Какой вид топлива является самым экологически чистым?
На данный момент свою эффективность, вероятность высокой окупаемости и будущую пригодность для массового розничного использования доказывают следующие типы экологических источников питания для автомобилей и общественного транспорта:
- Биодизель – смесь на основе растительных масел.
- Сжатый воздух, концентрирующийся в баллоне, монтируемом в конструкцию транспортного средства.
- Биодизель, произведенный на основе остаточных кулинарных жиров.
- Продукты жизнедеятельности живых организмов.
- Солнечные батареи, обеспечивающие заряд автомобильного аккумулятора.
- Жидкий водород, пригодный для питания гибридных моторов.
- Зеленые водоросли, в определенных условиях выделяющие углеводород.
- Электричество.
Какие-то из данных альтернативных методов питания автомобилей получают все большее признание (электричество, биодизель), другие же находятся лишь на стадии испытаний и разработок. Из-за недостаточности практической базы сказать, какой вид природного топлива является наиболее экологически чистым, пока что нельзя.
Среди плюсов перехода на биологически чистое питание ТС – безусловное улучшение экологии, сокращение неконтролируемой добычи невосполняемого минерального топлива, снижение себестоимости одной объемной единицы горючего. Среди последствий массового использования продукции – сокращение количества сельхозугодий, на которых выращиваются пищевые культуры, в пользу площадей для получения источников биотоплива. Такой тренд может привести к голоду в некоторых слабо развитых странах, к уничтожению лесных угодий для использования земли под засев, что негативно скажется на климате и общей экологической стабильности планеты.
Биодизель
Биодизель - первый экологически чистый вид топлива, который получил доступ к массовому использованию. Этот жидкий продукт подходит для питания транспортных средств, оснащенных дизельным мотором – а, как известно, именно в дизельном выхлопе содержится критическое количество вредных соединений оксида азота.
Химический состав субстанции включает в себя эфиры высших ненасыщенных и алифатических карбоновых кислот, преимущественно так называемый древесный эфир, с возможностью растворения в метиловом или этиловом спирте. Способ получения состава – термодинамическая каталитическая реакция взаимодействия эфиров и спиртов при обработке растительных масел или животных жиров.
Биодизель стал ответом в поисках решения проблем прямой заливки растительного масла в бак – быстрое появление отложений на форсунках и внутренних механизмах, неравномерные распределение ТВС и сгорание. В топливные отсеки легковых и грузовых автомобилей до появления биодизеля заливать масло было запрещено.
В мировой сельскохозяйственной промышленности самой недорогой культурой для получения масла является рапс – травянистое растение семейства капустные. Рапсовое масло получают в Китае и Индии, Восточной Европе и Германии, а также в некоторых регионах России. Из одной единицы объема рапсового масла можно получить большее количество топлива, чем от пальмового, арахисового или кунжутного масел, хотя последние также активно используются для выработки экологического топлива.
В итоге получается продукт, который дает относительно «чистый» выхлоп – всего 0,005% сернистого компонента, минимальное количество сажи и сокращение соединений углерода с кислородом. Цетановое число жидкости составляет 51 пункт, она может смешиваться с дизелем любой сезонности.
Зеленые водоросли
Водоросли – это одноклеточные или, в некоторых случаях, многоклеточные организмы, которые быстро размножаются во влажной среде под воздействием солнечных лучей.
Зеленые водоросли (в качестве сырья могут использоваться эвглена зеленая, цианобактерии и другие разновидности), проходя биохимический процесс брожения, начинают выделять углеводороды.
Ферментированные массы водорослей распространяют метан, который является подходящим питанием для газовых моторов.
Метод активно разрабатывается учеными из стран, в которых ограничена территория для выращивания сельскохозяйственных культур. Самые активные попытки практического использования осуществляются в Японии.
Выращивание зеленых водорослей не требует наличия дорогого оборудования. Главное условие – большое количество воды, в которое погружаются микроорганизмы для приведения массы в состояние мокрой жижи перед сбраживанием. Поэтому фермы по производству этого экологичного топлива в основном базируются рядом с крупными водоемами.
Продукты жизнедеятельности
Исполнение сокровенных желаний сторонников повсеместной переработки – теперь даже продукты жизнедеятельности человека можно использовать повторно. Не в натуральном виде, конечно, а в виде получаемого газа метана, который активно выделяется при обработке человеческих отходов (тех самых) в лабораторных условиях.
Полезные свойства испражнений были зафиксированы в США еще при попытках получения горючего из зеленых водорослей. Во время экспериментов микроорганизмы помещались в сточные воды, и размножение объектов происходило быстрее – значит, выделялось больше простейших предельных углеводородов.
Ученые пошли дальше и стали использовать кал автономно в качестве источника горючего для автомобиля. Правда, если заправить машину только метаном, полученным указанным способом, то транспортное средство далеко не уедет. Для разгона придется все-таки завести бензиновый мотор, но как только движение станет стабильным, можно переключаться на подачу газового вещества.
Не имеющие комплексов ведущие инженеры крупных концернов, таких как Volkswagen, называют продукты жизнедеятельности топливом будущего. Осталось только развеять устойчивые мифы водителей – обывателей.
Сжатый воздух
Воздух является фактически бесплатным, наиболее экологичным и самовозобновляемым источником питания моторов ТС. Этот тип природного топлива подается в рабочую камеру в сжатом виде. Подходит для заправки автомобилей, имеющих гибридный мотор с возможностью переключения между бензиновым двигателем внутреннего сгорания и пневмоподачей сжатого газового вещества. Воздух закачивается из баллона, внутреннее давление в установке равняется 304 бар. При этом воздух обеспечивает 4/5 объема от всего питания автомобиля во время движения.
Важное преимущество сжатого вещества – процент токсичности выхлопа практически равен нулю.
Использование «воздушных» гибридных двигателей уже становится реальностью в рамках обеспечения транспортировки внутри крупных индустриальных площадок. Производственные ТС – перевозчики допущены к эксплуатации во Франции. А в Австралии поступил в продажу первый розничный автомобиль, функционирующий полностью на воздушном сжатии. К сожалению, одна заправка на 100 литров газа позволит проехать всего лишь 15 километров, поэтому инженерам есть что усовершенствовать.
Жидкий водород
Жидкий, сжиженный водород представляет собой бесцветную жидкость, при смешении с молекулами кислорода значительно повышает взрывоопасность.
Использование жидкого водорода для питания двигателей внутреннего сгорания активно развивается концернами Mazda, Ford и BMW. Принцип сгорания LH2 такой же, как метана или смеси пропан-бутан, только хранится водород в криогенном резервуаре. Подача смеси совершается форсунками, распределение происходит сразу в цилиндры. Среди остаточных веществ – только водяной пар, который выводится через выхлопные магистрали. При этом форсунки и внутренние силовые узлы не покрываются нагаром.
Максимальная скорость передвижения при питании сжиженным водородом составляет 300 км/ч.
Солнечные батареи
Солнцемобили – это транспортные средства, оснащенные специальными панелями, которые собирают солнечную энергию и преобразуют ее в энергию тока, заставляя работать мотор автомобиля.
Обязательный элемент солнцемобилей – комплекс батарей с максимальной мощностью в десятки киловатт·ч. Внешне объекты выглядят как гоночные болиды будущего из голливудских фильмов.
Авто с солнечными панелями относятся к типу электрокаров, поэтому емкость батарей является условным выражением лошадиных сил мотора. На самых крутых моделях стоят аккумуляторы, обеспечивающие мощность свыше 200 л.с. Накопив достаточно энергии Солнца, в пасмурное время машины способны проехать до 500 км со скоростью перемещения 70-100 км/ч.
Автомобили на электричестве
Электрокары – машины, которые передвигаются благодаря функционированию электрического двигателя – уже довольно часто встречаются на улицах крупных городов.
Станции для зарядки электромобилей открывают крупные сети АЗС прямо в точках заправки. Такие услуги предоставляют, например, некоторые пункты сетей Роснефть и Нефтьмагистраль.
