Жидкий водород
Батареи на солнечной энергии
Электричество
Сжатый воздух
Метан из продуктов жизнедеятельности
Топливо из водорослей
Топливо серии Р
Спирты: этиловый и метиловый древесный
Природный газ
Выводы
О влиянии выхлопных газов на состояние атмосферы и здоровье человека не говорит только ленивый. Поэтому поиск и внедрение экологически чистых источников энергии для автомобилей являются одними из ключевых аспектов в охране окружающей среды. Ведь ежегодно появляется большое количество машин, поэтому говорить о естественном снижении ядовитых газов не приходится.
Кроме этого, экологически чистые типы горючего — это еще один шаг к энергонезависимости отдельных государств, а также замена непроизводных источников энергии возобновляемыми.
Экологически безопасное горючее по способу производства и его эффективности классифицируют на поколения:
- I поколение — к нему относят горючее из сельскохозяйственных растений;
- II поколение — делают из отходов, какие содержат растительный, животный жир;
- III поколение — биотопливо производят из водорослей с повышенным содержанием жира.
Существует более десяти различных видов альтернативного горючего, у каждого из которых есть свои преимущества и недостатки.
Энергия растительных масел в действии: будущее за биодизелем?
Биодизель — один из типов экологически чистого горючего. Биодизелем называют продукт переработки растительных масел — рапсового, подсолнечного, кукурузного с последующим выделением из него эфиров жирных кислот. Кроме масел, для производства этого вида топлива используют животные жиры, например, те, что образовываются после жарки в кафе или ресторане.
При разрушении эфиров с глицерином, а последний компонент идет как побочный продукт, выделяются простые спирты — этанол и метанол.
Преимущества биодизеля:
- практически полный распад отходов в течение 3–4 недель при разложении микроорганизмами;
- обладает хорошими смазочными характеристиками;
- уменьшенный выброс углекислого газа, сульфатов, сажи, копоти в атмосферу;
- материал менее горюч, поэтому его легко и безопасно хранить, транспортировать;
- экономически поддерживает сельское хозяйство, позволяя эффективно сбывать отходы.
Несмотря на преимущества, у биодизеля существуют недостатки, такие как малый срок хранения (до 4 месяцев), высокая температура застывания и низкая теплотворная способность. В холодных условиях биодизель быстро застывает, поэтому надо дополнительно использовать спецсистемы подогрева топлива.
Биодизель можно использовать в самых разных ДВС, кроме электрического, без существенных модификаций. Все большая часть отраслей в развитых странах замещают обычное горючее биодизелем.
Жидкий водород
Водород называют альтернативным топливом XXI века. Благодаря новым разработкам ДВС, появляются автомобили на водородном топливе и, по прогнозам, их количество из года в год будет увеличиваться, особенно в развитых странах, например, в Японии, Китае, Европе. В России уже разработали план развития водородной отрасли на 10 лет силами «Газпрома» и «Росатома».
Преимущества водородного вида топлива:
- экологическая безопасность — продукт горения водорода — водяной пар;
- бесшумная работа мотора;
- высокий КПД водородного ДВС — 45%;
- быстрая заправка по сравнению с электрокарами — 5 л водорода наполняет бак за 3 минуты;
- долговечность водородной топливной ячейки;
- возможность использования в суровых климатических условиях.
Существует одна загвоздка — метод добычи водорода, который не дает стремительно развиваться этой технологии. Водород для топлива получают самыми разными способами — из углеводородов, возобновляемыми методами, с помощью атомной энергии. Наиболее приемлемым способом добычи может стать электролиз, но он пока не очень выгоден.
Мировые автопромы разрабатывают целые линейки машин, которые будут работать на водородном топливе: Toyota Mirai, Ford, Honda, Audi, BMW. Аналитики прогнозируют, что доля производства водорода в 2022 году вырастет до 154 млрд долларов.
Способствует развитию водородной энергетики и топливной в частности — отлаженная логистика, создание специальных АЗС и удешевление этого вида топлива.
Батареи на солнечной энергии
Солнечные батареи являются «универсальными солдатами», которых можно использовать в качестве источника чистого электричества для автомобилей, домов, предприятий.
Преимущества электрокаров на солнечных панелях:
- нет необходимости заправляться на специальных станциях, соответственно, низкие расходы на эксплуатацию;
- отсутствие лимитов потребления солнечной энергии;
- полная экобезопасность;
- долговечность — панели при правильной эксплуатации служат до 30 лет.
Автомобили, которые работают на солнечной энергии, делают из новых, облегченных видов материалов — пластиковый прочный кузов, трансмиссия с деталями, которые дают малый коэффициент сопротивления качению.
Несмотря на преимущества солнечных батарей, у машин низкий КПД и достаточно высокая стоимость. Поэтому пока широкого распространения эта технология не получила.
Электричество
Одним из альтернативных чистых видов горючего считается электричество. Этот энергоноситель может быть получен из разных источников — атомной энергии, ТЭЦ, ГЭС и других. Электрокары понемногу, но завоевывают популярность у покупателей. Для спокойного путешествия по России все чаще появляются электрозаправки.
Преимущества электричества как топлива:
- возможность подзарядки от домашней электросети;
- низкая взрыво- и пожароопасность при ДТП;
- бесшумная работа, нулевое количество выбросов вредных веществ в атмосферу.
Большая часть преимуществ электрокаров связана именно с их оптимальной конструкцией: у электродвигателя КПД до 95%, высокая плавность хода, небольшие потери при трении в трансмиссии.
Благодаря доступности электричества и его достаточно низкой стоимости, оно может претендовать на звание доступного и экологически чистого топлива.
Сжатый воздух
Автомобили, которые ездят на сжатом воздухе называют пневмомобилями. Некоторые утверждают, что такие машины более экологические, чем электрокары, ведь в их конструкции нет ядовитых элементов.
Основные преимущества пневмоавтомобилей:
- отсутствие вредных выбросов — отработанный газ — это воздух;
- можно заправить авто в домашних условиях;
- простая конструкция двигателя;
- можно применять рекуператор энергии.
Пневмомобили хороши в поездках на небольшие расстояния. Потому что КПД у них слишком мал 5–7% по сравнению с 20% у бензиновых ДВС. Кроме этого, из-за уменьшения давления воздуха, мотор сильно переохлаждается, поэтому машине нужен внешний теплообменник.
Пневматический двигатель похож по сути работы на гидравлический. Он преобразует энергию воздуха, который расширяется, в механическую работу. По этому принципу создано уже несколько автомобилей:
- Peugeot 2008 Hybrid Air — машина так и не вышла в серийное производство. Хотя это один из лучших гибридов. В конструкции есть баллон со сжатым воздухом, поэтому автомобиль мог использовать энергию мотора, сжатого газа или два этих способа одновременно. Средняя скорость, которую развивал Hybrid Air, — 70 км/ч.
- MDI AIRpod и MDI OneFlowAir представлены разработчиками компании Motor Development International (Франция, Италия). Мини-автомобиль на трех колесах может ездить по велодорожкам или обычным дорогам, а управляется джойстиком. При необходимости может разогнаться даже до 75 км/ч.
- Tata MiniCAT (Индия) — это еще одна разработка инженеров. Здесь к полноценному автомобилю добавили мотор MDI. Скорость пневмокара — 100 км/ч.
Несмотря на провальные краш-тесты MDI и отложенный запуск серийного производства Peugeot, у задумки со сжатым воздухом есть право на жизнь, стоит лишь ее немного развить.
Метан из продуктов жизнедеятельности
Газ метан, который получают из продуктов жизнедеятельности человека, животного тоже можно использовать в качестве альтернативного вида топлива.
Такую идею воплотили компании GENeco (предоставила экологическое горючее) и автопром Volkswagen (создал автомобиль Bio-Bug). Машина работает на двух видах материалов — первую искру дает бензин, при достижении определенной скорости идет подача метана. Как сообщают разработчики, на таком моторе и топливе можно проехать более 15 тыс. км.
Топливо из водорослей
Еще один вид топлива, который эффективно применяют в мире — горючее из водорослей. В Нидерландах под фермы по производству топлива из микроводорослей отведены гектары площади. Ведь единственное необходимое условие для размножения — солнце и морская вода.
Преимущества водорослей для производства горючего:
- не нужно распахивать земли, использовать чистую воду — материал выращивают в лабораториях и на специальных заводах;
- водоросли эффективно поглощают углекислый газ из воздуха;
- нефть из водорослей можно перерабатывать на обычных нефтяных заводах.
Чтобы получить смесь, используют технологию гидротермального сжижения. Водоросли нагревают до 300°С, потом сжимают под давлением 200 Атм, на выходе получая зеленое жидкое биотопливо.
Ученые из Нидерландов пошли другой дорогой: топливный материал получают с помощью брожения сахаров водорослей. В результате получают этанол, который смешивают с обычным топливом в разных пропорциях.
Как отмечают ученые из Дании и Нидерландов, сейчас стоимость топлива из микроводорослей достаточно высокая, поэтому для уменьшения на него цены должно пройти около 25 лет.
В Японии прогресс пошел еще дальше. Автоконцерн Isuzu представил автобус DeuSEL который работает частично на топливе из водорослей. Разработчики говорят, что хотят довести процент альтернативного горючего до 100%.
Топливо серии Р
Под топливом серии Р понимают смесь из природного газа, этанола и метилтетрагидрофурана. Последний компонент выделяют из биомассы. Прозрачная жидкость обладает высоким октановым числом. Ее можно заливать напрямую в бак или в соединении с бензином в разных пропорциях в автомобили с универсальной топливной системой.
Топливный материал в баке не сжигается, а «переваривается» под действием химических элементов, поэтому нет процесса горения с выбросом токсичных компонентов.
К сожалению, сейчас не применяют этот тип горючего в автомобилях с бензиновыми ДВС.
Спирты: этиловый и метиловый древесный
Этанол и метанол — одни из чистых материалов для заправки автомобилей. В процессе переработки сельскохозяйственных растений — сахарного тростника, кукурузы, соломы и прочих получают спирты.
Преимущества разных видов топливных спиртов:
- повышение октанового числа;
- увеличение мощности двигателя;
- снижение количества вредных выбросов;
- этанол можно использовать в качестве добавления к обычному топливу;
- меньшая взрывоопасность;
- высокий энергетический баланс, который больше обычных нефтепродуктов.
Топливные спирты считаются одними из популярных видов горючего. Смеси Е85 (15% — бензина, 85% — этанола), Е10 уже используют в разных странах. Например, Бразилия за счет выращивания и переработки сахарного тростника в биоэтанол независима от колебания на рынке углеводородов.
Разработчики придумывают разные автомобили типа FlexFuel, которые снабжают битопливными двигателями для заправки разными видами горючего.
Повсеместное выращивание культур для производства этанола требует все больших посевных площадей. С одной стороны, авто с биоэтанолом снижают выбросы вредных газов, с другой стороны — все больше земель становятся пахотными. Яркий пример этому — вырубка лесов Амазонки в Бразилии для высадки новых плантаций тростника.
Природный газ
Самым лучшим горючим как по стоимости, так и по влиянию на окружающую среду является природный газ. Для заправки машин используют метан — фактически чистый продукт, немного отфильтрованный, или пропан — смесь газов бутана и этана. В целях безопасности газ подкрашивают и добавляют одоранты для придания запаха.
Основные преимущества природного газа:
- низкая стоимость по сравнению с бензином, дизтопливом в 1,5–3 раза;
- отсутствие соединений серы и сажи при выхлопе;
- высокие эксплуатационные характеристики для автомобиля — увеличивается запас хода, лучше работает двигатель;
- в 4 раза более низкое выделение выхлопных газов, чем с бензиновыми ДВС;
- газобаллонную установку можно ставить практически на любой тип автомобиля — грузовой, легковой, автобус;
- невозможность разбавить газ другими веществами.
Между пропаном и метаном существует разница, которую наглядно демонстрирует таблица.
Таблица 1. Разница между пропаном и метаном по нескольким показателям
| Показатель | Пропан | Метан |
| Установка ГБО на автомобиль | от 30 тыс. рублей | от 44 тыс. рублей |
| Количество АЗС по России | находятся повсеместно наравне с бензиновыми заправками | не более 2–3 АЗС на крупный город, очень мало заправок на Дальнем Востокем |
| Экологическая безопасность | высокая | полная |
| Расход газа относительно бензина на 10 л | 11–11,5 л | 8–8,5 кубов |
Благодаря характеристикам газа и установке ГБО, автомобиль может работать на нескольких видах горючего — бензине или дизеле. Конечно, природный газ называют топливной альтернативой XXI века, но и этот ресурс также когда-то закончится.
Выводы
Несмотря на растущую популярность альтернативных разновидностей топлива, пересаживаться на электрокары могут только единицы. Большой и средний бизнес, индивидуальные предприниматели еще долго будут использовать автомобили с дизельными, бензиновыми двигателями. Поэтому для юрлиц и ИП актуально всегда заправляться с выгодой на любой АЗС, независимо от бренда, региона и количества приобретенного горючего.
С топливными картами от компании GPC RUS каждому клиенту выгодно:
- все расчетные операции проводятся по безналу, что исключает мошенничество со стороны водителей, других сотрудников;
- удобно контролировать расходы и устанавливать лимиты;
- легко делать бухгалтерские отчеты по факту закупленного ГСМ.
Подобрать топливную карту вашему бизнесу помогут менеджеры компании GPC RUS. Они учитывают географию поездок, сервисное обслуживание на каждой АЗС, дополнительные возможности и бонусы, предоставляя вам оптимальные карты для покупки топлива.
Обращайтесь за консультацией к специалистам компании по единому бесплатному номеру +7 (800) 511-61-53 или заполняйте форму обратной связи на сайте gpc-store.ru.
Основной проблемой любого вида альтернативного горючего является его внедрение в повседневную жизнь. Надеемся, что в ближайшем будущем инженеры изобретут или усовершенствуют такие типы топлива и ДВС, которые будут давать оптимальное количество энергии, стоить копейки и можно будет заправлять машины любого автопрома.