Použití alternativních paliv na lodích. Environmentální aspekty používání alternativních paliv na námořních a říčních plavidlech. Lidská svalová síla
© Tishinskaya Yu.V., 2014
Relevantnost tohoto tématu je dána skutečností, že loď ke svému provozu vyžaduje velké množství paliva, což má škodlivý vliv na životní prostředí, protože nákladní lodě ročně uvolní do atmosféry miliony metrů krychlových oxidu uhličitého, což způsobí obrovské poškození atmosféry a urychlí tání ledovců na pólech. Také kvůli nestabilním cenám ropných produktů a omezeným zásobám těchto nerostů inženýři neustále hledají alternativní paliva a zdroje energie.
Světová lodní doprava je hlavním zdrojem znečištění životního prostředí, as světový obchod vyžaduje velké množství spotřeba oleje a jiných hořlavých materiálů pro námořních plavidel, ale s tím, jak je věnována větší pozornost snižování emisí CO2, je jasné, že nadešel čas provést změny v pohonných jednotkách nebo najít úplnou náhradu.
V současné době jen v rámci jedné země může spotřeba motorových paliv vyrobených z ropy dosáhnout stovek milionů tun. Silniční a námořní doprava přitom patří mezi hlavní spotřebitele ropných produktů a zůstanou hlavními spotřebiteli motorových paliv pro období do roku 2040–2050.
Rovněž významným impulsem pro rozvoj této problematiky je skutečnost, že v souladu s požadavky Mezinárodní úmluvy o zabránění znečišťování z lodí dochází k systematickému zpřísňování požadavků na obsah oxidů síry, dusíku, popř. uhlík, stejně jako částice v emisích z námořních lodí. Tyto látky způsobují obrovské škody na životním prostředí a jsou cizí jakékoli části biosféry.
Nejpřísnější požadavky jsou předloženy pro oblasti kontroly emisí (ECA). A to:
· Baltské a Severní moře
· pobřežní vody USA a Kanady
· Karibské moře
· Středozemní moře
· pobřeží Japonska
· Malacký průliv atd.
Tím pádem změny norem pro emise oxidů síry z námořních plavidel v roce 2012 jsou 0 % a 3,5 % ve zvláštních oblastech a celosvětově. A do roku 2020 budou normy pro emise oxidů síry z námořních plavidel v těchto oblastech podobně 0 % a celosvětově již klesnou na 0,5 %. Z toho vyplývá potřeba řešit problém snižování chemických emisí škodlivých látek do atmosféry z lodních elektráren a hledat nové, „šetrnější“ druhy paliva či energie pro použití na lodích.
K vyřešení těchto problémů se navrhuje zavést inovace ve dvou různých směrech:
1) Používání nových, ekologicky šetrnějších a hospodárnějších druhů paliv při provozu lodí;
2) Odmítnutí našeho obvyklého paliva ve prospěch využití energie slunce, vody a větru.
Zvažme první způsob. Hlavní typy alternativních paliv jsou následující:
Bionafta je organické palivo vyrobené z olejnatých plodin.
Cena značkové bionafty je přibližně dvakrát vyšší než cena běžné bionafty nafta. Studie provedené v letech 2001/2002 v USA ukázaly, že když palivo obsahuje 20 % bionafty, zvyšuje se obsah škodlivých látek ve výfukových plynech o 11 % a pouze použití čisté bionafty snižuje emise o 50 %;
Alkoholy jsou organické sloučeniny obsahující jednu nebo více hydroxylových skupin přímo vázaných na atom uhlíku. Alkoholy jsou zakázány jako paliva s nízkým bodem vzplanutí;
Vodík je jediným typem paliva, jehož produktem spalování není oxid uhličitý;
Používá se ve spalovacích motorech v čisté formě nebo jako přísada do kapalných paliv. Nebezpečí jeho uložení na lodi a drahé vybavení vyrobený pro podobné použití tenhle typ absolutně žádné palivo neslibné pro lodě;
Emulze voda-palivo se vyrábí na lodi ve speciální instalaci - tím se šetří palivo, snižují emise oxidů dusíku (až o 30 % v závislosti na obsahu vody v emulzi), ale nemá to významný vliv na emise oxidů síry;
Zkapalněné a stlačené hořlavé plyny umožňují zcela eliminovat emise síry a pevných částic do ovzduší, radikálně snížit emise oxidů dusíku o 80 % a výrazně snížit emise oxidu uhličitého o 30 %.
Tím pádem lze tvrdit, že jediným novým typem paliva, jehož používání výrazně ovlivňuje ekologické vlastnosti lodních motorů, je zemní plyn.
Pojďme se zamyslet nad druhým způsobem. Vítr a slunce jsou nejběžnějšími zdroji energie na Zemi. Mnoho organizací nabízí všechny druhy projektů k jejich realizaci každodenní život.
V mezinárodní praxi již existuje několik realizovaných i dosud nerealizovaných projektů lodí využívajících ke své plavbě větrnou a solární energii.
Ve snaze snížit spotřebu paliva při vysokých rychlostech obchodní lodě flotila ve světových oceánech vyvinula skupina z Tokijské univerzity projekt „Wild Challenger“.
Použitím obřích natahovacích plachet o výšce 50 metrů a šířce 20 metrů lze snížit roční spotřebu paliva téměř o 30 procent. Pro maximální tah jsou plachty individuálně ovládány a každá plachta je teleskopická s pěti úrovněmi, což umožňuje jejich uložení, když se počasí změní. Plachty jsou duté a zakřivené, vyrobené z hliníku nebo zesíleného plastu, díky čemuž jsou spíše křídlové. Počítačové simulace, stejně jako testy v aerodynamickém tunelu, ukázaly, že koncept může fungovat i při bočním větru. Projekt „Wind Challenger“ se tak může skutečně stát vývojem palivově úsporných lodí budoucí generace.
Společnost „Eco Marine Power“ vyvinula projekt „ Vodnář“, což znamená „Vodnář“. Zvláštností tohoto projektu je použití solárních panelů jako plachty.
Dokonce dostali takové plachty správné jméno"tvrdá plachta" Stanou se součástí velký projekt, který umožní námořním plavidlům snadno využívat alternativní zdroje energie na moři, v rejdě a v přístavu. Každý panel plachty automaticky změní polohu pomocí ovládání počítače která se vyvíjí japonská společnost « Společnost KEI System Pty Ltd" Panely lze sejmout i za nepříznivých povětrnostních podmínek.
Nejnovější úspěch v oboru solární technologie znamená, že je nyní možné použít kombinaci solárních panelů a plachet, což je skutečnost, která staví tento projekt do popředí vývoje moderního lodního stavitelství.
Systém " Vodnář» je navržen tak, že nevyžaduje velkou pozornost posádky lodi a jeho instalace je poměrně snadná. Materiály, ze kterých je vyrobena pevná plachta a další součásti systému, jsou recyklovány.
Systém " Vodnář» se stane atraktivní pro investice lodních společností a provozovatelů lodí díky rychlá splatnost projekt
Můžeme dojít k závěru, že oba tyto způsoby jsou určeny k řešení stejných problémů. Realizace těchto projektů má významný dopad na globální lodní dopravu, přispívá k výraznému snížení znečištění životního prostředí a snižuje náklady na palivo a údržbu. Co si vybrat, to je každého věc. Jednodušším způsobem implementace je použití ekonomického paliva, protože tato technologie nevyžaduje úplnou výměnu flotily, ale lze ji použít na stávajících lodích, ale stále zachovává určitou úroveň nákladů na palivo a emise škodlivých látek do atmosféry . Volba stavby lodí, které při svém provozu využívají alternativní zdroje energie, na jedné straně vyžaduje kompletní obměnu flotily, na druhé straně však eliminuje náklady na palivo a výrazně snižuje různé druhy znečištění životního prostředí.
Literatura
1. Sokirkin V.A. Mezinárodní námořní právo: učebnice / Sokirkin V.A.,
Shitarev V.S. – M: Mezinárodní vztahy, 2009. – 384 s.
2. Shurpyak V.K. aplikace alternativní typy energie a alternativní
paliva na námořních plavidlech [Elektronický zdroj]. - Režim přístupu k dokumentu:
http://www.korabel.ru/filemanager
3. Lodě budoucnosti [ elektronický zdroj]. - Režim přístupu k dokumentům:
http://korabley.net/news/korabli_budushhego/2010-04-05-526
4. Ekonomické lodě jsou možné [elektronický zdroj]. – Režim přístupu
dokument: http://korabley.net/news/ehkonomichnye_suda_vozmozhny/2014-01-06-
5.Alternativní systém Aquarius by mohl změnit dopravu
[elektronický zdroj]. – Režim přístupu k dokumentu: http://shipwiki.ru/sovremennye_korabli/na_ostrie_progressa/alternativnaya_sistema_emp_aquarius.html
100 let po úplném opuštění plachetnic se stavitelé lodí znovu obracejí na větrnou energii ve snaze snížit náklady na palivo.
Zde je několik projektů dopravních lodí, které využívají alternativní zdroje k doručování nákladu.
Eco Marine Power – solární panely fungují jako plachty
Japonská společnost Eco Marine Power (EMP) se rozhodla vytvořit plachetní i high-tech plavidlo zároveň a nahradila tradiční plachty .
EMP je inovativní společnost, která uplatňuje nové technologie při navrhování a konstrukci námořních plavidel. Inženýři a výzkumní pracovníci společnosti si stanovili za cíl vyvinout motory šetrnější k životnímu prostředí pro námořní a říční dopravu, aby se snížily jak tradiční zdroje energie, tak škody způsobené jejich používáním na životním prostředí.
Místo tradičních plachet používali ty řiditelné solární panely. Za prvé, jejich velká plocha a přítomnost řízeného otočného mechanismu umožní panely používat jako běžné plachty. A za druhé, elektrická energie nashromážděná během plavby bude využita k pohonu motorů při manévrování lodi v přístavu.
Otočný systém každého solárního panelu umožňuje jeho dokonalé umístění ve větru nebo jeho úplné odstranění za špatného počasí. Při vodorovném sklopení budou mít solární panely stále aktivní povrch obrácený ke slunečnímu záření a navíc budou dobíjet palubní baterie.
Zástupci EMP tvrdí, že tuhost a spolehlivost konstrukce jejich high-tech plachet odolá i velmi silným bouřím na moři, a proto loď zůstane na hladině a bude se pohybovat po schváleném kurzu i tehdy, když to běžné plachetnice nezvládnou. Nové plachty navíc vyžadují minimální údržbu.
Inženýři EMP spočítali, že vybavení konvenční lodi takto unikátními plachtami sníží spotřebu paliva o 20 % a pokud bude loď vybavena i přídavnými elektromotory, pak se spotřeba sníží téměř na polovinu – asi o 40 %.
PROJEKT NÁDOBY NA PALIVO
Moskva 2011 .
Účinkující:
hlavní designér (nar. 1984)
konstruktér (nar. 1984)
Konstrukční technik (nar. 1989)
Vedoucí tématu:
Ředitel vědeckého a výrobního centra "Rechport", doc. A. K, Tatarenkov
Esej
Zpráva obsahuje 13 stran textu, 1 tabulku, 5 obrázků, 1 zdroj
NÁVRH, KONSTRUKCE, DOBAVENÍ ENERGETICKÉ INSTALACE PROJEKTU P51 MOTOROVÁ LOĎ, STLAČENÝ A ZKAPALNĚNÝ ZEMNÍ PLYN (METAN).
Předmět vývoje: plavidla vnitrozemské plavby s alternativními palivy, tj. možnost použití dvou variant plynového paliva na lodích: stlačený zemní plyn nebo zkapalněný zemní plyn.
Cíl práce: Perspektivní využití plynového paliva pro říční plavidla nové generace.
Získaný výsledek: vyhlídka na využití mořské elektrárny (SPP) na plynné palivo na říčních plavidlech je dána zejména zásadním rozhodnutím o uspořádání plynové zařízení na plavidlech třídy „P“ projektu P51.
Vysoká cena motorové nafty nutí rejdaře řešit problém hledání alternativních druhů paliva a přestavby některých skupin lodí na ně.
Vzhledem k trendu, že se Moskva stává městem šetrným k životnímu prostředí, nejsou v moskevském dopravním uzlu žádné velké vzdušné masy, které by rozptýlily škodlivé emise. V tomto ohledu je pro zvýšení konkurenceschopnosti vodní dopravy oproti jiným druhům dopravy nutné stanovit přednost spojené se snížením toxicity výfukových plynů.
Jednou z těchto oblastí je přeměna lodních elektráren na provoz z motorové nafty na plyn. Zároveň je nutné vyzdvihnout možnost použití dvou druhů plynového paliva na lodích: stlačený zemní plyn nebo zkapalněný zemní plyn.
Projekt navrhuje přeměnit stávající plavidla vnitrozemské plavby na plynové palivo a také postavit nová plavidla využívající plynné palivo.
Technická a ekonomická studie účinnosti využívání zkapalněného a stlačeného zemního plynu na říčních plavidlech moskevské vodní nádrže byla provedena na VNIIGaz a na katedře lodních elektráren Moskevské státní akademie vodní dopravy [Zpráva o výzkumných pracích na téma VI/810. M., MGAVT, 1997. Převybavení elektrárny říčních motorových lodí městských linek v Moskevské oblasti (na příkladu motorové lodi projektu R-51 "Moskva") na provoz na stlačený zemní plyn] , který ukázal proveditelnost použití plynu na plavidlech říční flotily.
V roce 1998 Moskevská státní akademie vodní dopravy znovu vybavila elektrárnu osobní motorové lodi „Uchebny-2“ projektu R51E (moskevského typu) pro provoz na stlačený plyn. Přezbrojení bylo provedeno podle projektu centra stavby lodí, vyvinutého ve vztahu k lodím projektů P35 (Neva) a P51 (Moskva).
Experimentální studie ukázaly přímé ekonomický přínos z používání plynu. Zároveň byla identifikována potřeba instalace dalších alarmových senzorů, které upozorní na únik plynu a v případě úniku vyšle signál k automatickému přepnutí systému na provoz na motorovou naftu.
Navzdory mnohým pozitivní stránky použití stlačeného a zkapalněného plynu, je třeba poznamenat hlavní nevýhodu takových systémů. Za prvé je to ztráta užitečného prostoru na promenádní palubě (na m/v "Uchebny-2"
Bylo instalováno 32 lahví na stlačený plyn o objemu 50 litrů) pro lodě provozované na stlačený plyn, což svědčí o výhodě zkapalněného plynu. Další nevýhoda je absence požadavků pravidel Ruského rejstříku řek pro lodě s instalacemi výše uvedeného typu a samozřejmě hlavním omezujícím faktorem je chybějící síť čerpacích stanic plynu. A pokud pro silniční doprava Tato síť se rozvíjí, pak pro vodní dopravu, charakterizovanou přítomností velkých kapacit a délkou přepravních linek, zůstává tato otázka stále aktuální.
Výše uvedené bude samozřejmě vyžadovat kapitálové investice, ale bude možné dosáhnout:
1. Zlepšení ekologické situace ve vodních oblastech snížením toxických emisí a opacity výfukových plynů z lodních dieselových motorů o 50 %.
2. Snížení nákladů na palivo o 20–30 %.
V tomto ohledu umožňuje přeměna lodí na plyn nejen ekonomické výhody, ale vede také ke zlepšení situace životního prostředí (čistý vzdušný prostor).
Na dopravních lodích je nejschůdnější použití zkapalněného plynu, což je dáno vysokým výkonem elektráren a dlouhou délkou vedení (vyžadují se velké objemy zásob plynu s minimální ztrátou užitečné plochy horních palub ). V tomto ohledu budou pro odlehlé oblasti vyžadovány nosiče plynu. Hlavní myšlenkou by proto mělo být vytvoření typů nádob, které odpovídají nebezpečným vlastnostem produktů, protože každý produkt může mít jednu nebo více nebezpečných vlastností, včetně hořlavosti, toxicity, žíravosti a reaktivity. Při přepravě zkapalněných plynů (produkt je chlazený nebo pod tlakem) mohou vzniknout další nebezpečí.
Vážné kolize nebo uzemnění mohou vést k poškození nákladního tanku, což má za následek nekontrolované uvolnění produktu. Takový únik může vést k odpařování a rozptýlení produktu a v některých případech ke křehkému prasknutí trupu nosiče plynu. Proto takové nebezpečí, pokud je to prakticky možné, na základě moderních poznatků a vědecký a technologický pokrok musí být snížena na minimum. Tyto otázky by se měly odrazit především v pravidlech ruského rejstříku řek. Požadavky na nosiče plynu a případně chemické nosiče by přitom měly být založeny na spolehlivých principech stavby lodí, lodního inženýrství a na moderním chápání nebezpečných vlastností různých produktů, protože technologie pro navrhování nosičů plynu není jen komplexní, ale také rychle se rozvíjející a v tomto ohledu nemohou požadavky zůstat nezměněny.
V souvislosti s výše uvedeným dnes otázka tvorby regulační rámec ve vztahu k lodím využívajícím plynné palivo a lodím, které je přepravují.
Na základě výše uvedeného můžeme dojít k závěru, že s dalším nárůstem světových a v důsledku toho ruských cen motorové nafty jsou majitelé lodí nuceni hledat alternativní způsoby řešení problému, z nichž jedním je použití plynu. Používání plynového paliva (jak stlačeného zemního plynu, tak zkapalněného) na říčních plavidlech se však doporučuje pouze v případě, že existuje rozvinutá síť čerpacích stanic.
V moderní podmínky výstavba průmyslových čerpacích stanic plynu je plýtvání veřejné fondy a není možné najít jiné zdroje financování takových objektů. Proto výstavba v rámci města a řada velkých osadčerpací stanice plynu, které by sloužily nejen k tankování lodí, ale i vozidel. Aby bylo možné tankovat lodě v odlehlých oblastech, je možné použít nosiče plynu, které je vhodné postavit v průmyslových podnicích. V tomto případě je možnost výstavby takových zařízení navíc vládní agentury Zájem by mohly mít organizace jako Gazprom, Environmentální fond, moskevská vláda a řada dalších společností.
Průmysl (např. ENERGOGAZTECHNOLOGY LLC aj.) vyrábí pístové plynové motory se zážehovým zapalováním a výrobky na nich založené: elektrické agregáty, elektrárny, motorgenerátory (plynové generátory) atd. Všechny plynové motory s vnější tvorbou směsi.
Schéma a zařízení pro provoz lodní elektrárny na plynné palivo.
Palivový plyn se připravuje pro spalování v plynovém potrubí (obr. 1). Dále topný plyn o tlaku rovném atmosférickému tlaku vstupuje do směšovače (obr. 2), kde se v požadovaném poměru mísí se vzduchem. Dávkování směsi plyn-vzduch vstupující do motoru se provádí škrticí klapkou (obr. 3) s elektrickým pohonem.
Rychlost otáčení a vytváření jisker jsou řízeny řídicím systémem plynového motoru. Tento systém plní funkce nouzového výstražného systému pro plynový motor, otevírá a zavírá elektromagnetický palivový ventil ve správný čas při spouštění a vypínání motoru.
https://pandia.ru/text/78/182/images/image004_123.jpg" alt="C:\Documents and Settings\Tatarenkov AK\Desktop\energogaz\mixer.jpg" width="514" height="468">!}
Rýže. 2 Mixér
Obr.3 Škrticí ventil
SPC "Rechport" dokončilo řadu předběžných studií pro přezbrojení m/v "Moskva" pr R-51 z hlediska umístění plynových lahví (rozměry jedné lahve: délka - 2000 mm, Ø 401 mm. , objem 250 l.), převody srovnávacích ukazatelů výkonu jsou uvedeny níže v tabulce 1 a schémata uspořádání (možnosti) jsou na obr. 4.
Toto převybavení vyžaduje dodatečné vyztužení z hlediska zajištění pevnosti konstrukce stanu. Předběžný návrh výztuže je na Obr. 5.
stůl 1
Hlavní rozměry trupu, m: délka – 36; šířka – 5,3; výška bočnice – 1,7 | Sériová m/v "Moskva" s dieselovým motorem | m/v "Moskva" se systémem plynového spalovacího motoru | m/v "Moskva" se systémem plynového spalovacího motoru |
|
Umístění palivových nádrží |
||||
markýza+záď | ||||
Autonomie navigace, dny | ||||
Doba letu, hodina | ||||
Počet cestujících, lidí |
||||
design | ||||
aktuální |
https://pandia.ru/text/78/182/images/image007_80.jpg" width="370" height="190 src=">
b) podávání (12 válců)
https://pandia.ru/text/78/182/images/image009_67.jpg" width="527" height="681 src=">
Rýže. 5 Předběžný návrh výztuže markýzy.
Seznam použitých zdrojů
1. Výzkumná zpráva na téma VI/810. M., MGAVT, 1997. Převybavení elektrárny říčních motorových lodí městských tratí v Moskevské oblasti (na příkladu motorové lodi projektu R-51 „Moskva“) na provoz na stlačený zemní plyn.
Mezinárodní iniciativy na snížení oxidu uhličitého (CO2) a dalších škodlivých emisí z lodí pohánějí hledání alternativních zdrojů energie.
Zejména zpráva klasifikační společnosti DNV GL zkoumá použití palivových článků, plynových a parních turbín spolu s elektrickými pohonnými systémy, které mohou být účinné pouze v kombinaci s více ekologicky šetrný vzhled palivo.
Využití palivových článků na lodích je v současné době ve vývoji, ale bude trvat dlouho, než budou moci nahradit hlavní motory. Koncepty v tomto směru již existují, například trajekt od VINCI Energies. Takové plavidlo má délku 35 m. Pojme energii získanou z obnovitelných zdrojů po dobu 4 hodin. Web společnosti uvádí, že takové plavidlo bude operovat mezi francouzským ostrovem Ouessant a kontinentem od roku 2020.
Také jako inovativní technologie uvažuje se o využití baterií a větrné energie.
Větrný člun, The Vindskip
Bateriové systémy se již v lodní dopravě používají, ale využití technologie pro námořní plavidla je omezené kvůli nízké účinnosti.
A konečně, využití větrné energie, i když není nové, musí ještě prokázat svou ekonomickou přitažlivost v moderním stavění lodí.
Připomínáme, že od 1. ledna 2020 by obsah síry (SOx) v palivu neměl obsahovat více než 0,5 % a emise skleníkových plynů by se měly do roku 2050 snížit o 50 % podle posledního rozhodnutí Mezinárodní námořní organizace ( IMO).
Alternativní paliva
Mezi alternativní paliva, která jsou v současnosti zvažována, patří zkapalněný zemní plyn (LNG), zkapalněný ropný plyn (LPG), metanol, biopaliva a vodík.
IMO v současné době vyvíjí bezpečnostní kód (IGF Code) pro lodě používající plyn nebo jiná paliva šetrná k životnímu prostředí. Pokračují práce v oblasti metanolu a paliv s nízkým bodem vzplanutí.
Pro jiné typy paliv dosud nebyl vytvořen kodex IGF, což musí majitelé lodí vzít v úvahu.
Zásah do životního prostředí
LNG podle DNV GL vypouští nejmenší množství skleníkových plynů (hlavními skleníkovými plyny jsou vodní pára, oxid uhličitý, metan a ozón). Nespálený metan, který je hlavní složkou LNG, však vytváří emise s 20krát silnějšími emisemi skleníkových plynů než oxid uhličitý (CO2 - oxid uhličitý).
Podle výrobců dvoupalivových motorů však objem nespáleného metanu v moderních zařízeních není tak velký a jejich použití snižuje skleníkové plyny v lodní dopravě o 10–20 %.
Uhlíková stopa (množství skleníkových plynů způsobených organizačními činnostmi a činnostmi nákladní dopravy) z používání metanolu nebo vodíku je výrazně větší než z používání těžkého topného oleje (HFO) a lodního plynového oleje (MGO).
Při využívání obnovitelné energie a biopaliv je uhlíková stopa menší.
Nejekologičtějším palivem je vodík, vyráběný z obnovitelných zdrojů energie. V budoucnu se může používat kapalný vodík. Má však dosti nízkou objemovou hustotu energie, což vede k nutnosti vytvářet velké skladovací plochy.
Pokud jde o emise dusíku, spalovací motory s Ottovým cyklem poháněné CNG nebo vodíkem nevyžadují zařízení na úpravu výfukových plynů, aby vyhověly normě Tier III. Dvoupalivové motory pracující v dieselovém cyklu ve většině případů nevyhovují normě.
Emise dusíku během používání odlišné typy palivo.
Vyhlídky na alternativní paliva jsou takové, že dnes světové automobilky hovoří o tom, že do roku 2010 představí asi 50 různých modelů poháněných alternativními palivy. V Evropě jsou v této oblasti aktivní zejména Mercedes-Benz, BMW a MAN. A do roku 2020 se podle rezoluce OSN, která nařídila evropským zemím, aby přešly auta na alternativní druhy motorových paliv, očekává nárůst počtu vozidel na alternativní paliva na 23 % z celkového vozového parku, z toho 10 % (asi 23,5 milionů jednotek) jsou na zemní plyn.
Vozidla na biopaliva
Biopaliva – použití biopaliv, jako je etanol ( ethylalkohol) nebo motorová nafta (bionafta), získaná ze speciálně pěstovaných rostlin, je obecně považována za důležitý krok ke snížení emisí oxidu uhličitého (CO2) do atmosféry. Samozřejmě při spalování biopaliv se oxid uhličitý dostává do atmosféry úplně stejně jako při spalování fosilních paliv (ropa, uhlí, plyn). Rozdíl je v tom, že rostlinná hmota, ze které se získávalo biopalivo, vznikla díky fotosyntéze, tedy procesu spojenému se spotřebou CO2. V souladu s tím je používání biopaliv považováno za „uhlíkově neutrální technologii“: nejprve je atmosférický uhlík (ve formě CO2) fixován rostlinami a poté uvolňován při spalování látek získaných z těchto rostlin. Rychle se rozšiřující produkce biopaliv na mnoha místech (zejména v tropech) však vede k ničení přírodních ekosystémů a ztrátě biologické rozmanitosti.
Motory na biopaliva využívají solární energii uloženou rostlinami. Energie fosilních paliv je vázaná energie slunečního světla a oxid uhličitý uvolněný při spalování fosilních paliv byl kdysi z atmosféry odstraněn rostlinami a sinicemi. Biopaliva se neliší od klasických fosilních paliv. Je tu ale rozdíl a ten je dán časovou prodlevou mezi vazbou CO2 při fotosyntéze a jeho uvolněním při spalování látek obsahujících uhlík. Kromě toho, pokud k fixaci oxidu uhličitého došlo po velmi dlouhou dobu, dojde k uvolnění velmi rychle. V případě použití biopaliva je časový posun velmi malý: měsíce, roky, u dřevin - desetiletí.
Přes všechny výhody používání biopaliv je rychlý nárůst jeho produkce spojen s vážnými nebezpečími pro ochranu přírody. divoká zvěř, zejména v tropech. Přehledný článek o škodlivých účincích používání biopaliv vyšel v posledním čísle časopisu Conservation Biology. Její autorky (Martha A. Groom), působící v rámci Interdisciplinárního programu umění a věd na Washingtonské univerzitě v Bothellu (USA), a její kolegyně Elizabeth Gray a Patricia Townsend, které analyzovaly velké množství literatury, nabídly řadu doporučení, jak kombinovat výrobu biopaliv s minimalizací negativních dopadů na životní prostředí, při zachování biologické rozmanitosti okolních přírodních ekosystémů.
Podle Groomové a jejích kolegů si tedy praxe používání kukuřice jako suroviny pro výrobu etanolu, přijatá v mnoha zemích a především ve Spojených státech, stěží zaslouží schválení. Samotné pěstování kukuřice vyžaduje velké množství voda, hnojiva a pesticidy. Ve výsledku, když vezmete v úvahu všechny náklady na pěstování kukuřice a výrobu etanolu z ní, vyjde vám, že celkové množství CO2 uvolněného při výrobě a používání takových biopaliv je téměř stejné jako při používání tradičních fosilních paliv. Pro etanol z kukuřice je koeficient odhadující uvolňování skleníkových plynů na měrný energetický výdej 81-85. Pro srovnání, odpovídající číslo pro benzín (fosilní palivo) je 94 a pro běžnou motorovou naftu -83. Při použití cukrové třtiny je již výsledek výrazně lepší - 4-12 kg CO2/MJ.
Skutečné zlepšení pochází z přechodu na víceleté trávy, jako je druh divokého prosa zvaného prosák, běžná rostlina v severoamerické prérii vysoké trávy. Protože značná část fixovaného uhlíku je uložena vytrvalými trávami v jejich podzemních orgánech a také se hromadí v půdní organické hmotě, plochy obsazené těmito vysokými trávami fungují jako místa pro sekvestraci atmosférického CO2. Ukazatel emisí skleníkových plynů při výrobě biopaliva z prosa je charakterizován zápornou hodnotou:
24 kg CO2/MJ (to znamená, že CO2 bude v atmosféře méně).
Vícedruhový kryt prérijních rostlin ještě lépe drží uhlík. Indikátor emisí skleníkových plynů je v tomto případě také negativní:
88 kg CO2/MJ. Je pravda, že produktivita takových vytrvalých trav je poměrně nízká. Množství paliva, které lze získat z přírodní prérie, je tedy jen asi 940 l/ha. Pro proso tato hodnota již dosahuje 2750-5000, pro kukuřici - 1135-1900 a pro cukrovou třtinu - 5300-6500 l/ha.
Je zřejmé, že náhradou fosilních paliv a tím snížením nárůstu CO2 v atmosféře mohou biopaliva skutečně ohrozit mnoho přírodních ekosystémů, zejména tropických. Pointou samozřejmě není biopalivo samotné, ale nerozumná politika jeho výroby. V ničení druhově bohatých přírodních ekosystémů a jejich nahrazování extrémně zjednodušenými zemědělskými ekosystémy. Vývojáři vkládají velké naděje do využití masy mikroskopických planktonních řas, které lze pěstovat ve speciálních bioreaktorech, jako suroviny pro biopalivo. Výnos užitkových produktů na jednotku plochy je výrazně vyšší než u suchozemské vegetace.
V každém případě je nutné posoudit riziko, které pro přírodní ekosystémy vzniká při pěstování rostlin používaných jako suroviny pro biopaliva.