С помощью методологии полного жизненного цикла (ПЖЦ) можно получить наиболее точную технико-эколого-экономическую оценку эффективности применения альтернативных топлив, которую целесообразно проводить с учётом всех стадий жизненного цикла: добычи сырья, его транспортировки, получения топлив, вспомогательных процессов получения топлив и электроэнергии, а также использования моторных топлив в силовых установках. На основании потребления альтернативных топлив на транспорте, а также учитывая преимущества природного газа (ПГ) среди других альтернативных топлив, можно утверждать, что его применение наиболее перспективно. Это обусловлено большими разведанными запасами ПГ, а также возможностью существенного сокращения выбросов вредных веществ при его сжигании в двигателе внутреннего сгорания в сравнении с использованием топлив иного происхождения. Возможно непосредственное использование ПГ, а также получение из него других альтернативных топлив. Учитывая существующие методики оценки показателей силовых установок и топлив в ПЖЦ, а также требования международных стандартов по оценке экологической безопасности продукции в ПЖЦ (ГОСТ Р ИСО 14040 - 14043), решалась задача создания математических моделей, описывающих материальные и энергетические потоки для различных альтернативных моторных топлив. Разработаны математические модели ПЖЦ силовой установки, работающей на моторных топливах, получаемых из природного газа: компримированном природном газе, сжиженном природном газе, метаноле, диметиловом эфире (ДМЭ), синтетическом дизельном топливе и водороде. В частности, в данной статье более подробно представлена математическая модель ПЖЦ силовой установки, работающей на ДМЭ. Математическая модель позволяет рассчитывать энергетические и материальные потоки в ПЖЦ силовой установки, определять расход затрачиваемых природных ресурсов, энергии, выбросы вредных веществ в окружающую среду, сравнивать различные виды топлив и выбирать наиболее эффективные с учётом ПЖЦ.
Using the total life cycle (TLC) methodology, it is possible to obtain the most accurate technical, ecological and economic evaluation of the efficiency of alternative fuels, which should be carried out taking into account all the stages of the life cycle: the extraction of raw materials; their transportation; the production of fuels; auxiliary processes for obtaining fuels and electricity, as well as the use of motor fuels in power units. Based on the consumption of alternative fuels in transport, and taking into account the advantages of natural gas (NG) among the other alternative fuels, it can be argued that its application is most promising. This is due to large explored reserves of NG, as well as the possibility of significantly reduced emissions of harmful substances when it is burned in an internal combustion engine in comparison with the use of fuels of a different origin. It is possible to directly use NG, as well as to obtain other applied alternative fuels from it. Taking into account the existing methods for estimating the parameters of power units and fuels in the TLC, as well as the requirements of international standards for assessing the environmental safety of products in the TLC (GOST R ISO 14040-14043), the problem of creating mathematical models was being solved to describe material and energy flows for various alternative motor fuels. The mathematical models of the TLC of a power unit working on motor fuels obtained from natural gas have been developed: compressed NG, liquefied NG, methanol, dimethyl ether (DME), synthetic diesel fuel and hydrogen. In particular, this paper presents the mathematical model of the TLC of a propulsion system operating on DME in more detail. The mathematical model allows to calculate the energy and material flows in the TLC of the power unit, determine the expenditure of natural resources, energy, emissions of harmful substances into the environment, compare various fuel options and choose the most efficient ones taking into account the TLC.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.