Kaj je alternativno gorivo za avtomobile

Bencinski motor z notranjim zgorevanjem je revolucioniral razvoj vozil na lastni pogon. Sčasoma so avtomobili iz luksuzne kategorije prešli v nujo.

Trenutna poraba naravnih virov se je tako povečala, da zaloge nimajo časa za obnovo. To človeštvo sili k razvoju alternativnih goriv. V tem pregledu bomo upoštevali že pripravljen razvoj, ki se uporablja na številnih vozilih.

Alternativna goriva

Poleg zmanjševanja zalog nafte ima razvoj alternativnih goriv še več razlogov.

Eno izmed njih je onesnaževanje okolja. Pri zgorevanju bencin in dizelsko gorivo sproščata škodljive snovi, ki uničujejo ozonski plašč in lahko povzročijo bolezni dihal. Iz tega razloga si znanstveniki še vedno prizadevajo ustvariti čisti vir energije, ki bi imel minimalen vpliv na okolje, tako med fazo črpanja kot med delovanjem motorja.

Drugi razlog je energetska neodvisnost države. Vsi vemo, da ima le nekaj držav zaloge nafte pod zemljo. Vsi ostali se morajo sprijazniti s cenovno politiko, ki so jo določili monopolisti. Uporaba alternativnih goriv bo omogočila izhod iz gospodarskega zatiranja takšnih moči.

V skladu z Zakonom o energetski politiki ZDA so alternativna goriva opredeljena kot:

• Zemeljski plin;
• Biogoriva;
• Etanol;
• Biodizel;
• Vodik;
• Elektrika;
• Hibridna namestitev.

Seveda ima vsaka vrsta goriva svoje pozitivne in negativne dejavnike. Na podlagi teh informacij bo avtomobilski navdušenec lažje krmaril, kaj lahko ogrozi z nakupom unikatnega vozila.

Zemeljski plin

Vsesplošno uplinjanje je inženirje spodbudilo k razmisleku, ali ga lahko uporabimo kot alternativno gorivo. Izkazalo se je, da ta naravni vir popolnoma izgori in ne oddaja enakih škodljivih snovi kot bencin ali dizelsko gorivo.

Na ozemlju postsovjetskega prostora je motor, pretvorjen za plin, postal običajna stvar. Nekateri se celo kupujejo varčen avtomobil in se sprašujejo, ali ga je smiselno preklopiti na plin.

V zadnjem času nekateri proizvajalci avtomobile opremljajo s plinsko opremo. Primer tega je Škoda Kamiq G-Tec. Proizvajalec dokonča model motorja z notranjim zgorevanjem, ki deluje na metan. Prednosti in slabosti propana in metana so opisane v drug članek... In tudi v en pregled govori o različnih modifikacijah plinske opreme.

Biogoriva

Ta kategorija nadomestnega goriva se pojavi kot rezultat predelave kmetijskih pridelkov. Za razliko od bencina, plina in dizelskega goriva biogoriva med zgorevanjem ne oddajajo ogljikovega dioksida, ki je bil prej najden v zemeljskih črevesih. V tem primeru se uporabi ogljik, ki so ga rastline absorbirale.

Zahvaljujoč temu toplogredni plini ne presegajo količine, ki se sprosti v življenju vseh živih organizmov. Prednosti takega goriva vključujejo možnost točenja goriva na običajnih bencinskih črpalkah.

Zadevno gorivo je kategorija in ne ločeno gorivo. Na primer, pri predelavi živalskih in rastlinskih odpadkov nastaneta metan in etanol. Kljub nizkim stroškom in enostavnosti proizvodnje (brez naftnih ploščadi s kompleksno opremo za predelavo) ima to gorivo svoje pomanjkljivosti.

Ena pomembnih pomanjkljivosti je, da so za proizvodnjo zadostne količine goriva potrebni veliki nasadi, na katerih se lahko gojijo posebne rastline, ki vsebujejo visok odstotek primernih snovi. Takšni posevki tla izčrpavajo, zaradi česar ne morejo proizvajati kakovostnih pridelkov za druge pridelke.

Etanol

Ob razvoju motorjev z notranjim zgorevanjem so oblikovalci preizkušali različne snovi, na podlagi katerih je enota lahko delovala. In alkohol ni zadnji na seznamu takšnih snovi.

Prednost etanola je, da ga je mogoče pridobiti brez izčrpavanja naravnih virov zemlje. Na primer, lahko ga dobimo iz rastlin, ki vsebujejo veliko sladkorja in škroba. Ti pridelki vključujejo:

• Sladkorni trs;
• Pšenica;
• Koruza;
• Krompir (uporablja se manj pogosto kot prejšnji).

Etanol lahko upravičeno zavzame eno prvih mest na lestvici poceni alternativnih goriv. Brazilija ima na primer izkušnje s proizvodnjo te vrste alkohola. Zahvaljujoč temu je lahko država energetsko neodvisna od sil, na ozemlju katerih se proizvaja zemeljski plin ali nafta.

Za pogon na alkohol mora biti motor izdelan iz kovin, ki so odporne na to snov. In to je ena pomembnih slabosti. Več proizvajalcev avtomobilov gradi motorje, ki lahko poganjajo bencin in etanol.

Te spremembe se imenujejo FlexFuel. Posebnost takšnih pogonskih enot je, da se vsebnost etanola v bencinu lahko giblje od 5 do 95 odstotkov. Pri oznaki takšnih vozil se uporabljata črka E in največji dovoljeni odstotek alkohola v gorivu.

To gorivo pridobiva na popularnosti zaradi zaostrovanja estrov v bencinu. Ena od pomanjkljivosti snovi je nastanek vodne kondenzacije. Prav tako pri izgorevanju sproščajo manj toplotne energije, kar bistveno zmanjša moč motorja, če je ta deloval na bencin.

Biodizel

Danes je ta vrsta alternativnega goriva eno najbolj obetavnih. Biodizel je narejen iz rastlin. To gorivo včasih imenujemo tudi metil eter. Glavna surovina, ki se uporablja za proizvodnjo goriva, je repično seme. Vendar to ni edina poljščina, ki je vir za biodizel. Lahko je izdelan iz olj naslednjih poljščin:

• Soja;
• Sončnica;
• Palme.

Estri olj, tako kot alkoholi, uničujoče vplivajo na materiale, iz katerih so narejeni običajni motorji. Iz tega razloga si vsak proizvajalec ne želi prilagoditi svojih izdelkov temu gorivu (nizko zanimanje za takšne avtomobile, kar zmanjšuje razlog za ustvarjanje velike serije, in uporaba omejenih različic za alternativna goriva ne koristi).

V zadnjem času nekateri proizvajalci dovoljujejo mešanje naftnih derivatov z biogorivi. Menijo, da 5% maščobni estri ne bodo škodovali vašemu motorju.

Razvoj na osnovi kmetijskih odpadkov ima znatno pomanjkljivost. Zaradi gospodarske koristi lahko številni kmetje svojo zemljo prekvalificirajo za gojenje samo tistih poljščin, iz katerih so narejena biogoriva. To lahko prispeva k občutnemu zvišanju cen hrane.

Vodik

Poskusi so uporabiti tudi vodik kot poceni gorivo. Čeprav je tak razvoj za povprečnega uporabnika predrag, se zdi, da ima tak razvoj prihodnost.

Tak element je zanimiv, ker je najbolj dostopen na planetu. Edini odpadek po zgorevanju je voda, ki jo lahko pijemo celo po preprostem čiščenju. Teoretično pri zgorevanju takšnih goriv ne nastajajo toplogredni plini in snovi, ki tanjšajo ozonski plašč.

Vendar je to še vedno v teoriji. Praksa kaže, da je uporaba vodika veliko bolj škodljiva kot bencin v avtomobilu brez katalizatorja. Težava je v tem, da v jeklenkah gori mešanica nečistega zraka in vodika. Delovna komora jeklenke vsebuje mešanico zraka in dušika. In ta element ob oksidaciji tvori eno najbolj škodljivih snovi - NOx (dušikov oksid).

BMW X-5 na vodikovem motorju

Druga težava pri uporabi vodika je njegovo shranjevanje. Za uporabo plina v avtomobilu mora biti rezervoar izdelan v obliki kriogene komore (-253 stopinj, da se plin ne vname sam) ali jeklenke, zasnovane za tlak 350 atm.

Drug odtenek je proizvodnja vodika. Kljub temu, da je v naravi veliko tega plina, vendar je večinoma v neki spojini. V procesu pridobivanja vodika se v ozračje izpusti dokaj velika količina ogljikovega dioksida (pri kombiniranju vode in metana vodik najlažje dobimo).

Glede na zgoraj naštete dejavnike ostajajo vodikovi motorji najdražje od vseh alternativnih goriv.

elektrika

Najbolj priljubljena so električna vozila. Okolja ne onesnažujejo, saj elektromotor sploh nima izpušnih plinov. Takšni avtomobili so tihi, zelo udobni in dovolj zmogljivi (Nio EP9 na primer do sto pospeši v 2,7 sekunde, največja hitrost pa znaša 313 km / h).

Zaradi značilnosti elektromotorja električno vozilo ne potrebuje menjalnika, kar skrajša čas pospeševanja in olajša vožnjo. Zdi se, da imajo takšna vozila le prednosti. Toda v resnici takšni avtomobili niso brez negativnih vidikov, zaradi česar so za en položaj nižji od klasičnih avtomobilov.

Ena večjih pomanjkljivosti je zmogljivost baterije. En naboj v najbolj kakovostni zmogljivosti zadostuje za največ 300 km. Potrebno je nekaj ur, da se "natoči gorivo", tudi s hitrim polnjenjem.

Večja kot je baterija, težje je vozilo. V primerjavi z običajnim modelom lahko električni analog tehta 400 kilogramov več.

Da bi povečali razdaljo vožnje brez polnjenja, proizvajalci razvijajo dovršene sisteme za rekuperacijo, ki zbirajo majhne količine energije (na primer pri spustu ali med zaviranjem). Vendar so takšni sistemi izjemno dragi in zmogljivost zanje ni tako opazna.

Edina možnost, ki vam omogoča, da med vožnjo napolnite baterijo, je namestitev generatorja na isti bencinski motor. Da, to vam omogoča, da znatno prihranite pri gorivu, a za delovanje sistema se morate vseeno zateči k klasičnemu gorivu. Primer takega avtomobila je Chevrolet Volt. Velja za polnopravno električno vozilo, vendar z bencinskim generatorjem.

Hibridne instalacije

Kot kompromis, ki zmanjšuje klasično porabo goriva, proizvajalci pogonsko enoto opremijo s hibridnimi enotami. Lahko je blag ali popolnoma hibridni sistem.

Glavna pogonska enota v takšnih modelih je bencinski motor. Kot dodatek se uporablja motor z majhno močjo (ali več) in ločena baterija. Sistem lahko pomaga glavnemu motorju pri zagonu, da zmanjša obremenitev in posledično količino škodljivih snovi v izpuhu.

Druge spremembe hibridnih vozil lahko prevozijo nekaj razdalje zgolj z električno vleko. To je lahko koristno, če voznik ni izračunal razdalje do bencinske črpalke.

Pomanjkljivosti hibridov vključujejo nezmožnost pridobivanja energije, medtem ko je avto v zastoju. Če želite prihraniti elektriko, lahko sistem izklopite (zažene se zelo hitro), vendar to negativno vpliva na kompenzatorje motorja.

Kljub pomanjkljivostim hibridne različice znanih avtomobilov postajajo vse bolj priljubljene. Na primer Toyota Corolla. Bencinska različica v kombiniranem ciklu porabi 6,6 litra na 100 km. Hibridni analog je dvakrat bolj ekonomičen - 3,3 litra. A hkrati je dražja za skoraj 2,5 tisoč dolarjev. Če se tak avtomobil kupi zaradi varčevanja z gorivom, ga je treba uporabljati zelo aktivno. In potem se bo tak nakup upravičil šele po nekaj letih.

Kot lahko vidite, iskanje alternativnih goriv daje rezultate. Toda zaradi visokih stroškov razvoja ali pridobivanja virov so te vrste energetskih virov še vedno za nekaj položajev nižje od običajnih goriv.

Vprašanja in odgovori:

Katera goriva so razvrščena kot alternativna goriva? Upoštevajo se alternativna goriva: zemeljski plin, elektrika, biogoriva, propan, vodik, etanol, metanol. Vse je odvisno od tega, kateri motor se uporablja v avtomobilu.

Katerega leta se je pojavil bencin? Proizvodnja bencina se je začela v 1910-ih letih. Sprva je bil stranski produkt destilacije olja, ko je nastal kerozin za petrolejke.

Ali je mogoče sintetizirati olje? Sintetično olje je mogoče pridobiti z dodajanjem katalizatorjev na osnovi vodika v premog in pri tlaku okoli 50 atmosfer. Relativno poceni metode pridobivanja premoga zagotavljajo energetsko varčno tehnologijo.