Čo je to alternatívne palivo pre automobily

Benzínový spaľovací motor priniesol revolúciu vo vývoji vozidiel s vlastným pohonom. V priebehu času sa autá presunuli z luxusnej kategórie do nevyhnutnosti.

Súčasná spotreba prírodných zdrojov sa natoľko zvýšila, že rezervy nemajú čas na doplnenie. To núti ľudstvo vyvíjať alternatívne palivá. V tejto recenzii zvážime hotový vývoj, ktorý sa používa na mnohých vozidlách.

Alternatívne palivá

Okrem poklesu zásob ropy má vývoj alternatívnych palív aj niekoľko ďalších dôvodov.

Jedným z nich je znečistenie životného prostredia. Pri spaľovaní benzín a nafta uvoľňujú škodlivé látky, ktoré poškodzujú ozónovú vrstvu a môžu spôsobiť ochorenie dýchacích ciest. Z tohto dôvodu vedci stále pracujú na vytvorení čistého zdroja energie, ktorý by mal minimálny vplyv na životné prostredie, a to tak počas fázy extrakcie, ako aj počas prevádzky motora.

Druhým dôvodom je energetická nezávislosť štátu. Každý vie, že iba niekoľko krajín má zásoby ropy v podzemí. Všetci ostatní sa musia zmieriť s cenovou politikou stanovenou monopolistami. Používanie alternatívnych palív nám umožní dostať sa z ekonomického útlaku týchto právomocí.

Podľa zákona o energetickej politike Spojených štátov sú alternatívne palivá definované:

• Zemný plyn;
• Biopalivá;
• Etanol;
• Bionafta;
• Vodík;
• Elektrina;
• Hybridná inštalácia.

Každý typ paliva má samozrejme svoje vlastné pozitívne a negatívne faktory. Na základe týchto informácií bude pre automobilového nadšenca jednoduchšie orientovať sa v tom, v čom môže pri kúpe jedinečného vozidla urobiť kompromis.

Zemný plyn

Všadeprítomné splyňovanie podnietilo inžinierov k úvahám, či sa dá použiť ako alternatívne palivo. Ukázalo sa, že tento prírodný zdroj úplne spaľuje a nevypúšťa také škodlivé látky ako benzín alebo nafta.

Na území postsovietskeho priestoru sa bežným javom stal motor prestavaný na plyn. Niektorí, aj keď si kupujú ekonomické auto, sa pýtajú, či má zmysel prepnúť ho na benzín.

V poslednej dobe niektorí výrobcovia vybavujú autá plynovým zariadením z továrne. Príkladom toho je Škoda Kamiq G-Tec. Výrobca dokončuje model spaľovacieho motora poháňaného metánom. Výhody a nevýhody propánu a metánu sú popísané v iný článok... A tiež v jedna recenzia hovorí o rôznych modifikáciách plynového zariadenia.

biopalivá

Táto kategória alternatívnych palív sa objavuje v dôsledku spracovania plodín. Na rozdiel od benzínu, plynu a motorovej nafty biopalivá počas spaľovania nevypúšťajú oxid uhličitý, ktorý sa predtým nachádzal v útrobách Zeme. V takom prípade sa použije uhlík, ktorý rastliny absorbovali.

Z tohto dôvodu skleníkové plyny nepresahujú množstvo, ktoré sa emituje počas života všetkých živých organizmov. Medzi výhody takéhoto paliva patrí možnosť tankovania na bežných čerpacích staniciach.

Predmetné palivo je skôr kategóriou než samostatným palivom. Napríklad pri spracovaní živočíšneho a rastlinného odpadu sa vyrába metán a etanol. Napriek nízkym nákladom a ľahkej výrobe (ropné plošiny so zložitým spracovateľským vybavením nie sú potrebné) má toto palivo svoje nevýhody.

Jednou z významných nevýhod je, že na výrobu dostatočného množstva paliva sú potrebné veľké plantáže, na ktorých je možné pestovať špeciálne rastliny, ktoré obsahujú vysoké percento vhodných látok. Takéto plodiny vyčerpávajú pôdu, takže nie sú schopné produkovať kvalitné plodiny pre iné plodiny.

etanol

Pri vývoji spaľovacích motorov konštruktéri testovali rôzne látky, na základe ktorých mohla jednotka pracovať. A alkohol nie je posledný v zozname takýchto látok.

Výhodou etanolu je, že sa dá získať bez vyčerpania prírodných zdrojov Zeme. Napríklad sa dá získať z rastlín s vysokým obsahom cukru a škrobu. Medzi tieto plodiny patria:

• Cukrová trstina;
• Pšenica;
• Kukurica;
• Zemiaky (používajú sa menej často ako predchádzajúce).

Etanol môže právom stáť na jednom z prvých miest v rebríčku lacných alternatívnych palív. Napríklad Brazília má skúsenosti s výrobou tohto typu alkoholu. Vďaka tomu môže mať krajina energetickú nezávislosť od mocností, na ktorých území sa vyrába zemný plyn alebo ropa.

Ak chcete jazdiť na alkohol, musí byť motor vyrobený z kovov, ktoré sú odolné voči tejto látke. A to je jedna z významných nevýhod. Niektoré automobilky vyrábajú motory, ktoré môžu pracovať na benzín aj na etanol.

Tieto úpravy sa nazývajú FlexFuel. Zvláštnosťou takýchto pohonných jednotiek je, že obsah etanolu v benzíne sa môže pohybovať od 5 do 95 percent. V označení týchto vozidiel sa používa písmeno E a najvyššie prípustné percento alkoholu v palive.

Toto palivo si získava popularitu vďaka sprísňovaniu esterov v benzíne. Jednou z nevýhod látky je tvorba kondenzácie vody. Pri spaľovaní tiež uvoľňujú menej tepelnej energie, čo výrazne znižuje výkon motora, ak by bežal na benzín.

Bionafta

Dnes je tento typ alternatívneho paliva jedným z najsľubnejších. Bionafta sa vyrába z rastlín. Toto palivo sa niekedy nazýva metyléter. Hlavnou surovinou používanou na výrobu paliva je repka. Nie je to však jediná plodina, ktorá je zdrojom bionafty. Môže byť vyrobený z olejov nasledujúcich plodín:

• Sója;
• Slnečnica;
• Palmy.

Estery olejov, ako napríklad alkoholy, majú zničujúci vplyv na materiály, z ktorých sú vyrábané bežné motory. Z tohto dôvodu nie každý výrobca chce prispôsobiť svoje výrobky tomuto palivu (nízky záujem o tieto automobily, čo znižuje dôvod na vytvorenie veľkej série a výroba obmedzených verzií na alternatívne palivá nemá žiadnu výhodu).

Niektorí výrobcovia v poslednej dobe umožňujú miešanie ropných produktov s biopalivami. Verí sa, že 5% esterov tukov nepoškodí vašu motoriku.

Existuje značná nevýhoda v oblasti vývoja založeného na poľnohospodárskom odpade. Z dôvodu ekonomického zisku môže mnoho poľnohospodárov svoju pôdu prekvalifikovať na pestovanie výlučne tých plodín, z ktorých sa vyrábajú biopalivá. To môže prispieť k výraznému zvýšeniu cien potravín.

vodík

Pokúšajú sa tiež využiť vodík ako lacné palivo. Aj keď je takýto vývoj pre priemerného používateľa príliš drahý, zdá sa, že má budúcnosť.

Takýto prvok je zaujímavý, pretože je najdostupnejší na planéte. Jediným odpadom po spálení je voda, ktorú je možné po jednoduchom vyčistení dokonca vypiť. Pri spaľovaní takýchto palív teoreticky nevznikajú skleníkové plyny a látky, ktoré ničia ozónovú vrstvu.

Stále je to však teoreticky. Prax ukazuje, že použitie vodíka je v automobile bez katalyzátora oveľa škodlivejšie ako benzín. Problém je v tom, že vo valcoch horí zmes nečistého vzduchu a vodíka. Pracovná komora valca obsahuje zmes vzduchu a dusíka. A tento prvok po oxidácii vytvára jednu z najškodlivejších látok - NOx (oxid dusíka).

BMW X-5 na vodíkový motor

Ďalším problémom pri využívaní vodíka je jeho skladovanie. Na použitie plynu v automobile musí byť nádrž vyrobená buď vo forme kryogénnej komory (-253 stupňov, aby sa plyn samovznietil samovoľne), alebo vo valci určenom pre tlak 350 atm.

Ďalšou nuansou je výroba vodíka. Napriek tomu, že v prírode je tohto plynu veľa, ale väčšinou je to v nejakom druhu zmesi. V procese výroby vodíka sa do ovzdušia uvoľňuje pomerne veľké množstvo oxidu uhličitého (keď sa spojí voda a metán, najjednoduchší spôsob, ako získať vodík, je).

Vzhľadom na vyššie uvedené faktory sú vodíkové motory zo všetkých alternatívnych palív stále najdrahšie.

elektrina

Najobľúbenejšie sú elektrické vozidlá. Neznečisťujú životné prostredie, pretože elektromotor nemá vôbec žiadne výfukové plyny. Takéto autá sú tiché, veľmi pohodlné a dostatočne výkonné (napríklad Nio EP9 zrýchli na stovku za 2,7 sekundy a maximálna rýchlosť je 313 km / h).

Vďaka vlastnostiam elektromotora elektrické vozidlo nepotrebuje prevodovku, čo skracuje čas akcelerácie a uľahčuje jazdu. Zdalo by sa, že takéto vozidlá majú iba výhody. Ale v skutočnosti takéto autá nie sú zbavené negatívnych stránok, kvôli ktorým sú o jednu pozíciu nižšie ako klasické autá.

Jednou z hlavných nevýhod je kapacita batérie. Jedno nabitie v najkvalitnejšom výkone vystačí na maximálnych 300 km. „Natankovanie“ trvá niekoľko hodín, a to aj pri použití rýchleho nabíjania.

Čím väčšia je kapacita batérie, tým je vozidlo ťažšie. V porovnaní s konvenčným modelom môže elektrický analóg vážiť o 400 kilogramov viac.

Na zvýšenie jazdnej vzdialenosti bez dobíjania vyvíjajú výrobcovia sofistikované rekuperačné systémy, ktoré zhromažďujú malé množstvo energie (napríklad pri zjazde z kopca alebo pri brzdení). Takéto systémy sú však mimoriadne drahé a výkon z nich nie je taký nápadný.

Jedinou možnosťou, ktorá vám umožňuje dobíjať batériu počas jazdy, je nainštalovať generátor poháňaný rovnakým benzínovým motorom. Áno, to vám umožní výrazne ušetriť na palive, ale na to, aby systém fungoval, sa stále musíte uchýliť ku klasickému palivu. Príkladom takéhoto auta je Chevrolet Volt. Považuje sa za plnohodnotné elektrické vozidlo, ale s benzínovým generátorom.

Hybridné inštalácie

Ako kompromis, ktorý minimalizuje klasickú spotrebu paliva, výrobcovia vybavia pohonnú jednotku hybridnými jednotkami. Môže to byť mierny alebo plne hybridný systém.

Hlavnou pohonnou jednotkou v takýchto modeloch je benzínový motor. Ako doplnok sa používa motor s nízkym výkonom (alebo niekoľko) a samostatná batéria. Systém môže pomôcť hlavnému motoru pri rozbiehaní s cieľom minimalizovať zaťaženie a v dôsledku toho množstvo škodlivých látok vo výfukových plynoch.

Iné úpravy hybridných vozidiel môžu prejsť určitú vzdialenosť výlučne na elektrický pohon. To môže byť užitočné, ak vodič nevypočítal vzdialenosť k čerpacej stanici.

Medzi nevýhody hybridov patrí nemožnosť spätného získavania energie, keď je auto v dopravnej zápche. Z dôvodu úspory elektrickej energie môžete systém vypnúť (naštartuje sa veľmi rýchlo), čo však negatívne ovplyvňuje kompenzátory motora.

Napriek nedostatkom si hybridné verzie známych automobilov získavajú na obľube. Napríklad Toyota Corolla. Benzínová verzia v kombinovanom cykle spotrebuje 6,6 litra na 100 km. Hybridný analóg je dvakrát úspornejší - 3,3 litra. Ale zároveň je to takmer o 2,5 tisíc dolárov drahšie. Ak je také auto kúpené z dôvodu úspory paliva, musí sa používať veľmi aktívne. A potom sa takýto nákup ospravedlní až po niekoľkých rokoch.

Ako vidíte, hľadanie alternatívnych palív prináša výsledky. Ale kvôli vysokým nákladom na vývoj alebo ťažbu zdrojov sú tieto typy energetických zdrojov stále o niekoľko pozícií nižšie ako bežné palivo.

Otázky a odpovede:

Aké palivá sú klasifikované ako alternatívne palivá? Za alternatívne palivá sa považujú: zemný plyn, elektrina, biopalivá, propán, vodík, etanol, metanol. Všetko závisí od toho, aký motor sa v aute používa.

V ktorom roku sa objavil benzín? Výroba benzínu sa začala v 1910. rokoch XNUMX. storočia. Spočiatku išlo o vedľajší produkt pri destilácii ropy, kedy vznikol petrolej do petrolejových lámp.

Dá sa olej syntetizovať? Syntetický olej možno získať pridaním katalyzátorov na báze vodíka do uhlia a pri tlaku asi 50 atmosfér. Relatívne lacné metódy ťažby uhlia robia energeticky efektívnu technológiu.