Альтернативне біологічне паливо для автомобілів
- Біоетанол.
Біоетанол один, з мало кому відомих, біологічних видів палива. У США його виготовляють із кукурудзи, у Бразилії із цукрової тростини. Головна перевага - це практично чисте альтернативне паливо для екології, шкідливі речовини, що випускаються в атмосферу, в ньому мінімальна кількість. Лідерами в споживанні етанолу є такі країни, як США та Бразилія, а також є споживачі і в Європі - Швеція, тут поширені автомобілі, які можуть їздити на бензині і на суміші бензину з етанолом - Flex-Fuel (FFV).
У автомобілях етанол застосовують не чистому вигляді, а суміші з бензином у гнучких пропорціях. Біологічного етанолу в паливі Е-10 10% і, відповідно, бензину 90%, у паливі Е-85 міститься 85% етанолу та бензину 15%. Нинішні автомобілі можуть заправлятися паливом Е-10 без будь-яких змін, але при великій насиченості етанолу в паливі потрібні перетворення в двигуні, паливному баку, системі живлення, паливопроводі, необхідні ущільнення, стійкі до бензину і спирту. Також необхідна перепрошивка блоку керування, значно стійкий клапан та їх сідла.Біоетанол добре поглинає воду, оскільки він гігроскопічний, що гарантує корозію деталей паливної системи. Коли автомобіль працює при низьких температурах, це призводить до появи льоду на авто-деталях, в паливній системі. У автомобілях Flex-Fuel потрібен перед запуском обов'язковий підігрів палива.
В альтернативного біологічного етанолу присутні як прибічники, і противники. Однодумці кажуть, що застосовувати етанол у пропорціях із бензином краще: робота двигуна покращується, зменшується ризик детонації, оскільки октанове число більше, ніж у бензину, форсунки не забруднюються, двигун не перегрівається. Ненависники цього палива стверджують: потужність двигуна знижується, тому що згоряння етанолу в циліндрах виділяє втричі менше енергії, ніж бензин. Отже, сильно збільшується споживання палива, економії не вийде.
З усіх переваг напрошується питання: чи можна перейти на біоетанол для автомобілів у всіх країнах. Ні практично неможливо. Щоб отримати таку величезну кількість альтернативного біологічного палива, потрібно засіяти додатково великі площі. Наприклад, візьмемо Бразилію: для цієї операції вирубуються ліси Амазонки. Що станеться у світовому масштабі? При виробництві цього палива в атмосферу виділяється дуже багато вуглекислого газу. Противники етанолу запитують: якщо скрізь почнуть виготовляти етанол, то що буде з нами, що ми станемо їсти, коли всі сільські господарства виготовляють сировину для палива. Тому у світовому застосуванні етанолу ніколи не буде, а залишиться він лише паливом регіонального використання.
А чи існує дизельне альтернативне біопаливо? Так, існує. Дизельне біопаливо так і називається – біодизель, це сумішсолярки та перероблені продукти рослинної олії, найчастіше цим продуктом є ріпак, соя чи соняшник. До речі, далеко не багато хто знає, перші двигуни, виготовлені Рудольфом Дизелем, працювали зовсім не на солярці, а на арахісовій олії.
Але недоліки є і в біодизелі, і їх досить багато. При використанні цього альтернативного палива витрата збільшується, а потужність двигуна знижується. У паливній системі утворюється відкладення воску, коли дизельне біопаливо застосовується у низьких температурах. Термін зберігання дуже малий – не більше трьох місяців, далі він починає розкладатися. Також біодизель агресивніший до гумових деталей.
Але найголовніший недолік дизельного біопалива для автомобілів – його виготовлення сильно навантажує довкілля. Істотно виснажують ґрунт рослини, з яких переробляють паливо. Через це доводиться підвищувати кількість добрив, а залишки цих добрив забруднюють підземні води. Прихильникам біодизелю, як і з біоетанолом, слід замислитись: що важливіше, екологічно чисте паливо чи їжа на столі?
Біогаз - це каналізаційний газ, його так називають, тому що перероблений із різних видів відходів: сільськогосподарських, харчових, гною та іншого сміття. Складається він із метану та вуглекислого газу. В принципі, це той же природний метан, що біогаз для автомобілів очищають від вуглекислого газу, тільки різниця в його походженні.
Як і у всіх видів палива для автомобілів, альтернативний біогаз має переваги і недоліки. Почнемо з переваг: низька концентрація різних шкідливих речовин у вихлопних газах, висока антидетонаційна стійкість, також можна сказати, що газ не змиває масляну плівку зі стінок циліндрів, збільшуючи цим ресурс двигуна. Переходячи доНедолікам альтернативного біологічного газу для автомобілів, хочеться відзначити його низьку тепловіддачу, отже, підвищена витрата, і необхідність заправляти його лише у важкі балони. Громадський та вантажний транспорт - це єдина сфера застосування біогазу.
Водень, як здається на перший погляд, є найкращим автомобільним паливом із усіх альтернативних. Його на планеті дуже багато, при згорянні водню виділяється одна вода. Викиду шкідливих речовин в атмосферу немає - адже це і є головною метою всіх екологів! Теоретично все набагато простіше, ніж практично. Проблем із отриманням водню виявилося дуже багато.
Отже, потрібно отримати водень, його у природі дуже багато, але у чистому вигляді його немає. Його слід якось витягти. Насправді це не так просто, трудомістко і енергоємно, кількість енергії, яку він віддає в двигун, перевищує витрати енергії на отримання водню. Плюс до цього в процесі видобутку водню в атмосферу викидається вуглекислий газ. Повернулися до того, що почали!
Як же зберігати водень в автомобілі? Ще одна проблема. Можна зберігати в газоподібному та зрідженому стані. У газоподібному стані його потрібно закачати в балони тиском не менше 350 атмосфер, цього вистачить лише на 200 км. Щоб зберігати водень у зрідженому стані, потрібні спеціальні баки, які триматимуть температуру -250 °С, а для цього потрібні додаткові енерговитрати.
Використання водню збільшує ризик виникнення капітального займання, так як такий вид альтернативного біологічного палива для автомобілів легко займистий. Ще водневе паливо виявилося зовсім не екологічно чистим, в результаті випробувань з'ясувалося, що водень поєднується з повітрям, а неіз киснем. Повітря складається з 78% азоту, виходить, що у вихлопі є водяна пара та оксиди азоту, які шкідливі так само, як вуглекислий газ. Концентрація азоту більша, ніж у викидах бензинового палива. Якщо знижувати рівень викидів NO, то зменшується потужність двигуна, тому що для зниження викидів потрібно збідняти суміш.