Перспектива развития топливной энергетики

Развитие мирового научно-технического прогресса, рост численности населения и улучшение его благосостояния привели к резкому увеличению энергопотребления, обратной стороной которого является истощение углеводородных сырьевых ресурсов. 
В настоящее время нефть является практически единственным источником удовлетворения потребностей двигателей внутреннего сгорания в моторном топливе. Ее роль особенно велика в автотранспорте, на потребности которого тратится более 50% от общего количества добытой нефти. Если в 1896 году в мире всего было 4 автомобиля, то в 1920 году уже около 10 млн. автомобилей, а в настоящее время мировой автомобильный парк насчитывает более 700 млн.единиц и продолжает быстро расти. Поэтому экономические и экологические проблемы, связанные с использованием традиционного моторного топлива в двигателях транспортных средств актуальны для всех развитых стран.
Многими зарубежными специалистами начало ХХ1 века оценивается как переходный период в развитии мировой энергетической системы. Характерными чертами этого периода является окончание эры дешевой нефти и резкое сокращение ее запасов. По мнению одного из ведущих западных экспертов в области энергетики Рея Леонардо, к 2010 г. добыча нефтяного топлива начнет быстро сокращаться, что вступит в противоречие с постоянно растущим спросом на нефть и приведению к глобальному нефтяному кризису.
Истощение мировых запасов нефти и повышение цен на традиционные моторные топлива вынуждают двигателестроителей искать им замену. К этому же подталкивает и постоянно ужесточающие требования к токсичности отработавших газов двигателей.. В итоге все чаще стали применять так называемые альтернативные топлива – сжатый и сжиженный газы; топлива, получаемые из природного газа, угля и что самое главное, из возобновляемых источников энергии. Не случайно ЕЭК ООН уже приняла резолюцию о переводе к 2020 году 23% европейского автотранспорта именно на альтернативные топлива, в том числе 10% - на природный газ, 8% – на биогаз и 5% - на водород.
Но на более далекую перспективу самым интересными будут, по всей видимости, именно топлива из возобновляемых ресурсов. И прежде всего из биомассы (древесина, продукты сельскохозяйственного производства, естественного природного ресурса (козлятник восточный – перспективное сырье для биогаза), которая в мире ежегодно образует 170 – 200 млрд. тонн, что энергетически эквивалентно 70 – 80 млрд. тонн нефти. При этом и теоретически, и экспериментально доказано: наиболее перспективны растительные масла – подсолнечное, хлопковое, соевое, льняное, пальмовое, арахисовое и др.

Их можно использовать в исходном виде или после химической обработки, а так же в смеси с нефтяными топливами или спиртами.
Достоинства и недостатки альтернативных топлив, а также особенности их применения в дизелях обусловлены их составом, физико-химическими свойствами и возможностью получения из возобновляемого сырья.
Самыми перспективными действительно надо считать топлива, получаемые из растительных масел, и в первую очередь – из масла рапсового. Оно представляет собой смесь моно, -ди- и триацилглицеринов, которые содержат высокомолекулярные, кислотосодержащие соединения с углеводородным основанием, связанных с молекулой глицерина.
Главное достоинство топлив, получаемых из рапсового масла – практически полная биоразлагаемость.
Перспективным считается, как и в случае других масел, не само рапсовое масло, а получаемый из него метиловый эфир (смесь метиловых эфиров жирных кислот).
В настоящее время в городах РФ на долю автотранспорта приходится более половины объема всех вредных выбросов в атмосферу. Особенно критическое положение сложилось в мегаполисах. Это связано с тем, что большинство из 27 млн. автомобилей страны не соответствует даже устаревшим европейским стандартам «Евро-1». 
  В результате суммарные выбросы канцерогенных веществ из двигателей автомобилей по России составляют более 20 млн.т/год. Несоответствие транспортных средств экологическим требованиям при продолжающемся увеличении транспортных потоков приводит к постоянному возрастанию загрязнения атмосферного воздуха. Уровень концентрации оксидов азота, углерода и других вредных веществ на улицах российских городов в 10-18 раз превышает предельно допустимые концентрации (ПДК). Реальна угроза жесточайшего экологического кризиса, который к тому же совпадает с энергетическим кризисом, поскольку запасы отечественной нефти ограничены и имеют специфические особенности.
Кроме того, нерациональная структура отечественной нефтепереработки определяет низкое качество производимых бензинов и дизельного топлива., не соответствующих современным требованиям. Наконец, качество отечественных автомобильных двигателей оставляет желать лучшего. Российские двигатели в большинстве случае уступают зарубежным показателям.
Первым шагом в решении этих проблем явится учет всех возможных видов альтернативного, ныне широко применяемому топливу (бензин, дизельное топливо) и анализ перспективности его использования в условиях России.