Просмотр кода страницы Топливо

{{эта статья|описывает химические топлива|Ядерное топливо|о ядерном топливе}}
[[File:Пимоненко Из-лесу 1900.jpg|300px|мини|Картина [[Пимоненко, Николай Корнильевич|Николая Пимоненко]] «Из лесу». [[Дрова]] были первым видом топлива, который стали использовать люди.]]
[[Файл:Petrol pump mp3h0355.jpg|thumb|300px|Заправка [[бензин]]ом автомобиля на [[АЗС]]]]
[[Файл:Ilyushin Il-78MKI (RK-3452).jpg|thumb|300px|[[Дозаправка в воздухе]] [[Ил-78]] двух истребителей [[Dassault Mirage 2000|Мираж 2000]]]]
'''То́пливо''' в широком смысле слова — это вещество, способное в ходе определённых процессов выделять [[энергия|энергию]] ([[тепловая энергия|тепловую энергию]]), которую можно использовать. Химическое топливо выделяет энергию в ходе [[Экзотермические реакции|экзотермических химических реакций]] при [[Горение|горении]], [[ядерное топливо]] — в ходе [[Ядерная реакция|ядерных реакций]]. Некоторые топлива (например, гомогенные пороха или твёрдые ракетные топлива) способны к самостоятельному горению в отсутствие [[окислитель|окислителя]]. Однако большинство топлив, используемых в быту и в промышленности, требует для сжигания наличия [[кислород]]а, и такие топлива также могут называться ''горючими''. Наиболее распространёнными горючими материалами являются органические топлива, в составе которых есть [[углерод]] и [[водород]]. Топлива подразделяются по агрегатному состоянию вещества на твёрдые, жидкие и газообразные, а по способу получения — на природные ([[уголь]], [[нефть]], [[природный газ]]) и [[Синтетическое топливо|искусственные]]. Ископаемые природные топлива служат основным источником энергии для современного общества. В 2010 году примерно 90 % всей энергии, производимой человечеством на Земле, добывалось сжиганием [[Ископаемое топливо|ископаемого топлива]] или [[Биотопливо|биотоплива]]<ref>{{Книга |заглавие = Key World Energy Statistics |ссылка = https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/kwes.pdf |год = 2012 |издательство = International Energy Agency (IEA) |allpages = 80 |pages = 6 |archive-date = 2012-11-18 |archive-url = https://web.archive.org/web/20121118210551/https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/kwes.pdf }}</ref>, и, по прогнозам [[Управление энергетической информации (США)|Управления энергетических исследований и разработок (США)]], эта доля не упадёт ниже 80 % до 2040 года при одновременном росте энергопотребления на 56 % в период с 2010 по 2040 годы<ref>{{cite web|url=http://www.eia.gov/forecasts/ieo/pdf/0484%282013%29.pdf|title=International Energy Outlook 2013 with Projections to 2040|publisher=U.S. Energy Information Administration (EIA)|pages=1|lang=en|access-date=2014-02-04|archive-date=2013-11-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20131104115308/http://www.eia.gov/forecasts/ieo/pdf/0484(2013).pdf|url-status=live}}</ref>. С этим связаны такие [[глобальные проблемы]] современной цивилизации, как истощение [[Невозобновляемые ресурсы|невозобновляемых энергоресурсов]], [[загрязнение]] окружающей среды и [[глобальное потепление]].

== Понятие топлива ==
Понятие топлива возникло из способности некоторых веществ [[горение|гореть]], выделяя при этом тепло. В большинстве случаев горение является химической реакцией [[Окислительно-восстановительные реакции|окисления]], при этом для таких видов топлива, как, например, дерево ([[дрова]]) или [[бензин]] [[окислитель|окислителем]] часто служит кислород [[воздух]]а. В качестве окислителя в специальных устройствах (например, [[Ракетный двигатель|ракетных двигателях]]) могут использоваться и другие вещества, например жидкий кислород. [[Фтор]] не используется как окислитель из-за очень высокой токсичности, [[озон]] — из-за токсичности и нестабильности.

Поскольку во многих устройствах в качестве окислителя используется кислород, потребляемый из окружающего воздуха без приложения специальных усилий («невидимый» окислитель), в быту происходит смешение понятий и горючее часто (и ошибочно) называют топливом.

Для преобразования тепловой энергии топлива в [[кинетическая энергия|кинетическую]] используют различные виды [[Тепловой двигатель|тепловых двигателей]].

Основной показатель топлива — теплотворная способность ([[удельная теплота сгорания|теплота сгорания]]). Для целей сравнения видов топлива введено понятие [[Условное топливо|условного топлива]] (теплота сгорания одного килограмма «условного топлива» (у. т.) составляет 29,3 [[МДж]] или 7000 [[ккал]], что соответствует низшей теплотворной способности чистого [[антрацит]]а).

Печное бытовое топливо предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных непосредственно в жилых помещениях, а также в [[теплогенератор]]ах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей.

Стандарт на котельное топливо — ГОСТ 10585-99 предусматривает выпуск четырёх его марок: флотских [[мазут]]ов Ф-5 и Ф-12, которые по вязкости классифицируются как лёгкие топлива, топочных мазутов марки 40 — как среднее и марки 100 — тяжёлое топливо. Цифры указывают ориентировочную вязкость соответствующих марок мазутов при 50&nbsp;°C.

Печное топливо тёмное вырабатывается из дизельных фракций прямой перегонки и вторичного происхождения — [[дистиллят]]ов термического, каталитического [[крекинг]]а и коксования.

По фракционному составу печное топливо может быть несколько тяжелее дизельного топлива по ГОСТ 305-82 (до 360&nbsp;°C перегоняется до 90 процентов вместо 96 процентов, вязкость печного топлива до 8,0 мм<sup>2</sup>/с при 20&nbsp;°C против 3,0-6,0 мм<sup>2</sup>/с дизельного).

При изготовлении печного топлива не нормируются [[Цетановое число|цетановое]] и [[Иодное число|йодное числа]], температура помутнения. При переработке сернистых нефтей массовая доля серы в топливе — до 1,1 процента.

Для улучшения низкотемпературных свойств печного топлива в промышленности применяют [[депрессорные присадки]], синтезированные на основе [[сополимер]]а этилена с винилацетатом.

'''Характеристики:'''
* 10 [[процент]]ов перегоняется при [[Температура|температуре]], [[Градус цельсия|С]], не ниже 160;
* 90 процентов перегоняется при температуре, C, не выше 360;
* [[кинематическая вязкость]] при 20&nbsp;°C, мм<sup>2</sup>/с, не более 8,0;
* температура вспышки в закрытом тигле, С, не ниже 45;
* [[массовая доля]] [[Сера|серы]], процентов, не более: в малосернистом топливе 0,5, в сернистом топливе 1,1;
* [[испытание на медной пластинке]] выдерживает;
* [[кислотность]], [[Микрограмм|мг]] КОН/100 см<sup>3</sup> топлива, не более 5,0;
* [[зольность]], процентов, не более 0,02;
* [[коксуемость]] 10-процентного [[Остаток|остатка]], не более 0,35 процентов;
* содержание воды: следы;
* [[цвет]]: от светло-коричневого до чёрного;
* [[плотность]] при 20&nbsp;°C, кг/м<sup>3</sup>: не нормируется, определение обязательно.

==История ==
В истории выделяются четыре [[энергетический переход|энергетических перехода]], в настоящее время мир находится в начале четвёртого<ref>[https://www.eriras.ru/data/994/rus Прогноз развития энергетики мира и России 2019] {{Wayback|url=https://www.eriras.ru/data/994/rus|date=20211024104627}} / под ред. [[Макаров, Алексей Александрович|А. А. Макарова]], [[Митрова, Татьяна Алексеевна|Т. А. Митровой]], В. А. Кулагина; [[ИНЭИ РАН]] — [[Московская школа управления СКОЛКОВО]] — Москва, 2019. — 210 с. — ISBN 978-5-91438-028-8 — С. 15.</ref>:
* первый энергопереход — от биотоплива ([[дрова]], [[древесный уголь]] и т. п.) к [[Уголь|углю]] (доля угля в [[Первичная энергия|первичной энергии]] в 1840 году — 5 %, в 1900 году — 50 %);
* второй энергопереход — увеличение доли [[Нефть|нефти]] в первичной энергии (1915 год — 3 %, 1975 год — 45 %);
* третий энергопереход — расширение использования [[Природный газ|газа]] (1930 год — 3 %, 2017 год − 23 %);
* четвёртый энергопереход — переход к [[Возобновляемая энергия|возобновляемым источникам энергии]]: энергии ветра, Солнца, приливов и т. д. (2017 год — 3 %).

== Основные современные виды топлива ==

=== [[Твёрдое топливо|Твёрдые топлива]] ===
[[Файл:Fire, Fireplace, Rostov-on-Don, Russia.jpg|thumb|Топливо из древесины, горение в камине]]
* [[древесина]], [[Измельчённая древесина|древесная щепа]], [[Топливные пеллеты|древесные пеллеты]]
* [[Горючий сланец]]
* [[Сапропель]]
* [[Торф]]
* [[Ископаемый уголь|Уголь]]
* [[Битуминозные пески]]
** [[Азот#Соединения азота|Соединения азота]]<!-- ??? -->
** [[Твёрдое ракетное топливо]]

=== Жидкие топлива ===
Просты в транспортировке, но при этом велики потери при испарении, разливах и утечках.
{{Anchor|NT}}
* [[Нефть|Нефтяные топлива]]
** [[Дизельное топливо]] ([[газойль]], [[соляровое масло]])
** Тёмное печное (печное бытовое) топливо
** [[Светлое печное топливо]]
** [[Мазут]]
** [[Топливная нефть]]
** [[Керосин]]
** [[Лигроин]]
** [[Бензин]], [[газолин]]
* [[Масло|Масла]]
** [[Сланцевое масло]]
** [[Отработавшее машинное масло]]
** Растительные ([[рапс]]овое, [[арахис]]овое) или животные масла ([[жир]]ы)
* [[Спирт]]ы
** [[Этанол]]
** [[Метанол]]
** [[Пропанол]]
* Жидкое [[ракетное топливо]]
* [[Эфир (вещество)|Эфиры]]
** (Изомеры) спиртов
*** [[Метил-трет-бутиловый эфир]] (МТБЭ)
*** [[Диметиловый эфир]] (ДМЭ)
** [[Жирные кислоты|жирных кислот]]
*** [[Этерификация|Этерифицированные]] растительные масла ([[биодизель]])
* [[Эмульсия|Эмульсии]]
** [[Водотопливная эмульсия]]
** Этиловый спирт в бензинах
** [[Масла в бензинах]]
* [[Синтетические топлива]], производимые на основе [[Синтез Фишера — Тропша|процесса Фишера-Тропша]]
** Из угля (CTL)
** Из [[биомасса|биомассы]] (BTL)
** Из природного газа ([[GTL (химическая технология)|GTL]])

=== Газообразные топлива ===
Более транспортабельны по сравнению с жидкими видами, при этом имеют ещё большие потери в испарении, а также при [[Нормальные условия|нормальных условиях]] ниже энергетическая плотность. Из-за низкой плотности газов энергозатраты на транспортировку на большие расстояния выше в сравнении с жидкими топливами, также выше стоимость газопровода в сравнении с нефтепроводом.
* [[Пропан]]
* [[Бутан (вещество)|Бутан]]
* [[Метан]], [[природный газ]], [[метан угольных пластов]],[[сланцевый газ]], [[рудничный газ]], [[болотный газ]], [[биогаз]], [[лэндфилл-газ]], [[гидрат метана]]
* [[Водород]]
* Сжатый (компримированный) природный газ ([[компримированный природный газ|CNG]])
* Продукты газификации твёрдого топлива
** Угля — ([[Синтез-газ|синтез-]], [[Генераторный газ|генераторный]], [[Коксовый газ|коксовый]]) газы, возможна подземная газификация углей
** Древесины
* Смеси
** [[Пропан-бутановая смесь]] ([[LPG]])
** Смесь водорода и природного газа ([[HCNG]])

=== [[Дисперсная система|Дисперсные системы]], [[раствор]]ы ===
* [[Аэрозоль|Аэрозоли]]
** Угольная [[пыль]]
** Алюминиевая, магниевая пыль
* [[Пена|Пены]]
** [[Газодизель]] (смесь природного газа с дизельным топливом)
** Смесь водорода с бензином
* [[Суспензия|Суспензии]]
** [[Водоугольное топливо]]<ref>[http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/b16354-20 «Fundamentals of highly loaded coal water slurries.»] {{Архивировано|url=https://archive.today/20150404221631/http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/b16354-20 |date=2015-04-04 }} CRC Press, Taylor and Francis Group, London, UK. A Balkema Book 2013 p105-114.]</ref>
** [[Водонитратное топливо]] («жидкий порох»)

== Уровень и структура потребления топлива ==
{{Нет источников в разделе|дата=2013-07-18}}
Несмотря на огромное разнообразие видов топлива, основными источниками энергии остаются нефть, природный газ и уголь. [[Топливо в 1900г.|Положение дел 100 лет назад]] было освещено Менделеевым.
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 [[Синтез Фишера — Тропша|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 ископаемого топлива составляет около 12 млрд т у. т. в год. По данным [[British Petroleum|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 [[возобновляемые источники энергии|возобновляемых источников энергии]] в энергобалансах
* Европы — 5 %
* США — 2 %

По приблизительным оценкам энергопотребление России составляет 1,3 млрд т у. т. в год.
* 6 % — ядерное топливо
* 4 % — возобновляемые источники

=== Динамика ===
За последние 20 лет мировое энергопотребление возросло на 30 % (и этот рост, по-видимому, 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 [[Австралия|Австралии]], в балансе которой солнечная энергетика занимает около 30 %. Эту долю потребляет солевая промышленность, вырабатывающая продукцию естественным испарением на солнце.

== См. также ==
* [[Пик нефти]] — исследование процессов, сопутствующих потреблению невозобновляемых источников энергии
* [[Нефтехимия]]
* [[Углехимия]]
* [[Ядерное топливо]]
* [[Ракетное топливо]]
* [[Синтетическое жидкое топливо]]
* [[Биотопливо]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{h|БСЭ|1977|[http://bse.uaio.ru/BSE/2601.htm#p437 Топливо] / Большая советская энциклопедия. Том 26. — М., 1977.}}
* {{ВТ-ЭСБЕ|Горючие материалы}}
{{Внешние ссылки}}
{{Нет источников |дата=2014-09-21}}

[[Категория:Топливо| ]]
[[Категория:Горение]]