Альтернативное биологическое топливо для автомобилей

• Биоэтанол.

Биоэтанол один, из мало кому известных, биологических видов топлива. В США его изготавливают из кукурузы, в Бразилии из сахарного тростника. Главное достоинство - это практически чистое альтернативное топливо для экологии, вредных веществ, выпускаемых в атмосферу, в нем минимальное количество. Лидирующими странами в потреблении этанола являются такие страны, как США и Бразилия, а так же есть потребители и в Европе – Швеция, здесь распространены автомобили, которые могут ездить на бензине и на смеси бензина с этанолом - Flex-Fuel (FFV).

В автомобилях этанол применяют не в чистом виде, а в смеси с бензином в гибких пропорциях. Биологического этанола в топливе Е-10 10% и, соответственно, бензина 90%, в топливе Е-85 содержится 85% этанола и бензина 15%.  Нынешние  автомобили могут заправляться топливом Е-10 без каких-либо изменений, но при большой насыщенности этанола в топливе требуются преобразования в двигателе, топливном баке, системе питания, в топливо-проводе, необходимы уплотнения, устойчивые к бензину и спирту. Также необходима перепрошивка блока управления, значительно устойчивый клапан и их седла. Биоэтанол хорошо поглощает воду, так как он гигроскопичен, что гарантирует коррозию деталей топливной системы. Когда автомобиль работает при низких температурах, то это приводит к появлению льда на авто-деталях, в топливной системе. В автомобилях Flex-Fuel требуется перед пуском обязательный подогрев топлива.

У альтернативного биологического этанола присутствуют как сторонники, так и противники. Единомышленники говорят, что применять этанол в пропорциях с бензином лучше: работа двигателя улучшается, уменьшается риск детонации, так как октановое число больше, чем у бензина, форсунки не загрязняются, двигатель не перегревается. Ненавистники этого топлива утверждают: мощность двигателя снижается, потому что сгорание этанола в цилиндрах выделяет в три раза меньше энергии в сравнении с бензином. А, следовательно, сильно увеличивается потребление топлива, экономии не выйдет. 

Из всех достоинств напрашивается вопрос: возможно ли перейти на биоэтанол для автомобилей во всех странах. Нет, практически невозможно. Чтобы получить такое огромное количество альтернативного биологического топлива, требуется засеять дополнительно очень большие площади. К примеру, возьмем Бразилию: для этой операции вырубаются леса Амазонки. Что случится в мировом масштабе? При производстве этого топлива в атмосферу выделяется огромное количество углекислого газа. Противники этанола задаются вопросом: если везде начнут изготавливать этанол, то что будет с нами, что мы станем есть, когда все сельские хозяйства изготавливают сырье для топлива. Поэтому в мировом применении этанола не будет никогда, а останется он лишь топливом регионального использования. 

• Биодизель.

А существует ли дизельное альтернативное биотопливо? Да, существует. Дизельное биотопливо так и называется – биодизель, это смесь  солярки и переработанные продукты растительного масла, чаще всего этим продуктом является рапс, соя или подсолнечник. Кстати, далеко не многие знают, первые двигатели, изготовленные Рудольфом Дизелем, работали совсем не на солярке, а на арахисовом масле.

У биодизеля имеется множество достоинств, главным его достоинством является большое снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, ведь ради этого изобрели такое топливо для автомобилей. Еще у него высокое цетановое число, понизилось содержание серы, улучшились смазочные свойства в отличие от обычной солярки. Все ниже перечисленные достоинства способствуют повышению ресурса двигателя. Маркировка этого топлива зависит от процентного содержания в нем биодизеля, к примеру, возьмем топливо маркой В-20, в нем присутствует 20% биодизеля, 80% обычного дизельного топлива. Всегда в автомобилях применяется биодизель в смеси с соляркой.

Но недостатки имеются и у биодизеля, и их достаточно много. При использовании этого альтернативного топлива расход увеличивается, а мощность двигателя снижается. В топливной системе образуется отложение воска, когда дизельное биотопливо применяется в низких температурах. Срок хранения очень мал – не больше трех месяцев, далее он начинает разлагаться. Также биодизель более агрессивен к резиновым деталям.

Но самый главный недостаток дизельного биотоплива для автомобилей - его изготовление сильно нагружает окружающую среду. Существенно истощают почву растения, из которых перерабатывают топливо. Из-за этого приходится повышать количество удобрений, а остатки этих удобрений загрязняют подземные воды. Сторонникам биодизеля, как и с биоэтанолом, следует задуматься: что важнее, экологически чистое топливо или еда на столе?

• Биогаз.

Биогаз - это канализационный газ, его так называют, потому что переработан из различных видов отходов: сельскохозяйственных, пищевых, навоза и другого мусора. Состоит он из метана и углекислого газа. В принципе, это тот же природный метан, биогаз для автомобилей очищают от углекислого газа, только разница в его происхождении.

Как и у всех видов топлива для автомобилей, у альтернативного биогаза имеются достоинства и недостатки. Начнем с достоинств: низкая концентрация различных вредных веществ в выхлопных газах, высокая антидетонационная стойкость, также можно сказать, что газ не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, увеличивая этим ресурс двигателя. Переходя к недостаткам альтернативного биологического газа для автомобилей, хочется отметить его низкую теплоотдачу, следовательно, повышенный расход, и необходимость заправлять его только в тяжелые баллоны. Общественный и грузовой транспорт - это единственная область применения биогаза.

• Водород.

Водород, как кажется на первый взгляд, является лучшим автомобильным топливом из всех альтернативных. Его на нашей планете очень много, при сгорании водорода выделяется одна вода. Выброса вредных веществ в атмосферу нет - это ведь и есть главной целью всех экологов! На теории все намного проще, чем на практике. Проблем с получением водорода оказалось очень много.

Итак, требуется получить водород, его в природе очень много, но в чистом виде его нет!!! Его следует как-то извлечь. В действительности, это не так-то просто, трудоемко и энергоемко, количество энергии, которое он отдает в двигатель, превосходит затраты энергии на получение водорода. Плюс к этому, в процессе добычи водорода  в атмосферу выбрасывается углекислый газ. Вернулись к тому, с чего начали!

Как же хранить водород в автомобиле? Еще одна проблема. Можно хранить в газообразном  и сжиженном состоянии. В  газообразном состоянии его требуется закачать в баллоны давлением не менее 350 атмосфер, этого хватит всего лишь на 200 км. Чтобы хранить водород в сжиженном состоянии, требуются специальные баки, которые будут держать температуру в -250 °С, а для этого нужны дополнительные энергозатраты.

Использование водорода увеличивает риск возникновения капитального воспламенения, так как такой вид альтернативного биологического топлива для автомобилей является легко воспламеняемым. Еще водородное топливо оказалось совсем не экологически чистым, в результате испытаний выяснилось, что водород смешивается с воздухом, а не с кислородом. Воздух состоит из 78% азота, получается, что в выхлопе имеется водяной пар и окислы азота, которые вредны так же, как углекислый газ. Концентрация азота больше, чем в выбросах бензинового топлива. Ели снижать уровень выбросов NO, то уменьшается мощность двигателя, потому что для снижения выбросов требуется обеднять смесь.