Достаточное по ресурсам и доступное по стоимости энергбобес-печение является основой функционирования общественного производства, предпосылкой и определяющим фактором экономического роста. В истории развития мировой экономики четко прослеживается взаимосвязь развития энергетической базы и научно-технического прогресса. На каждом этапе своего исторического развития общество в состоянии использовать лишь те ресурсы, для потребления которых созданы необходимые технические средства. При этом вклад тех или иных ресурсов в общее энергопотребление увеличивается постепенно, по мере создания необходимой инфраструктуры в сферах их добычи, транспорта, переработки, распределения и конечного потребления. Это обусловливает значительную инерционность перехода энергетического хозяйства в целом и отдельных его составляющих с одного вида энергетических ресурсов на другой. Подтверждением сказанному может служить краткий исторический обзор развития энергетики [1].
На рубеже XIX и XX веков были изобретены бензиновый и дизельный двигатели внутреннего сгорания, положившие начало всеобщей моторизации, коренной перестройке вначале водного, а затем и железнодорожного транспорта, появлению таких новых видов транспорта, как автомобильный и авиационный, созданию машин и механизмов, использующих двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Все это привело к резкому увеличению добычи и потребления нефти, отличающейся высокими энергетическими характеристиками, относительной простотой переработки в разнообразные моторные и котельно-печные топлива, смазочные материалы, нефтехимическое сырье и возможностью дальнего транспорта с относительно низкими затратами. Наряду с нефтяной промышленностью, хотя и несколько позднее, значительное развитие получила в ряде стран мира добыча и переработка природного газа. Он стал широко применяться как эффективное и экологически наиболее чистое топливо для выработки электрической и тепловой энергии, а также как сырье для многих крупнотоннажных химических производств.
С появлением новых источников энергии старые не вытеснялись из топливно-энергетического баланса полностью, а отодвигались на второй план и продолжали применяться в тех сферах использования, где это экономически эффективно. В этом проявилась еще одна характерная тенденция в развитии мировой энергетики — разнообразие энергетических ресурсов с точки зрения как их структуры, так и сфер применения.
Одной из наиболее крупных областей использования энергоресурсов сегодня является транспорт, на долю которого приходится около 29% общего конечного потребления всех энергетических ресурсов. При этом важная роль принадлежит нефти, удовлетворяющей 97—99% общего потребления энергоресурсов всеми видами транспорта. По имеющимся оценкам, доля моторных топлив, расходуемых различными транспортными средствами в развитых капиталистических странах, достигает 49—50% суммарного потребления нефтепродуктов [27].
Относительная ограниченность запасов нефти и неравномерность их географического размещения при высоких ежегодных объемах добычи, ухудшение качества нефти вновь открываемых месторождений и, как следствие, значительный рост затрат на их разработку обусловливают изменение структуры и диверсификацию топливо-энергетического баланса. В области производства электрической и тепловой энергии в недалеком будущем ожидается перевод значительной части установок с жидкого на твердое и газообразное топливо, что не требует особенно крупных затрат и не вызывает серьезных технических трудностей. Более отдаленные перспективы связываются большинством исследователей с широким использованием ядерной энергии. В области транспортной энергетики проблема перевода на альтернативные источники энергии решается более сложно. Именно транспорт при его подавляющей зависимости от нефти в основном и определяет остроту сегодняшней энергетической ситуации в мире.
В большинстве опубликованных прогнозов, посвященных развитию мировой энергетики и транспортных средств, отмечается, что до конца текущего столетия и, вероятно, еще долго за его пределами двигатели внутреннего сгорания сохранят ведущую роль в транспортной энергетике. При этом объективная оценка положения с ресурсами углеводородного сырья позволяет утверждать, что при рациональном использовании нефть останется важнейшим источником энергообеспечения транспортных средств в течение длительного времени.
Вместе с тем очевидно, что по мере возникновения технических и экономических предпосылок в транспортной энергетике постепенно будет возрастать роль природного газа, тяжелых нефтей и природных битумов, угля, горючих сланцев, биомассы и других нетрадиционных источников сырья для производства моторных топлив. Они объединяются в научной литературе понятием «альтернативные источники сырья», в то время как топлива, которые получают на их основе, называют «альтернативными моторными топливами».
Исследования в области производства и применения альтернативных моторных топлив в последнее время широко развиваются в разных странах мира. Предложены различные методы получения и использования широкой гаммы таких топлив. Основной целью ведущихся в этой области в СССР и за рубежом исследований и разработок является расширение сырьевой базы, поиск энергоэффективных моторных топлив и методов их рационального применения, т. е. создание необходимых технических и экономических условий для частичной замены топлив, вырабатываемых сегодня преимущественно из нефтяного сырья.
Каждый из предлагаемых видов альтернативных топлив, а также методов их получения и применения имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому для выбора рациональных вариантов перспективного топливообеспечения транспортной энергетики важно ранжировать такие топлива по их возможной эффективности в сравнении с традиционными нефтяными топливами. Сложность задачи состоит в том, что здесь тесно переплетаются ресурсные, технические, экономические и экологические факторы, которые требуют комплексного и системного учета.
Хотя моторные топлива находят применение на различных видах транспорта, а также в двигателях внутреннего сгорания, установленных на различных сельскохозяйственных, дорожностроительных и подъемно-транспортных машинах, и на различных стационарных силовых установках, основное внимание уделено использованию топлива на автомобильном транспорте как наиболее крупном его потребителе.
⇐Предисловие | Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов | Характеристика и классификация первичных источников энергии⇒