Įsivaizduokite pasaulį, kuriame vidaus degimo varikliai būtų visiškai uždrausti. Tačiau ne po 10, 20 ar net 30 metų, o po vienerių metų. Viskas gali pasikeisti neatpažįstamai.

Žinoma, tai agresyvi politika, tačiau ji tikrai paspartintų iškastinio kuro mažinimą ir galbūt padėtų mums geriau įgyvendinti klimato kaitos tikslus.

Bet kas nutiktų, jei uždraustume vidaus degimo variklius taip staiga – vos per vienerius metus? Kaip šis žingsnis pakeistų pasaulį ir kokias kliūtis turėtume įveikti?

Norėdami atsakyti į šiuos klausimus, turime išsamiai suprasti tikslų šios technologijos vaidmenį mūsų pasaulyje ir bent šiek tiek išsamiau suprasti, kiek nuo jos priklauso žmonės savo kasdieniame gyvenime.

Kas yra vidaus degimo varikliai?

Vidaus degimo variklis (VDV) yra šiluminio variklio forma. Tiesą sakant, šiandien jie yra labiausiai paplitusi forma. Nors išsami diskusija apie tipinio vidaus degimo variklio veikimą nepatenka į šio straipsnio taikymo sritį, trumpa apžvalga tikriausiai bus naudinga.

Kaip rodo pavadinimas, tokie varikliai degina degalus (esant oksidatoriui) variklio dalyse, vadinamose degimo kamera. Dėl to išsiskiria aukštos temperatūros ir slėgio dujos, kurios gali būti naudojamos mechaninėms dalims, pvz., stūmokliui, turbinos mentėms, rotoriui sukti, kad būtų atliktas naudingas darbas.

Energijos deginimas yra vienas iš ankstyviausių žmonijos atradimų, o vidaus degimas yra tik natūrali to ankstyvo mūsų vystymosi žingsnio, prasidėjusio ugnimi, evoliucija. Jų koncepcija yra gana paprasta, tačiau vidaus degimo variklių inžinerija gali būti gana sudėtinga.

Tačiau šios pastangos yra vertos, nes VDV yra neįtikėtinai galingi, palyginti su alternatyviomis variklių ar galios formomis (pvz., brutalia gyvūnų ar žmonių jėga).

Pirmąjį modernų vidaus degimo variklį sukūrė Nikolajus Otto 1876 metais.

Kiek svarbus vidaus degimo variklis?

Teigiama, kad esame priklausomi nuo iškastinio kuro. Bet iš tikrųjų tai, nuo ko mes esame „priklausomi“, yra infrastruktūra. Galbūt tai semantika, bet tai labai svarbus skirtumas.

Infrastruktūra yra ne tik keliai ir pastatai. Tai yra visas dalykų tinklas, kurį mes sukūrėme per tūkstantmečius.

Tai apima daugybę tarpusavyje susijusių sistemų. Pavyzdžiui, tai apima būtiniausių daiktų, kaip: maisto ir vandens apdorojimą, transportavimą ir pristatymą. Visa tai nebūtų įmanoma su pagrindine infrastruktūra (tiek vietiniu, tiek tarptautiniu mastu).

Tačiau pergabename ne tik prekes. Vežame vaikus į mokyklą ir iš jos, ligonius į ligonines, vykstatame į susitikimus su draugais ir artimaisiais. Mes pašaliname medžiagas ir klojame reikiamus pamatus, kad galėtume statyti savo mokyklas, ligonines ir namus (ir aprūpinti juos vandeniu, energija, šiluma ir taip toliau).

Kad ir kur pažvelgtumėte, mūsų infrastruktūra yra ten, atneša jums viską, ko jums reikia kaip asmeniui, ir užtikrina mūsų miestų veikimą. Ir didelė šios infrastruktūros dalis priklauso nuo vidaus degimo variklių.

VDV taip pat yra labai svarbūs gaminant elektros energiją dujų turbinose ir vis dar yra pagrindinis mūsų būdas pasiekti kosmosą.

Vidaus degimo variklio išradimas daugiau nei prieš šimtą metų buvo labai svarbi to dalis. Ši technologija buvo vienas iš svarbiausių išradimų žmonijos istorijoje, pakeitęs beveik kiekvieną mūsų gyvenimo aspektą.

Nors mes sugebėjome gaminti daiktus ir juos perkelti, net ir dideliais atstumais, dar gerokai prieš VDV išradimą, efektyvumas, patikimumas ir greitis, kuriuo VDV įgalina šį procesą, yra tarsi iš kito lygmens, palyginus su tuo ką matėme anksčiau.

VDV taip pat yra gana veiksmingi, ypač lyginant su ankstesnių kartų galimybėmis. Dujų turbinų efektyvumas siekia 60%, o modernių benzininių automobilių variklių – 35–40%. Tai gali skambėti ne taip patraukliai; tačiau, žiūrint į perspektyvą, deginant tokius dalykus kaip malkos atviroje ugnyje ar židinyje, efektyvumas yra apie 10–20 %, Saulės fotovoltinės energijos – apie 20 %, o vėjo turbinos – 50 %.

VDV problema

Dėl savo technologijos prigimties vidaus degimo varikliai išskiria daug dujų ir kitų teršalų, kurie, kaip įrodyta, prisideda prie visuotinio atšilimo.

Be to, per pastaruosius kelis dešimtmečius VDV technologija taip pat smarkiai patobulėjo, atsižvelgiant į jos poveikį aplinkai. Vis didesnis dėmesys kuro taupumui, o ne greičiui, padarė šiuolaikinius variklius efektyvesnius, mažiau teršiančius ir kompaktiškesnius.

Vidaus degimo varikliai taip pat yra labai patvarūs ir netgi gali naudoti įvairius degalus, įskaitant atsinaujinančius ir alternatyvius degalus, tokius kaip biodyzelinas ar bioetanolis. Negana to, juos galima derinti su elektrinėmis jėgos pavaromis, kad būtų sukurtos hibridinės transporto priemonės.

Nors niekada negalime visiškai pašalinti visų išmetamųjų teršalų iš VDV (jie iš esmės yra degimo forma), šiandien jie labai skiriasi nuo tų, kurie pirmą kartą atsirado.

Nepaisant to, daugelis mano, kad jų reikia kuo greičiau atsikratyti ir pakeisti alternatyvomis. Taigi, kaip būtų, jei juos uždraustume per metus? Norėdami pradėti suprasti, pažvelkime tik į vieną technologiją, kurią naudojame kiekvieną dieną.

Naudojant šaldytuvą

Prieš pradedant naudoti šaldytuvą, jį reikia pagaminti. Tam reikia įsigyti, rafinuoti, apdoroti ir transportuoti pagrindinius komponentus, kad detales būtų galima surinkti gamykloje.

Kiekviename šio proceso etape tam tikru momentu naudojamas VDV – nesvarbu, ar tai būtų kasybos transporto priemonės, kurios kasa rūdą, ar traukiniai, sunkvežimiai ir laivai, gabenantys rūdą, ar naftos perdirbimo gamykla, kuri ją apdoroja.

Pati šaldytuvų gamykla gamybos procese naudos elektrą. Tai dažnai apima energijos gamybą naudojant tam tikros formos turbiną (visiškai arba iš dalies).

Pagaminus šaldytuvą, jį reikės nugabenti į mažmeninės prekybos parduotuvę arba elektroninės prekybos sandėlį, kur jį bus galima įsigyti. Tai greičiausiai bus sunkvežimis ar laivas, o pati parduotuvė bus maitinama elektra.

Iš parduotuvės šaldytuvą reikės pristatyti į jūsų namus – vėl naudojant tam tikrą VDV transporto priemonę.

Įrengus vietoje ir prijungus prie elektros tinklo, reikės vidaus degimo variklių, kad šaldytuvas būtų įjungtas ir, dar svarbiau, būtų prikrautas maisto. Taip yra todėl, kad dauguma namų naudoja elektros energiją, tiekiamą iš tinklo, kurią, priklausomai nuo jūsų gyvenamosios vietos, bent iš dalies sukuria vidaus degimo varikliai.

Šis pavyzdys tinka daugeliui kitų jūsų gyvenimo aspektų ir apima viską – nuo akivaizdžios iki rečiau susiejamos infrastruktūros, tokios kaip vandens tiekimas, atliekų tvarkymas, sanitarija ir t.t.

Jei kada nors žaidėte simuliacinius žaidimus, tokius kaip „SimCity“, suprasite gerai suplanuotos ir gerai prižiūrimos infrastruktūros sudėtingumą ir svarbą. Daugumai jų teikia vidaus degimo varikliai.

Tačiau kas nutiktų, jei uždraustume visus vidaus degimo variklius nustatytą dieną, praėjus vieneriems metams nuo šiandien?

Tęsinys kitame puslapyje:

Komentarai (10)