Какое топливо для транспорта самое экологически чистое


06.04.2021

ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ВИДЫ ТОПЛИВА

Во всех странах мира пропаганда замены бензина и дизельного топлива на любое доступное экологически чистое топливо имеет множество бесспорных плюсов, но в то же время рождает немало новых вопросов. С одной стороны, переход на менее токсичные для окружающей среды и человека типы топлива предполагает решение многих этических, финансовых и экологических задач. В то же время постепенный отказ от отравляющих видов горючего создаёт совершенно новую область взаимодействий – в аграрной и производственной сфере, в законодательстве, экспериментальной деятельности и ценообразовании. Также нельзя забывать и о том, что эко-топливо является одним из действенных способов решения климатических проблем.

На фоне всех вопросов одно остаётся неизменным: предпочтение топливу, которое не будет вредить экологии и человеку, отдаётся в нарастающей прогрессии, и остановить этот процесс, пожалуй, уже не получится. В настоящее время предлагается сразу несколько групп экологический чистых составов для заправки транспорта – жидкие, газообразные, и даже сжатый воздух. Условно все эти разработки можно разделить на два вида – действующие и экспериментальные.

Экологичное топливо – альтернатива бензину и дизелю
Знакомый и доступный газ – биотопливо метан, пропан и бутан
Другие виды биотоплива
Биодизель и биобензин
Диметиловый эфир
Экспериментальные виды экологически чистого топлива

Экологичное топливо – альтернатива бензину и дизелю

Цель замены бензинов и дизельных горючих на топливо эко класса – насколько возможно, снизить объем высокотоксичных соединений в выхлопе или создать самые безопасные, наиболее чистые виды для транспортных средств. Справедливости ради, в такой список не стоит включать электромобили, несмотря на то, что в целом все топлива – это источник энергии в общем смысле. Но в этом обзоре речь пойдёт только о тех видах, что производят побочный продукт – выхлоп, и имеют, так или иначе, физическую, материальную форму. В случае с видами топлива, не вредящими окружающей среде, это газовые смеси, составы «био», этиловые продукты.

Знакомый и доступный газ – метан, пропан и бутан

Такие виды горючего в настоящее время являются наиболее распространенными, сжиженной углеводородной пропан-бутановой смесью (СУГ) и компримированным природным газом метан (КПГ) успешно пользуются в разных странах. В России государственными программами активно субсидируется переход на метановое топливо. Некоторые классы автомобилей уже оцениваются на ТО по новым экологическим нормам Евро 6.

По новым правилам «Евро-6» к экологически чистым могут относиться топлива, в которых выбросы отравляющих веществ в отработке не превышают для углекислого газа (C02) более, чем 130 грамм на каждый километр пути, а для оксида азота (NOx) максимум установлен в 0,08 грамма. Оба вида газового биогорючего в такие нормативны не просто укладываются, а имеют безусловное преимущество перед бензином и даже более чистым дизельным топливом.

Стоит отметить, что определенный процент выброса токсичных веществ в атмосферу присутствует у пропан-бутановой смеси, но их объём можно считать мизерным. В то же время метан для окружающей среды – самый безвредный из широко применяемых видов топлива, поскольку это природный газ, а не продукт, полученный в процессе нефтеперегонки.

Другие виды биотоплива

В отличие от газовых, такие составы только набирают популярность, и в разных странах отношение к различным жидким биотопливам ещё только складывается. В настоящее время устойчивое качество для автомобилей может обеспечить только биодизель, а всего существует несколько типов топлива, соответствующего категории «био»:

  • Биодизель и биобензин – применяются и как топливо, и как добавка;

  • Биоэтанол – обычный этиловый спирт (C2H5OH) полученный из растительного сырья, эффективен как компонент топливной смеси;

  • Биобутанол – бутиловый спирт, может применяться как добавка к бензину, имеет идентичные ему показатели

  • Диметиловый эфир – является самостоятельным видом топлива.

Подробного рассмотрения заслуживают био-варианты дизеля и бензина, а также диметилэфир: в наше время пока только они доступны, могут соответствовать требованиям к экологически чистым типам горючего и использоваться достаточно широко, как полноценная замена существующим продуктам нефтепереработки.

Биодизель и биобензин

Биодизель – пожалуй, лидер в рейтинге доверия автовладельцев, особенно в странах Евросоюза. Рекордсменом по производству этого вида горючего является Германия, где построено и действует около 50 предприятий и тысячи отдельных мини-установок. Биодизель изготавливается из натурального сырья, а по сути является смесью триглицеридов и жирных кислот, примерно похожих на состав майонеза или растительных масел. Сырьём чаще всего выступают сельскохозяйственные культуры: например, рапс, соя.

Биобензин – продукт другого производства, это смесь лёгких фракций бензина с эфирами, углеводородами, метиловым спиртом и многофункциональными присадками. В то же время последние российские разработки ОИВТ (Институт высоких температур) показали эффективность обработки быстрорастущих микроводорослей для производства биобензина – эко-топлива третьего поколения. Но пока в России биобензин в промышленных масштабах не производится, а лидируют на рынке изготовления одного из предельно чистых типов горючего США и Бразилия, занимая 90% всего объёма.

Несмотря на то, что экологическая чистота обоих видов горючего не абсолютна, доля вредных выбросов в отработке и биодизеля, и биобензина значительно снижена, если сравнивать с обычными типами этих же горючих.

  • Окись углерода (угарный газ) – меньше от 8 до 10%;

  • Сажа (копоть) – меньше от 50%, в зависимости от режима работы двигателя;

  • Сера – следы (0,005% в сравнении с 0,2% у ДТ).

Говоря о растительном топливе – биодизеле – даже на случай аварии, разлитое на земле, в водоемах, оно полностью расщепляется бактериями в течение 2-3 недель без ущерба окружающей среде. Эксплуатационные характеристики требуют небольшой доработки: имея великолепные смазывающие качества, биодизель всё же снижает мощность двигателя внутреннего сгорания. Недостатки относительны: примерно на 6-8% падает тяговая характеристика, вместе с тем на это же число вырастает расход топлива. Цена за литр обоих типов горючего, и эко- и обычного дизеля идентична.

Диметиловый эфир

Если рассматривать все виды топлива не по известности и распространённости, а именно по безопасности для окружающей среды, на лидирующие позиции следовало бы поместить именно диметилэфир. Производится из природного газа, биомассы или угля и даже на фоне нейтрального к экосистемам биодизеля у ДМЭ больше бесспорных преимуществ:

Качество ДМЭ выдержит ещё несколько ужесточений ЕВРО-стандартов, можно сказать, что у этого топлива отличные перспективы стать одним из самых востребованных. Уже сейчас на производство автомобилей под диметилэфир постепенно переходят крупнейшие производители: Ford, Nissan, Volvo, лидеры китайского автопрома, КамАЗ К слову, в КНР таким топливом пользуются официально и достаточно широко уже 15 лет – и общественный, и частный автотранспорт, а подобное явление полностью поддерживается госзаказами. Не отстают и скандинавские страны: Швеция и Дания отдали весь общественный транспорт на диметилэфир. Это действительно дешевая, безопасная для природы и надёжная для двигателей альтернатива нефтесодержащим видам горючего.

Экспериментальные виды экологически чистого топлива

Кто знает, возможно каким-либо из идей суждено стать востребованной реальностью, но не в настоящее время – идей, каким топливом можно заменить высокотоксичные горючие составы немало. Речь идёт и о гибридных технологиях, и о самостоятельных, монотопливных. Удивляющие, инновационные и даже непонятные задумки: перечислим самые яркие попытки изменения всемирного рынка нефтяных ГСМ.

  • Пневмоавтомобили, работающие на сжатом воздухе – Peugeot уже выпустили air-гибрид бензина и сжатого воздуха. По мнению инженеров это позволит запускать автомобиль на жидком горючем, а ездить уже на энергии потока воздуха из баллона 80% всего пути.

Автомобиль с небольшой грузоподъёмностью (~500 кг) сможет проехать на баллоне воздуха, объёмом в 105 литров около 15-16 км. Расход бензина составит 3 л/100 км пробега. Токсичные выбросы – в минимальной концентрации.


  • Метан – кажется, уже сейчас этот газ широко применяют в виде дружелюбного экологически вид топлива? Да, но в качестве сырья предложено использовать содержимое канализаций: продукты жизнедеятельности человека. Концерн Volkswagen поддержал идею одним из своих малолитражных кабриолетов Volkswagen Beetle, а модифицировали машину в GeneCo: компания создала Bio- Bug. Всё прошло успешно.

Транспорт может разгоняться до 114 км/ч, выбросы CO2 равны объёму, который бы выделялся при естественном разложении человеческих отходов жизнедеятельности в канализации. К слову, её содержимого достаточно для выделения метана, на котором машина сможет ездить почти год.


  • Биодизель – уже был описан и на таком топливе успешно ездят автомобили, что же тут экспериментального? Но в 1990-х годах предприимчивые и вежливые ко всему в мире японцы решили, что нехорошо впустую выбрасывать кулинарные масла, жиры и всё, что уже не годится для приготовления пищи. Их поддержали в США спустя 20 лет – в крупной национальной лаборатории проводились эксперименты по вторичным использованиям чего угодно с пользой. Опыт двух стран показал, что японцы уже много лет могут ездить на добытом топливе из всего подряд, пока остальной мир думает, как это сделать. Кулинарный жир? Теперь это растительное дизельное горючее.

1 миллион отработанных кулинарных масел и жиров равны 500 тыс. тонн нефти или 3665689 баррелей. Из них можно произвести 91 642 литра дизельного топлива, из расчёта 40 литров из каждого барреля нефти. Если средний пробег легкового автомобиля в год – это примерно 20 тыс. км, то годовая потребность в дизельном горючем составит 900 литров (при расходе 4,5 л/100км). А 91 642 литра хватило бы для заправки 102 автомобилей в течение всего года.

Конечно, все инновации и даже действующие технологии производства эко-безопасного горючего помогают если не очистить атмосферу, то хотя бы не ухудшить существующее плачевное её состояние. Однако в погоне за стандартами и безвредностью выхлопа стоит вспомнить, что пока заправочных станций для новых видов горючего крайне мало, по меньшей мере, в России. За изменением ситуации можно следить по картам АЗС с разными типами топлива.