Файл: Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа р п. Сулея.docx

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа р.п.Сулея»

Индивидуальный проект

Тип проекта: информационно - познавательный

Тема проекта: «Альтернативные виды топлива»

Автор проекта: ученик 7 класса

Пономарев Всеволод

Наставник проекта: учитель географии

Воронкова Лилия Айваровна.

р.п.Сулея, 2022 год

Содержание

Введение ……………………………………………………………………….. 3

1. Теоретическая часть ……………………………………………….............. 5

1.1. История появления различных видов топлива ………………………….. 5

1.2. Сжиженный газ и традиционное топливо ………………………………..5

1.3. Дизельное топливо …………………………………………………………. 6

1.4. Спирт……………………………………………………………………….....6

1.5. Водород……………………………………………………………………….7

1.6. Биотопливо …………………………………………………………………..8

1.7. Сжатый воздух………………………………………………………………10

2. Практическая часть …………………………………………………..............11

2.1. Социологический опрос «Виды топлива»………………………………...11

2.2. Альтернативное топливо из мусора………………………………………..13

Заключение……………………………………………………………………….14

Список литературы……………………………………………………………….15

Приложение…………………………………………………………………….... 16

Введение

В наше время человек зависит от ресурсов: электричество, вода, пища. По исследованию ученых если люди ничего не поменяют, то к 2030 году около 5 млрд. населения (67%) останутся без пресной воды. Такая же ситуация и с нефтью. Все мы знаем, что на нашей планете Земля нет бесконечных ресурсов и нефть-не исключение. В наше время человечество не экономит свои ресурсы и нецелесообразно их использует. Поэтому поиск и изучение альтернативных видов топлива-очень актуальная проблема.

Человечество с древних времен использует дерево, кустарник, растительные остатки для получения тепла. Но с развитием промышленной революции эти источники (когда-то основные) отодвигались все дальше в списке энергоносителей. Бурное развитие промышленности требовало новых источников, более концентрированных и удобных для получения тепловой энергии. Ими стали сначала уголь затем нефть и газ. К концу ХХ века стало ясно, что этот путь развития имеет большие недостатки, в частности не возобновляемость источников топлива (месторождений) а, следовательно, и удорожание добычи, поскольку приходится осваивать все новые месторождения идти дальше и глубже. К тому же огромные выбросы вредных веществ образующихся при сгорании стали бедствием для экологии. С середины ХХ века начался активный поиск альтернативных возобновляемых источников энергии. Солнечные, ветровые, приливные электростанции сегодня уже действуют (в том числе и малые для индивидуального использования), но пока не занимают существенной доли в выработке энергии ввиду своей дороговизны и малому КПД.

---

В работе рассмотрены уже существующие виды топлива, их стоимость и влияние на окружающую среду; а также исследована возможность получения топлива из мусора что позволит решить две серьезные проблемы: утилизации мусора и создания альтернативных источников топлива.

К концу ХХ века стало ясно, что запасы земных недр не безграничны и появилась проблема невозобновляемости источников топлива (месторождений), следовательно, и удорожание добычи, поскольку приходится осваивать все новые месторождения идти дальше и глубже. К тому же огромные выбросы вредных веществ образующихся при сгорании стали бедствием для экологии. С середины ХХ века начался активный поиск альтернативных возобновляемых источников энергии, стала развиваться биотопливная энергетика, поэтому тема нашего исследования очень актуальна.

Цель проекта: изучить современные заменители топлива, и возможности их применения в качестве альтернативы бензину и дизелю.

В ходе работы поставлены следующие задачи:

1. 
   Получить информацию о пагубном воздействии сырья (нефти, угля) на экологию Земли
   
2. 
   Изучить все возможные виды топлива.
   
3. 
   Изучить альтернативные источники энергии
   
4. 
   Провести социологический опрос на тему «Виды топлива» у водителей.
   

1. Теоретическая часть

1.1.История появления различных видов топлива

Первый бензин получил Майкл Фарадей еще в 1825 году, но опыты с нефтью проводились и раньше.  В конце восемнадцатого века был построен первый завод по предварительной очистке нефти. Примерно через семьдесят лет был изобретён процесс более тщательного разложения нефти на составляющие. Автомобили все серьезней внедрялись в жизнь человека и люди впервые столкнулись с нехваткой топлива. Существует даже такая реальная история о путешественниках, которые ездили по Германии в начале двадцатого века и постоянно сталкивались с нехваткой бензина. Однажды, в одном населенном пункте им с большим трудом удалось найти топливо и довелось приобрести сей ценный товар у врача, так как в городской аптеке он уже закончился. Это говорит о том, что совершенно отсутствовала централизованная продажа бензина, и люди просто не знали, к какой категории стоит его отнести.

Еще в 1826 году американский изобретатель Сэмюэль Мори запатентовал двигатель, в котором в качестве топлива использовались растительный скипидар и спирт. В 1853 году было доказано, что растительное масло вполне можно употреблять в качестве горючего для паровых машин и пароходов. Первый настоящий четырехтактный двигатель внутреннего сгорания инженера Николауса Августа Отто, различными модификациями которого мы пользуемся и по сию пору, работал на этиловом спирте.

---

1.2. Сжиженный газ и традиционное топливо.

Точно установлено, что двигатели внутреннего сгорания, прежде всего, автомобильные карбюраторные двигатели, являются основными источниками загрязнения. Выхлопные газы автомобилей, работающих на бензине, в отличие от автомобилей, работающих на сжиженном газе, содержат соединения свинца. Если применяются очистительные фильтры каталитического действия, то поглощаемые ими соединения свинца дезактивируют катализатор, в результате чего не только свинец, но и окись углерода, не сгоревшие углеводороды выбрасываются вместе с выхлопными газами в количестве, зависящем от условий и стандартов на эксплуатацию двигателей, а также от условий очистки и других факторов. Количественно концентрацию загрязняющих компонентов в выхлопных газах при работе двигателей как на бензине, так и на сжиженном газе определяют по специальной методике. При проведении большинства экспериментов было выявлено, что перевод двигателей с бензина на сжиженный газ приводит к снижению количества выбросов окиси углерода в 10 раз и несгоревших углеводородов в 5 раз.

Примесями, содержащимися в выхлопных газах при работе на бензине, так и на сжиженном газе, являются окислы серы и азота. Концентрация окислов серы при работе двигателя на сжиженном газе может быть в десятки раз ниже, чем при работе его на бензине. Окиси азота, как было установлено, являются основными виновниками образования оптического смога. В сочетании с ненасыщенными углеводородами под влиянием ультрафиолетового излучения они образуют канцерогены. Эксперименты показали, что при переводе двигателей с бензина на сжиженный газ наблюдается снижение (до 70 %) выбросов окислов азота. При работе двигателей на бензине были получены следующие показатели по загрязнению атмосферы: соединения свинца и окислы серы присутствуют, окиси углерода и несгоревших углеводородов - стандартное содержание; при работе на сжиженном газе - соединения свинца отсутствуют, окислы серы практически отсутствуют, содержание окиси углерода и несгоревших углеводородов снижено соответственно на 80 и 70 %.

Перевод двигателей с бензина на сжиженный газ относительно прост и дешев, хотя и зависит от размеров двигателя и типа выбранного оборудования. Стоимость перевода, включая стоимость специального оборудования и топливного баллона, обычно не превышает 150 - 500 $.

---

1.3.Дизельное топливо

Основным конкурентом бензина является дизельное топливо. Это горючее обязано своим названием немецкому инженеру Рудольфу Дизелю, который ещё в юношескую пору мечтал о двигателе, который оставит по своим характеристикам паровой далеко позади. Первый работоспособный двигатель Дизеля работал на керосине. В течение своей жизни Рудольф Дизель не сумел создать автомобиль, сердцем которого бы стал его двигатель. Он только разработал гениальную идею. Она воплотилась в реальность только через десять лет после его загадочного исчезновения в конце сентября 1913 года.

1.4.Спирт

Автомобили с двигателями на спирту, так называемые "алкомобили", вполне успешно эксплуатируются в Бразилии, где традиционно наблюдается избыток сахарного тростника и недостаток нефти. Однако бразильские агрегаты недостаточно эффективны, маломощны и очень несовременны.

Зато в руках фордовских инженеров этанол показал свои лучшие качества, в первую очередь - колоссальное сокращение выбросов СО₂. Немудрено, что именно Швеция была избрана для того, чтобы представить новые автомобили FordFocusFlexi-Fuel и Focus C-MAX Flexi-Fuel, оснащенные 1.8-литровыми спиртовыми двигателями. Главное достоинство новинок - снижение на 70% выбросов в атмосферу диоксида углерода, который, как предполагают, является причиной "парникового эффекта".

Распространением "алкомобилей" активно занимается шведский Консорциум потребителей многотопливных автомобилей: в частности, благодаря их усилиям Ford продал уже более 15.000 FocusFlexi-Fuel первого поколения. Изюминкой FordFocus и C-MAX Flexi-Fuel является их способность передвигаться как на спирту, так и на бензине и даже на их смеси в любой пропорции. Поэтому, если владелец не доехал до "зеленой" заправки, он может спокойно заправиться на первой попавшейся.

Причем, для создания "алкомобиля" фордовцам не пришлось серьезно переделывать конструкцию: поршневая группа была выполнена из более твердых сплавов, контроллер зажигания получил новую программу, а система зажигания обзавелась предпусковым подогревом, схожим с тем, который применяется на дизельных моторах. Последняя мера связана с низкой испаряемостью спирта при температурах ниже минус 15 по Цельсию.

Так что у "алкомобилей" большое будущее в экологически ориентированной Швеции. Правда, может возникнуть проблема у полисменов: поди докажи, что нарушитель выпил рюмку-другую, а не надышался газами в пробке.

1.5.Водород

---

В отличие от классических двигателей внутреннего сгорания альтернативные энергетические установки выделяют энергию, полученную не в результате процесса горения, а в результате химической реакции окисления водорода кислородом. Подаваемый на анод водород ионизируется на платиновом электрохимическом катализаторе, и образовавшиеся протоны проходят через электролит на катод, где они реагируют с кислородом с образованием воды. Образовавшиеся при ионизации электроны создают электрический ток и используются для полезной нагрузки. Помимо собственно водорода топливом может служить целый ряд первичных энергоносителей, из которых получают Н₂: метанол, этанол, природный газ, биогазы и биомасса, уголь, аммиак и др. Что касается автомобильной промышленности, то использование двигателей, работающих на водороде, позволит централизованно собирать отходы СО₂ на производящих водород заводах, а не выбрасывать их прямо под нос пешеходам из выхлопной трубы каждого автомобиля. Таким образом, даже сейчас, на переходном этапе, внедрение энергоустановок нового образца в автотранспорте и энергетике способно снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.

Теоретически переход на водородное топливо выглядит достаточно простым. На автомобиль нужно "всего лишь" установить электродвигатель, который "питался" бы энергией химической реакции водорода и кислорода. Благодаря этому, во-первых, автомашины перестали бы отравлять атмосферу вредными газами, поскольку в их "выхлопе" была бы лишь безвредная дистиллированная вода. Во-вторых, водородный двигатель гораздо эффективнее бензинового: средний коэффициент полезного действия нынешней вазовской водородной энергоустановки составляет 60-65 процентов, что более чем в два раза выше, чем у двигателя внутреннего сгорания. В-третьих, в отличие от нефти водород является неисчерпаемым топливом. Все это звучит очень привлекательно, но, как оказалось, чтобы создать приемлемый по стоимости, безопасности и размерам водородный движок, нужно решить большой комплекс сложнейших технических задач.

На "АВТОВАЗе" работают над созданием водородных двигателей без какой-либо государственной поддержки. Испытания первого из них, "Антэл-1", в 1999 году проводились на удлиненной "Ниве". Следующий вариант, "Антэл-2", уже смог разместиться на универсале "Лада-111", показ которой на международных автосалонах вызвал неподдельный интерес у специалистов.

---