Co jest paliwem alternatywnym dla samochodów

Benzynowy silnik spalinowy zrewolucjonizował rozwój pojazdów z własnym napędem. Z czasem samochody zmieniły się z luksusu w konieczność.

Współczesna konsumpcja zasobów naturalnych wzrosła tak bardzo, że zapasy nie mają czasu na uzupełnienie. Zmusza to ludzkość do rozwijania paliw alternatywnych. W tym przeglądzie rozważymy gotowe rozwiązania, które są stosowane w wielu pojazdach.

Paliwa alternatywne

Oprócz zmniejszania się rezerw ropy naftowej rozwój paliw alternatywnych ma kilka innych przyczyn.

Jednym z nich jest zanieczyszczenie środowiska. Podczas spalania benzyna i olej napędowy uwalniają szkodliwe substancje, które niszczą warstwę ozonową i mogą powodować choroby układu oddechowego. Z tego powodu naukowcy wciąż pracują nad stworzeniem czystego źródła energii, które miałoby minimalny wpływ na środowisko, zarówno na etapie wydobycia, jak i podczas pracy silnika.

Drugim powodem jest niezależność energetyczna państwa. Wszyscy wiedzą, że zasoby ropy są podziemne tylko w niektórych stanach. Wszyscy inni muszą pogodzić się z polityką cenową ustaloną przez monopolistów. Zastosowanie paliw alternatywnych umożliwi wyjście z ucisku ekonomicznego takich mocy.

Zgodnie z amerykańską ustawą o polityce energetycznej paliwa alternatywne są zdefiniowane jako:

• Gazu ziemnego;
• Biopaliwo;
• Etanol;
• Biodiesel;
• Wodór;
• Elektryczność;
• Instalacja hybrydowa.

Oczywiście każdy rodzaj paliwa ma swoje pozytywne i negatywne czynniki. Na podstawie tych informacji kierowca będzie mógł łatwiej nawigować po tym, co może narazić na szwank, zdobywając unikalny pojazd.

Gaz ziemny

Wszechobecne zgazowanie skłoniło inżynierów do zastanowienia się, czy można go wykorzystać jako paliwo alternatywne. Okazało się, że ten naturalny zasób całkowicie się wypala i nie emituje takich samych szkodliwych substancji jak benzyna czy olej napędowy.

Na terenie przestrzeni poradzieckiej silnik przekształcony w gaz stał się znanym zjawiskiem. Niektórzy nawet kupują ekonomiczny samochód, zadają pytanie: czy jest sens przekładać go na gaz.

Ostatnio niektórzy producenci z fabryki wyposażają samochody w urządzenia gazowe. Przykładem tego jest Skoda Kamiq G-Tec. Producent uzupełnia model ICE oparty na metanie. Zalety i wady propanu i metanu opisano w inny artykuł. A także w jedna recenzja opowiada o różnych modyfikacjach urządzeń gazowych.

biopaliwa

Ta kategoria paliw alternatywnych pojawia się w wyniku przetwarzania upraw. W przeciwieństwie do benzyny, gazu i oleju napędowego biopaliwo nie emituje dwutlenku węgla, który wcześniej znajdował się w trzewiach ziemi podczas spalania. W tym przypadku wykorzystywany jest węgiel wchłonięty przez rośliny.

Z tego powodu gazy cieplarniane nie przekraczają ilości uwalnianej podczas życia wszystkich żywych organizmów. Zalety takiego paliwa obejmują możliwość tankowania na zwykłych stacjach benzynowych.

Paliwo to jest kategorią, a nie oddzielnym paliwem. Na przykład podczas przetwarzania odpadów zwierzęcych i roślinnych powstaje metan i etanol. Pomimo taniości i łatwości przygotowania (platformy wiertnicze z zaawansowanym sprzętem do przetwarzania nie są potrzebne), paliwo to ma swoje wady.

Jedną ze znaczących wad jest to, że w celu wyprodukowania wystarczającej ilości paliwa wymagane są duże plantacje, na których można uprawiać specjalne rośliny zawierające wysoki procent odpowiednich substancji. Takie uprawy zubożają glebę, co sprawia, że ​​nie jest ona w stanie zapewnić wysokiej jakości plonów innym uprawianym roślinom.

Etanol

Opracowując silniki spalinowe, projektanci przetestowali różne substancje, na podstawie których jednostka może pracować. A alkohol nie jest ostatnim na liście takich substancji.

Zaletą etanolu jest to, że można go uzyskać bez uszczerbku dla naturalnych zasobów ziemi. Na przykład można go uzyskać z roślin o wysokiej zawartości cukru i skrobi. Takie uprawy obejmują:

• Trzcina cukrowa;
• Pszenica;
• Kukurydza
• Ziemniak (używany rzadziej niż poprzednie).

Etanol może słusznie zająć jedno z pierwszych miejsc w rankingu tanich paliw alternatywnych. Na przykład Brazylia ma doświadczenie w wytwarzaniu tego rodzaju alkoholu. Dzięki temu kraj może być niezależny energetycznie od państw, na których terytorium wydobywany jest gaz ziemny lub ropa naftowa.

Aby pracować na alkoholu, silnik musi być wykonany z metali odpornych na tę substancję. I to jest jedna z istotnych wad. Niektórzy producenci samochodów tworzą silniki, które mogą być zasilane zarówno benzyną, jak i etanolem.

Takie modyfikacje nazywane są FlexFuel. Cechą takich jednostek napędowych jest to, że zawartość etanolu w benzynie może wynosić od 5 do 95 procent. Oznaczenie takich pojazdów wykorzystuje literę E i maksymalny dopuszczalny procent alkoholu w paliwie.

Paliwo to zyskuje na popularności ze względu na zaostrzenie estrów benzyny. Jedną z wad tej substancji jest tworzenie się kondensatu wodnego. Ponadto podczas spalania emitują mniej energii cieplnej, co znacznie zmniejsza moc silnika, jeśli pracował na benzynie.

Biodiesel

Dzisiaj ten rodzaj paliwa alternatywnego jest jednym z obiecujących. Biodiesel jest wytwarzany z roślin. Czasami paliwo to nazywa się eterem metylowym. Głównym surowcem wykorzystywanym do produkcji paliwa jest rzepak. Nie jest to jednak jedyna kultura, która jest zasobem do tworzenia biodiesla. Można go wytwarzać z olejów następujących kultur:

• Soja;
• Słonecznik;
• Palmy

Estry olejów, podobnie jak alkohole, mają niszczący wpływ na materiały, z których wykonane są zwykłe silniki. Z tego powodu nie każdy producent chce dostosować swoje produkty do tego paliwa (niskie zainteresowanie takimi samochodami, co zmniejsza powód tworzenia dużej partii, a wytwarzanie limitowanych wersji na paliwie alternatywnym nie jest opłacalne).

Ostatnio niektórzy producenci pozwalają mieszać produkty ropopochodne z biopaliwami. Uważa się, że 5-procentowa zawartość estru tłuszczowego nie zaszkodzi silnikowi.

Rozwój odpadów rolniczych ma znaczną wadę. Ze względu na korzyści ekonomiczne wielu rolników może przekwalifikować swoją ziemię pod uprawę wyłącznie tych roślin, z których wytwarzane są biopaliwa. Może to przyczynić się do znacznego wzrostu cen żywności.

Wodór

Próbują również wykorzystywać wodór jako tanie paliwo. Chociaż takie zmiany są zbyt drogie dla przeciętnego użytkownika, wydaje się, że takie zmiany mają przyszłość.

Taki element jest interesujący, ponieważ jest najbardziej przystępny cenowo na świecie. Jedynymi odpadami po spaleniu jest woda, którą po prostym czyszczeniu można nawet pić. Teoretycznie spalanie takiego paliwa nie tworzy gazów cieplarnianych i substancji niszczących warstwę ozonową.

Jest to jednak wciąż teoria. Praktyka pokazuje, że stosowanie wodoru jest znacznie bardziej szkodliwe niż benzyna w samochodzie bez katalizatora. Problem polega na tym, że mieszanina nie czystego powietrza i wodoru wypala się w cylindrach. W komorze roboczej cylindra znajduje się mieszanina powietrza z azotem. A ten pierwiastek podczas utleniania tworzy jedną z najbardziej szkodliwych substancji - NOx (tlenek azotu).

BMW X-5 na silniku wodorowym

Kolejnym problemem związanym ze stosowaniem wodoru jest jego magazynowanie. Aby użyć gazu w samochodzie, zbiornik musi być wykonany w postaci komory kriogenicznej (-253 stopni, aby gaz nie samozapłon) lub cylindra zaprojektowanego na ciśnienie 350 atm.

Kolejnym zastrzeżeniem jest produkcja wodoru. Pomimo faktu, że tego gazu jest dużo, ale w przeważającej części jest on w jakimś związku. W procesie produkcji wodoru dostatecznie duża ilość dwutlenku węgla jest uwalniana do atmosfery (gdy woda i metan są połączone, jest to najłatwiejszy sposób wytwarzania wodoru).

Biorąc pod uwagę powyższe czynniki, silniki wodorowe pozostają najdroższą ze wszystkich modyfikacji napędzanych paliwem alternatywnym.

elektryczność

Najpopularniejsze są samochody elektryczne. Nie zanieczyszczają środowiska, ponieważ silnik elektryczny w ogóle nie ma spalin. Takie samochody są ciche, bardzo wygodne i wystarczająco mocne (na przykład Nio EP9 przyspiesza do setek w 2,7 sekundy, a maksymalna prędkość wynosi 313 km / h).

Dzięki właściwościom silnika elektrycznego samochód elektryczny nie potrzebuje skrzyni biegów, co skraca czas przyspieszania i ułatwia proces jazdy. Wydaje się, że takie pojazdy mają tylko zalety. Ale w rzeczywistości takie samochody nie są pozbawione negatywnych aspektów, dzięki czemu mają pozycję poniżej klasycznych samochodów.

Jedną z istotnych wad jest pojemność baterii. Jedno ładowanie w najwyższej jakości osiąga maksymalnie 300 km. Aby „zatankować” nawet przy użyciu szybkiego ładowania, musisz poświęcić kilka godzin.

Im większa pojemność akumulatora, tym cięższy samochód. W porównaniu do konwencjonalnego modelu elektryczny analog może ważyć o 400 kilogramów więcej.

Aby zwiększyć odległość jazdy bez ładowania, producenci opracowują zaawansowane systemy odzyskiwania, które zbierają niewielkie ilości energii (na przykład podczas schodzenia ze wzgórza lub podczas hamowania). Jednak takie systemy są niezwykle drogie, a ich działanie nie jest tak zauważalne.

Jedyną opcją pozwalającą na doładowanie akumulatora podczas jazdy jest zamontowanie generatora zasilanego tym samym silnikiem benzynowym. Tak, pozwala to znacznie zaoszczędzić na paliwie, ale aby system działał, nadal musisz uciekać się do klasycznego paliwa. Przykładem takiego samochodu jest Chevrolet Volt. Jest uważany za pełnoprawny samochód elektryczny, ale z generatorem benzyny.

Instalacje hybrydowe

Jako kompromis minimalizujący zużycie klasycznego paliwa, producenci wyposażają jednostkę napędową w jednostki hybrydowe. Może to być miękki lub pełny system hybrydowy.

Główną jednostką napędową w takich modelach jest silnik benzynowy. Jako dodatek zastosowano silnik o niskiej mocy (lub kilka) i oddzielny akumulator. System może pomóc silnikowi głównemu przy uruchomieniu w zminimalizowaniu obciążenia, aw rezultacie ilości szkodliwych substancji w spalinach.

Inne modyfikacje samochodów hybrydowych mogą pokonywać pewną odległość wyłącznie przy trakcji elektrycznej. Może się to przydać, jeśli kierowca nie obliczył odległości do stacji benzynowej.

Wady hybryd obejmują między innymi niemożność odzyskania energii podczas jazdy samochodem. Aby zaoszczędzić energię elektryczną, możesz wyłączyć system (uruchamia się bardzo szybko), ale ma to negatywny wpływ na złącza kompensacyjne silnika.

Pomimo niedociągnięć, hybrydowe wersje słynnych samochodów zyskują dużą popularność. Na przykład Toyota Corolla. Wersja benzynowa w cyklu mieszanym zużywa 6,6 litra na 100 km. Hybrydowy analog jest dwa razy tańszy - 3,3 litra. Ale jednocześnie jest to prawie 2,5 tysiąca dolarów droższe. Jeśli taki samochód jest kupowany ze względu na oszczędność paliwa, należy go używać bardzo aktywnie. A potem taki zakup się opłaci dopiero po kilku latach.

Jak widać, poszukiwanie paliw alternatywnych przynosi rezultaty. Jednak ze względu na wysoki koszt opracowania lub wydobycia zasobów tego rodzaju nośniki energii nadal pozostają kilka pozycji poniżej konwencjonalnego paliwa.

Pytania i odpowiedzi:

Jakie paliwa zalicza się do paliw alternatywnych? Rozważane są paliwa alternatywne: gaz ziemny, energia elektryczna, biopaliwa, propan, wodór, etanol, metanol. Wszystko zależy od tego, jaki silnik jest zastosowany w aucie.

W którym roku pojawiła się benzyna? Produkcja benzyny rozpoczęła się w latach 1910-tych. Początkowo był produktem ubocznym destylacji ropy, kiedy powstała nafta do lamp naftowych.

Czy olej można zsyntetyzować? Olej syntetyczny można otrzymać przez dodanie do węgla katalizatorów na bazie wodoru i pod ciśnieniem około 50 atmosfer. Stosunkowo tanie metody wydobycia węgla sprawiają, że technologia jest energooszczędna.