МЕНЮ

Автомобили на "традиционном" альтернативном топливе

Сегодня подавляющее большинство автомобилей оснащены двигателями внутреннего сгорания (ДВС), работающими на бензине или дизельном топливе. Эти виды топлива делют из нефти, они относительно дёшевы и удобны в использовании, но всё-таки у них есть ряд недостатков. Во-первых, автомобили, работающие на этих видах топлива, загрязняют воздух, и особенно остро данная проблема проявляется в крупных городах с большим потоком автомобильного транспорта. Во-вторых, цены на нефть, а значит, и на бензин, подвержены колебаниям, иногда они сильно растут, и эта проблема особенно беспокоит те страны, которые не добывают нефть сами, а импортируют её. Наконец, запасы нефти ограничены и исчерпываются довольно быстро, так почему бы заранее не подумать о том, чем заменить топливо, получаемое из нефти?

Обзор различных альтернативных двигателей для автомобилей вы можете прочитать здесь, а в этой статье мы разберём, чем можно заменить бензин и дизель без какой-то кардинальной переделки существующих машин, т. е. на чём ещё могут работать обычные автомобили с двигателями внутреннего сгорания. На самом деле различные варианты альтернативных топлив для ДВС рассматривались и испытывались уже давно и в какой-то мере их можно даже назвать "традиционными".

Биоэтанол

Биоэтанол, это, по сути, технический этиловый спирт, произведённый из растительного сырья специально для использования в качестве автомобильного топлива. При производстве биоэтанола применяются упрощённые схемы очистки по сравнению с пищевым этиловым спиртом, там остаётся довольно много примесей, но для ДВС это не критично.

Какие же плюсы и минусы у этилового спирта по сравнению с обычным бензином?

В общем-то в бак обычного авто, работающего на бензине, вполне можно залить этиловый спирт, и двигатель будет работать. Но будет работать в не совсем оптимальном режиме, т. к. октановое число этилового спирта заметно выше. Это означает, что обычный ДВС, рассчитанный на бензин, на этиловом спирте будет развивать меньшую мощность (примерно на 30%), а для избавления от этого недостатка следует повысить степень сжатия смеси в цилиндрах двигателя. Т. е. отрегулировать двигатель так, чтобы он одинаково эффективно работал и на бензине, и на этиловом спирте, проблематично.

Также можно использовать смесь этилового спирта и бензина, и в Европе, например, на многих заправках уже давно добавляют некоторое количество (например, 10%) этанола в топливо. Можно делать и наоборот - добавлять немного бензина в этиловый спирт, это поможет двигателю легче заводиться при низких температурах (если использовать чистый этиловый спирт, то с этим могут возникнуть проблемы).

Двигатель на биоэтаноле производит меньше вредных выхлопов, и это положительно сказывается на экологической обстановке. Кроме того, как правило, биоэтанол всё же выходит дешевле бензина, и это тоже хорошо. А какие у биоэтанола минусы? Ну, например, у этилового спирта есть определённые проблемы с хранением и транспортировкой, т. к. он очень любит поглощать излишнюю влагу. Но у биоэтанола есть и более глобальные проблемы. Его производят из растительного сырья, а это значит, что под сахарный тростник, кукурузу или другие культуры для производства биоэтанола занимаются значительные площади земель сельскохозяйственного назначения. А ведь на этих землях можно было выращивать продовольствие. Насколько правильно занимать поля под производство топлива, если учесть, что люди в Африке до сих пор голодают? Кроме того, простые подсчёты показывают, что даже если все сельское хозяйство планеты переориентировать на производство биоэтанола, то этого не хватит, чтобы на 100% заменить потребляемый сегодня автомобилями бензин. Так что идея заменить бензин биоэтанолом на сегодняшний день в принципе бесперспективна.

Тем не менее, в некоторых странах, например, в Бразилии, производство биоэтанола идёт нарастающими темпами, и там довольно высока уже доля автомобилей, работающих на этом виде топлива. Правда, в Бразилии хорошо растёт сахарный тростник, из которого и делают биоэтанол, а вот в менее жарких странах производство топлива из растительного сырья куда менее эффективно.

Сбор сахарного тростника в Бразилии

Видео - что будет, если заправить обычный автомобиль вместо бензина спиртом и спиртными напитками?

Биодизель

Если в бензиновый двигатель можно залить этиловый спирт, то в дизельный - растительное масло. Какое-то время назад в США у владельцев дизельных автомобилей популярной тенденцией было заправлять в свои авто отработанное растительное масло из ресторанов. Правда для современных дизельных двигателей такие эксперименты чреваты выходом их из строя.

Биодизель - некая замена дизельному топливу, и получают его, как правило, из растительных масел путём определённой переработки. Для получения биодизеля проводится процесс переэтерификации, а затем очистка от ненужных примесей, получившихся в ходе этой химической реакции.

По сравнению с обычным дизельным топливом, биодизель производит куда меньше вредных выбросов, но хуже хранится, а в холодное время года требует подогрева.

Производство биодизеля в мире за последние годы существенно выросло, причём получать данный вид топлива можно не только засевая площади какими-то культурами специально для этого, но и из различных отходов и даже из водорослей. Тем не менее пока биодизель применяется в основном не в качестве самостоятельного топлива, а лишь как добавка к обычному дизельному топливу.

Природный газ

Это, пожалуй, самое популярное альтернативное топливо. Для работы на газе автомобилю с ДВС не требуется сколько-нибудь существенных переделок, так что переоборудовать свою машину под газ можно без проблем. У газа немало преимуществ перед бензином - меньше вредных выбросов, продлевается ресурс двигателя, да и сам газ заметно дешевле бензина. Единственные минусы - более сложная заправка, меньше заправочных станций, ну и баллоны займут в автомобиле какое-то место.

Среди видов природного газа используются в качестве топлива обычно либо пропан с бутаном, либо метан. И если пропан с бутаном при обычных температурах можно перевести в жидкое состояние, с метаном такой фокус не пройдёт. Для метана придётся использовать прочные баллоны, в которых метан будет находиться не в жидком, а просто в сжатом виде.

Водород

С этим видом топлива экспериментируют довольно давно. И у него есть как существенные плюсы, так и не менее существенные минусы.

Плюсы водорода как топлива:

  • Это асболютно экологически чистое топливо, т. к. продукт сгорания - вода.
  • Водород легко получить разными методами.
  • У водорода высокая удельная теплота сгорания (т. е. он выделяет много энергии на единицу массы) - в три раза больше, чем у бензина.

Минусы водорода как топлива:

  • Водород тяжело хранить - он плохо сжимается и способен просачиваться через стенки баллона.
  • Водород взрывоопасен.
  • Пока что переоборудование автомобиля для работы на водороде обходится очень дорого, также значительно дороже обычной стоит и заправочная станция для заправки машин водородом.

Кстати, использовать энергию водорода можно двумя путями - сжигать его в обычном ДВС, либо сжигать в топливных элементах, получая электроэнергию. Но у обоих способов пока что есть свои минусы, мешающие широкому внедрению водородного транспорта.

Конечно, какие-то сдвиги есть. Ряд компаний уже выпускают автомобили и автобусы, способные использовать водород в качестве топлива, открывают и заправочные станции для них. Но до момента, когда автомобили на водороде станут массовым явлением, по-видимому, ещё далеко.

BMW Hydrogen 7 - может работать и на бензине, и на водороде

Подробнее об использовании водорода в качестве альтернативного топлива читайте в отдельной статье про водородный транспорт.