ディーゼル燃料の起源は何ですか？

1892年、発明者 ルドルフ・ディーゼル 今日彼の名を冠した革新的な新しい燃料製品を作成しました。 彼の発明は、物理科学で一般的に見られるように、何年にもわたるハードで反復的で経済的にやりがいのない仕事の集大成でした。

ディーゼルは、彼の母国ドイツであるミュンヘンのロイヤルバイエルン工科大学での熱力学の講義に最初に触発されました。 (熱力学 熱と他のさまざまな形のエネルギーとの関係の研究です。）

ディーゼルは、ある種の物理学の「聖杯」を追求して彼がしたことを達成しました。それは、すべての熱を有用な仕事に変換できるため、100パーセントになる燃焼エンジンです。 機械的に効率的. これは物理学者によって証明されていました 理論的には 可能ですが、実際にはそうだったし、今日でもせいぜいとらえどころのないままです。

ディーゼルはこの効率の理想をはるかに下回っていますが、彼のエンジンは前任者の2倍以上の効率であり、約25％対10％でした。 残念ながら、彼は自分の製品の払い戻しを頻繁に求められ、彼の人生は貧困に終わったと伝えられています。

しかし、燃料に点火するためのディーゼルの調整された新しいアプローチとディーゼルエンジンの発明は、時代においても非常に重要なままです。 あらゆる種類の化石燃料の使用がほとんどチェックされていなくても、その認識は非常に不人気になっています。

物理学における「エネルギー」は中心的な概念ですが、日常の言葉で適切に説明するのはやや難しいものです。 エネルギーには、力の単位に距離を掛けたものがありますが、定量化できないさまざまな形で「現れ」ます。 一次エネルギー源 含める 核エネルギー, 化石燃料 (石油、石炭 そして 天然ガス）および次のようないわゆる再生可能資源：

• **風
  
• 太陽
  
• 地熱**
  
• 水力発電 パワー

2016年の時点で、米国（国の中で世界最大のエネルギー消費者）で使用されるエネルギーの約81.5％は化石燃料から得られました。 この数は2040年までに77％未満に減少すると予想されていましたが、 世界は、予見可能な時期にいつでも石油、天然ガス、石炭への依存から脱却することは期待されていません 未来。

これは、屈服せず、明確で、時には非常に厳しいメディアや科学部門が潜在的な可能性についておしゃべりしているにもかかわらずです 現在の後半に本格的に発生すると予想される気候変動の壊滅的な環境影響 世紀。

原子力、バイオマス、水力、その他の再生可能エネルギーは成長しており、 アメリカのエネルギー需要、「その他の再生可能エネルギー」カテゴリーのみが数十年で大幅に成長すると予想されています 来て。

ほとんどの情報源は、3つの化石燃料を世界の人間のエネルギー機械への貢献者として挙げています。 石油, 天然ガス そして 石炭. （4つ目は、Orimulsionと呼ばれる独自の石油製品で、1980年代に使用されましたが、 21世紀の最初の10年間。）これらを合わせると、現在の地球のエネルギー供給の5分の4を占めています。 2019.

化石燃料の使用の結果についてのすべての論争はさておき、それらがなければ、私たちは現在の地球旅行者が認識できない世界に住むでしょう。 世界の輸送および通信グリッド全体がエネルギーの供給に依存しており、 プラスチックや鉄鋼などの世界の重要な製造商品は、化石燃料に絶対的に依存しています。 瞬間。

「化石燃料」は誤った呼び方です。なぜなら、これらの燃料は、一般に生物の残骸でさえない化石から来たものではないからです。 それ自体、しかし、岩や土の中でそれらの長く死んだものの印象。 化石燃料は 動物や植物の腐敗したバイオマス それは何百万年も前に住んでいたので、化石燃料と実際の化石は、両方とも地球上の古代の生命の間接的な証拠として機能するという点で関連しています。

ディーゼル燃料は一種の石油であり、日常の言説で「石油」と同じ意味で使用される用語です。 3つの主要な化石燃料の本質的な特徴は次のとおりです。

石油。 この化石燃料は主に炭素と水素の元素で構成されていますが、これは驚くことではありません。 一般に地球上のこれらの元素の豊富さと生物の豊富さの両方 特に。 そのほとんどは、想像を絶するほど昔の海に大量の植物が埋もれていた約2億5200万年から6600万年前に作られたと考えられています。

石油、より正確には、石油と見なされる多くの異なる「油性」炭化水素が使用されます ディーゼル燃料に加えて、ガソリンや灯油など、多くの日用品を製造しています。

現在、これらの燃料の燃焼は、地球の大気中の炭素が豊富な「温室効果ガス」排出の半分以上の原因となっています。 順番に起こっている惑星の表面と生息地の継続的な温暖化への主要な貢献者であると信じられています 数十年。

石油は2016年の時点で生産された米国のエネルギーの約35％を占めており、統計は少なくとも2040年まで安定していると予想されています。

天然ガス。 この化石燃料は、無色で無臭であり、これらの面で特に侵入性のある物質である石油とはまったく対照的な品質であることが注目に値します。 石油のように、それは何百万年も前に動植物の残骸から化学物質を通して形成されました それらを作成した機械的（圧力など）条件は、明らかにそれらを生じさせる条件と同一ではありませんでした 油。

米国では、21世紀の20年間に天然ガスの生産量が劇的に増加しました。この影響は、ほぼ完全に「水圧破砕."

より適切に呼ばれる 水圧破砕、この物議を醸す掘削技術は大量の水を必要とし、影響を受けた地域で地震活動（地震と同様）を引き起こす可能性があります。 天然ガスは2016年に米国のエネルギー供給の約4分の1に貢献しましたが、2040年までに石油の35％の数字と一致すると予想されています。

石炭。 かつて発電所で発電するためのほぼ唯一の燃料源であった石炭は、他の化石燃料よりもさらに古く、約3億6000万年前に形成され始めました。 他の化石燃料とは異なり、さまざまなサブタイプが存在し、炭素含有量に応じて分類されていますが、特徴的な形に圧縮されています。

石炭は現在、世界のエネルギー供給の約3分の1を供給しています。 2010年頃から米国のエネルギーパイのシェアは低下しているものの、中国などの歴史的に環境基準が緩い国では、石炭は依然として非常に人気があります。

2019年の時点で米国政府から反対の宣言が頻繁に行われているにもかかわらず、石炭の使用は 再生可能エネルギーの使用の増加だけでなく、前述の天然ガスの急増による減少 抽出。 石炭は2016年に米国のエネルギー供給の約15％に貢献し、その使用量は2040年までに約12％で安定する前に、緩やかに減少し続けると予想されています。

ルドルフ・ディーゼルの人生の弧は、悲劇的な説明のようなものとして現れます。 ディーゼルは1870年代初頭、大都市がドイツに圧倒され始めていた時期にドイツの大学生でした。 これらの都市で長距離と短距離を同じように移動する主な手段として機能する馬によって生成される膨大な量の肥料 エリア。

燃焼エンジンを新たな高効率で起動するためのディーゼルの長年の努力は、おそらく彼自身の期待と彼の目的を認識していた一般の人々の負担によって妨げられました。 大幅な効率向上を実現したにもかかわらず（ディーゼルの願望にはほど遠いものの、彼のエンジンはその日の標準バージョンの2倍以上の効率でした）。

彼が最初に仕事を始めてから約40年後の1913年、ディーゼルはボートの航海中に明らかに、しかし時には論争の的となった自殺で亡くなりました。 悲しいことに、彼は自分のクラスの発明が1920年代と1930年代に実際に普及するのを見ることができませんでした。

ディーゼルエンジンは内燃エンジンです。つまり、燃料分子の結合から化学エネルギーを機械エネルギーに変換します。 ドライブシャフトは、シャフトの外側にあるヒンジを介してピストンに接続されています。 ピストンはシリンダー内にあり、そこに空気、特に酸素（燃焼に必要）と燃料がポンプで送られるか、噴射されます。

圧力（およびこの温度）の大幅な上昇に起因するシリンダー内の制御爆破により、ピストンが押し下げられます。 シャフトを回転させ、シャフトが完全に回転し、より多くの燃料と空気が送り込まれると、ピストンを上向きに駆動します。 このサイクルは、1分間に最大数千回発生する可能性があります。

ディーゼルエンジンの「魔法」は、通常の燃焼エンジンとは異なり、アクティブな燃料点火を必要としないことです。 通常のエンジンでは、シリンダー内の温度は、電気の助けなしに燃料が発火するのに十分なほど高くはなりません。したがって、「スパークプラグ」は、故障したときに車を役に立たなくします。 ディーゼルエンジンでは、空気が非常に強く圧縮されているため、燃料は補助なしで点火し、エンジンストロークごとに必要な燃料が少なくてすむため、燃料効率が大幅に向上します。

これらのエンジンの効率または経済性が高いと、一般的に高価になり、保守が困難になります。 ディーゼル自身の時代には、これらの問題に対処する技術はまだ利用できませんでした。

ディーゼルエンジンのユニークな特性により、さまざまな種類のオイルを使用できるようになります。これは、自然にディーゼル燃料と呼ばれる燃料です。 この燃料は原油から作られ、未処理の石油42ガロンバレルあたり約11から12ガロンのディーゼル燃料を生成します。 これは、ほとんどの貨物トラック、列車、バス、ボートだけでなく、農用車両、建設車両、軍用車両にも使用されています。

2006年、米国環境保護庁（EPA）は、ディーゼルの硫黄含有量を義務付けました。 燃料が大幅に削減され、これまでに実施された措置として非常に効果的であることが証明されています。 時間。 2018年までに、アメリカの道路やその他の場所で使用されているすべてのディーゼルの約97％が、超低硫黄ディーゼル（ULSD）として知られるブレンドで構成されていました。

• 2018年には、ディーゼル燃料が米国の総石油使用量の約20％、または米国の燃料消費量全体の約7％を占めました。