного вмісту палива в повітрі до мінімального складає 3. Для всієї решти палив у тому числі для пропано-бутанових сумішей, це відношення більше. До того ж природний газ має мінімальні значення молекулярної маси   і густини  , причому значення цих параметрів менше ніж у повітря. Даними особливостями відзначається в цілому мала вибухонебезпечність природного газу, зокрема, у порівнянні із зрідженим (пропано-бутановим) газом, і навіть з бензином. Осколочна вибухонебезпечність ємності для зберігання природного газу усувається під час застосування композитних балонів і суттєво зменшується при зберіганні природного газу у зрідженому вигляді, оскільки в цьому випадку тиск в ємності складає 3,5 МПа.

Під час згоряння водню діоксид вуглецю, зазвичай,  не утворюється. З інших палив мінімальний вміст діоксиду вуглецю забезпечується при згорянні природного газу. У порівнянні з продуктами згоряння дизельного палива вміст СО₂ в продуктах згоряння природного газу менший майже на 28 %. Це може розглядатися як одна з важливих позитивних якостей природного газу.

З розглянутого вище слідує, що найбільш доцільно застосовувати:

-   природний газ - в двигунах з примусовим запалюванням;

-   диметилефір - в дизелях;

-   спирти - як в двигунах з примусовим запаленням, так і в дизелях, хоча в останньому випадку це призводить до ускладнення двигуна.