Как бы ты, дружище, не противился в комментариях под прошлыми статьями, но аммиак в дизель уже пошел. Факт. Сейчас я тебе расскажу как обстоят дела в 2025-м и какие скромные планы ждут своего исполнения в недалеком будущем.
Почему он
На самом деле, из-за совокупности факторов. Да, теплотворная его способность невелика: всего 12,7 МДж/л, в сравнении с дизелем (42,7 МДж/л), природным газом (50 МДж/л) или водородом (120 МДж/л). Поэтому танки запаса должны быть значительно больше. Но, казалось-бы, перспективнеший до невозможности и такой-же чистый водород весьма требователен к условиям хранения. Минус 253 по Цельсию вынь, да полож, а сколько энергии требуется для функционирования криогенного оборудования, м-м-м-м... Природный газ ушел недалеко и требует минус 162 для хранения в жидкой фазе. Можно и не так холодно, но тогда будьте так добры - наращивайте толщину стенки газгольдеров, снижая полезный объем. Аммиак остается жидким при -33 под атмосферным давлением, что достижимо даже при использовании очень распространенного хладагента R404A.
Аммиак не содержит углерод и серу, что автоматически делает его привлекательным в глазах борцов с парниковыми газами (а лобби у них довольно сильное). Вот, что интересно: на морской транспорт приходится около 80% грузооборота всей нашей планеты, а вот выбросов парниковых газов с этого - 3%. Почему тогда не ликвидировать свинофермы, не штрафовать слонов за заперживание атмосферы и не лишить людей персонального транспорта? А потому, что на морской транспорт приходится 80% всего планетарного грузооборота. То есть, денежка на все зеленое имеется. В конце концов поставленный в неудобную позу судовладелец "совершенно не сговариваясь" со своими конкурентами, поднимет фрахт и за все это заплатишь конкретно ТЫ.
Производство
Процесс Габера-Боша пока безальтернативен. Остаются лишь варианты генерации компонентов. Водород можно добывать посредством электролиза, а азот прямиком из воздуха; он практически из него и состоит. И вот в этом месте грозит сбыться зеленый переход и все эти, часто пребывающие во флюгерном положении ветряки, будут в "свободное" от загруженных часов время генерировать водород и азот. Такой вот креативный аккумулятор получается.
Ах да, мы же используем аммиак уже не первое десятиление! Как-же об этом умалчивают специалисты по отравлениям? Ежегодно на нашей планете производится примерно 180 000 000 тонн аммиака, но около 80% оного используется для производства удобрений. Это много, а значит, технологии производства, транспортировки и использования отработаны. Осталось только масштабировать.
В двигатель
Немного по делу, для серьезности... Есть свои особенности при сжигании аммиака в цилиндре ДВС. Мало того, что теплотворная способность низкая, так еще и с воспламеняемостью проблемы. Есть у аммиака такая интересная особенность, что при испарении он поглащает сильно больше энергии, чем привычное нам топливо. Даже если нагнать в камере скорания нужную температуру, аммиак все равно не будет стабильно гореть, ведь температура будет падать при впрыске; нужен впрыск запальной порции топлива, старого доброго и ископаемого. Динамика горения тоже оставляет желать лучшего, скорость нарастания давления выглядит грустно при сравнении с таковой для дистиллятного топлива. Но это все позволяет сжимать не воздух, а смесь воздуха и аммиака, что сильно упрощает устройство топливной аппаратуры и позволяет к верхней мертвой точке получить гомогенную смесь, что будет гореть ламинарно. Плюс это или минус? Дизель такой приемистый именно из-за диффузионного горения, локально очень богатой смеси, оттого и коптит, если "дать овса".
Принципиальная схема подачи в двигатель позаимствована у предыдущих версий двутопливных двигателей, что способны сжигать менее опасные для людей субстанции; с небольшими доработками. Все подготовительные этапы, в том числе проверка давлением и вывод из работы на аммиаке производятся при помощи азота. Система продувается азотом в танки сброса, откуда жидкая фаза может вернуться в систему сразу, а испарения пойдут в уловитель. Чем улавливать? Водой. Аммиак хорошо в ней растворяется. Примечательно то, что все эти системы находятся за пределами машинного отделения, что является одним из барьеров безопасности.
Выбросы
Какие выбросы? Их же не должно быть! Запальное топливо содержит углерод и серу, но это мелочи. Гораздо важнее возможный унос аммиака и соединений азота в атмосферу. Катализатор нам поможет. Но, знаешь, что удивительного придумали люди для улавливания соединений азота в катализаторе? Использовать для этого не мочевину, а аммиак. Все проще, чем кажется...
Если впрыскивать в реактор аммиак, то он свяжется и имеющимися соединениями азота и образует воду. Просто. Расход аммиака при этом ничтожен.
Тут главное - все верно расчитать, чтобы не сбросить лишнего либо недодать. Получается, что и системы работы с мочевоной уже не нужно.
Кстати, если хочешь проследить прогресс работы, вот тебе картинка развития газовых технологий в морской индустрии. Возможно, ты даже на чем-то из этого работал.
Все это (на Рисунке 7) были тесты и экспериментальные образцы, но с 2024-го года появился серийный образец, способный работать вообще на всем мыслемом и немыслемом горючем. Он есть, заказы на него поступают и, учитывая период строительства (а это 2-4 года), мы суда с подобными силовыми установками будем видеть все чаще. Со временем яркие надписи на бортах таких пионеров перестанут пестреть и мы просто к этому привыкнем.
