Топливо

Топливо — вещество или смесь веществ, способное к экзотермическим химическим реакциям с внешним или содержащимся в самом топливе окислителем, применяемое для выделения энергии, изначально тепловой.

Топливо, не содержащее в своём составе окислитель, часто называют горючее. Понятие топлива более общее, нежели горючее или горючее ископаемое, потому как включает в себя древесину и различные топливные смеси. В широком смысле — один из видов потенциальной энергии, энергоноситель.

Химическая или ядерная энергия топлива переводится в различные виды энергии, и чаще всего через преобразование выделяемого при реакциях тепла тепловыми двигателями.

Основной показатель топлива — теплотворная способность (теплота сгорания). Для целей сравнения топлив введено понятие условного топлива (теплота сгорания одного килограмма "условного топлива" (у.т.) составляет 29,3 МДж или 7000 ккал — что примерно соответствует каменному углю).

Основные современные виды топлива

Твердые топлива

• Древесина, древесная щепа, древесные пеллеты
• Горючий сланец
• Сапропель
• Торф
• Уголь
• Битуминозные пески
• Порох
  • Соединения азота
  • Твердое ракетное топливо

Жидкие топлива

Просты в транспортировке, но при этом велики потери при испарении, разливах и утечках

• Нефтяные топлива
  • Мазут
  • Дизельное топливо (Газойль, Соляровое масло)
  • Керосин
  • Лигроин
  • Бензин, Газолин
• Масла
  • Сланцевое масло
  • Отработавшее машинное масло
  • Растительные (Рапсовое, Арахисовое) или животные масла (жиры)

• Спирты
  • Этанол
  • Метанол
  • Пропанол

• Жидкое ракетное топливо

• Эфиры
  • (изомеры) спиртов
    • Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ)
    • Диметиловый эфир (ДМЭ)
  • жирных кислот
    • Этерифицированные растительные масла (Биодизель)

• Эмульсии
  • Водотопливная эмульсия
  • Этиловый спирт в бензинах
  • Масла в бензинах

• Синтетические топлива, производимые на основе процесса Фишера-Тропша
  • Из угля (CTL)
  • Из биомасса (BTL)
  • Из природного газа (GTL)

Газообразные топлива

Еще более транспортабельны, при этом еще большие потери, а также при нормальных условиях ниже энергетическая плотность

• Пропан
• Бутан
• Метан, Природный газ, Метан угольных пластов, Рудничный газ, Болотный газ, Биогаз, Лэндфилл-газ, Гидрат метана
• Водород
• Cжатый (компримированный) природный газ (CNG)
• Продукты газификации твердого топлива
  • Угля - (синтез, генераторный, коксовый) газы, возможна подземная газификация углей
  • Древесины
• Смеси
  • Пропан-бутановая смесь (LPG)
  • Смесь водорода и природного газа (HCNG)

Дисперсные системы, растворы

• Аэрозоли
  • Угольная пыль
  • Алюминиевая, магниевая пыль
• Пены
  • Газодизель (смесь природного газа с дизельным топливом)
  • Смесь водорода с бензином
• Суспензии
  • Водонитратное топливо ("жидкий порох")

Нетипичные топлива

• Ядерное топливо
• Термоядерное топливо
• Ракетное топливо

Уровень и структура потребления топлива

Несмотря на огромное разнообразие видов топлива, основными источниками энергии остаются нефть, природный газ, и уголь. Первые два ископаемых топлива исчерпаемы в ближайшем будущем. Нефтяные топлива обладают особой ценностью для транспортных средств (основных потребителей энергии), в силу удобства перевозки, поэтому в настоящий момент ведутся исследования по использованию угля для выработки жидких топлив, в том числе и моторных. Также огромны запасы ядерного топлива, однако его использование накладывает высокие требования к безопасности, высокие затраты на подготовку, эксплуатацию и утилизацию топлива и попутных материалов.

Мировое потребление ископаемых топлив составляет около 12 млрд т. у.т. в год. По данным BP Statistical review of World Energy 2003 - за 2002 год потребление ископаемого топлива составило:

• В Европейском союзе (EU-15) - 1396 млн.тонн нефтяного эквивалента (2,1 млрд т.у.т.)
  • 45% - нефть, 25% - газ (природный), 16% - уголь, 14% - ядерное топливо
• В США - 2235 млн тонн нефтяного эквивалента (3,4 млрд т.у.т.)
  • 40% - нефть, 27% - газ (природный), 26% - уголь, 8% - ядерное топливо

Доля возобновимых источников энергии в энергобаллансах

• Европы - 5%
• США - 2%

По приблизительным оценкам энергопотребление России составляет 1,3 млрд т.у.т. в год.

• 6% - Ядерное топливо
• 4% - Возобновимые источники

Динамика

За последние 20 лет мировое энергоротребление возросло на 30% (и этот рост по видимости продолжится в связи ростом потребности бурно развивающихся стран азиатского региона). В развитых странах за тот же период сильно изменилась структура потребления - произошло замещение части угля более экологичным газом (Европа и прежде всего Россия, где доля газа в потреблении составила до 40%), а также возросла с 4% до 10% доля атомной энергии

После приведения цифр стоит указать пример Австралии, в балансе которой солнечная энергетика занимает около 30 %. Эту долю потребляет солевая промышленность, вырабатывющая продукцию естественным испарением на солнце.

См. также

• Пик нефти - исследование процессов сопутствующих потреблению невозобновимых источников энергии
• Нефтехимия
• Углехимия
• Ядерная энергетика