Альтернативы бензину и дизельному топливу
Рассмотрим, какие варианты топлива для автомобиля существуют в настоящее время, а также те, которые появятся в будущем, помимо бензина и дизельного топлива.
Сжиженный нефтяной газ (LPG)
Сжиженный нефтяной газ уже был опробован в качестве топлива для автомобилей. Например, в конце 1990-х годов Opel, Volvo и ряд других производителей предлагали его в качестве одного из вариантов для двухтопливных моделей. Такие автомобили заводились на бензине, а затем, после прогрева, переходили на сжиженный газ.
Автогаз — третий по популярности вид топлива в Европе и других местах
Автогаз производит меньше вредных выхлопных газов и дешевле бензина в два раза. Однако при сравнении с бензином расход автогаза выше в два раза. Поэтому в континентальной Европе и других частях мира где применяется понятие «СНГ», автогаз занимает третье место по популярности среди видов топлива.
Водород: Пророчают Большое Будущее
Водород уже давно пророчен как будущее топливо. Однако оно не может прийти до нас. Известно, что при заправке автомобиля водородом выделяется только водный конденсат.
Дорогостоящие Затраты
Однако изучено, что выделение водорода дороже бензина и газа. Хранить его можно в баллонах под давлением, но с риском произвести взрыв. В специальных ячейках оно безопасно, но с большими затратами.
Питание автомобиля
Автотранспорт превращает водород из бака в электроэнергию, для работы двигателя, то есть автомобиль имеет «собственный генератор» и не зависит от батареи. Биоэтанол это продукт преобразования растительных материалов в топливо. Он примешивается с бензином или дизельным топливом и может использоваться в авто ДВС как с переделками, так и без.
Использование Биоэтанола
Доля биоэтанола в смеси с ископаемым топливом может быть от 10% (Е10) до 15% (Е85). По экологической составляющей использование биоэтанола имеет разумное значение, поскольку углекислый газ, испаряемый при сжигании, компенсируется природными газами во время производства. Но одним из недостатков является повышение расхода. Также используется сжиженный природный газ (СПГ).
В мире на сегодняшний день общее число транспортных средств, использующих СПГ, составляет около 20 миллионов. В основном это автобусы и грузовики, которые работают в городских условиях и способствуют сведению негативного воздействия на окружающую среду к минимуму. СПГ приводит к уменьшению выбросов твердых частиц в атмосферу на 75% по сравнению с дизельным топливом, а также создает меньше углекислого газа и до 90% меньше оксида азота.
В мире присутствует около 20 миллионов транспортных средств, использующих сжатый под большим давлением до жидкого состояния природный газ (СПГ). Автобусы и грузовики, работающие в городских условиях, помогают свести негативное воздействие на окружающую среду к минимуму. СПГ снижает выбросы твердых частиц в атмосферу на 75% по сравнению с дизельным топливом, а также создает меньше углекислого газа и до 90% меньше оксида азота.
Биодизель
Преимущество биодизельного топлива в том, что оно изготавливается из восстанавливаемых органических компонентов. Зависит от вида биодизеля (всего их три) и может быть получено из рапса и других сельхозпродуктов, жиров и липидов микроводорослей. Но производство биодизеля дороже, чем дизельного топлива из нефти, поэтому его принятие идет медленно. К тому же биодизель загрязняет фильтры быстрее, чем обычный дизель, поэтому требует более частой замены.
Важно Отличить Пропан от Сжиженного Газа
Пропан можно обозначить как СПГ, хотя не все СПГ состоит из пропана. Немногие автомобили могут работать только на пропане, а большинство из них используют его как биотопливо, начиная с бензина и переходя потом на пропан, чтобы сократить выбросы.
Поскольку это газ, для его хранения необходим большой резервуар. Двигатель будет использовать до 27% больше пропана, чтобы достичь той же мощности, что и бензин. Также следует отметить, что пропан работает лучше всего в холодных климатических условиях.
Вода — чудесная технология
Концепция наливания воды в бак и путешествия с ней кажется почти волшебной, но, к сожалению, в реальности она еще не изобретена. Остерегайтесь ложных обещаний, которые дают видеоролики на YouTube.
Принцип работы заключается в том, что вода разделяется на кислород и водород с помощью электролиза. Этот процесс требует большого количества электроэнергии, которая вырабатывается за счет образующегося водорода. Но сжигание водорода приводит к потерям тепла, что делает всю систему неэффективной.
Электромобиль: жизнеспособное решение?
Несмотря на имеющиеся проблемы, надежда на создание автомобиля, работающего на альтернативной энергии, все же есть. На кузове автомобиля можно установить фотоэлектрические панели, которые будут вырабатывать электроэнергию для электролиза воды, однако эта технология еще далека от экономической целесообразности.
Тем не менее, несколько компаний, в том числе Jaguar Land Rover, Tata и Citroen, стремятся воплотить эту концепцию в жизнь. Будет ли эта идея успешной в долгосрочной перспективе, пока неясно.
Новая система Citroen: «Гибридный воздух»
В 2014 году компания Citroen предложила новую систему: модель Cactus Airflow 2L. В этой модели стандартный бензиновый двигатель сочетался с двумя воздушными цилиндрами, работающими на рекуперативной энергии. Эта система, получившая название «Hybrid Air», использует воздух под давлением, хранящийся в баллонах, для вращения ведущих колес, что позволяет снизить нагрузку на двигатель внутреннего сгорания и уменьшить количество потребляемого топлива.
Steam: Без шуток!
Когда-то, на заре автомобилестроения, пар был грозным соперником двигателя внутреннего сгорания. В 1906 году автомобиль даже установил мировой рекорд скорости — 200 км/ч! Сейчас такие автомобили строят только фанатики.
Кинетическая энергия: Популярная альтернатива
Когда речь заходит об альтернативных источниках энергии, автопроизводители часто обращаются к рекуперативному торможению. Концепция проста: при замедлении автомобиля его кинетическая энергия преобразуется обратно в энергию аккумулятора, а не теряется в виде тепла и трения при торможении.
Нет 100% эффективности
Невозможно обеспечить питание автомобиля путем накопления и последующей отдачи энергии, поскольку передача энергии никогда не бывает абсолютно эффективной. Кроме того, для накопления достаточного количества электроэнергии для обеспечения приемлемого пробега требуется большая батарея, что увеличивает массу автомобиля. Чем тяжелее автомобиль, тем больше кинетической энергии ему необходимо преобразовать в запасенную при торможении.
Использование солнечной энергии
Концепция автомобиля, который никогда не нужно подзаряжать или заправлять, становится все ближе к реальности благодаря силе солнца! Солнечная энергия уже была опробована в различных областях жизни, но проблема заключалась в том, что с небольшой площади нельзя было получить достаточно энергии.
Решение компании Lightyear
Голландская компания Lightyear утверждает, что нашла решение этих проблем с помощью своей технологии, которая должна появиться на рынке в 2020 году.
Роль азота
Азот — самый распространенный газ в воздухе, составляющий почти четыре пятых атмосферы. Мы дышим им каждый день. В качестве топлива для автомобилей он является разумным выбором, поскольку при сжигании наносит минимальный ущерб экологии. Его можно хранить в баллоне в жидком виде, а затем использовать как двигатель, работающий на «воздухе».
Использование жидкого азота для получения энергии
Когда газ закачивается из емкости, то в результате быстрого перехода из жидкого состояния в газообразное он расширяется, и это быстрое расширение приводит в движение турбину. Турбина вращает генератор, вырабатывая электрическую энергию, которая затем используется для приведения автомобиля в движение.
Недостатки
Использование жидкого азота сопряжено со значительными рисками, и в настоящее время отсутствует инфраструктура для его заправки.
Аммиак: Чистый источник энергии с низким энергопотреблением
В 1940-х годах аммиак использовался для работы двигателей внутреннего сгорания. Однако его энергетическая плотность была невероятно низкой и составляла лишь две трети от плотности энергии бензина. Тем не менее, его потенциал для производства электроэнергии в топливных элементах и питания поршневых двигателей остается перспективным.
Преимущества
Самым главным преимуществом этого вещества является то, что оно не содержит углерода и, следовательно, не выделяет вредного CO2, который выделяют бензин и другие виды топлива. Кроме того, аммиак относительно дешев и может производиться в больших количествах.
Потенциальные проблемы
Основным препятствием на пути превращения аммиака в основной источник топлива является его безопасность при хранении на АЗС и в автомобилях.
Древесный газ
Древесный газ получил широкое распространение с 1870-х годов. Во время Второй мировой войны он был особенно популярен из-за отсутствия других источников топлива. Он производится путем превращения древесины или древесного угля в газ, который, в свою очередь, приводит в движение двигатель внутреннего сгорания. Тем не менее не стоит ожидать большой мощности или экологичности (даже если вы используете правильные дрова). Машина будет двигаться, но не быстро.
Спиртовое топливо для автомобилей
При произнесении фразы «налью-ка я себе пол-литра» контекст мог бы быть совершенно иным, если бы спирт использовался в качестве топлива для автомобилей. Действительно, такие автомобили уже используются в спортивных соревнованиях, например, в драг-рейсинге, где обычно применяется метанол.
Одним из основных преимуществ этого вида топлива является его высокое октановое число, которое присуще и другим спиртовым топливам, таким как бутанол и этанол. Все эти виды топлива могут использоваться в традиционных двигателях внутреннего сгорания.
Преимущества метанола как топлива
Метанол обладает меньшей энергоемкостью, чем газ, поэтому для получения той же мощности требуется большее его количество. Несмотря на это, использование спиртового топлива имеет очевидные экологические преимущества, поскольку при его производстве происходит меньше выбросов парниковых газов, чем при сжигании в двигателе. В итоге получается беспроигрышная ситуация, в которой выигрывают и люди, и природа.