Альтернативные виды топлив для автомобильных двигателей — Мегаобучалка
Содержание
1. Альтернативные виды топлив для автомобильных двигателей
2. Основные эксплуатационные свойства трансмиссионных масел
3. Улучшение аэродинамики автомобиля – эффективный путь экономии топлива
Альтернативные виды топлив для автомобильных двигателей
Чем больше в мире производится автомобилей, тем значительнее интерес к альтернативным бензину видам топлива, при сгорании которых выделяется меньше вредных веществ. Во многих странах все более популярным становится биологическое топливо, изготавливаемое из растительного сырья — рапса, конопли, бананов, бобовых, цитрусовых. В шести государствах ЕС, а также в США, Канаде, Бразилии, Малайзии такое биологическое топливо производят в промышленных масштабах, но все же его доля в топливном балансе не превышает 0,3%.
До конца XX столетия двигатель внутреннего сгорания остаётся основной движущей силой автомобиля.
Нефть сегодня — основной и наиболее востребованный энергоресурс.
В последнее время большое количество зарубежных научно-исследовательских центров моторостроительных фирм проводят исследования, направленные на экономию топлива и замену традиционных жидких углеводородных топлив новыми видами.
Альтернативные виды топлива можно классифицировать следующим образом:
· по составу: углеводородно-кислотные (спирты), эфиры, эстеры, водородные топлива с добавками;
· по агрегатному состоянию: жидкие, газообразные, твердые;
· по объемам использования: целиком, в качестве добавок;
· по источникам сырья: из угля, торфа, сланцев, биомассы, горючего газа, электроэнергии и др.
К альтернативным видам топлива относятся:
природный газ
Природный газ в большинстве стран является наиболее распространенным видом альтернативного моторного топлива. Природный газ в качестве моторного топлива может применяться как в виде компримированного, сжатого до давления 200 атмосфер, газа, так и в виде сжиженного, охлажденного до -160°С газа. В настоящее время наиболее перспективным является применение сжиженного газа (пропан-бутан). В Европе это топливо называется LPG (Liquefied petroleum gas — сжиженный бензиновый газ). В то время как сжатый газ (метан) находится в баках под давлением 200 бар, что само по себе представляет повышенную опасность, LPG сжиживается при давлении 6-8 бар. В Европе сегодня насчитывается около 2,8 млн машин, работающих на LPG.
газовый конденсат
Использование газовых конденсатов в качестве моторного топлива сведено к минимуму из-за следующих недостатков: вредное воздействие на центральную нервную систему, недопустимое искрообразование в процессе работы с топливом, снижение мощности двигателя (на 20%), повышение удельного расхода топлива.
Диметилэфир
Диметилэфир является производной метанола, который получается в процессе синтетического преобразования газа в жидкое состояние. Существуют разработки по переоборудованию дизельных двигателей под диметилэфир. При этом существенно улучшаются экологические характеристики двигателя.
В отличие от сжиженного природного газа, диметилэфир менее конкурентоспособен, в основном по причине того, что теплотворная способность на тонну диметилэфира на 45% ниже теплотворности на тонну сжиженного природного газа. Также для производства диметилэфира требуется не только более высокий уровень предварительных капиталовложений, но и больший объем сырьевого газа для производства продукта с эквивалентной теплотворной способностью.
этанол и метанол
Этанол (питьевой спирт), обладающий высоким октановым числом и энергетической ценностью, добывается из отходов древесины и сахарного тростника, обеспечивает двигателю высокий КПД и низкий уровень выбросов и особо популярен в теплых странах.
Стоимость этанола в среднем гораздо выше себестоимости бензина.
Метанол как моторное топливо имеет высокое октановое число и низкую пожароопасность. Данные обстоятельства обеспечивают его широкое применение на гоночных автомобилях. Метанол может смешиваться с бензином и служить основой для эфирной добавки — метилтретбутилового эфира, который в настоящее время замещает в США большее количество бензина и сырой нефти, чем все другие альтернативные топлива вместе взятые.
синтетический бензин
Сырьем для его производства могут быть уголь, природный газ и другие вещества. Наиболее перспективным считается синтезирование бензина из природного газа. Из 1 м3 синтез-газа получают 120-180 г синтетического бензина. За рубежом, в отличие от России, производство синтетических моторных топлив из природного газа освоено в промышленном масштабе. Однако в настоящее время синтетические топлива из природного газа в 1,8-3,7 раза (в зависимости от технологии получения) дороже нефтяных.
электрическая энергия
Заслуживает внимания применение электроэнергии в качестве энергоносителя для электромобилей. Кардинально решается вопрос, связанный с токсичностью отработанных газов, появляется возможность использования нефти для получения химических веществ и соединений. К недостаткам электроэнергии как вида электроносителя можно отнести: ограниченный запас хода электромобиля, увеличенные эксплуатационные расходы, высокая первичная стоимость, высокая стоимость энергоемких аккумуляторных батарей.
топливные элементы
Топливные элементы — это устройства, генерирующие электроэнергию непосредственно на борту транспортного средства, — в процессе реакции водорода и кислорода образуются вода и электрический ток. В качестве водородосодержащего топлива, как правило, используется либо сжатый
водород, либо метанол. к недостаткам применения топливных элементов следует отнести повышенную взрывоопасность водорода и необходимость выполнения специальных условий его хранения, а также высокую себестоимость получения водорода.
биодизельное топливо
Применение биодизельного топлива связано, в первую очередь, со значительным снижением эмиссии вредных веществ в отработанных газах (на 25-50%), улучшением экологической обстановки в регионах интенсивного использования дизелей (города, реки, леса, открытые разработки угля (руды), помещения парников и т.п.) — cодержание серы в биодизельном топливе составляет 0,02%.
биогаз
Представляет собой смесь метана и углекислого газа и является продуктом метанового брожения органических веществ растительного и животного происхождения. Биогаз относится к топливам, получаемым из местного сырья. Хотя потенциальных источников для его производства достаточно много, на практике круг их сужается вследствие географических, климатических, экономических и других факторов.
Биогаз как альтернативный энергоноситель может служить высококалорийным топливом. Предназначен для улучшения технико-эксплуатационных и экологических показателей работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и стационарных энергоустановок.
Биогаз, представляющий собой продукты брожения отходов биологической деятельности человека и животных, содержит приблизительно 68% СН4, 2% Н2 и до 30% СО2. После отмывки от углекислоты этот газ является достаточно однородным топливом, содержащим до 80% метана с теплотворной способностью более 25 МДж/м3. Применение биогаза в качестве топлива для ДВС осуществляется путем использования серийно выпускаемой топливной аппаратуры для природного газа с коррекцией соотно-шения “топливо-воздух”.
отработанное масло
В настоящее время на ряде предприятий различных стран мира весьма эффективно работают установки, преобразующие отработанное масло (моторное, трансмиссионное, гидравлическое, индустриальное, трансформаторное, синтетическое и т. д.) в состояние, которое позволяет полностью использовать его в качестве дизельного или печного топлива. Установка подмешивает высокоочищенные (в установке) масла в соответствующее топливо, в точно заданной пропорции, с образованием навсегда стабильной, неразделяемой топливной смеси.
водород как альтернативное топливо
Водород является эффективным аккумулятором энергии. Применение водорода в качестве топлива возможно в разнообразных условиях, что может дать существенный вклад в мировую энергетику, когда ресурсы ископаемого топлива будут близки к полному истощению. По сравнению с бензином и дизельным топливом водород более эффективен и меньше загрязняет окружающую среду. Взрывоопасность водорода резко снижается с применением специальных присадок (например, добавка 1% пропилена делает Н2 безопасным).
спирты
Среди альтернативных видов топлива в первую очередь следует отметить спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять не только как добавку к бензину, но и в чистом виде. Их главные достоинства – высокая детонационная стойкость и хороший КПД рабочего процесса, недостаток – пониженная теплотворная способность, что уменьшает пробег между заправками и увеличивает расход топлива в 1,5-2 раза по сравнению с бензином.
Кроме того, из-за плохой испаряемости метанола и этанола затруднён запуск двигателя.
Использование спиртов в качестве автомобильного топлива требует незначительной переделки двигателя. Например, для работы на метаноле достаточно перерегулировать карбюратор, установить устройство для стабилизации запуска двигателя и заменить некоторые подверженные коррозии материалы более стойкими. Учитывая ядовитость чистого метанола, необходимо предусмотреть тщательную герметизацию топливоподающей системы автомобиля.
Развенчание мифов об альтернативных видах топлива
Вся правда о водородном и других видах топлива.
Нам давно надо признать следущее, что альтернативные виды топлива пришли в наш мир не только для того чтобы попытаться заменить собой традиционные источники энергии, но и чтобы остаться среди нас на многие годы, почти на всегда.
В настоящий момент во многих странах мира на уровне государства регулируются различные законодательные инициативы, т.
е. проводятся многочисленные программы, чтобы найти взаимозаменяющую альтернативу использования нефти, как основному источнику топлива, которое повсеместно и используется в автомобилях.
Как правило во многих странах мира приняты меры по стимулированию автомобильных компаний, чтобы производились более экономичные автомашины, где налоги на автотранспортные средства существенно снижены и именно для того, чтобы автокомпании выпускали сегодня автомашины, которые могли бы работать на альтернативных источниках энергии.
Рано или поздно мир будет вынужден перейти на другие виды топлива и почти полностью отказаться от бензина. Но на данный момент быстрый переход автопромышленности на альтернативные виды топлива невозможен, этому мешают различные мифы и неправильные представления (знания) о других видах топлива, которые появились в нашем мире за долгие годы начала потребления нефти.
Многие из мифов об альтернативном топливе коренятся и зарождаются именно из-за дезинформации самих нефтедобывающих компаний, которые совсем незаинтересованы в развитии других источников топлива.
Вот например, в США в автомобильный прокат недавно поступили новые кроссоверы Hyundai Tucson на альтернативном водородном источнике топлива. Знаете друзья, какой самый распространенный вопрос о данной машине задавался клиентами? Нет? Граждане в первую очередь спрашивали, а не опасно ли пользоваться таким автомобилем и не взорвется ли в нем водород?
Чтобы у наших автолюбителей не возникали подобные опасения, основанные на распространенных слухах и мифах, наше интернет-издание предлагает своим читателям ознакомиться с небольшим рассказом (статьей) об альтернативных источниках топлива, т.е., это: -водород, электричество, сжатый природный газ и дизельное топливо. Надеемся, что благодаря нашему материалу у большинства наших читателей не будете больше возникать лишних вопросов по поводу альтернативных видов (источников) топлива.
Водород.
Миф: Водород является якобы взрывоопасным, он гораздо опаснее, чем бензин.
В этом есть какая-то доля правды, именно в том, что водород является легковоспламеняющимся веществом.
Но а бензин, с его-то парами, которые тяжелее чем воздух. не опасный ли продукт? Скорее всего он быстрее станет причиной пожара или того-же взрыва, когда заключен и находится в ограниченном пространстве.
Дело вот в чем, водород — это газ, который в 14 раз легче воздуха. При воспламенении водорода пламя огня у него прямое, это будет очень похоже на то, как горит тот-же газ бутан. А вот при возгорании бензина, из-за того, что пары данного топлива намного тяжелее воздуха они распространяются на различные поверхности и в итоге приводят к более обширному возгаранию и распространению огня, поэтому и приводят к более кардинальным повреждениям при своем возгорании.
Несколько лет назад один исследователь провел конкретный эксперимент, для того, чтобы доказать, что водород менее опасен чем сам бензин. Для этого он просто поджег водород, который утекал из топливной системы машины, а далее сделал аналогичную процедуру и с бензиновым автомобилем. При воспламенении водорода сам автомобиль практически не повредился, когда как автомобиль с бензиновым топливом быстро был охвачен пламенем огня и в конце-концов был полностью уничтожен.
Получается, что в отличие от легкого водорода пары того же бензина не могут быстро выйти из замкнутого топливного бака (пространства), если открыть крышку бензобака. Эти накапливаемые пары бензина могут одномоментно в один прекрасный момент сдетонировать и привести к взрыву.
Так почему же этот страх перед водородным топливом по-прежнему очень силен в сознании многих людей (автомобилистов)?
Все дело в катастрофе дирижабля «Гинденбург» произошедшей в 1934 году. В тот год произошла самая крупная катастрофа дирижабля в мире. Многие связывают эту трагедию именно с взрывом водорода, хотя по факту и на самом деле сам водород не взрывался.
Миллионы кубических литров водорода при своей утечке тогда сгорели всего за каких-то 60 секунд. То, что весь мир увидел из кинохроники об аварии данного дирижабля, где пламя огня быстро охватывает всю конструкцию летательного аппарата и далее видели на кадрах густой черный дым, это не говорит о том, что все непосредственно связано с водородом.
На самом деле, причина такого черного дыма и яркого пламени огня конкретно связана с горением самого дизельного топлива.
Правда здесь надо учесть, если использовать этот водород не надлежащим образом, то он в момент может стать опаснее самого бензина. Но вот при применении водорода на автотранспортных средствах, данное водородное топливо менее опасней, чем сам бензин.
Электричество.
Миф: Достаточно много электроэнергии в нашей стране генерируется за счет того же сжигания угля, дым от которого безусловно засоряет нашу природу и ту же атмосферу. Также сильно распространен и преувеличен миф о том, что электрические автомобили могут быть намного грязнее и вреднее, чем бензиновые автотранспортные средства.
Если вы будете измерять уровень загрязняющих веществ находящихся в воздухе рядом с угольной электростанцией и тем-более непосредственно на территории самого завода, то такое вышеуказанное мнение о загрязнении будет достаточно справедливым.
Но, при использовании электричества на электромобиле, который заряжается от простой электрической розетки, эта энергия практически не увеличивает нагрузку на ту же угольную электростанцию, даже если в одном и том же районе одновременно к этой электрической сети подключатся все электроавтомашины мира.
Дело тут вот в чем, любая угольная электростанция сжигает огромное количество угля в течение суток и генерирует сразу же колоссальное количество энергии. Автомобиль же по сути потребляет эту энергию постепенно, в процессе своей эксплуатации.
Более справедливее будет сравнивать тот же вред этой угольной электростанции с помощью определенных замеров воздуха с электромобилем, замеряя уровень тех выбросов, которые производит электрический автомобиль или тажа угольная электростанция. Но вы друзья не сможете замерить этот уровень, так как у электрических автомашин просто нет выхлопной системы. Поэтому уровень такого загрязнения воздуха электроавтомобилем равен «0»(нулю).
Для того чтобы весь мир понял, что электрические автомобили приносят намного меньше вреда, чем бензиновые автотранспортные средства, группа Американских исследователей проводила очень длительное изучение этого самого вопроса.
Специалисты данной группы изучали уровень вреда электрического автомобиля, учитывали количество энергии, которое необходимо для зарядки аккумулятора, а также количество тех вредных веществ, которые поступили в окружающую природу, и все это учитывалось как-раз при создании самой аккумуляторной батареи для электрической машины.
Так же ими параллельно изучался следующий вопрос:- насколько загрязняется природа при добыче нефти, при ее транспортировке на нефтеперерабатывающий завод, тот уровень загрязнения при производстве самого бензина и его транспортировке на АЗС, и еще уровень этих загрязняющих веществ при работающем двигателе машины.
В итоге ученые установили, что при создании аккумуляторных батарей для электроавтомобилей и при их зарядке природа получает куда больше загрязняющих веществ, чем при той же добыче нефти и при производстве бензина на самом заводе.
Но суть вопроса не в этом. Дело в следующем, что электрические автомобили куда более эффективней, чем бензиновые автотранспортные средства. Так например, для достижения определенной скорости электрическому автомобилю необходимо затратить гораздо меньше энергии, чем той же бензиновой машине.
То есть получается, не смотря на повышенный уровень загрязнения в процессе зарядки и создания самой аккумуляторной батареи, электрический автомобиль в процессе своей эксплуатации будет для себя требовать гораздо меньше энергии, чем тот же бензиновый автоаналог. В конечном итоге было подсчитано и установлено, что бензиновый автомобиль наносит природе больший вред, чем злектрический автомобиль.
Например, установлено, что современные бензиновые двигатели используют только 25 — 30% получаемой от сгорания бензина энергии, когда как электрические автомобили используют уже 85 — 90% этой энергии, которая и поступает в двигатель из аккумулятора. То есть, 70 — 75% бензина, что сгорает в камере сгорания традиционного двигателя, по-просту используется впустую..jpg)
Природный газ.
Миф: Россия просто купается в природном газе. С помощью газа можно решить многие экологические проблемы, которые сегодня напрямую связаны с использованием бензина. Для этого необходимо просто использовать этот газ в качестве альтернативы самому бензину.
Наша страна безусловно имеет очень огромные запасы природного газа, которые являютя одними из самых больших в мире. Многие запасы этого газа сегодня пока что недоступны для добычи, так как глубина их залегания слишком уж большая. Но технологии по извлечению газа глубокого залегания у нас уже есть. Проблема на самом деле кроется не в этом. Даже в том случае, если мы сможем обеспечить всю страну огромным количеством газа, то это все-равно не решит проблему с экологией, и даже в том случае, если мы вместо бензина начнем (будем) использовать газ.
Да, вполне логично, мы частично можем перевести весь наш общественный автотранспорт на газ, но.
.(?) Считается, что массово перевести весь автопарк страны с бензина на газ, будет опасно. Дело вот в чем, весь природный газ имеет основу в виде углерода. При сгорании газа в двигателе образуется метан, диоксид углерода и другие парниковые газы, которые как известно и влияют конкретно на климат нашей планеты.
Для примера: -если перевести весь общественный автотранспорт страны на газ отказавшись тем самым от бензина, то снизить количество вредных выхлопов выбрасываемых в атмосферу в нашей стране получится только всего на 40%.
Дизельное топливо.
Миф: Дизельное топливо имеет неприятный запах и имеет грязные выбросы.
Дизельное топливо безусловно долгое время сильно загрязняло природу во всех странах мира, и это длилось до тех пор, пока в 1990 годах во многих странах мира не ужесточили требования к конструкции самих дизельных автомобилей (особенное внимание было уделено грузовой и сельскохозяйственной техники) и к содержанию серы в дизельном топливе.
После ужесточения правил к минимальному содержанию серы в дизельном топливе количество таких вредных выбросов (СО2) дизельных машин приблизилось к бензиновым двигателям.
Благодаря технологии очистки дизельного топлива от содержания в нем серы, избавило сам дизель от того неприятного и ужасного запаха. Так же внедрение на современные автомобили нескольких новых типов фильтров очистки выхлопных газов от сгорания топлива (катализатор — сажевый фильтр), позволило в дальнейшем избавить эти автотранспортные средства от грязного и черного дыма выходящего из выхлопной системы.
Единственный минус этого дизельного топлива заключается в следующем, это его номинальная цена. Как правило во многих странах мира само дизельное топливо стоит дороже обычного бензина, или оно стоит столько же, как марка премиального бензина (бензин премиум-класса). Особенно это становится заметным в зимний период времени.
Все дело в том, что это дизельное топливо производится на том же заводе, где выпускается мазут для отопления тепло-электростанций.
Из-за того, что один вид топлива на производстве связан непосредственно с другим видом, на который в зимний период времени наблюдается огромный спрос, то это дизельное топливо естественно и дорожает.
Плюс к тому-же, что дизельное топливо в самой Европе пользуется и пользовалось всегда огромным спросом, которое превышает сам спрос на бензин в несколько раз. Нашим Российским производителям дизельного топлива намного выгоднее экспортировать дизельное топливо в Евросоюз, чем поставлять его на внутренний рынок. В конечном итоге получается, что объем запасов дизельного топлива в России постоянно снижается, это и приводит к увеличению его цены.
Но не смотря на стоимость самого дизельного топлива оно все-равно остается более выгодным, чем сам бензин. Дизельное топливо при своем сгорании возвращает двигателю 30-35% всей энергии, что является намного эффективней бензина. Кроме всего, все дизельные моторы более экономичные, чем аналогичные бензиновые.
Но существует одна проблема.
Дизельные автомобили являются выгодными только до той поры, пока стоимость дизельного топлива не превысит саму стоимость бензина на 30%. Как только этот порог будет пройден, то бензиновый автомобиль опять станет выгодным.
Этанол.
Миф: Этанол дешевле, чем сам бензин.
Да друзья, этанол действительно по цене дешевле. По крайней мере если он произведен допустим из кукурузы. Но это в том случае, если сравнивать стоимость одного литра этанола и литр бензина.
Проблема с этанолом состоит в другом. По сравнению с бензиновым двигателем при сгорании этанола мотор получает для себя энергии на 33% меньше, чем при сгорании того же бензина.
Таким образом получается, что заправив автомобиль 20 литрами этанола, автомобиль не проедет столько же километров, сколько он сможет проехать на таком же объеме бензина. Так например стандартные исследования показали следующее, что при заправке автомобиля этанолом водитель будет тратить на АЗС гораздо больше денег, чем при использовании и заправке бензинового автомобиля.
Правда есть небольшая хитрость, если в тот же бензин добавлять немного этанола, то можно все-же немного снизить потребление топлива автомобилем.
В Европе и в США в настоящий момент в бензин как правило уже добавляют 10% этанола, который у них используется в качестве оксигенатора, что естественно способствует снижению потребления топлива автомобилем.
Также, в Европе и в США существует марка такого бензина в котором содержание этанола составляет уже 85%.
Но такое топливо можно использовать только при модернизации самого двигателя. Многие автопроизводители уже прямо с завода начали выпускать свою автопродукцию, которая изначально уже настроена на работу на этом топливе.
Да, бесспорно, работа двигателя на этаноле более эффективна, но в конечном итоге из-за более низкой энергии при сгорании топлива приходится чаще заезжать на заправку, а это в конце-концов приводит к более большим затратам, если сравненивать ту же эксплуатацию автомобиля на обычном традиционном топливе.
Как видите уважаемые друзья, многие альтернативные виды топлива сегодня сталкиваются с большими трудностями, чтобы мир в настоящий момент стал их использовать массово. И дело здесь не только в мифах и в нежелании самих нефтяных компаний в распространении альтернативных источниках энергии, дело в другом, большинство этих нетрадиционных источников энергии по своей себестоимости сегодня значительно дороже, чем сам бензин.
Только один лишь вид топлива, который сегодня существует и может быть более выгоден по сравнению с тем же бензином, это то самое дизельное топливо, больше пока нет альтернативы. Большинство других источников энергии направлены лишь на уменьшение выбросов в атмосферу парниковых газов. Но весь мир не может просто так сразу взять и перейти массово на эти источники энергии, так как сегодняшняя цена нефти на мировом рынке слишком уж высока для многих стран мира.
Но не смотря на это, все альтернативные виды топлива по-прежнему имеют будущее и будут все-равно развиваться по своему особому намеченному пути.
Альтернативное топливо: интересные факты
Человечество давно задумывается о создании новых альтернативных видов топлива, которые бы наносили окружающей среде наименьший вред или были бы абсолютно безвредны. Представляем 7 интересных фактов об альтернативных видах топлива, о некоторых из них вы наверняка даже не слышали.
1. Альтернативные виды автомобильного топлива предназначены для работы мотора, они заменяют традиционные бензин или дизельное топливо.
В настоящее время существует более десятка альтернативных видов топлива — какие-то уже производятся, другие только на стадии разработки. Все они создаются с целью сократить потребление нефти и уменьшить вредные выбросы транспортных средств, чтобы минимизировать углеродный след.
2. Электроэнергия — один из самых перспективных видов «топлива» для транспортных средств. Полностью электрический автомобиль имеет электродвигатель и передвигается на энергии электроаккумуляторов.
Кроме этого, сегодня всё более популярными становятся гибридные автомобили, оснащённые одновременно и бензиновым двигателем, и электрическими аккумуляторами.
3. Природный газ — хороший источник топлива, хотя мы используем его в основном для отопления наших домов и приготовления пищи. Это относительно недорогой и «чистый» вид топлива для транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания.
4. В США сегодня построено боле десяти тысяч заправочных станций, торгующих альтернативным топливом: от биодизеля до природного газа, от электричества до водорода. В России таких станций значительно меньше.
5. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже изобретатель дизельного двигателя Рудольф Дизель продемонстрировал двигатель, который мог работать на масле из арахиса.
Более века спустя биодизельное топливо — то есть сделанное из растительных масел, животных жиров или ресторанных отходов — стало одним из наиболее перспективных альтернативных видов топлива.
6. Задумывались ли вы, что ваш бензобак может быть заправлен топливом из водорослей? А ведь в один прекрасный день это может стать реальностью. Учёные и исследователи всего мира изучают способы получения возобновляемого биотоплива из водорослей. Уже придумано более десятка таких масел.
7. Электрические транспортные средства не являются инновацией нашего века: в начале 1900-х годов такие транспортные средства были распространены и считаются одними из первых автомобилей.
ученые ищут способ заменить нефть на растительную биомассу
Авиация является одним из самых энергоемких секторов мировой экономики. Чтобы самолеты летали бесперебойно, человечество вынуждено тратить до 5 млн баррелей нефти в день. При этом перевод самолетов на альтернативные виды топлива, в сравнении с тем же наземным транспортом, задача на самом деле очень сложная.
Конкурент нефти
Найти альтернативные источники энергии для двигателей самолетов ученые пытаются уже несколько десятилетий.
Недавно специалисты из Национальной лаборатории энергетики Беркли провели масштабные исследования, представив общественности убедительные доказательства того, что самым перспективным видом подобного топлива является изготовленное на основе растительного сырья, богатого углеводами.
Зеленая биомасса
Использовать такой материал для получения альтернативного самолетного топлива ученые предложили еще несколько лет назад. Чтобы получить жидкость с необходимыми свойствами, специалисты просто заразили зеленую массу, приготовленную из остатков «сладких» растений, особыми генномодифицированными бактериями. В процессе своей жизнедеятельности эти микроорганизмы переработали сахара исходного сырья в энергоплотные молекулы. Последние и составили основу нового альтернативного топлива для авиационной промышленности.
Нынешние исследования ученых проводились с целью доказать то, что такой источник энергии вполне может стоит потраченных на него усилий и средств. Благодаря работе, проделанной специалистами JBEI, компании, скорее всего, уже в ближайшем будущем получат возможность производить в промышленных масштабах альтернативное экологически чистое и при этом конкурентоспособное, в сравнении с нефтепродуктами, биотопливо для самолетов.
Преимущества зеленого «бензина»
Перевести самолеты на электроэнергию, используя какие-либо батареи, даже самые современные, к сожалению, практически невозможно. Объясняется это в первую очередь большим весом таких источников тока. Поэтому именно жидкое альтернативное топливо для авиационной промышленности, по мнению ученых, на сегодняшний день является наиболее перспективным вариантом.
Помимо относительно небольшого веса, вполне сравнимого с тем же показателем для авиационного бензина или керосина, к плюсам такого источника энергии относят в первую очередь, конечно же, экологическую безопасность. Выбросов от такого топлива бывает гораздо меньше, чем при сжигании нефтепродуктов. Также преимуществами подобного продукта являются стабильность и большая энергоплотность. Адаптировать современные двигатели, в том числе и реактивные, к жидкому «бензину» будет не слишком сложно. Более того, использование такого топлива позволит значительно продлить ресурс моторов воздушной техники.
И, конечно же, безусловным плюсом растительной биомассы является то, что в отличие от нефти, она относится к продуктам возобновляемым. Основным сырьем для изготовления нового альтернативного вида топлива в будущем станут обычные растения, в том числе и бросовые или же даже просто навоз, остающийся после с/х животных.
Еще одним плюсом биотоплива, привлекающим к нему повышенное внимание ученых, является возможность сокращения при его использовании выброса в атмосферу парниковых газов. При применении растительного «бензина» таких вредных продуктов будет образовываться на 65% меньше, чем при сжигании нефти или угля.
Недостатки зеленого топлива
Основным минусом этого нового альтернативного вида топлива является то, что растения, необходимые для его изготовления, в будущем, скорее всего, займут на планете очень много земли. Причем произойдет это в ущерб тем сельскохозяйственным культурам, которые в настоящий момент выращиваются в качестве пищи для человека. Также большим недостатком биотоплива, по мнению специалистов, является относительная дороговизна его производства.
Перспективы
Основной своей целью ученые, занимающиеся разработкой топлива на основе растительной массы, сегодня видят именно внедрение в промышленность наиболее дешевых технологий его изготовления. Способов снижения стоимости зеленого «бензина», по мнению специалистов, существует всего два. Для того чтобы альтернативное биотопливо было более дешевым, в первую очередь следует подобрать наиболее подходящие для его изготовления растения. Зеленая масса, используемая для производства подобного продукта, должна быть не только богата на углеводы. Подходящими в данном случае считаются еще и только те растения, которые содержат мало плохо поддающегося переработке лигнина.
Второй способ удешевления, по мнению специалистов — это разработка максимально недорогих методов выделения сахаров из биомассы. Для создания таких технологий, как считают ученые, в первую очередь нужно выявить те условия и факторы окружающей среды, при которых генномодифицированные бактерии перерабатывают зеленую массу наиболее быстро и эффективно.
Оптимизация способов изготовления биотоплива по обоим этим направлениям, по мнению специалистов, позволит производить его в промышленных масштабах уже в ближайшее время. Заводы смогут выпускать продукт, достаточно дешевый и качественный для того, чтобы его захотели купить авиационные компании.
Стоимость биотоплива
На настоящий момент цена на такой альтернативный источник энергии для двигателей самолетов составляет около 16 долларов за галлон. Для сравнения: нефтепродукты, используемые с той же целью, стоят около 2.5 доллара за галлон. Цена на бензин и авиакеросин на настоящий момент, таким образом, все еще намного ниже, чем на биотопливо. Однако по данным, предоставленным учеными, только за последние несколько лет стоимость зеленого «бензина» снизилась в сотни раз. К примеру, еще несколько лет назад цена на такую жидкость составляла целых 300 тыс. долларов за галлон.
Как удешевить еще больше
Для того чтобы преодолеть оставшийся на данный момент ценовой разрыв между зеленым «бензином» и обычным, при проведении новых исследований ученые использовали в том числе и сложные компьютерные симуляции.
В результате инженерами было смоделировано в общей сложности 5 путей, позволяющих вывести биотопливо на этап промышленного производства.
Исследования, проведенные учеными, показали, что снизить стоимость такого альтернативного источника энергии до 2.5 доллара за галлон можно, к примеру, используя отходы в виде лигнина в качестве химического удобрения.
Также специалисты подсчитали, что и сами авиакомпании, возможно, согласятся покупать биотопливо по более высокой цене, чем нефтепродукты. Дело в том, что такая жидкая биомасса способна давать немного больше энергии на единицу объема, чем бензин или керосин. То есть при использовании того же количества биотоплива самолет может перелетать на более дальние расстояния, чем при применении нефтепродуктов.
Комплексные исследования
Самую масштабную работу по созданию биологического топлива в мире на сегодняшний день проводят именно ученые института JBEI Беркли. Пытаясь удешевить производство биотоплива для самолетов, специалисты этой организации ведут исследования сразу в нескольких направлениях.
Результатом их усилий в конечном итоге должна стать оптимизация каждого из этапов в изготовлении подобного альтернативного источника энергии. По мнению ученых JBEI, добиться конкурентоспособности биотоплива в сравнении с нефтепродуктами можно исключительно при условии применения масштабного научного комплексного подхода.
Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание
5 видов альтернативного топлива для отопления частного дома
Обогрев частного дома может осуществляться различными способами, начиная с централизованного отопления, заканчивая котлом на том или ином виде топлива. При выборе отопительной системы важное внимание уделяется именно топливу, так как от него зависит тип оборудования, стоимость обслуживания, безопасность, КПД и другие параметры.
Перед выбором стоить выделить основные критерии оценки и отметить для себя самые важные в данном конкретном случае:
• доступность, то есть возможность приобрести топливо в любой момент;
• цена за 1кВт тепла;
• автоматизация подачи;
• пожарная и экологическая безопасность;
• КПД для выбранного оборудования;
• требования к хранению, удобство транспортировки.
К традиционному виду топлива обычно относят газ, остальные же попадают в ряд альтернативного. Альтернативными видами можно либо полностью заменить газовое отопление, либо дополнить его, создать своего рода запасной вариант. Среди наиболее востребованных и оптимальных по параметрам можно выделить следующие типы топлива для частного дома:
1. Пеллеты. Сегодня используются все чаще, вытесняя материалы с меньшим КПД. Они представляют собой прессованные гранулы из отходов лесозаготовок (щепы, опилок, коры и т.д.), а также сельскохозяйственных отходов (солома, лузга и др.) и торфа. Подача в котлы автоматизирована, а КПД достигает 93%, что делает не только безопасными, но весьма практичными. Изначально недостатком данного вида топлива можно было считать высокую стоимость котлов, однако с ростом популярности данного вида отопления оборудование стало более доступным.
2. Солнечная энергия. Сама по себе солнечная энергия достается нам даром, и как «топливо» она абсолютно экологична.
Однако оборудование для преобразования и хранения этой энергии стоит довольно дорого, а его КПД все еще остается низким, поэтому зачастую оно не может заменить основного отопления в сильные морозы.
3. Электричество. Котлы, работающие на электричестве, — относительно доступные по цене и не занимают много места, да и для хранения топлива помещение не понадобится. Электричество для отопления чаще всего используется в локальных масштабах одной комнаты, так как для целого дома необходимо подключение к мощным линиям питания, чего без специальных разрешений не сделаешь, к тому же цену за 1 кВт тепла можно назвать высокой.
Также для отопления в частном доме могут использоваться дрова, уголь, брикеты из опилок, дизельное топливо, сжиженный газ и другие виды топлива с различными характеристиками.
Домашняя страница центра обработки данных по альтернативным видам топлива
Перейти к содержанию EERE Главная | Программы и офисы | Информация для потребителей Искать в AFDC Поиск Центр данных по альтернативным видам топлива- Топливо и транспортные средства
- Биодизель | Дизельные автомобили
- Электричество | Гибридные электромобили и электромобили
- Этанол | Транспортные средства Flex Fuel
- Водород | Транспортные средства на топливных элементах
- Природный газ | Автомобили, работающие на природном газе
- Пропан | Пропановые автомобили
- Новые виды топлива
- Цены на топливо
- Транспортные средства, работающие на альтернативном топливе и передовых технологиях
- Калькулятор стоимости автомобиля
- Экономия топлива
- Снижение холостого хода
- Детали и оборудование
- Техническое обслуживание
- Поведение вождения
- Оптимизация парка автомобилей
- Эффективность системы
- Лист экономии на сокращении простоя
- Найти станции
- Поиск по местоположению
- Проложить маршрут
- Данные станций по штатам
- Загрузить данные станции
- Законы и льготы
- Искать все
- Федеральный
- Государство
- Основное законодательство
- Проектная помощь и возможности финансирования
- Примеры местных законов и стимулов
- Подробнее.
..- Карты и данные
- Примеры из практики
- Публикации
- Инструменты
- Около
- Дом
..- Карты и данные
- Примеры из практики
- Публикации
- Инструменты
- О компании
- Главная страница
Предварительный просмотр
Печать
Закрыть
U.S. Министерство энергетики — энергоэффективность и
Альтернативные виды топлива | EAFO
Альтернативные виды топлива для устойчивой мобильности в Европе
Сегодня 94% энергетических потребностей транспорта по-прежнему зависит от нефти. Европа импортирует около 87% своей сырой нефти и нефтепродуктов из-за границы, при этом расходы на импорт сырой нефти в 2015 году оцениваются примерно в 187 миллиардов евро и дополнительные расходы на окружающую среду.
Исследования и технологические разработки привели к успешной демонстрации альтернативных топливных решений для всех видов транспорта.Однако захват рынка требует дополнительных мер политики.
Пакет «Чистая энергия для транспорта» направлен на содействие развитию единого рынка альтернативных видов топлива для транспорта в Европе:
- Сообщение, излагающее комплексную европейскую стратегию альтернативных видов топлива [COM (2013) 17] для долгосрочного замещения нефти в качестве источника энергии во всех видах транспорта;
- Предложение по Директиве о развертывании инфраструктуры для заправки и заправки альтернативным топливом [COM (2013) 18];
- Сопутствующая оценка воздействия [SWD (2013) 5];
- Рабочий документ персонала, излагающий потребности с точки зрения рыночных условий, правил, кодексов и стандартов для широкого рыночного освоения СПГ в секторе морских перевозок [SWD (2013) 4].
Заключительная директива, принятая Европейским парламентом и Советом 29 сентября 2014 года после межведомственных переговоров:
- Требует от государств-членов разработать основы национальной политики для развития рынка альтернативных видов топлива и их инфраструктуры;
- Предусматривает использование единых технических условий для станций заправки и заправки;
- Прокладывает путь для создания соответствующей информации для потребителей об альтернативных видах топлива, включая четкую и надежную методологию сравнения цен.
Требуемое покрытие и сроки, в которые оно должно быть введено, следующие:
Покрытие | Тайминги | |
Электроэнергия в городских / пригородных и других густонаселенных районах | Соответствующее количество общедоступных точек | к концу 2020 года |
КПГ в городских / пригородных и других густонаселенных районах | Соответствующее количество баллов | к концу 2020 года |
КПГ по базовой сети TEN-T | Соответствующее количество баллов | к концу 2025 года |
Электричество на берегу | Порты базовой сети TEN-T и другие порты | к концу 2025 года |
Водород в государствах-членах, которые выбрали его разработку | Соответствующее количество баллов | к концу 2025 года |
СПГ в морских портах | Порты базовой сети TEN-T | к концу 2025 года |
СПГ во внутренних портах | Порты базовой сети TEN-T | к концу 2030 г. |
СПГ для большегрузных автомобилей | Соответствующее количество точек в базовой сети TEN-T | к концу 2025 года |
2014/94 / ЕС требует, чтобы государства-члены уведомляли Рамки национальной политики (НРП) Европейской комиссии о развитии рынка в отношении альтернативных видов топлива в транспортном секторе и развертывании соответствующей инфраструктуры.Для реализации статьи 10.2 Директивы 2014/94 / ЕС Комиссия провела оценку НРП и их согласованности на уровне Союза, включая оценку уровня достижения национальных целей и задач, указанных в статье 3 (1). Директивы. Соответствующий рабочий документ персонала SWD / 2017/0365 и прилагаемые к нему описания стран-членов были приняты Комиссией как часть пакета «Чистая мобильность» (пакет мобильности II).
Эти документы не включали оценку НРП Греции, Мальты, Румынии и Словении из-за позднего представления или необходимости переводов, которые задержали бы процедуру принятия.
Обновленный отчет Комиссии об оценке основ национальной политики государств-членов для развития рынка альтернативных видов топлива в транспортном секторе и развертывания соответствующей инфраструктуры в соответствии со статьей 10 (2) Директивы 2014/94 / EU включает: оценка НРП вышеупомянутых государств-членов и обновление общей оценки для отражения этих новых НРП.
Сопроводительные материалы государств-членов к оценке Комиссией основ национальной политики государств-членов для развития рынка в отношении альтернативных видов топлива в транспортном секторе и развертывания соответствующей инфраструктуры
Политика и другие сопутствующие документы
Чистое топливо для транспорта: государства-члены теперь обязаны обеспечивать минимальное покрытие точек заправки для передвижения по всему ЕС
ЕС запускает стратегию чистого топлива
Директива 2014/94 / ЕС о развертывании инфраструктуры альтернативных видов топлива
Краткое изложение оценки воздействия
Рабочий документ персонала: Действия по созданию всеобъемлющих рамок ЕС в отношении отгрузки СПГ
Источник: DG MOVE
АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО
Дом, Библиотека по ремонту автомобилей, Автозапчасти, аксессуары, инструменты, руководства и книги, БЛОГ автомобилей, ссылки, указатель
com Альтернативы бензину существовали всегда, но за исключением искусственной нехватки топлива, созданной нефтяным эмбарго ОПЕК в 1970-х годах, которое подпитывало первый так называемый «энергетический кризис», альтернативные виды топлива в основном оставались в стороне. Что ж, теперь их призывают стать основными источниками энергии, поскольку цены на нефть снова взлетают.
Пропан и природный газ традиционно были альтернативными видами топлива для транспортных средств. До недавнего времени основной мотивацией перехода на альтернативные виды топлива было снижение эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание.
В ценах на милю природный газ, вероятно, является самым дешевым альтернативным топливом, за ним следуют пропан, затем метанол-спирт и, наконец, этанол-спирт.
Первоначальные затраты на перевод автомобиля на пропан составляют от 1500 до 3000 долларов и от 2500 до 4000 долларов для сжатого природного газа в зависимости от области применения.
Это включает только стоимость модификации топлива и системы зажигания и не включает никаких затрат, связанных с «оптимизацией» двигателя посредством внутренних модификаций (о которых мы поговорим позже).Несмотря на высокие первоначальные затраты на переоборудование, большинство автопарков окупаются довольно быстро благодаря экономии за счет более низких затрат на топливо и эксплуатации.
Альтернативные виды топлива сработали для автопарков, потому что они могут создавать собственные централизованные заправочные станции. Но наличие мест для заправки было и будет препятствием для широкого распространения любой альтернативы бензину. Строительство дублирующих пунктов заправки и распределения альтернативных видов топлива стоит больших денег.Итак, мы столкнулись с синдромом «курицы и яйца». Производители автомобилей не хотят строить автомобили для широкой публики, которые могут работать только на специальном альтернативном топливе, потому что оно недоступно. А поставщики топлива не хотят добавлять альтернативную топливную инфраструктуру, если есть несколько транспортных средств, которые могут использовать альтернативное топливо.
E85 ЭТАНОЛ и M85 МЕТАНОЛ
E85 (85% этанолового спирта и 15% бензина) и M85 (85% метанольного спирта и 15% бензина) в настоящее время являются единственными альтернативными видами топлива, которые имеют некоторую доступность (хотя и ограниченную), поскольку их можно сжигать в специально оборудованных «гибких» двигателях. топливные »автомобили. Flex-fuel Автомобили могут работать на чем угодно, от прямого бензина до 85% этанола или метанола. См. Подзаголовки «Метанол» и «Этанол-спирт» ниже.
ПРОПАН СУГ
В отличие от E85 и M85, которые представляют собой жидкое топливо, пропан (также известный как сжиженный нефтяной газ, сжиженный нефтяной газ или сжиженный газ) и природный газ являются газообразными видами топлива. Это означает, что они представляют собой пар при комнатной температуре и должны содержаться в специальном топливном баллоне высокого давления. Природный газ может использоваться как сжатый природный газ (КПГ) или сжиженный природный газ (СПГ).
Около 60% производимого пропана добывается из скважин природного газа. Остальное — побочный продукт переработки сырой нефти. Цена на пропан колеблется в зависимости от сезона и, как и все источники энергии, дорожает.
Пропан используется с 1930-х годов, поэтому он имеет долгую историю в качестве автомобильного топлива. Сегодня он используется в кабинах, школьных автобусах, транспортных средствах для отдыха, грузовиках для доставки товаров, сельскохозяйственных транспортных средствах и миллионах промышленных вилочных погрузчиков. По оценкам Национальной ассоциации по пропановому газу, в США на дорогах ездят полмиллиона автомобилей, работающих на пропане.S сегодня. Большинство сжигает исключительно пропан, но некоторые из них могут работать на двух видах топлива и могут переключаться туда и обратно с бензином. NLPGA также сообщает, что по всей стране имеется около 10 000 пунктов заправки сжиженным газом, что означает, что топливо доступно во многих областях.
В качестве топлива пропан содержит несколько меньше тепловой энергии на галлон, чем бензин (91 547 БТЕ против 116 000 БТЕ для бензина).
Но в пересчете на фунт на фунт он обеспечивает почти ту же энергию, что и бензин (21 591 БТЕ), что означает, что двигатель, преобразованный на пропан, потребляет примерно на 10% больше топлива в милях на галлон с небольшой потерей мощности или без нее.Выбросы окиси углерода (CO) по своей природе низкие, но выбросы углеводородов (HC) могут быть несколько выше при использовании пропана. Даже в этом случае считается, что выбросы «менее реактивны» при образовании смога.
Пропан производит меньше углерода и газов в самом двигателе, что продлевает срок службы свечей зажигания и масла. Интервалы замены масла обычно можно увеличить вдвое или даже втрое с пропаном.
Пропан — газообразное топливо и кипит при -44 градуса по Фаренгейту, поэтому его необходимо хранить в топливном баке под давлением.Пропан под давлением превращается в жидкость, что позволяет хранить больше топлива в меньшем объеме. Типичный пропановый бак емкостью 25 галлонов вмещает около 180 фунтов. жидкого топлива под давлением 175 фунтов на квадратный дюйм при заполнении на 80%, что дает примерно такой же запас хода, как у эквивалентного бака с бензином.
пропана составляет 103, что позволяет ему выдерживать большее сжатие, чем бензин. Пропан также является «сухим» топливом, что означает, что он входит в двигатель в виде пара, а не в виде капель жидкости.Сухое топливо лучше смешивается с воздухом, чем влажное, и обеспечивает более однородную воздушно-топливную смесь для каждого цилиндра двигателя. Это способствует более чистому сгоранию, более легкому запуску и меньшему количеству проблем с управляемостью на холоде.
Но сухое топливо, такое как пропан и природный газ, не охлаждает и не смазывает клапаны, как бензин, а это означает, что их сгорание, износ и рецессия могут стать проблемой, если двигатель не имеет твердых седел. Любой двигатель, предназначенный для сжигания неэтилированного бензина, может без проблем работать с пропаном, но более старые двигатели или двигатели грузовиков могут иметь жесткие сиденья.
Если двигатель перестраивается для автомобиля, работающего на пропане, стандартная степень сжатия может быть увеличена до 10: 1, чтобы воспользоваться преимуществом более высокого октанового числа пропана.
Отдельного внимания заслуживают клапаны. Необходимо установить жесткие сиденья, если их еще нет в головах. Большинство экспертов рекомендуют использовать седло шириной от 1/16 до 3/32 дюйма на впускных каналах и полное седло шириной 3/32 дюйма на выпускных клапанах без угла натяжения. И клапан, и седла должны быть обрезаны или отшлифованы под углом 45 градусов.Особое внимание следует уделять соосности клапана и седла, чтобы предотвратить появление горячих точек.
Поскольку пропан является сухим топливом, он не «смывает» стенки цилиндров, как бензин. Это снижает износ отверстия цилиндра, но также может создавать проблемы с посадкой колец, если используются кольца неправильного типа или отверстия не отшлифованы должным образом.
Рекомендации различаются, но один из ведущих производителей колец говорит, что верхние компрессионные кольца из чугуна или молибдена следует использовать в двигателях, работающих на пропане.Хромированные кольца использовать не рекомендуется. Отверстия цилиндров должны быть просверлены с точностью до 0,003 дюйма от окончательного размера, затем черновой хонингуются камнями с зернистостью 180 или 220 до конечного размера с точностью до 0,0005 дюйма и окончательно хонингованы с помощью камня с зернистостью 280 или от шести до 10 раз.
с зернистостью 400, чтобы «выровнять» поверхность.
Другие модификации двигателя, которые могут быть внесены для оптимизации работы с пропаном, включают устранение предварительного нагрева коллектора путем блокировки переходного канала выхлопных газов на двигателях V6 или V8, изменение кривой зажигания (электронным способом или путем повторной калибровки распределителя) и уменьшение зазора свечи зажигания (.035 дюймов рекомендуется с электронным зажиганием).
Еще одно рекомендуемое изменение — использовать моторное масло, специально разработанное для сжиженного нефтяного газа. Обычные моторные масла содержат присадки, нейтрализующие выбросы загрязняющих веществ из бензина. Но эти добавки не нужны с пропаном и могут сами по себе вызывать отложения. Масла, предназначенные для пропана, имеют «малозольный» пакет присадок.
ПРИРОДНЫЙ ГАЗ СПГ
Как и пропан, природный газ представляет собой сухое газообразное топливо.Те же рекомендации, что и при модификации двигателя для пропана, применимы и для природного газа.
При прямом преобразовании или двухтопливном применении переход на природный газ приведет к потере мощности примерно на 10% — если только двигатель не оптимизирован для работы на природном газе за счет увеличения сжатия, и в этом случае разницы в мощности нет.
Природный газ — это в основном метан. Как моторное топливо, оно имеет наивысшее октановое число из всех других альтернатив — 130, что означает, что оно может выдерживать степени сжатия до 15: 1! Метан также является наиболее чистым горючим топливом со значительно меньшими выбросами CO и HC, чем пропан, бензин или спирты.Это также самый дешевый продукт — 72 цента за энергетический эквивалент галлона газа.
Но у метана есть недостатки. Во-первых, это низкое содержание энергии. Требуется около 100 кубических футов метана, чтобы обеспечить такое же количество лошадиных сил, как галлон бензина. Следовательно, требуются тяжелые топливные баки высокого давления. Типичный топливный бак для природного газа объемом 140 фунтов, заполненный сжатым газом при давлении от 2600 до 300 фунтов на квадратный дюйм, содержит энергетический эквивалент всего лишь около четырех галлонов бензина, что ограничивает диапазон движения примерно от 90 до 120 миль, если не добавлены дополнительные баки (что также увеличить вес и объем автомобиля).
Двухтопливный Volvo V70 работает на бензине или сжатом природном газе (CNG).
Одним из способов увеличения запаса хода автомобиля, работающего на природном газе, является использование сжиженного природного газа (СПГ), а не сжатого природного газа. Охлаждение метана до -260 градусов по Фаренгейту уменьшает его объем в 630 раз до 1, позволяя хранить больше топлива в меньшем баке. Но супер холодный криогенный топливный бак не может удерживать метан в жидком состоянии бесконечно. Когда топливо нагревается, оно начинает испаряться, и его необходимо либо выпустить, либо использовать.СПГ стоит больше, чем СПГ, потому что оборудование, необходимое для охлаждения газа, дорогое.
Сжатие метана тоже недешево. Двухступенчатая компрессорная станция высокого давления для заправки большого количества автомобилей может стоить до 250 000 долларов! Существуют компрессоры меньшего размера для ночной заправки дома, но даже они стоят до 3000 долларов за штуку.
Другой недостаток, ограничивающий потенциал метана как альтернативного топлива для массового потребления, — это ограниченная инфраструктура для заправки.
Газопроводы есть повсюду, и благодаря гидроразрыву поставки природного газа значительно расширились, что привело к падению цен на природный газ. Но в стране всего около 500 заправок для автомобилей, работающих на КПГ.
Автомобили, работающие на природном газе, поставляются отечественными автопроизводителями. GM и Ford производили пикапы, работающие на сжатом природном газе, а Chrysler — фургоны, работающие на сжатом природном газе. Но большинство этих автомобилей предназначены для пользователей автопарка, а не для широкой публики. Тем не менее, с 2003 по 2011 год количество транспортных средств, работающих на природном газе, увеличивалось ежегодно на 10%
Для получения информации о транспортных средствах, работающих на КПГ, щелкните здесь.
СПИРТ МЕТАНОЛ
Если вы смотрели Indianapolis 500 или бензиновый драгстер, вы видели, что метанол может делать на гоночной трассе. В качестве высокооктанового гоночного топлива он великолепен. Гонщики любят его, потому что его высокооктановое число 105 позволяет двигателю работать с более высокой степенью сжатия и вдыхать более плотный топливный заряд, увеличивая мощность до 10%.
Но из хорошего гоночного топлива не обязательно быть хорошим повседневным топливом.Метанол содержит только 57 000 БТЕ на галлон, что вдвое меньше, чем у бензина. Таким образом, двигатель должен сжигать почти вдвое больше метанола, чтобы преодолеть такое же расстояние, как на бензине.
Метанол дешевле бензина, но с учетом повышенного расхода топлива стоимость метанола за милю значительно выше. Даже с оптимизированным двигателем, метанол обеспечивает только около 60% расхода топлива бензина, ограничивая запас хода автомобиля, если только размер топливного бака не увеличится почти вдвое.
Большая часть доступного сегодня метанола производится из природного газа, но его также можно производить из угля — это реальная причина, почему метанол продвигается как основная альтернатива бензину (в США много угля).
Выбросы HC, CO и NOX, производимые метанолом, немного меньше, чем выбросы бензина, но, как и пропан, выбросы HC представляют собой более легкие молекулы, которые обладают меньшей реакционной способностью.
Вот почему вы слышите такие утверждения, как «метанол на 30-50% чище бензина.«Но метанол сам по себе производит неприятные выбросы, а именно формальдегид, который в 10 раз больше, чем бензин. Для ограничения этих выбросов необходим модифицированный каталитический нейтрализатор.
Среди других недостатков метанол является очень сильным растворителем, поэтому шланги и пластмассовые компоненты топливной системы должны быть сделаны из совместимых материалов. Метанол также поглощает влагу, что хорошо, но влага может вызвать проблемы с коррозией внутри стальных баков и топливопроводов, требующих использования нержавеющей стали или стали со специальным покрытием.
Доступность топлива — еще одна проблема с метанолом. В Калифорнии, где метанол продвигался в прошлом, его продают менее 100 станций. По всей стране выпусков метанола примерно так же мало, как и выпусков сжатого природного газа.
Прямой метанол может быть хорош на гоночной трассе, но не так хорош, когда используется прямо на улице, особенно в холодную погоду.
Как и бензин, метанол является жидкостью и должен сначала испаряться, прежде чем он воспламенится.Но ниже 40 градусов по Фаренгейту метанол испаряется очень плохо. Чтобы преодолеть проблемы с холодным запуском, необходима дополнительная бензиновая система запуска, или топливо необходимо смешать с небольшим количеством бензина, чтобы дать ему дополнительный толчок для запуска. Одна такая смесь называется «M85» и представляет собой смесь 85% метанола и 15% бензина.
ТОПЛИВНАЯ СМЕСЬ МЕТАНОЛА
Программа Ford «Автомобиль с гибким топливом» (FFV), программа GM «Транспортное средство с переменным топливом» (VFV) и программа Chrysler «Транспортное средство с устойчивым к бензину метанолом» (GTMV) основаны на транспортных средствах, которые могут сжигать M85 или любую другую смесь метанола и бензин.Уловка, которая делает это возможным, — это датчик топлива, который измеряет относительные пропорции двух видов топлива в топливной магистрали, чтобы компьютер двигателя мог внести необходимые корректировки в подачу топлива и время зажигания.
Возможность гибкого топлива дает потребителям возможность сжигать топливо или любую их комбинацию.
ЭТАНОЛ СПИРТ
Этаноловый (зерновой) спирт — еще одна альтернатива. В свое время он конкурировал с бензином в качестве предпочтительного моторного топлива.Но это было на заре автомобилестроения. В 1970-х годах он снова стал использоваться в качестве топливного наполнителя в газохоле (смесь 10% этанола и 90% бензина). Сегодня он широко используется в качестве присадки для повышения октанового числа во многих бензинах высшего и среднего класса. Большинство обычных и премиальных марок бензина содержат 10 процентов этанола (E10), а EPA одобрило использование 15 процентов этанола (E15) в 2002 году и в более новых автомобилях. Этанол также используется в «реформированных» бензинах, поскольку он насыщает бензин кислородом и способствует более чистому горению с меньшими выбросами HC и CO.
Этанол очень похож на метанол по своим топливным качествам. Он имеет высокое октановое число (102) и может работать с более высокими степенями сжатия для повышения общей производительности двигателя.
Этанол содержит больше энергии на галлон, чем метанол (76 000 БТЕ), но не так много, как бензин, поэтому расход топлива при использовании чистого этанола примерно на 50–60% выше, чем при использовании бензина. Как и метанол, этанол медленно испаряется при низких температурах, поэтому он лучше всего работает в смеси с бензином.
Этанол в качестве альтернативного топлива привлекает прежде всего тем, что он поступает из возобновляемых источников. Этанол получают путем сбраживания сахара, который может быть получен практически из любого урожая или даже из мусора. Чем выше содержание сахара, тем больше алкоголя может произвести растение. Сахарный тростник и сахарная свекла — хороший выбор для производства этанола, но на Среднем Западе наиболее распространенной культурой (и самой дешевой в производстве) является кукуруза, поэтому кукуруза стала предпочтительным сырьем для производства большей части этанола в США.S. Урожай измельчается, смешивается с водой и дрожжами для создания «сусла».
Через несколько дней ферментированную жидкость кипятят и перегоняют для отделения спирта. Этот процесс требует энергии, увеличивает стоимость и делает этанол самым дорогим топливом из основных альтернатив.
Некоторые критики говорят, что для производства этанольного спирта из кукурузы требуется больше энергии, чем ее урожайности. Департамент энергетики США определил, что этанол из кукурузы дает НАМНОГО БОЛЬШЕ энергии, чем требуется для его производства.Согласно последним данным, для создания и доставки этанола, содержащего 1 миллиард британских тепловых единиц, требуется 740 000 британских тепловых единиц ископаемой энергии. Расчет включает в себя энергию, потребляемую для выращивания и сбора кукурузы (топливо для тракторов), энергию для обработки и ферментации кукурузы и дистилляции спирта (электричество и природный газ), а также энергию для транспортировки и доставки топлива (топливо для грузовиков). .
Аргоннская национальная лаборатория около Чикаго утверждает, что этанол из кукурузы обеспечивает очень положительный энергетический баланс.
Этанол требует 24.На 3% больше общей энергии, затрачиваемой на производство бензина, но потребляется на 32,9% меньше ископаемой энергии и на 69,5% меньше энергии из нефти. Превращение нефти в бензин и дизельное топливо требует транспортировки сырой нефти на нефтеперерабатывающие заводы, которые часто находятся на полпути по всему миру (если нефть поступает со Среднего Востока в США), и требует много энергии для переработки нефти в разные стороны. товары. И в эти расчеты не входят ОГРОМНЫЕ военные расходы на защиту зарубежных источников нефти.
Производство этанола растет, и в штатах кукурузного пояса построены десятки заводов по производству этанола.Спрос на этанол привел к росту цен на кукурузу. Кукуруза, которая раньше продавалась по 2 доллара за бушель, выросла до 5-6 долларов за бушель, но в последнее время она составляла около 3,40 доллара за бушель (2018). Более высокие цены на кукурузу — хорошая новость для фермеров, но плохая новость для производителей топлива на основе этанола, поскольку производство этанола становится дороже.
Если вы живете на ферме и выращиваете кукурузу, почему бы не сделать спиртосодержащее топливо самостоятельно?
Книга «Как сделать собственное спиртосодержащее топливо» на компакт-диске
Как сделать перегонный куб и сварить этанол на собственном топливе
По мере совершенствования технологии производства этанола из непродовольственных источников, таких как целлюлоза (пробковые стебли, древесное волокно, даже бумага), энергетический баланс в пользу этанола будет еще лучше.Для производства этанола из целлюлозы требуются специальные ферменты, которые могут расщеплять крахмалистые волокна на ферментируемые сахара. Но ферменты дорогие. Раньше они стоили около 5 долларов за галлон, а сейчас они стоили менее 20 центов за галлон. Аналитики говорят, что если цена на ферменты снизится до десяти центов за галлон, производство этанола из целлюлозы будет конкурентоспособным по сравнению с производством его из кукурузы или других пищевых культур.
Сравнение цен на альтернативное топливо
Как и бензин и дизельное топливо, цены на альтернативное топливо могут варьироваться в зависимости от рыночных сил, политики, погоды и местоположения.
С этанолом, когда цены на кукурузу высоки, этанол становится более дорогим и стоит дороже бензина. И наоборот, когда цены на кукурузу низкие, этанол дешевле и дешевле бензина. Ниже приводится сравнение цен на альтернативное топливо на июль 2018 г .:
Сравнение цен на альтернативное топливо
ALTERNATIVE FUEL ACRONYMS
AFV Автомобиль на альтернативном топливе
B20 20-процентная смесь биодизеля с дизельным топливом со сверхнизким содержанием серы
B100 Биодизель, 100 процентов из возобновляемых источников
CNG Сжатый природный газ
E10 10-процентная смесь этанола с 90-процентным бензином
E15 15-процентная смесь этанола с 85-процентным бензином
E85 Смесь 85% этанола и 15% бензина
FFV Автомобиль с гибким топливом (Ford) Может работать на смесях этанола и бензина
GTMV Автомобиль на метаноле, толерантный к бензину (Chrysler)
СНГ Сжиженный углеводородный газ (пропан)
СПГ Сжиженный природный газ (метан)
M85 Смесь из 85% метанольного спирта и 15% бензина
NGV Автомобиль на природном газе (метан)
VFV Автомобиль с переменным топливом (GM)
Октябрь 2018
Книга статей об этаноле раскрывает правду об этанольном топливе
Бесплатная онлайн-книга, написанная Марком Дж.
Раух из The Auto Channel подробно останавливается на Б.С. взгляните на множество проблем и мифов, связанных с использованием этанольного спирта в качестве моторного топлива. Щелкните здесь, чтобы просмотреть книгу статей по этанолу .
Другие статьи об альтернативных видах топлива:
БиодизельE85 Этанол Спирт Альтернативное топливо
Что такое E15?
Внедорожники против деревьев, выбросов CO2 и окружающей среды
Кто убил электромобиль GM EV1?
Электрические гибридные автомобили: Toyota Prius
Хронология истории этанола (за пределами сайта)
Щелкните здесь, чтобы увидеть больше технических статей об автомобилях
Таблицы и ссылки по альтернативным видам топлива:
Сравнительная таблица альтернативных видов топливаЦентр данных по альтернативным видам топлива (Департамент энергетики США)
U.S. Energy Information Таблицы и диаграммы 2020
Программа экологически чистых перевозок Калифорнии
Транспортные средства с альтернативным топливом
E10 Комплекты для проверки топлива на этаноле
Веб-сайт «Топливный элемент сегодня»
Документальный фильм о топливе
GreenerCars
Энергия роста — сторонники этанола в Америке
Конверсия природного газа и пропана IMPCO
Институт метанола
National Corn Growers Assn.
Информация об этанольном топливе
Национальная ассоциация пропанового газа
Обязательно посетите другие наши веб-сайты:
Carley Automotive Software
OBD2HELP
Случайный пропуск зажигания
Справка по диагностическому инструменту
КОДЫ ПРОБЛЕМ
Транспортное средство на альтернативном топливе
Транспортное средство на альтернативном топливе относится к транспортному средству, которое работает на другом топливе, кроме традиционного бензина или дизельного топлива; любой метод питания двигателя, не связанный с бензином.
Из-за сочетания высоких налогов на топливо, особенно в Европе, ужесточения природоохранного законодательства, особенно в Калифорнии, и возможности дополнительных ограничений на выбросы парниковых газов, работа над альтернативными энергосистемами для транспортных средств стала высокоприоритетной для правительств и производители автомобилей по всему миру.
Текущие исследования и разработки в основном сосредоточены на «гибридных» транспортных средствах, которые используют как электроэнергию, так и двигатели внутреннего сгорания.
Другие исследования и разработки в области альтернативных форм энергии сосредоточены на разработке топливных элементов, альтернативных форм сгорания, таких как GDI и HCCI, и даже накопленной энергии сжатого воздуха.
Использование спирта в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, как отдельно, так и в сочетании с другими видами топлива, привлекает большое внимание в основном из-за его возможных экологических и долгосрочных экономических преимуществ перед ископаемым топливом.
Для этой цели рассматривались как этанол, так и метанол.
Хотя и то, и другое можно получить из нефти или природного газа, этанол может быть наиболее интересным, потому что многие считают его возобновляемым ресурсом, легко получаемым из сахара или крахмала в сельскохозяйственных культурах и других сельскохозяйственных продуктах, таких как зерно, сахарный тростник или даже лактоза.
Поскольку этанол встречается в природе всякий раз, когда дрожжи находят раствор сахара, например, перезрелые фрукты, большинство организмов выработало некоторую толерантность к этанолу, тогда как метанол токсичен.
Другие эксперименты включают бутанол, который также можно получить путем ферментации растений.
Гибридное транспортное средство использует несколько силовых установок для обеспечения движущей силы.
Чаще всего это относится к бензиново-электрическим гибридным транспортным средствам, которые используют бензин (бензин) и электрические батареи в качестве энергии, используемой для питания двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей.
Эти силовые установки обычно относительно невелики и сами по себе могут считаться «недостаточно мощными», но они могут обеспечить нормальное вождение при использовании в сочетании во время ускорения и других маневров, требующих большей мощности.
Водородный автомобиль — это автомобиль, в котором водород используется в качестве основного источника энергии для передвижения.
Эти автомобили обычно используют водород одним из двух методов: сжиганием или преобразованием топливных элементов.
При сгорании водород «сжигается» в двигателях в основном так же, как и в традиционных бензиновых автомобилях.
При преобразовании топливных элементов водород превращается в электричество через топливные элементы, которые затем приводят в действие электродвигатели.
При любом способе единственным побочным продуктом отработанного водорода является вода.
В настоящее время существует небольшое количество прототипов водородных автомобилей, и проводится значительное количество исследований, чтобы сделать эту технологию более жизнеспособной.
Автомобиль на солнечных батареях — это электромобиль, работающий на солнечной энергии, получаемой от солнечных батарей на автомобиле.
Автомобили на солнечных батареях — непрактичный вид транспорта; недостаточная мощность падает на крышу транспортного средства практически по размеру и форме, чтобы обеспечить надлежащие характеристики.
Альтернативные виды топлива: варианты — DNV GL
Самое чистое топливо — водород, произведенный с использованием возобновляемых источников энергии. Сжиженный водород можно будет использовать в будущих морских перевозках.
Однако из-за очень низкой плотности энергии для него требуются большие объемы хранения, что может помешать прямому использованию водорода в международных морских перевозках. В мире устойчивой энергетики, где весь спрос на энергию покрывается за счет возобновляемых источников, источников без CO 2 , водород и CO 2 будут основными ингредиентами для производства топлива, скорее всего, в форме метана или дизельного топлива. производятся по технологии Сабатье / Фишера-Тропша.Процесс Сабатье представляет собой реакцию между водородом и диоксидом углерода при повышенных температурах — оптимально от 300 до 400 ° C — и давлениях в присутствии никелевого катализатора с образованием метана и воды. В качестве альтернативы процесс Фишера-Тропша превращает смесь монооксида углерода и водорода в жидкие углеводороды в ходе ряда химических реакций.
Заглядывая в будущее, СПГ уже преодолел препятствия международного законодательства, и вскоре его примеру последуют метанол и биотопливо.
Пройдет некоторое время, прежде чем LPG и водород будут подпадать под соответствующие новые правила в рамках Кодекса IMO IGF. Существующие и предстоящие экологические ограничения могут быть соблюдены при использовании всех альтернативных видов топлива с использованием существующих технологий. Однако цель ИМО по сокращению выбросов парниковых газов на 50% к 2050 году является амбициозной и, вероятно, потребует повсеместного использования топлива с нулевым выбросом углерода и дальнейшего повышения энергоэффективности. Топливные элементы могут использовать все доступные альтернативные виды топлива и обеспечивать эффективность, сравнимую или превосходящую эффективность существующих силовых установок.
Выбранные позиции от графика до 2030 года
Выбранные элементы из графика регулирования до 2030 года Однако технология топливных элементов для судов все еще находится в зачаточном состоянии.
Перспективными и перспективными проектами являются, например, те, которые работают под эгидой проекта маяка e4ships в Германии, при этом проекты для морских судов возглавляют Meyer Werft и ThyssenKrupp Marine Systems.
Ветровая силовая установка потенциально может снизить расход топлива, особенно при использовании на медленных судах, но экономическое обоснование остается трудным. Аккумуляторы как средство накопления энергии можно рассматривать как альтернативный источник топлива в самом широком смысле. Особенно на судах, совершающих короткие регулярные рейсы, они обладают большим потенциалом как средство повышения эффективности двигательной установки.При морском судоходстве сами по себе батареи не могут заменить горючие источники энергии. Наконец, в связи с тем, что низкосернистые и альтернативные виды топлива становятся все более доступными, хорошо известная технология паровых и газовых турбин с комбинированным циклом, используемая в проекте PERFECt Ship, представляет собой жизнеспособную альтернативу мощным судовым двигательным установкам
.