Экологический автомобиль

Министерство образования  Республики Беларусь

Белорусская государственная  академия искусств

Факультет дизайна и декоративно-прикладного  искусства

Кафедра объемного дизайна

 

 

Курсовая работа

Экологический автомобиль

     

 

 

      Выполнил:

            студент 2 курса,

        Тумащик Алексей

   _________________

(подпись студента)

Руководитель:

Фоменко А.А.

_________________

(подпись руководителя)

 

Минск

2012

Оглавление

Введение…….…………………….……………………3.

Классификация ………………………………………..4.

Глава 1.Экологическое топливо………………………5.

1.1.Биодизел………………………………………….5.

1.2.Водородное топливо…………...……………………8.

1.3.Снижение расхода топлива……………………...…..16.

1.4.Электромобили ………………………..…………20.

Глава2.Экологические материалы…………………..25.

Заключение…………………………………………...27.

Список использованной литературы………………28.

 

 

 

 

 

 

2

Введение

Экологические автомобили

Для человечества сейчас одной  из главных проблем, которые обсуждают  различные слои общества, является окружающая среда и загрязнение  окружающей среды. Ученые уже давно  бьют тревогу о том, что за короткий период времени человечество привело  Землю на порог экологической  катастрофы. Сейчас ученые не прекращают проводить исследования о загрязнении  Земли, они констатируют, что уже  будущее поколение столкнется с  последствиями индустриализации в 20 веке.

Чтобы уменьшить загрязнение  планеты некоторые ассоциации и  организации организовали некоторые  кампании. Цель, которых состоит в том, что бы уменьшить уровни загрязнения и добиться улучшения окружающей среды на планете Земля.

Одним из самых больших  загрязнителей воздуха, является дым, который создают выхлопные трубы  автомобилей. Если задуматься о числе газов испускаемых выхлопными трубами, количестве автомобилей в мире и их многокилометровых пробегах, то, как несложно догадаться мы придем к неутешительным выводам, о том, что уровень загрязнения Земли очень велик.

Чтобы как то изменить эту  ситуацию, некоторые ученые и авто концерны пришли к решению создания экологических автомобилей.

Экологические автомобили - разработаны для того что бы свести к минимуму загрязнение окружающей среды. Некоторые экологические  автомобили работают даже не на газе, что  ведет к минимизации выброса  углеродистого газа в атмосферу.

Экологические автомобили делятся на типы, например, одни работают от солнечной энергии, другие автомобили работают на водороде, другие на электричестве, а некоторые на биотопливе.

 

 

3

Классификация

4

1.Экологическое топливо

1.1.Биодизель

Биотопливо все больше завоевывает мировой энергетический рынок. С каждым днем его доля в общем потреблении топлива увеличивается. Но для многих белорусов оно до сих пор остается чем-то неизведанным.

Производство биотоплива в Республике Беларусь началось в 2007 году. Основные производители в Беларуси: ОАО «Нафтан» (нефтяное дизельное топливо) и ОАО «Гродно Азот» (биодобавка - метиловые эфиры жирных кислот рапсового масла).

В состав биотоплива входит – 95% дизельного топлива и 5% биодобавки. Данное соотношение является всемирно признанным и соответствует европейским стандартам и требованиям эксплуатации автомобиля**.

К использованию биотоплива не стоит подходить с опаской. Ведь по сравнению с обычным дизельным топливом оно имеет ряд преимуществ:

• Снижает дымность при работе двигателя; 
• Обладает более высокой смазывающей способностью; 
• Помогает снизить загрязнение окружающей среды; 
• Его цена значительно ниже.

К тому же, при использовании  биотоплива не наблюдается уменьшение тяги автомобиля и расход топлива остается на прежнем уровне. А зачем платить больше, если результат одинаков? Тем более, что, используя более экологичное топливо сегодня, вы делаете свой вклад в здоровье вашей семьи и будущих поколений.

Растительное происхождение. Подчеркнем, что биодизель не обладает бензоловым запахом и изготавливается из масел, сырьем для которых служат растения, улучшающие структурный и химический состав почв в системах севооборота.

Биологическая безвредность. По сравнению с минеральным маслом, 1 литр которого способен загрязнить 1 млн литров питьевой воды и привести к гибели водной флоры и фауны, биодизель, как показывают опыты, при попадании в воду не причиняет вреда ни растениям, ни животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за месяц перерабатывают 99% биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер при переводе

5

водного транспорта на альтернативное топливо.

Меньше выбросов СО2. При сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни. Тем не менее, следует заметить, что назвать биодизель экологически чистым топливом было бы неверно. Он дает меньшее количество выбросов углекислого газа в атмосферу, чем обычное дизтопливо, но вск таки это не нулевой выброс.

Относительно «чистое» топливо. В мировой практике лимитируется ряд компонентов выхлопных газов, среди них: монооксид углерода СО, несгоревшие углеводороды, окислы азота NOX и сажа. Очевидны преимущества биодизеля по показателям продуктов сгорания: монооксида углерода, углеводородов, остаточных частиц и сажи.

Малое содержание серы. Не секрет, что выбросы вредных веществ можно минимизировать при помощи катализатора, превращающего углеводороды и окись углерода в воду и углекислый газ. Но следует отметить, что катализаторы чувствительны к присутствию серы, «отравляющей»

катализатор на длительное время и приводящей к увеличению выброса остаточных частиц. Поэтому здесь особенную роль играет тот фактор, что биодизель в сравнении с минеральным аналогом почти не содержит серы (< 0,001 % против минерального дизтоплива < 0,2 %).

Хорошие смазочные характеристики. Известно, что минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности. Биодизель же, несмотря на «обделенность» серой, характеризуется хорошими смазочными свойствами. Это обуславливается его химическим составом и содержанием в нем кислорода.

Увеличение срока службы двигателя. При работе двигателя на биодизеле одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате которой, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%.

Высокая температура воспламенения. Еще один технический показатель, интересный для организаций, хранящих и транспортирующих ГСМ: точка воспламенения. Для биодизеля ее значение превышает 100°С, что позволяет назвать биогорючее относительно безопасным веществом. Тем не менее, это не означает, что к нему можно относится с халатностью.

Биодизель на основе рапсового масла по характеристикам практически ни

6

чем не отличается от дизеля, произведенного из нефти, и в некоторых аспектах даже превосходит его. Например, биотопливо из рапса сгорает почти без токсичных отходов, меньше коптит и обладает хорошими смазывающими свойствами. Именно поэтому в ближайшие годы Европа намерена увеличить долю биотопливного рынка до 10%. Однако группа из 150 исследователей пришла к выводу, что экологически чистое (в работе) топливо на самом деле косвенно оказывает негативное влияние на окружающую среду.

Ученые считают, что с экологической  точки зрения биодизель – далеко не идеальное топливо, хотя и является альтернативой бензину. Активное использование биомассы для производства энергии заставляет использовать новые плодородные земли, а также ведет к еще большему нарушению естественного биохимического цикла. Биотопливные плантации очень часто приводят к вырубке дождевых лесов, что конечно негативно скажется на биологическом разнообразии в будущем. Уже сейчас значительная часть запускаемых в Европе и США агропроектов ориентирована именно на производство биотоплива. В мире, где до сих пор не решена проблема голода, это может привести к серьезным последствиям.

Независимые исследователи в письме к исполнительной комиссии Евросоюза  также отметили, что вредные выбросы  от увеличивающегося с каждым годом  производства биотоплива могут оказаться существенно выше, чем предполагалось ранее. И тем не менее, к 2020 году доля биодизеля в странах ЕС может вырасти вдвое. Причем это не абстрактный прогноз, а скорее план, который с некоторого времени подкреплен законодательно. Ранее факторами играющими важную роль в развитии биотопливного рынка были налоговые льготы и всевозможные субсидии, теперь же стимулирование идет при помощи обязательных нормативов.

Как повлияет исследование ученых на нынешнюю ситуацию, пока неизвестно. На пресс-конференции в Бельгии генеральный  секретарь ЕС по биотопливным технологиям Рафаэлло Гарофало прямо заявил, что данное исследование является неподтвержденным, и что оно может способствовать закрытию заводов по производству одного из самых перспективных видов возобновляемого топлива. Несколько авторитетных ученых, в том числе из США и Европы, также поставили под сомнения концепцию «косвенных изменений в землепользовании» при массовом производстве биологического топлива.

Если Еврокомиссия все же прислушается к рекомендациям ученых, то рынок  биодизеля в Европе, который на сегодняшний момент составляет около 17 млрд. долларов, может рухнуть в одночасье.

7

1.2.Водородное топливо

«Чтобы накопить ископаемое горючее, нужны миллионы лет,а для получения водорода из воды нужны дни, недели, а иногда – часы и минуты. »

Полтора века назад самый  прозорливый фантаст всех времен и народов Жюль Верн устами героя  романа «Таинственный остров» изрек: «Вода – уголь грядущих веков». Гениальное предсказание было сделано  в эпоху угля и пара, человечество только- только подступало к эре нефти и газа и, разумеется, ни о каких энергетических кризисах еще и не помышляло. Сегодня путь, указанный великим фантастом, нащупывает новая область науки и техники, возникшая на стыке физики, химии, энергетики и известная как водородная энергетика.

Чем интересен водород

Водород – самый распространенный элемент Вселенной: в виде раскаленной  плазмы он составляет 70 % массы звезд. Водород также один из наиболее распространенных элементов и на Земле. В этом смысле наша планета обладает неограниченным количеством сырья.

После опытов Генри Кавендиша и  Антуана Лавуазье, открывших газ, называемый ныне водородом, исследователям удалось обнаружить его изотопы: протий, дейтерий и тритий. По подсчетам академика И. Курчатова, 1 литр обычной воды по энергии содержащегося в нем дейтерия (тяжелого водорода) эквивалентен примерно 400 л нефти, поэтому, несмотря на относительно малое содержание дейтерия в обычной воде, его как топлива хватит на сотни миллионов лет, ибо общее его количество на Земле очень велико.

Кстати, известно это было уже в 1932 году… 

Особенности водорода как моторного топлива

1. Водород, получаемый из воды  – один из наиболее эффективных  носителей энергии. Теплота сгорания 1 кг H2 составляет (по нижнему пределу) 120 МДж/кг, в то время как теплота  сгорания бензина или лучшего  авиационного топлива – 46-50 МДж/кг, то есть в 2,5 раза меньше.

2. Водород обладает намного более  широким, по сравнению с бензином, диапазоном пропорций смешивания  его с воздухом, при которых  еще возможен поджиг смеси.

8

И сгорает водород полнее, даже вблизи стенок цилиндра, где в бензиновых двигателях обычно остается несгоревшая  рабочая смесь.

3. Несмотря на то, что физические  свойства водорода существенно  отличаются от таковых у бензина  и над системами питания конструкторам  пришлось поломать голову, результат  того стоил. Мало того, что водородные  моторы сочетают высокую отдачу  с практически нулевым выхлопом, так они еще и куда лучше  готовы к массовому производству, нежели моторы, приспособленные  к работе на других видах  альтернативных топлив.

Способы получения водорода

В распоряжении современных технологов имеются сотни методов получения  водородного топлива. Выбор того или иного способа диктуется  экономическими соображениями, наличием соответствующих сырьевых и энергетических ресурсов.

Водород получают электролизом воды (Норвегия), газификацией твердого топлива (Китай), из жидких углеводородов (Ближний  Восток). Однако больше всего водорода в настоящее время получают из углеводородных газов конверсией метана и его гомологов (США, Россия). Последними тремя способами добывается более 90 % молекулярного водорода.