Энергия и энергоресурсы: энергия в жизненном цикле технического объекта; топливно-энергетические ресурсы; топлива для тепловых двигателей.

По мере развития человечества растут его потребности. Для их удовлетворения необходимо все больше энергии. Ограниченность невозобновляемых источников энергии, загрязнение окружающей среды продуктами жизнедеятельности человека и, прежде всего, продуктами, сопутствующими преобразованию энергии, а также выбрасываемой в окружающую среду теплотой определяют основную стратегию преодоления энергетического кризиса – сокращение потребления энергии в жизненном цикле технического объекта (ТО). При этом предполагается использование альтернативных – предпочтительно возобновляемых – источников энергии, а также применение новых технологий получения и преобразования энергии.

Деятельность человека вызывает изменение в окружающей его среде. Каждый технический объект проходит свой жизненный цикл (ЖЦ), который можно разделить на следующие стадии: маркетинг, проектирование, производство, функционирование, ликвидацию (утилизацию). В свою очередь каждая стадия может также состоять из отдельных этапов.

Так, стадию функционирования ТО можно представить совокупностью компонентов: выполнением рабочей функции (работы), обслуживанием и ремонтом.

Стадия ликвидации предполагает завершение функционирования ТО в силу:

P физического старения и, как следствие, невозможности обеспечения заданного уровня производительности;

P поломки, при которых нельзя его использовать в дальнейшем.

P морального старения, когда его производительность намного отстает от производительности новых ТО.

Она состоит из следующих элементов: разборка, сортировка, утилизация (повторное использование отдельных деталей и узлов, переработку с целью получения новых материалов или теплоты при их сжигании), компактирование и долговременное складирование и/или захоронение.

Любой ТО имеет две составляющие: информационную и материальную. Первая начинает активно формироваться на первых двух стадиях ЖЦ. Материальная форма ТО проявляется на стадии его производства.

В жизненном цикле ТО происходит постоянный обмен потоками информации, материи (вещества) и энергии.

Вещество необходимо для создания ТО. Исходно его следует добыть, переработать и изготовить из него элемент ТО. Это все предполагает затраты энергии. Работая, ТО потребляет энергию или топливо с окислителем. Он воздействует на окружающую среду продуктами функционирования – потоками теплоты, колебательной энергии, различных веществ, образующихся в результате преобразования исходных материалов (продуктами сгорания) и износа, а также израсходованных рабочих тел.

Потребление энергетических ресурсов сопровождает ТО на всех стадиях его жизненного цикла. Их роль и вклад в стоимость жизненного цикла ТО могут быть существенными. Стадия изготовления предполагает энергетические затраты на производство ТО. Косвенно в стоимость конструкционных материалов входят энергетические затраты на их производство. На стадии эксплуатации ТО, особенно автомобиля, первейшее значение приобретают вопросы экономии топлива. Так для автомобиля затраты на топливо составляют около 70% от стоимости всех затрат его ЖЦ.

Все вышесказанное настоятельно требует минимизации затрат энергии и вещества на всех стадиях ЖЦ технического объекта при его создании, работе, а также его ликвидации после принятия решений на завершение его функционирования. Это можно обеспечить применением прогрессивных инновационных технологий при создании информационной и материальной формы ТО, таких как CALS-технологии, принципы унификации и стандартизации, реализуемые при проектировании ТО, которые позволяют использовать готовые технические решения и детали, что снижает финансовые и материальные затраты и время на создание нового производства.