الوقود البديل

الوقود غير التقليدية أو البديلة.

كلمات البحث: أنواع بديلة من الوقود، وقود، البديل، والنفط، والتلوث، ومكافحة التلوث والبيئة

CNG (وقود الغاز الطبيعي)

يعد استخدام الغاز الطبيعي المضغوط في الحالة الغازية والمضغوطة في 200 بار حلاً تقنيًا تم إثباته بالفعل نظرًا لأن أكثر من 500،000 مركبة تهتم في جميع أنحاء العالم. على محركات مخصصة ومحسّنة ، توفر CNG مزايا مهمة تعوض عن إمداد طاقة أكثر تكلفة. متعة القيادة ، والتسارع ، وأداء الاسترداد ، والسرعة القصوى مرضية للغاية.

كفاءة استهلاك الوقود أعلى بحوالي 10٪ من كفاءة محركات البنزين (باستثناء محركات البنزين الخالية من الدهن مثل تلك التي قدمتها الشركات المصنعة اليابانية مؤخرًا) ، لكنها لا تصل إلى محرك الديزل بالحقن المباشر. تتكون انبعاثات الغاز الطبيعي المضغوط في المحرك من غاز الميثان بشكل حصري تقريبًا ، وبالتالي تكون سمية منخفضة.

الميثان ، مع ذلك ، غازات دفيئة مهمة لكن إذا أخذنا في الاعتبار انبعاثات غازات الدفيئة على سلسلة الاستخدام بأكملها ، فإن الغاز الطبيعي المضغوط يحقق مكاسب تتراوح بين 20 إلى 25٪ مقارنة بقطاع البنزين ومن 10 إلى
15٪ مقارنة مع الديزل.

العائق الرئيسي في CNG يتعلق بالتخزين ، وهو ضار للغاية من حيث الوزن والحجم. المواد الجديدة مثل مركبات الراتنج والألياف الزجاجية أو الكربونية التي تجري دراستها حاليًا ستجعل من الممكن تقليل وزن الخزان ذي السعة الثابتة بمقدار أربعة.

لذا يبدو أن الغاز الطبيعي المضغوط هو وقود بديل يكون اختراقه مؤكدًا دون أن يكون من الممكن تقييم مداه في الوقت الحالي. يجب أن يتحقق أولاً في الاستخدامات الحضرية (وخاصة الحافلات) حيث يكون التلوث مصدر قلق.

الميثانول

وقد أجريت العديد من الدراسات في السنوات 1970 على تطوير وقود يحتوي على 85 100٪ الميثانول، المعين من قبل المختصرات M85، أو M90 M100 بحسب تكوينها.

حاليا ، فقد هذا الموضوع الكثير من اهتمامه. الميثانول سام بطبيعته ويوفر فوائد قليلة للغاية من حيث تلوث الهواء. على وجه الخصوص ، لا يتم تعديل مخاطر تكوين الأوزون التروبوسفيري بالكاد للمركبات التي تعتمد M85 أو M100.
يتم الحفاظ على الميثانول بشكل غير مباشر في سوق الوقود كلاعب أساسي في تصنيع MTBE. يعتبر هذا الأثير مكونًا ممتازًا من الجازولين ، حيث يتم البحث عنه كثيرًا بسبب ارتفاع عدد الأوكتان ، وتوافقه التام مع الهيدروكربونات و
الفوائد التي يمكن أن توفرها للحد من تلوث الهواء.

اقرأ أيضا: الوقود: تعاريف

اليوم ، تركيزات MTBE من 5 إلى 10 ٪ شائعة جدا في الأنواع. ومع ذلك ، تنشأ مشاكل بسبب انخفاض التحلل البيولوجي لل MTBE.

الوقود الحيوي: الإيثانول

من المحتمل أن يكون الإيثانول وقودًا عالي الجودة قادر على تأجيج محركات إشعال الشرارة. يمكن استخدامه نقيًا أو مخلوطًا بنسب صغيرة (تصل إلى 20٪) في جوهر كلاسيكي. في الحالة الأولى ، يجب تكييف المحرك مع هذا الاستخدام المحدد (تعديل نظام الوقود ونسبة ضغط أعلى) ؛ في ال
الحالة الثانية ، خليط الإيثانول والبنزين شائع تمامًا وقابل للتبادل في شبكة التوزيع مع المنتجات ذات الأصل النفطي البحت.

ومع ذلك ، حتى البرازيل ، التي شرعت في سياسة استباقية لصالح قطاع وقود الإيثانول ، استعرضت استراتيجيتها. تعود أسباب هذا الانعكاس في البرازيل والتباطؤ الاقتصادي في بقية العالم إلى بعض العوائق الفنية التي ، دون أن تكون محظورة ، تثير التردد في صناعات البترول والسيارات.

مخاليط الإيثانول والبنزين أقل ثباتًا في وجود الماء ، وأكثر تقلبًا وأحيانًا تكون أكثر تآكلًا من المنتجات ذات الأصل النفطي الحصري.

هذا هو السبب ، مثل الميثانول ، يتم توجيه قطاع وقود الإيثانول بشكل تفضيلي نحو إنتاج ETBE من الإيثانول والإيزوبوتين.

تحدد اللوائح الأوروبية الحد الأقصى من المحتوى بنسبة 15 ٪ (حجم) من ETBE في البنزين ، أي حوالي 7 ٪ (الوزن)
الإيثانول. وبالتالي يترك هذا الإطار التشريعي مساحة كافية لاختراق الإيثانول بمعدلات كبيرة في سوق الوقود.

مشتقات الزيوت النباتية

على الرغم من أن محركات الديزل يمكن أن تعمل بالزيوت النباتية الخام ، إلا أن هذا المسار لا يبدو واقعياً للمركبات التي أصبحت ذات كفاءة عالية. من ناحية أخرى ، فإن تحويل الزيوت النباتية إلى استرات الميثيل يوفر مزايا تقنية كبيرة.

استرات الميثيل من الزيوت النباتية لها خواص فيزيائية وكيميائية قريبة من تلك الخاصة بالديزل والتي يمكن خلطها تمامًا. أنواع البذور الزيتية المعنية هي في المقام الأول بذور اللفت وعباد الشمس. البيانات الزراعية هي على النحو التالي: هو عليه
من الممكن الحصول على 30 إلى 35 قنطار من بذور اللفت في الهكتار الواحد ، أي من 1,2 إلى 1,4 طن من استرات الميثيل لكل هكتار وفي السنة.

اقرأ أيضا: لقاء مع عبقري غير معروفة نيكولا تيسلا

من وجهة نظر تنظيمية ، يسمح المرسوم ، في فرنسا ، بالتوزيع الموحد لمبيد بذور اللفت الميثيل استر بنسبة 5٪ كخليط في الديزل.

في نهاية المطاف ، فإن أرصدة الطاقة في قطاعات إنتاج الوقود الحيوي مواتية. النسبة بين الطاقة الموجودة في الوقود الحيوي والتي كانت ضرورية لإنتاجها ، هي دائمًا أكبر من 1. ولكن من الناحية الاقتصادية ، مع التكاليف الحالية للوصول إلى النفط الخام وبدون حوافز ضريبية ، الوقود الحيوي ليست تنافسية.

أخيرًا ، استنتاجات الدراسات المتعلقة بمساهمة الوقود الحيوي من حيث التأثير على تلوث الهواء دقيقة للغاية. اعتمادا على نوع من الملوثات النظر ، والوقود
من أصل نباتي قد يكون مفيدًا في بعض الأحيان ، وأحيانًا يكون غير مواتٍ إلى حد ما. باستثناء الحماية ضد تأثير الدفيئة التي يوفر استخدام الوقود الحيوي بالتأكيد تحسنا كبيرا.

الوقود الاصطناعي

الوقود الصناعي عبارة عن البنزين والديزل التقليدي ، ولكنه مشتق من مواد خام أخرى غير البترول ، وخاصة الفحم والغاز الطبيعي.

تستخدم العمليات المقابلة تقنيات ثقيلة ومكلفة. وهي تتألف في إنتاج غاز تخليقي (CO و H2) في مرحلة متوسطة ، يمكن من خلاله طريقتان: الحصول المباشر على الهيدروكربونات وفقًا لتقنية Fischer-Tropsch أو مرور الميثانول ثم تحولت إلى البنزين.

يعد إنتاج هذه القطاعات عائقًا كبيرًا: تتراوح بين 35 و 55٪ لعملية البنزين فيشر تروبش اعتمادًا على خصائص المواد الخام ومتطلبات الجودة للمنتجات النهائية ؛ ما بين 60 و 65 ٪ لقطاع البترول الاصطناعي عن طريق الميثانول التي طورت في عام 1986 من قبل شركة موبيل في نيوزيلندا. تسير هذه العائدات المنخفضة جنبًا إلى جنب مع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الكبيرة.

وبالتالي، مشروط إنتاج كبير من الوقود الاصطناعي بسبب ارتفاع أسعار النفط (على الأقل 30 $ / برميل) والطلب القوي في أي ملوثات.

Hydrogène

اقرأ أيضا: معادلة الاحتراق

على المدى المتوسط ​​، يكون للهيدروجين أن يتحكم في بئر معلنة. وحدات تكرير عالية الاستهلاك (الكبريت الهيدروجيني ، المعالجة المائية والهيدروجين)
سيتضاعف لتحسين جودة المنتجات البترولية والتكيف مع الطلب المتزايد باستمرار على المنتجات الخفيفة.

بصرف النظر عن عملية الإصلاح التي ستصل سريعا إلى حدوده ، يمكن تصور إنتاج الهيدروجين عن طريق إعادة تشكيل بخار الميثان ، عن طريق التكسير بالغاز للمخلفات أو عن طريق التحليل الكهربائي. يؤدي أول طريقين إلى الاستهلاك الذاتي وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الكبيرة. سيتطلب الطريق إلى التحليل الكهربائي إحياء الاستثمارات في الطاقة النووية وقبول الجمهور لهذا
التكنولوجيا ومخاطرها.

إذا تجنب المرء بشكل تعسفي هذه الأسئلة المتعلقة بتوافر المواد الخام ، فإن استخدام الهيدروجين كوقود للسيارات لا يزال يواجه صعوبات كبيرة: التخزين على متن السيارة يمثل عنق الزجاجة التكنولوجي الحقيقي.

إذا افترضنا أيضًا أن التخزين على متن المركبات قد تم حله تقنيًا وأن شروط السلامة الأساسية قد استوفيت ، فاحتمالان ممكنان: استخدام الهيدروجين أولاً ، نقية أو خلط مع الغاز الطبيعي المضغوط ، في محركات مصممة خصيصا لهذا النوع من الوقود. ثم يتم تحديد غلة المحركات بموجب قوانين الديناميكا الحرارية وانبعاثات أكاسيد النيتروجين أمر لا مفر منه. ثانياً ، يمكن استهلاك الهيدروجين في خلايا الوقود.
ولكن المشاكل تطوير التكنولوجيا أصبحت واضحة. مصنوعة من الأقطاب الكهربائية من المعادن الثمينة (البلاتين والبلاديوم) وكثافة الطاقة منخفضة. على الرغم من التعهدات الأخيرة
مركبات صناعية كبيرة لتطوير خلايا الوقود، لا يبدو هذا المسار للتنافس مزيد من التلوث المحولات التقليدية ولكن إلى ما يقرب من الصفر ينتظره مستقبل كبير.

التوترات متوقعة في سوق الهيدروجين ويظل مسار الوقود محتملاً للغاية. من المؤكد أن استخدام الهيدروجين لتحسين صفات الوقود التقليدي سيبقى لفترة طويلة أكثر الطرق كفاءة من الناحية الفنية والاقتصادية.

لذلك، لا يبدو من المرجح أن تؤدي في المدى المتوسط ​​وخلايا الوقود والهيدروجين محرك الاحتراق.

اقرأ المزيد:
- المنتجات البترولية والوقود الأحفوري المنتدى
- المحروقات البترولية
- احتراق المعادلة وCO2
- المحروقات البترولية التقليدية

قم بكتابة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *