Co je to alternativní palivo pro automobily

Benzínový spalovací motor přinesl revoluci ve vývoji vozidel s vlastním pohonem. V průběhu doby se automobily posunuly z luxusní kategorie na nutnost.

Současná spotřeba přírodních zdrojů se natolik zvýšila, že rezervy nemají čas na doplnění. To nutí lidstvo vyvíjet alternativní paliva. V této recenzi budeme uvažovat o hotovém vývoji, který se používá u mnoha vozidel.

Alternativní paliva

Kromě snižování zásob ropy má vývoj alternativních paliv i několik dalších důvodů.

Jedním z nich je znečištění životního prostředí. Při spalování benzín a nafta uvolňují škodlivé látky, které ničí ozonovou vrstvu a mohou způsobit onemocnění dýchacích cest. Z tohoto důvodu vědci stále pracují na vytvoření čistého zdroje energie, který by měl minimální dopad na životní prostředí, a to jak během extrakční fáze, tak během provozu motoru.

Druhým důvodem je energetická nezávislost státu. Každý ví, že jen několik zemí má zásoby ropy v podzemí. Všichni ostatní se musí smířit s cenovou politikou stanovenou monopolisty. Použití alternativních paliv umožní vymanit se z ekonomického útlaku těchto pravomocí.

Podle zákona o energetické politice Spojených států jsou alternativní paliva definována jako:

• Zemní plyn;
• Biopaliva;
• Ethanol;
• Bionafta;
• Vodík;
• Elektřina;
• Hybridní instalace.

Každý typ paliva má samozřejmě své vlastní pozitivní a negativní faktory. Na základě těchto informací bude pro automobilového nadšence snazší orientovat se v tom, co může kompromitovat zakoupením jedinečného vozidla.

Zemní plyn

Všudypřítomné zplyňování přimělo inženýry, aby zvážili, zda může být použito jako alternativní palivo. Ukázalo se, že tento přírodní zdroj zcela spaluje a nevydává stejné škodlivé látky jako benzín nebo nafta.

Na území postsovětského prostoru se běžně vyskytoval motor přestavěný na plyn. Někteří, i když si kupují ekonomické auto, si kladou otázku, zda má smysl přepnout na benzín.

V poslední době někteří výrobci vybavují automobily plynovým zařízením z továrny. Příkladem je Škoda Kamiq G-Tec. Výrobce dokončuje model spalovacího motoru běžícího na metan. Výhody a nevýhody propanu a metanu jsou popsány v další článek... A také v jedna recenze vypráví o různých modifikacích plynového zařízení.

Biopalivo

Tato kategorie alternativních paliv se objevuje v důsledku zpracování zemědělských plodin. Na rozdíl od benzínu, plynu a motorové nafty neuvolňují biopaliva během spalování oxid uhličitý, který se dříve nacházel v útrobách Země. V tomto případě se použije uhlík, který byl rostlinami absorbován.

Díky tomu skleníkové plyny nepřekračují množství, které se uvolňuje během života všech živých organismů. Mezi výhody takového paliva patří možnost doplňování paliva na běžných čerpacích stanicích.

Dotyčné palivo je spíše kategorií než samostatným palivem. Například při zpracování živočišného a rostlinného odpadu vzniká metan a ethanol. Navzdory nízkým nákladům a snadné výrobě (ropné plošiny se složitým zpracovatelským zařízením nejsou nutné) má toto palivo své nevýhody.

Jednou z významných nevýhod je to, že k výrobě dostatečného množství paliva jsou zapotřebí velké plantáže, na nichž lze pěstovat speciální rostliny, které obsahují vysoké procento vhodných látek. Takové plodiny vyčerpávají půdu, takže nemohou produkovat kvalitní plodiny pro jiné plodiny.

Ethanol

Při vývoji spalovacích motorů konstruktéři testovali různé látky, na jejichž základě mohla jednotka fungovat. A alkohol není v seznamu těchto látek poslední.

Výhodou ethanolu je, že jej lze získat bez vyčerpání přírodních zdrojů Země. Například jej lze získat z rostlin s vysokým obsahem cukru a škrobu. Mezi tyto plodiny patří:

• Cukrová třtina;
• Pšenice;
• Kukuřice;
• Brambory (používané méně často než předchozí).

Ethanol může oprávněně zaujímat jedno z prvních míst v žebříčku levných alternativních paliv. Například Brazílie má zkušenosti s výrobou tohoto typu alkoholu. Díky tomu může mít země energetickou nezávislost na mocnostech, na jejichž území se vyrábí zemní plyn nebo ropa.

Aby mohl motor běžet na alkohol, musí být vyroben z kovů odolných vůči této látce. A to je jedna z významných nevýhod. Několik automobilů vyrábí motory, které mohou pracovat jak na benzín, tak na ethanol.

Tyto úpravy se nazývají FlexFuel. Zvláštností takových pohonných jednotek je, že obsah ethanolu v benzínu se může pohybovat od 5 do 95 procent. V označení těchto vozidel se používá písmeno E a maximální povolené procento alkoholu v palivu.

Toto palivo získává na popularitě díky zpřísnění esterů v benzínu. Jednou z nevýhod látky je tvorba kondenzace vody. Při hoření také uvolňují méně tepelné energie, což významně snižuje výkon motoru, pokud běží na benzín.

Bionafta

Dnes je tento typ alternativního paliva jedním z nejslibnějších. Bionafta se vyrábí z rostlin. Toto palivo se někdy nazývá methylether. Hlavní surovinou používanou pro výrobu paliva je řepka. To však není jediná plodina, která je zdrojem pro bionaftu. Může být vyroben z olejů následujících plodin:

• Sója;
• Slunečnice;
• Palmy.

Estery olejů, jako jsou alkoholy, mají zničující účinek na materiály, z nichž jsou vyráběny konvenční motory. Z tohoto důvodu ne každý výrobce chce přizpůsobit své produkty tomuto palivu (nízký zájem o taková auta, což snižuje důvod pro vytvoření velké dávky a výroba omezených verzí na alternativní paliva nemá žádnou výhodu).

Někteří výrobci v poslední době povolují míchání ropných produktů s biopalivy. Předpokládá se, že 5% esterů tuků nepoškodí váš motor.

Vývoj založený na zemědělském odpadu má významnou nevýhodu. Kvůli ekonomickému zisku může mnoho zemědělců rekvalifikovat svou půdu, aby pěstovali výhradně plodiny, ze kterých se vyrábějí biopaliva. To může přispět k výraznému zvýšení cen potravin.

Vodík

Pokouší se také použít vodík jako levné palivo. I když je takový vývoj pro průměrného uživatele příliš nákladný, zdá se, že takový vývoj má budoucnost.

Zajímavý je takový prvek, protože je nejdostupnější na planetě. Jediným odpadem po spalování je voda, kterou lze po jednoduchém čištění dokonce vypít. Teoreticky spalování takových paliv netvoří skleníkové plyny a látky, které poškozují ozonovou vrstvu.

Je to však stále teoreticky. Praxe ukazuje, že použití vodíku je mnohem škodlivější než benzín v automobilu bez katalyzátoru. Problém je v tom, že ve válcích hoří směs nečistého vzduchu a vodíku. Pracovní komora válce obsahuje směs vzduchu a dusíku. A tento prvek po oxidaci tvoří jednu z nejškodlivějších látek - NOx (oxid dusíku).

BMW X-5 na vodíkový motor

Dalším problémem při používání vodíku je jeho skladování. Chcete-li použít plyn v automobilu, musí být nádrž vyrobena buď ve formě kryogenní komory (-253 stupňů, aby se plyn samovolně nezapálil), nebo válce navrženého pro tlak 350 atm.

Další nuancí je výroba vodíku. Navzdory skutečnosti, že v přírodě je tohoto plynu hodně, většina je v nějakém druhu sloučeniny. V procesu výroby vodíku je do atmosféry emitováno poměrně velké množství oxidu uhličitého (při kombinaci vody a metanu je nejsnadnější způsob získání vodíku).

S ohledem na výše uvedené faktory zůstávají vodíkové motory nejdražší ze všech alternativních paliv.

elektřina

Nejoblíbenější jsou elektrická vozidla. Neznečišťují životní prostředí, protože elektromotor nemá vůbec žádné výfukové plyny. Tato auta jsou tichá, velmi pohodlná a dostatečně výkonná (například Nio EP9 zrychlí na stovku za 2,7 sekundy a maximální rychlost je 313 km / h).

Díky vlastnostem elektromotoru nepotřebuje elektrické vozidlo převodovku, což snižuje dobu zrychlení a usnadňuje jízdu. Zdálo by se, že taková vozidla mají pouze výhody. Ve skutečnosti však taková auta nejsou zbavena negativních aspektů, kvůli kterým jsou o jednu pozici pod klasickými vozy.

Jednou z hlavních nevýhod je kapacita baterie. Jedno nabití v nejvyšší kvalitě vystačí na maximálně 300 km. „Tankování“ trvá několik hodin, a to i při použití rychlého nabíjení.

Čím větší je kapacita baterie, tím těžší je vozidlo. Ve srovnání s konvenčním modelem může elektrický analog vážit o 400 kilogramů více.

Pro zvýšení dojezdové vzdálenosti bez dobíjení vyvíjejí výrobci sofistikované rekuperační systémy, které shromažďují malé množství energie (například při jízdě z kopce nebo při brzdění). Takové systémy jsou však extrémně drahé a výkon z nich není tak nápadný.

Jedinou možností, která vám umožní dobít baterii za jízdy, je instalace generátoru poháněného stejným benzínovým motorem. Ano, to vám umožňuje výrazně ušetřit na palivu, ale aby systém fungoval, musíte se i nadále uchýlit ke klasickému palivu. Příkladem takového vozu je Chevrolet Volt. Je považován za plnohodnotné elektrické vozidlo, ale s benzínovým generátorem.

Hybridní instalace

Jako kompromis, který minimalizuje klasickou spotřebu paliva, vybavují výrobci pohonnou jednotku hybridními jednotkami. Může to být mírný nebo plně hybridní systém.

Hlavní pohonnou jednotkou u těchto modelů je benzínový motor. Jako přídavek se používá motor s nízkým výkonem (nebo několik) a samostatná baterie. Systém může pomáhat hlavnímu motoru při startování, aby minimalizoval zatížení a v důsledku toho množství škodlivých látek ve výfukových plynech.

Jiné úpravy hybridních vozidel mohou urazit určitou vzdálenost pouze na elektrický pohon. To může být užitečné, pokud řidič nevypočítal vzdálenost k čerpací stanici.

Nevýhody hybridů zahrnují neschopnost zpětného získávání energie, když je auto v dopravní zácpě. Chcete-li ušetřit elektřinu, můžete systém vypnout (spouští se velmi rychle), což však negativně ovlivňuje kompenzátory motoru.

Navzdory nedostatkům získávají hybridní verze slavných automobilů na popularitě. Například Toyota Corolla. Benzinová verze v kombinovaném cyklu spotřebuje 6,6 litru na 100 km. Hybridní analog je dvakrát úspornější - 3,3 litru. Ale zároveň je dražší téměř o 2,5 tisíce dolarů. Pokud je takové auto zakoupeno z důvodu úspory paliva, musí být používáno velmi aktivně. A pak se takový nákup ospravedlní až po několika letech.

Jak vidíte, hledání alternativních paliv přináší výsledky. Ale kvůli vysokým nákladům na vývoj nebo těžbu zdrojů jsou tyto typy energetických zdrojů stále o několik pozic nižší než u konvenčních paliv.

Otázky a odpovědi:

Jaká paliva jsou klasifikována jako alternativní paliva? Za alternativní paliva se považují: zemní plyn, elektřina, biopaliva, propan, vodík, etanol, metanol. Vše záleží na tom, jaký motor je v autě použit.

V jakém roce se objevil benzín? Výroba benzínu začala v 1910. Zpočátku šlo o vedlejší produkt destilace ropy, kdy vznikl petrolej do petrolejových lamp.

Dá se olej syntetizovat? Syntetický olej lze získat přidáním katalyzátorů na bázi vodíku do uhlí a při tlaku asi 50 atmosfér. Relativně levné metody těžby uhlí vytvářejí energeticky úspornou technologii.