Рассмотрим, какие варианты заправки автомобиля топливом существуют в настоящее время, а также какие появятся в будущем, помимо бензина и дизельного топлива.
Сжиженный нефтяной газ
Сжиженный углеводородный газ уже пытались использовать в качестве топлива для автомобилей. Например, в конце 1990-х годов Opel, Volvo и ряд других производителей предлагали его в качестве опции для своих двухтопливных моделей. Эти автомобили работали на бензине, а затем, после прогрева, переходили на сжиженный углеводородный газ.
Автогаз в Европе и СНГ
Значительно меньшее количество вредных выхлопных газов и два раза ниже цена относительно бензина делают «СНГ» третьим по популярности видом топлива в Европе и других районах. Однако необходимо учитывать его намного больший расход по сравнению с бензином.
Светлое будущее водородного топлива
Водородному топливу уже много десятилетий обещают большое будущее, но оно, похоже, так и не наступает. С одной стороны, известно, что автомобиль, работающий на водороде, будет производить только водяной пар из выхлопной трубы. С другой стороны, хорошо известно, что производство водорода чрезвычайно дорого — дороже, чем бензина или газа,— а его хранение опасно, по крайней мере, в баллонах под давлением, и безопасно, но дорого в специальных ячейках.
Топливный Элемент Авто
Топливный элемент автомобиля состоит из объединения водорода и кислорода для производства электроэнергии, которая питает двигатель. В некотором смысле, авто имеет свой бортовой генератор, а не зарядку батареи.
Биоэтанол
Биоэтанол получается из растительного сырья для применения в качестве биотоплива. После того как биоэтанол получен, он может быть смешан с бензином или дизельным топливом для создания нового типа топлива, пригодного для использования в различных авто с ДВС, например с небольшими изменениями или без них.
Bioethanol Use
Доля биоэтанола, которая добавляется к ископаемому топливу варьируется от 10% (Е10) до 15% (Е85). С экологической точки зрения использование биоэтанола имеет смысл, поскольку при его сжигании в двигателе выделяется углекислый газ, который был заранее поглощен во время производства. Но биоэтанол имеет и свои минусы, среди них — повышенный расход и высокая цена. В сравнении с ним более предпочтительным вариантом является СПГ.
Транспортные средства с СПГ
В мире насчитывается порядка 20 миллионов автомобилей, использующих природный газ в сжатом под высоким давлением жидком состоянии (СПГ). Благодаря применению данного вида топлива, особенно в городских условиях, можно свести к минимуму негативное влияние на окружающую среду. Использование СПГ позволяет сократить выбросы твердых частиц на 75% по сравнению с дизельным топливом и 90% по сравнению с бензином, а также уменьшает выбросы оксида азота.
Преимущества биодизельного топлива
Биодизельное топливо получают из возобновляемых органических соединений, что является его основным преимуществом. В зависимости от вида биодизеля (их существует три), топливо может быть получено из рапса и других сельскохозяйственных культур, из жировых отходов и липидов микроводорослей. Промышленное производство биодизеля обходится дороже, чем получение дизельного топлива из нефти, что объясняет его низкую популярность. Кроме того, биодизель не является нейтральным веществом: его растворимость выше, чем у обычного дизельного топлива, поэтому фильтры необходимо менять чаще, чтобы предотвратить их порчу.
Важно различать пропан и сжиженный газ
Пропан можно назвать СПГ, но не всякий СПГ включает в себя пропан. Только немногие авто используют его как эксклюзивное топливо, а большинство использует его как дополнительное биотопливо, переключаюсь на него для снижения выбросов.
Хранение пропана
Так как пропан — это газ, требуется большой резервуар для его хранения. Двигатель потребляет на 27% больше пропана, чтобы получить ту же мощность, что и бензин. Примечательно, что пропан эффективнее всего работает в холодных климатических условиях.
Вода — Мечта о том, чтобы залить воду в бак и поехать… Пока что это невозможно. Не верьте всяким фантастическим историям на YouTube. Для получения энергии используется процесс электролиза, с помощью которого вода делится на кислород и водород. Однако, для использования водорода необходима большая потребляемая электроэнергия. Кроме того, есть тепловые потери при сжигании водорода, что делает такую систему неэффективной.
Hope for Hydrogen-Powered Cars
Хотя ситуация выглядит безнадёжно, не всё потеряно. Для электролиза воды используемой для питания на водородном топливе может быть собрана электроэнергия с помощью солнечных панелей установленных на кузове автомобиля. В теории это возможно, но применение в практике выглядит невозможным пока что, чтобы автомобили оказались экономически выгодными. На этой идее работают: Jaguar Land Rover Tata и Citroen.
Citroen Cactus Airflow 2L: новое революционное использование сжатого воздуха
В 2014 году компания Citroen предложила инновационное использование сжатого воздуха в модели Cactus Airflow 2L. Она оснащена обычным бензиновым двигателем, дополненным двумя дополнительными воздушными баллонами, которые заряжаются с помощью рекуперативной энергии. Бензиновый двигатель сочетается с системой Hybrid Air, которая использует сжатый воздух, хранящийся в специальных резервуарах, для вращения передних колес, снижая тем самым нагрузку на двигатель и уменьшая расход топлива.
Невероятная сила пара и кинетической энергии
Сила пара была серьезным конкурентом современного двигателя внутреннего сгорания на заре автомобилестроения. В 1906 году один из автомобилей даже установил мировой рекорд скорости на суше, достигнув 200 км/час! Сейчас такие машины делают только энтузиасты.
Рекуперативное торможение: Альтернативный источник энергии
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.
Никогда не достигается полная эффективность превращения кинетической энергии в накопленную, поэтому управление автомобилем исключительно таким образом невозможно.
Для прохождения значительных расстояний необходима большая батарея, что приводит к дополнительному весу. Так как с ростом веса автомобиля требуется больше кинетической энергии для превращения в накопленную при помощи рекуперативного торможения.
Превращение Солнца в двигатель
Возможность водить автомобиль, который никогда не нуждается в подзарядке или заправке топливом, постепенно приближается к реальности благодаря использованию солнечной энергии. Этот источник энергии уже был протестирован на различных областях человеческой деятельности. Но была проблема — получить достаточно энергии при малой площади было непросто.
Lightyear достигла прорыва
Голландская компания Lightyear объявила о том, что ей удалось решить проблемы, связанные с источниками топлива для автомобилей, с помощью своей новой технологии. Планируется, что она станет доступной для приобретения к 2020 году.
Азот: Чистый источник топлива
Азот — основной элемент нашей атмосферы, составляющий почти 80% воздуха, которым мы дышим. Использование этого элемента для питания автомобилей — очевидный выбор, поскольку он не загрязняет окружающую среду. Он хранится в баллонах в жидком виде и работает аналогично механизму «воздушных» двигателей.
Использование жидкого азота для приведения автомобиля в движение
Азот из баллона может быть закачан в турбину для получения энергии, вращающей генератор, в результате чего вырабатывается электричество для приведения в движение автомобиля. При резком переходе из жидкого состояния в газообразное возникает мощная реакция расширения. К сожалению, использование жидкого азота сопряжено с риском, а инфраструктура для его заправки не определена.
Аммиак: Неиспользуемый источник топлива
Еще в 1943 году аммиак был использован для питания двигателей внутреннего сгорания, но с тех пор он не получил большого распространения. Это объясняется его низкой энергетической плотностью, которая примерно в два раза ниже, чем у бензина. С другой стороны, аммиак можно производить дешево и в больших количествах. Он может использоваться в качестве топлива для поршневых двигателей или топливных элементов для выработки электроэнергии, а его преимущество заключается в том, что он не выделяет углекислого газа.
Основным препятствием для использования аммиака является то, что его не очень безопасно хранить на заправках и на автомобилях. Поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы сделать его жизнеспособным источником топлива.
Топливо на основе древесины
Древесное топливо появилось еще в XIX веке и наиболее широко использовалось во время Второй мировой войны, когда топлива не хватало. Оно производится путем сжигания древесины или древесного угля и последующего использования полученного газа для питания двигателя внутреннего сгорания. К сожалению, этот вид топлива не очень мощный и экологически чистый (необходимо использовать правильную древесину). Автомобиль все равно будет двигаться, но не быстро.
Альтернативный способ заправки транспортных средств
Спирт может использоваться для питания автомобилей, что выводит фразу «налью-ка я себе пол-литра» на качественно новый уровень. Такие «алкогольные» автомобили уже использовались в автоспорте, причем наибольшей популярностью пользовался метанол. Это связано с тем, что метанол обладает высоким октановым числом и является отличным топливом для двигателей внутреннего сгорания. Другие спиртосодержащие жидкости, такие как этанол и бутанол, также могут быть использованы подобным образом.
Автомобили со спиртовым двигателем: Друг для окружающей среды?
Метанол имеет более низкую энергетическую плотность, чем бензин, поэтому для получения той же мощности двигателя необходимо использовать большее его количество. Хотя при создании этого топлива образуется больше парниковых газов, чем при его сгорании в двигателе, тем не менее, его использование в автомобилях благоприятно для окружающей среды.