5.12. альтернативные источники энергии

5.12. альтернативные источники энергии

Г, Форд еще в 1925 г. произнес особенно мегузльную сегодня фразу о том, что топливо содержится в каждой частице растения, способного к ферментации. Ряд ранних автомобилей Форда и других автопроизводителей потреблял биотопливо, например смесь этанола и бензина в двигателях с искровым зажиганием или смесь арахисового и конопляного масел в компрессионных двигателях Р. Дизеля. Спустя 80 лет времена биотоплива, похоже, возвращаются.

Биотопливо получают из сахарного тростника, бобов сои, а также других возобновляемых видов сырья. Наиболее широко используются этанол и биодизельное топливо. На этанол приходится 90\% всего мирового производства биотоплива. Примерно 'Д мирового производства этанола применяется дли приготовления алкогольных напитков или в промышленных целях — для изготовления растворителей, де-' зинфицирующих средств и тд. Все остальное служит транспортным топливом. Биодизельное топливо получается из масел растений и используется главным образом на транспорте ив небольших объемах — для отопления.

Начиная с 2000 г. мировое производство этилового спирта более чем удвоилось, а биодизельного топлива — утроилось (добыча нефти с 2000 г. увеличилась лишь на 7\%). К 2004 г. на два указанных вида биотоплива приходилось 2\% мирового производства топлива для транспортных средств. С1980 г. лидером в области биотоплива выступает Бразилия. Она производит 37\% этанола в мире, что в 2004 г. по-. зволило обеспечить 40\% общего объема потребления топлива недизельными двигателями в стране. .

Перспективы следующих поколений биотоплива представляются еще более многообещающими. Целлюлозный этанол и конструкци

Этанол получают в процессе ферментации сахара, содержащегося в растениях, в частности в сахарном тростнике. Если речь идет о зерновых и других крахмалосодержащих видах сырья, крахмал перед ферментацией первоначально должен быть переработан в сахар. Этанол смешивают с бензином в небольших концентрациях и используют в традиционных бензиновых двигателях. Другой вариант — применение в модифицированных двигателях при более высоких—на 10—20\% — концентрациях.

" В качестве альтернативы нефти этанол относительно широко использовался в Периоды войн. Например, в США пик егопройзвод-ства был досТигнут в 1944 г. — 2,3 млрд л. После Окончания Второй мировой войны с началом поставок дешевой нефти производство этилового спирта в стране сократилось.

В Бразилии в 1975 г. после первого нефтяного кризиса начала 1970-х гг. была принята «проалкогольная» программа (Proalcohol) расширения сети спиртовых заводов. В середине 1980-х гт. на долю автомобилей, использовавших этанол, нриходилрсь 96\% общего объема их продаж. В 1990-е гг., после падения Цен на нефть, и автомобильная промьццленность, и перегонные производства осуществили перестройку. Автомобили могли ездить на смешанном топливе, а заводы выпускали либо сахар, либо спирт. Сегодня 100\%-ный спирт стоит в Бразилии на 40\% дешевле смеси спирта и бензина. В чистом виде бензин не продается. Так, в октябре 2005 г. жители Сан-Паулу могли купить 1 л спирта по 55 центов или 1 л смеси (25\% этанола и 75\% бензина) по 1,1 дол. Благодаря снижению импортанефти с начала 1970-х гг. Бразилия сэкономила 50 млрд дол., что В 10 раз больше суммы субсидий, стимулирующих потребление биотоплива. Кроме того, в сельской местности было создано более 1 млн рабочих мест:

На США приходится 33\% производства этанола в мире и 2\% рынка биодизельного топлива. В стране на этаноловой смеси ездит 4 млн автомобилей. Этанол в США конкурентоспособен при цене на нефть выше 55 дол. за баррель.

Современное биодизедьное топливо представляет собой смесь растительного масла со спиртом в пропорции 80 : 20 в присутствии-Катализатора. Данное топливо, производится главным образом в Европе — 95\%. При этом используется рапсовое и подсолнечное масла. Основной производитель — Германия, которая обеспечивает половину объемов выпуска, а остальное приходится на Францию и Италию^ В Бразилии и США для получения биодизельного топлива используется соя. Его Производство в США резко возросло—с 1,9 млн л в 1999 г. до 95 млн л в, 2004 f. Этанол применяется Также в качестве топлива для-небольших самолетов, биодизельное топливо ■— на морском транспорте.

. В настоящее время объемы международной торговли биотопливом невелики, что обусловлено высокими таможенными тарифами, установленными для защиты собственного производства. В международной торговле участвует примерно 10\% производства биотоплива.-При этом на долю Бразилии приходится половина данного объема. Нефтяное топливо перемещается по миру свободно и в огромных мае* штабах — примерно 2,79 трлн л в год. При этом таможенные тарифы практически отсутствуют. Объем международной торговли биотопливом существенно меньше — 5 млрд л.

В настоящее время уровень налогообложения в нефтяной промышленности США составляет 11\% по сравнению с 19\% в других отраслях. Кроме того, ежегодные правительственные субсидии на бензин для легковых'автомобилей повышают і 10 млрд дол.

В течение ближайших 15 лет крупнейшие производители — Бразилия, США, страны — члены ЕС и Китай — намерены Удвоить произ; водство биотоплива. К 2030 г. биодизельное топливо и этанол смогут заместить в США 25«-50\% топлива на основе нефти: Теоретически к 2050 г. человечество способно обеспечить необходимое количество биомассы для удовлетворения потребностей в транспортном топливе в глобальном масштабе.

ственной крупной корпорацией, финансирующей нанотехнологи-ческие проекты; Сегодня практически все фирмы, перечисленные в Fortune 500, инвестируют вианотехнологические НИОКР, По оценке» к 2015 г. рынок нанотехнологий по объему превысит 1 трлн дол. К 2014 г. производство продукции, в которой воплощены достижения нанотехнологий, достигнет 2,6 трлн дол., т.е. 15\% выпуска продукции обрабатывающей промышленности. Это в 10 раз сюльше объемов производства биотехнологической продукции и равно суммариой.продук-ции информационной и телекоммуникационной отраслей промышленности, в стоимостном выражении. ,

Нанотехнологий рассматриваются в качестве базиса для создав ния новых технологий, что позволит Полностью преобразовать методы работы во всех Основных секторах промышленности. Вместе с тем нанотехнологий имеют и негативные последствия в вше .загрязнения среды цаночастицами, возможного нарушения сложившихся моделей торговли, гокращения занятости. '

Нанотехнология — это совокупность методов манипуляции веществом на наноуровне. Нанометр (им) — от греческого nanos (карлик) — равен одной миллиардной метра. Расположенные в, ряд 10 атог мов водорода составляют 1 нм. Молекула ДНК равна 2,5 нм, клетка крови в диаметре — 5 тыс. нм, толщина человеческого волоса — примерно 80 тыс. нм. Для человеческого глаза все предметына наноуров-не невидимы. Их можно увидеть только с помощью супёрмошных мик-роскоцов.

Сырьем для, нанотехнологий являются элементы периодической

таблицы. Свойства вещества на наноуровне, где действуют законы

квантовой физики, резко меняются. Так, углерод в виде графита —

мягкий и тягучий, а на наноуровне он становится тверже стали и в 6 раз

легче. Оксид цинка обычно белый и светонепроницаемый, а на наноуровне — прозрачный. На наноуровне алюминий может воспламеняться и служить топливом для ракетных двигателей, а медь можно растянуть в 50 раз. .

В настоящее время наночастицы используются во многих областях — Начиная от производства стойких красителей и непачкающей-ся одежды до поглощающих запахи носков и самоочищающихся окон, а также специальных покрытий стен, защищающих от граффити. И это только начало. Вместе с тем потенциальные опасности применения нанотехнологий изучаются пока Недостаточно, Так* в упомянутой программе США на исследование экологических и прочих рисков, связанных с нанотехнологиями, выделено только 38,5 млн дол., или 4\% ее бюджета.