Использование биологических и биодизельных топлив в двигателях внутреннего сгорания

1 Биологическое топливо как альтернативный вид горючего
1.1 Описание и характеристика биологического топлива
Биотопливо получают из из растительного или животного сырья, а также из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов.
По причине законодательных ограничений, вводимых с целью сохранения природных ресурсов, в частности, нефтевых и угольных ископаемых, плотно вошедших в промышленность человечества в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания, возникла необходимость поиска иных источников сырья для производства топлива, не уступающего первоначальным. Таковым и оказалось биологическое топливо.
Различается биотопливо в жидком состоянии, применяющимся для двигателей внутреннего сгорания, твёрдом (дрова, топливные гранулы, щепа, солома) и газообразном (газ, водород).
1.2 Характеристика биодизельного топлива
Выбор для дизеля альтернативного биотоплива, имеющего перспективу, должен проводиться в соответствии с конструктивными особенностями двигателя и в ходе первичных его испытаний. В процессе таких исследований были использованы такие экологичные источники энергии как метанол, этанол и метиловый эфир рапсового масла (МЭРМ). Метанол, этанол и МЭРМ потенциально приводят к некоторым решениям экологических проблем, так как для их производства существуют достаточно обильные ресурсы и эти источники энергии характеризуются относительно низкими выбросами вредных веществ при горении. Рассмотрены пути производства биоэтанола из различных сырьевых материалов и процесс метанолиза рапсового масла

. Известно, что сельскохозяйственные предприятия, потребляющие в качестве топлива главным образом нефтепродукты, в настоящее время вполне способны производить хотя бы для своих тракторов экологически чистое возобновляемое биотопливо. Проведены экспериментальные исследования тракторных дизелей на биотопливах следующих составов: спирто-топливная эмульсия (СТЭ, спирт (метанол, этанол) – 25%, моюще-диспергирующая присадка сукцинимид С-5А – 0,5%, вода – 7,0%, дизельное топливо – 67,5%); метанол (88,0%) и МЭРМ (12,0%). На основании проведенных исследований показателей тепловыделения тракторных дизелей, работающих на биотопливе, установлены зависимости влияния их режимов работы на характеристики тепловыделения.
Биодизель, как показали опыты, при попадании в воду не причиняет вреда растениям и животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99 % биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озёр. При сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьём для производства масла, за весь период его жизни. Биодизель в сравнении с обычным дизельным топливом почти не содержит серы. Это хорошо с точки зрения экологии. Точка воспламенения для биодизеля превышает 100 °С, что позволяет назвать биотопливо относительно безопасным веществом.
2 Применение биологического топлива
В 2014 году этанол составлял 74 % рынка транспортного биотоплива, биодизель — 23 % (преимущественно в форме метиловых эфиров жирных кислот), гидрированное растительное масло (HVO) — 3 %