Альтернативные виды топлива

Давайте рассмотрим, какие варианты заправки автомобиля топливом существуют в настоящее время, а также что может появиться в будущем, помимо бензина и дизельного топлива.

Сжиженный нефтяной газ (LPG)

Сжиженный нефтяной газ уже пытались использовать в качестве топлива для автомобилей. В конце 90-х годов Opel, Volvo и ряд других производителей предлагали его в качестве опции для своих двухтопливных моделей. Эти автомобили заводились на бензине, а после прогрева переходили на сжиженный газ.

В Европе и в других частях мира «СНГ» признан вторым по популярности видом топлива после бензина и дизель. Этот вид выбирают из-за того, что он на два раза дешевле и производит меньше вредных выхлопных газов. Но следует учесть, что автогаз расходуется в два раза больше, чем обычный бензин.

Светлое будущее для водорода?

На протяжении многих десятилетий водороду обещали большое будущее, но, похоже, оно так и не наступило. С одной стороны, известно, что выхлопные газы автомобиля, работающего на водороде, будут представлять собой лишь поток водяного пара, но с другой стороны, не менее документально подтверждено, что производство водорода чрезвычайно дорого (дороже, чем бензина или газа), а его хранение опасно, по крайней мере, в баллонах под давлением. Безопасное хранение возможно, но это дорого.

Работа топливного элемента авто

Сочетание водорода из бака с кислородом позволяет двигателю производить электроэнергию, поэтому автомобиль содержит свой внутренний генератор, а не использует батарею для поддержания электроснабжения.

Биоэтанол

К биотопливу приготавливают биоэтанол из растительного сырья посредством переработки. Затем он смешивается с бензином или дизельным топливом, что позволяет использовать его в большинстве авто с ДВС при небольших изменениях или без них.

Использование Биоэтанола

Уровень биоэтанола, сочетаемого с ископаемыми топливами, представляет собой диапазон от 10% (Е10) до 15% (Е85). По экологической стороне, использование биоэтанола имеет осмысление, поскольку данная продукция при сжигании формирует углекислый газ, который в течение производства биоэтанола компенсируется природными газами. Недостаток — рост расхода. Применение СПГ

В мире имеется около 20 миллионов транспортных средств, использующих СПГ (сжатый под высоким давлением до жидкого состояния природный газ).

Уменьшение влияния на окружающую среду

В основном это автобусы и грузовики, работающие в городских условиях, и это позволяет свести негативное воздействие на среду к минимуму. Использование СПГ приводит к снижению выбросов твердых частиц в атмосферу на 75% по сравнению с дизельным топливом, а также создает меньше углекислого газа, чем бензин, и до 90% меньше оксида азота.

Биотопливо

Преимущества биотоплива заключаются в том, что оно производится из возобновляемых органических компонентов. В зависимости от типа биотоплива (их существует три) оно может быть получено из рапса и других культур, жировых отходов и липидов микроводорослей. Промышленное производство биотоплива обходится дороже, чем получение дизельного топлива из нефти, поэтому этот вид топлива не получил широкого распространения. Кроме того, биотопливо не является нейтральным — оно обладает лучшими растворяющими свойствами, чем обычное дизельное топливо, поэтому фильтры необходимо менять чаще, чтобы не допустить их выхода из строя.

Дистинкция Пропана и СПГ

Отличать пропан от сжиженного газа необходимо понимать важность этого различия. Хотя пропан может быть назван СПГ, но не все СПГ состоит исключительно из пропана. Редкие автомобили производят только пропан, а повсеместно используется для биотоплива, где он сначала горит на бензине, а потом переходит на пропан, чтобы уменьшить выбросы. Для хранения пропана используется большой резервуар. Для достижения той же мощности пропан должен гореть больше на 27%, чем бензин. Пропан отлично подходит для холодных климатических условий.

Использование Воды для Передвижения

Если бы это было возможно, то достаточно было бы залить воду в бак, чтобы отправиться в путь. Но пока такое техническое чудо не реализовано. Не ведитесь на рассказы видеоблогеров на YouTube. Для работы этой установки нужно использовать электролиз — разделение воды на кислород и водород. Этот процесс запрашивает большое количество электричества, которое может создаться при сжигании водорода. Но также при этом происходят тепловые потери, что делает такую установку неэффективной.

Возобновляемая энергия для автомобилей

Несмотря на существующие трудности, еще не все потеряно. Для питания электролиза воды на кузове автомобиля могут быть установлены солнечные батареи, что в теории вполне реально. Однако на данном этапе сделать это экономически выгодным пока не представляется возможным.

Несколько компаний, в том числе Jaguar Land Rover, Tata и Citroen, работают над концепцией питания автомобилей воздухом.

Citroen Cactus Airflow 2L — Революционное Применение Сжатого Воздуха

Citroen предложил революционное применение сжатого воздуха в модели Cactus Airflow 2L в 2014 году. Двигатель был бензиновый, но с регенеративной энергией питали два воздушных цилиндра. Параллельно была разработана система «Hybrid Air», которая использует энергию сжатого воздуха для работы ведущих колес. Это снижает нагрузку на ДВС и уменьшает расход топлива.

Паровая энергетика

На заре появления автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) паровая энергетика была серьезным конкурентом. Автомобиль времен зарождения автомобильной эры (в 1906 году) даже установил мировой рекорд скорости на суше — 200 км/ч. Сейчас такие машины делают только энтузиасты.

Кинетическая энергия

Другой альтернативный источник энергии, широко используемый автопроизводителями, более известен как рекуперативное торможение. Суть его проста: при замедлении автомобиля его кинетическая энергия возвращается для зарядки аккумулятора, а не теряется в виде тепла и визга при торможении.

Использование энергии солнца

Мечта об автомобиле, практически не нуждающемся в дозаправке или подзарядке, становится реальностью благодаря использованию солнечной энергии. Этот вид энергии уже неоднократно опробован в различных областях человеческой деятельности. Однако проблема заключалась в том, что было трудно получить достаточное количество энергии с небольшой площади.

Решение компании Lightyear

Голландская компания Lightyear нашла способ решить проблемы, связанные с питанием автомобилей, выпустив свою новую технологию, выпуск которой намечен на 2020 год.

Азот

Азот, преобладающий элемент в атмосфере, составляющий около 78% вдыхаемого нами воздуха, является идеальным кандидатом на роль топлива для автомобилей, поскольку при его сгорании практически не образуется вредных выбросов. Жидкий азот, помещенный в баллон, работает подобно «воздушному» двигателю.

Использование азота для выработки электроэнергии

После закачки азота из резервуара его резкое расширение при переходе из жидкого состояния в газообразное может быть использовано для приведения в действие турбины. Затем турбина вращает генератор, вырабатывая электроэнергию для приведения автомобиля в движение. Недостатком является опасный характер жидкого азота и отсутствие инфраструктуры для его заправки.

Мощность аммиака

Аммиак был использован для питания двигателей внутреннего сгорания еще в 1943 г., но с тех пор существенного влияния не оказал. В основном это связано с его низкой энергетической плотностью, которая примерно в два раза ниже, чем у бензина. Однако аммиак все еще может стать отличным ресурсом для производства энергии — его можно производить в больших количествах при относительно невысоких затратах и использовать в качестве топлива для поршневых двигателей или топливных элементов для выработки электроэнергии. Самое приятное, что аммиак не содержит углерода, то есть не производит вредных выбросов углекислого газа. Основная проблема его использования в качестве топлива в настоящее время связана с безопасностью — хранение аммиака на заправочных станциях и в транспортных средствах может быть опасным.

Двигатели на древесном топливе

Двигатели, работающие на дровах, появились еще в 1870-х годах, но в связи с дефицитом топлива получили широкое распространение во время Второй мировой войны. В результате сгорания древесины или древесного угля образуется газ, который приводит двигатель в движение. Однако не стоит ожидать от такого двигателя ни большой мощности, ни экологической чистоты. Двигаться он будет, но не очень быстро.

Возможность использования спирта в качестве автомобильного топлива

Выражение «налить себе пол-литра» могло бы приобрести совершенно новый смысл, если бы спирт использовался в качестве автомобильного топлива. На самом деле автомобили, работающие на спиртовом топливе, уже используются, в основном в спорте. Например, в гонках по драгрейсингу в качестве топлива используется метанол. Кроме того, октановое число метанола и других спиртовых топлив, таких как бутанол и этанол, достаточно высоко и может применяться в двигателях внутреннего сгорания.

Возобновляемое топливо: метанол

Метанол обладает меньшей энергоемкостью, чем бензин, поэтому для получения равной мощности двигателя требуется большее его количество. Однако исследования показывают, что при производстве этанола выделяется больше парниковых газов, чем при его сжигании в двигателе, поэтому с экологической точки зрения использование спиртового топлива в автомобилях выгодно.