Давайте проанализируем, какие варианты заправки автомобиля существуют в настоящее время и какие альтернативы, помимо бензина и дизельного топлива, появятся в будущем.
Сжиженный нефтяной газ (LPG)
Сжиженный нефтяной газ уже пытались использовать в качестве топлива для автомобилей. Например, в конце 1990-х годов Opel, Volvo и некоторые другие производители предлагали его в качестве опции для своих двухтопливных моделей. Эти автомобили начинали работать на бензине, а затем, после предварительного прогрева, переходили на сжиженный углеводородный газ.
Автогаз в Европе и других регионах мира, который часто называют «СНГ», занимает третье место по популярности после бензина и дизельного топлива.
Он производит меньше вредных веществ, а также стоит дешевле бензина. Но в то же время его расход в 2 раза больше, чем у обычного бензина.
Топливо будущего: Водород
Водород уже много десятилетий пророчат как топливо будущего, но до сих пор это не сбылось.
С одной стороны, известно, что автомобиль, работающий на водороде, будет выбрасывать из выхлопной трубы только водяной пар. С другой стороны, документально подтверждено, что производство водорода чрезвычайно дорого (дороже, чем бензина или газа), а его хранение опасно в баллонах под давлением, но безопасно, но дорого в специальных камерах.
Топливный элемент авто
В автомобиле происходит сочетание водорода из бака с кислородом для производства электроэнергии, которая приводит двигатель в действие. Таким образом, машина имеет внутри собственный генератор, что предотвращает нужду в батарее.
Биоэтанол
Биоэтанол получается из растительного сырья и при желании может быть смешан с бензином или дизельным топливом для получения нового вида топлива. Такое смешение можно использовать в многих автомобилях с ДВС, как с небольшими изменениями, так и без них.
Использование Биоэтанола
Доля биоэтанола в смеси с ископаемым топливом может варьироваться от 10% (Е10) до 15% (Е85). По экологическим соображениям, такое использование имеет смысл, поскольку углекислый газ выделяемый при сжигании в двигателе компенсируется расходуемыми при производстве биоэтанола газами. Однако, есть и минус в виде увеличения расхода топлива. А вот СПГ является альтернативой.
Около 20 миллионов транспортных средств с СПГ в работе на планете
Одним из наиболее предпочтительных вариантов является использование СПГ для городских автобусов и грузовиков. Это позволяет снизить вредные последствия для окружающей среды. Относительно дизельного топлива, СПГ снижает выбросы твердых частиц на 75%, а также создает меньше оксида азота и углекислого газа, чем бензин, до 90%.
Преимущества биодизеля
Преимущество биодизеля заключается в том, что он производится из возобновляемых органических источников. В зависимости от способа получения биодизеля его можно получать из рапса и других культур, жировых отходов, липидов микроводорослей. Промышленное производство биодизеля дороже, чем производство дизельного топлива из нефти, поэтому он не получил широкого распространения. Кроме того, оно не является нейтральным веществом, его растворимость выше, чем у обычного дизельного топлива, поэтому для поддержания работоспособности необходимо регулярно менять фильтры.
Различайте пропан и сжиженный газ
Пропан часто называют СПГ, но не все СПГ состоит из пропана. В частности, малое количество автомобилей работают на нем единственно, а большинство используют его в качестве биотоплива, переключаясь с бензина для уменьшения выбросов.
Особенности хранения пропана
Так как пропан является газом, то для его хранения необходим большой резервуар. Кроме того, двигатель должен сжигать около 27% больше пропана, чтобы получить ту же мощность, что и от бензина. Отметим, что пропан работает лучше всего при низких температурах.
Пробуем электролиз!
Несмотря на то, что просто залить воду в бак и поехать было бы прорывом в технологии передвижения, пока такого чуда техники не существует. Не доверяйте слухам на YouTube. Одним из способов реализации такого проекта является электролиз — процесс разделения воды на кислород и водород с участием электричества. Однако для получения водорода потребуется большое количество энергии, выделяемой при его сжигании. Минус — большие тепловые потери, которые сделают систему неэффективной.
Исправленное значение
Хотя ситуация не благоприятна, надежда еще остается. Для проведения электролиза воды можно использовать энергию собранную с помощью солнечных панелей, установленных на кузове машины. Теоретически возможно, но на практике такое решение пока не экономически выгодно. Воздушный двигатель — это идея, над которой работают такие компании, как Jaguar Land Rover, Tata и Citroen.
Citroen Cactus Airflow 2L: более экологичный способ вождения
В 2014 году компания Citroen предложила более рациональное использование сжатого воздуха в модели Cactus Airflow 2L. Она оснащена обычным бензиновым двигателем, но с двумя дополнительными воздушными баллонами, которые заряжаются энергией рекуперации. Бензиновый двигатель работал в паре с системой Hybrid Air, которая использовала воздух, хранящийся в специальных баллонах, для привода передних колес, снижая нагрузку на ДВС и уменьшая расход топлива.
Par: Серьезный конкурент
На заре появления автомобилей, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, пар был серьезным конкурентом. В 1906 году один автомобиль даже установил мировой рекорд скорости на суше — 200 км/ч. Сейчас такие машины делают только энтузиасты.
Кинетическая энергия
Еще один альтернативный источник энергии, широко используемый автопроизводителями, называется рекуперативным торможением. Суть его проста: при замедлении автомобиля его кинетическая энергия возвращается для зарядки аккумулятора, а не теряется в виде тепла и шума при торможении.
Нельзя полностью восстановить энергию при помощи накопления
Передача энергии никогда не достигает полной эффективности, поэтому управлять авто только путём накопления и высвобождения энергии невозможно. Также, чтобы достичь приличных расстояний, потребуется большая батарея электричества, что добавляет лишний вес. Чем тяжелее авто, тем больше энергии для её преобразования с помощью рекуперативного торможения.
Солнечная энергетика — на шаг ближе к реальности
Идея автомобиля, который никогда не нуждается в подзарядке или дозаправке, становится все ближе к реальности благодаря использованию солнечной энергии. Этот источник энергии уже неоднократно испытывался в различных сферах деятельности человека. Однако существовала одна загвоздка — из него трудно было извлечь достаточно энергии на небольшой площади. С развитием солнечных технологий эта мечта постепенно становится реальностью.
Ответ Lightyear на проблему загрязнения окружающей среды
Голландская компания Lightyear заявила, что с помощью своей технологии, запуск которой намечен на 2020 г., она нашла решение проблемы загрязнения окружающей среды.
Азот:
Азот, самый распространенный газ в атмосфере, составляющий около 78% воздуха, которым мы дышим, является логичным выбором для заправки автомобилей, поскольку он производит очень мало токсичных выбросов. В жидком виде, хранящемся в баллоне, он работает аналогично двигателям, работающим на воздухе.
Новый способ управления автомобилем: Преимущества жидкого азота
При закачке азота из баллона он быстро переходит из жидкого состояния в газообразное, что позволяет использовать эту практически мгновенную реакцию расширения для приведения в действие турбины. Турбина вращает генератор, вырабатывая электроэнергию, которая может быть использована для питания автомобиля.
Однако недостатком является то, что жидкий азот — рискованный товар, и в настоящее время отсутствует инфраструктура для его заправки.
Аммиак — топливо будущего?
Аммиак используется для заправки двигателей внутреннего сгорания с 1943 года. Однако его низкая энергетическая плотность — примерно в два раза меньше, чем у бензина,— не позволила ему с тех пор оказать существенного влияния на экономику. Тем не менее, аммиак можно производить дешево и в больших количествах, и он подходит для использования в поршневых двигателях или топливных элементах для выработки электроэнергии. Он не содержит углерода, поэтому выбросы углекислого газа в атмосферу отсутствуют.
От использования в качестве топлива его сегодня удерживает безопасность, как при хранении на заправочных станциях, так и при использовании на борту транспортных средств.
Древесный Газ
Древесный газ был известен с 1870-х годов. Во время Второй мировой войны он стал наиболее популярным, поскольку топливо было дефицитным. Этот газ создается при газификации древесины или древесного угля. Получившийся газ затем применяется для обеспечения движения двигателя внутреннего сгорания. Однако, не следует ожидать от него высокой производительности или экологической чистоты (нужно знать для чего использовать древесину). Автомобиль может двигаться, но не быстро.
Алкоголь как топливо
«Залить себе пол-литра» приобретет иную окраску, если алкоголь превратится в топливо для автомобилей. Дело в том, что автомобили на алкоголе уже использовались ранее, в основном в спортивных целях. Например, в драг-рейсинге для заправки используется метанол. Плюс к этому — высокое октановое число метанола и других спиртных видов топлива, таких как бутанол и этанол, подходящих для двигателей внутреннего сгорания.
Преимущества использования спирта в качестве топлива для автомобилей
Метанол может иметь меньшую энергетическую плотность, чем бензин, но для получения равной мощности двигателя его необходимо использовать больше. Тем не менее, существует доказательство того, что при производстве спиртового топлива выделяется больше парниковых газов, чем при его использовании в двигателе — следовательно, с точки зрения матери-природы, использование спирта в качестве топлива для автомобилей очень выгодно.