Альтернативное автомобильное топливо — плюсы и минусы

Альтернативные виды топлива. Преимущества и недостатки

Ни для кого не секрет, что запасы нефти постепенно сокращаются, а цены на бензин и дизель неудержимо ползут вверх. Да и окружающая среда страдает от большого количества выхлопов. Глядя в будущее и учитывая существующие экономические и экологические проблемы, производители автомобилей стремятся регулярно выпускать несколько моделей на альтернативном топливе. К тому же спрос на них из года в год повышается. Какие же варианты замены топлива из нефти нам на данный момент предлагают?

Электричество

На сегодняшний день электрокары нельзя назвать редкостью. Почти каждый из производителей-гигантов регулярно выпускает такого вида модели. Считается, что за ними будущее, так как источников электричества на планете предостаточно.

Достоинствами электромобилей являются:

• отсутствие выхлопных газов;
• зарядка аккумуляторных батарей от обычной электросети;
• низкий уровень шума;
• высокий КПД двигателя.

Но есть и недостатки:

• цена на такие автомобили пока остается высокой по сравнению с обычными;
• слабо развито сервисное обслуживание, так как присутствует нехватка квалифицированного персонала.

Метан и пропан-бутан

Автомобили на газе — еще одна альтернатива бензиновым и дизельным, встречаются довольно часто. Все большее число водителей старается переоборудовать свои машины на этот вид топлива.

• токсичность выхлопных газов ниже, чем у бензиновых и дизельных;
• экономия денежных средств на стоимости топлива;
• уменьшение износа механизмов.

• высокая цена на переоборудование;
• длительная процедура регистрации;
• недостаточное количество заправок.

Метанол (метиловый спирт)

Метиловый спирт добавляют в бензин для повышения октанового числа. Он широко используется в гоночных автомобилях. В США, Китае и Японии начали интенсивно внедрять бензино-метанольные смеси М85, М92 и М100, где число обозначает долю метилового спирта в составе.

• существенно снижается токсичность выхлопов;
• увеличивается мощность двигателя;
• продлевается срок службы мотора.

• метанол является ядовитым веществом, употребление его внутрь или длительное воздействие паров может привести к летальному исходу;
• требует переоборудования двигателя и топливной системы.

Водород

Водород является одним из наиболее экологически чистых видов топлива, так как продуктом его горения является обычная вода. Многие автомобильные гиганты работают над тем, чтобы запустить такого рода модели в массы, но пока не все нюансы изучены, проводятся испытания.

• практически отсутствуют вредные выхлопы;
• нет надобности менять конструкцию двигателя;
• увеличивается ресурс мотора.

• высокая цена;
• взрывоопасность;
• отсутствие между производителями единого стандарта на топливные элементы.

Биотопливо (биодизель)

Боитопливо – топливо, созданное на основе растительных масел и других органических веществ. Обычно его изготавливают из сои, рапса, подсолнуха, а также из переработанного животного жира. Без переоборудования биотопливом можно заправлять автомобили, работающие на соляре.

Достоинства биодизельного топлива:

• экологичность;
• экономия денежных средств на разнице стоимости;
• увеличение срока службы двигателя.

• срок годности биодизельного топлива не превышает 3 месяцев;
• малое количество заправок;
• растения, предназначенные для переработки на биотопливо, быстро истощают плодородные земли.

Это далеко не весь список альтернативных видов топлива. Ученые-разработчики постоянно трудятся над созданием все новых и новых вариантов, которые помогут решить проблему дефицита нефти и, в то же время, не будут нести угрозу экологии.

Альтернативное топливо – плюсы и минусы

Все больше и больше внимания экспертов и общественности привлекают альтернативы традиционному бензину в качестве топлива для автомобилей. Европейские страны одна за другой принимают меры к сокращению числа бензиновых двигателей – например, Великобритания в конце лета приняла закон о запрете продаж новых автомобилей с бензиновыми ДВС к 2020 году, а Испания планирует полностью отказаться от бензиновых двигателей к 2050 году. Причин тому много: нестабильная международная политическая ситуация, колебания цен на нефть на международном рынке, лоббисты от экологии, чьи позиции в Европейских странах очень сильны.

Основными альтернативами эксперты сегодня называют биогаз и электричество. Оба варианта имеют свои достоинства и недостатки, аргументы «за» и «против». Попробуем разобраться в этой непростой теме.

Говоря о плюсах электрокаров, первым (и самым очевидным), как правило, называют их стопроцентную экологичность. Однако, здесь есть ряд нерешенных вопросов, вроде неэкологичности самой добычи электричества и, конечно, утилизации вышедших из строя элементов питания электрокаров. Батареи таких автомобилей имеют достаточно крупный размер и при ненадлежащей утилизации могут нанести огромный вред окружающей среде. При этом, сам электрокар имеет гораздо более простую (а значит надежную) конструкцию, по сравнению с автомобилем с бензиновым ДВС. Общее число элементов, из которых состоит бензиновый автомобиль – около 30 тысяч, а электрокар – 11 тыс. У электрокаров нет большинства «проблемных» узлов (например, КПП), а значит – заездов на сервис ожидается гораздо меньше. Противники электрокаров, в свою очередь, указывают на один критический недостаток: сегодняшних технологий явно недостаточно для массового распространения электрокаров. Зарядка батареи занимает много времени, а запас хода не превышает 350км.

Газовые двигатели, в свою очередь – не 100% экологичный вид топлива. Они выбрасывают СО2, однако гораздо меньше, чем бензиновые двигатели. Основное достоинство этого вида топлива для владельцев – это, конечно цена: газ стоит гораздо дешевле бензина. При этом ни для кого не секрет, что цены на бензин далее будут только расти, поскольку в 2019 году в его стоимость включат транспортный налог.

На сегодня разработаны двигатели, которые работают на метане (природный газ) и на пропане или пропан-бутане (побочный продукт нефтепереработки). Метан стоит дешевле, однако для работы двигателя он не сжижается, в отличие от пропана. Метан требует большего по размеру резервуара с гораздо более плотными стенками, поскольку находится под высоким давлением. Метановых заправок гораздо меньше, чем пропановых, однако многие компании сейчас открывают метановые АЗС, поскольку видят перспективу этого вида топлива.

Подводя итоги заметим, что и противники, и сторонники всех альтернативных видов топлива сходятся во мнении, что отказ от бензина – это лишь вопрос времени. Луидор, в свою очередь, предлагает своим клиентам думать на перспективу: в наших автосалонах вы можете приобрести автомобили ГАЗ на любом из альтернативных видов топлива, а наши менеджеры будут рады проконсультировать вас по их достоинствам и недостаткам и помочь сделать выбор, который поможет эффективному развитию вашего бизнеса.

Позвоните нашим экспертам! 8-800-2002-402.

Альтернативное автомобильное топливо — плюсы и минусы

Статья об альтернативных видах топлива для машин, плюсы и минусы разных видов. В конце статьи — интересное видео об альтернативных видах автомобильного топлива.

Содержание статьи:

1. Гибридные автомобили в России
2. Альтернативные виды топлива
   • Масличное
   • Топливо из отходов
   • Водородное
   • Газ

3. Видео об альтернативном топливе

Европейская ассоциация автопроизводителей заявляет обо все увеличивающемся объеме продаж гибридов и прочих автомобилей, функционирующих на альтернативном топливе.

Лишь за 1 квартал 2017 года электромобилей было продано почти на 30% больше, а машин с двигателями, работающими от природного газа, на 10%. Активнее всего на альтернативное топливо переходят испанцы, немцы и англичане, а вот россияне пока категорически отвергают подобную инженерную затею. Почему в отличие от прогрессивных европейцев отечественные автолюбители скорее пойдут на нефтяной кризис, чем пересядут на гибриды?

Гибридные автомобили в России

Следует сразу прояснить – назначением гибридных автомобилей является комфортное движение, но никак не покорение скоростей. Поэтому почти все они имеют программные ограничения по скорости, до уровня которой электромотор не будет дополнительно задействовать ДВС (двигатель внутреннего сгорания).

Несомненными преимуществами таких моторов являются:

• экономия топлива от 15 до 40% в зависимости от модели автомобиля;
• практически мгновенный разгон электромотора даже без переключения передач;
• увеличение проходимого без дозаправки расстояния. Если закончится топливо в одном из двигателей, то можно дотянуть до заправки на следующем;
• снижение выбросов углекислого газа в атмосферу;
• гибриды и электромобили попадают под государственную программу налоговых льгот.

Хотя в Европе владельцев таких машин либо весьма существенно освобождают от налога, либо полностью.

Если все так радужно, то почему россияне не спешат их приобретать?

1. Цена, которая выше любой другой популярной модели на 25-30%, что сразу отпугивает потенциальных покупателей. Стоит ли новомодный автомобиль таких средств?
2. Количество автозаправочных станций и сервисов в России слишком мало, поэтому в случае поломки или во время длительного переезда водитель может столкнуться с серьезными проблемами по обслуживанию машины.
3. В тех же сервисах, которые существуют, благодаря их дефицитному характеру, цены на услуги таковы, что проще самому разобраться в механизме.
4. Каждые 6-7 лет придется менять аккумуляторную батарею, стоимость которой вкупе с самими работами выльется в цену небольшого бюджетного автомобиля. А российский климат и перепады температур могут еще больше сократить его жизненный срок. Кроме того, использованный аккумулятор придется соответствующим порядком утилизировать.
5. Из-за отсутствия спроса на гибриды не существует и вторичного рынка. Таким образом, после приобретения такого автомобиля владельцу придется ездить на нем до самой старости, своей или машины.

В совокупности все эти факторы на данный момент делают любой автомобиль, кроме бензинового и дизельного, не практичным и недоступным для России.

Альтернативные виды топлива

Суть поиска иных источников топлива — в сохранении невозобновляемых ресурсов планеты. Исследования в данном направлении ведутся уже давно в совершенно разнообразных направлениях. Может быть, на газовых и электрических автомобилях научный прогресс и не остановится.

Масличное топливо

Еще сам Рудольф Дизель, создавший одноименный двигатель, на заре XX века предложил использовать растительное сырье в качестве топлива. Он разработал модель двигателя, работающего на арахисовом масле.

Сейчас официально подтверждено, что идея жизнеспособна, а сырьем для топлива способны послужить не только арахис, но и соя, рапс, семена подсолнечника, хлопок и даже пищевые отходы. По своим техническим качествам биотопливо ничем не отличается от традиционного дизельного, зато является абсолютно экологичным и биоразлагаемым после использования.

В Евросоюзе и Америке фермеры уже не одно десятилетие сами выращивают и используют биомассу как топливо для собственной сельскохозяйственной техники. Таким топливом можно без риска заправлять полный бак дизельного автомобиля, а также смешивать его с классическим дизелем в любой пропорции.

Достоинства:

• универсальность для любого дизельного мотора;
• идентичные условия хранения со стандартным топливом;
• продление жизни двигателю благодаря высоким смазочным характеристикам;
• удобство транспортировки, хранения и применения с связи с пониженной воспламеняемостью;
• отсутствие классических выхлопных газов;
• возможность непрерывно производить сырье;
• минимальный уровень выброса углекислого газа;
• безотходность производства;
• топливная независимость для стран, не имеющих нефтяных источников.

Недостатки:

• пока производство биотоплива не столь широко распространено, его продуцирование в больших объемах обходится дороже классического топлива;
• расход биотоплива существенно выше, а производимая автомобилем мощность – ниже;
• экономисты многих стран уверены, что задействование больших площадей для выращивания сырья для биотоплива приведет к мировому голоду.

Топливо из отходов

Компания Daimler Chrysler стала одной из первых, разработавших и выпустивших под собственным лейблом синтетический дизель из древесных отходов.

Изучение процесса термического растворения древесины начали еще столетие назад страны без собственных нефтяных ресурсов. А сейчас и лесопромышленные предприятия России, располагающиеся в отдаленных регионах и испытывающие дефицит топлива, начали собственные разработки. При содействии Государственного центра лесопромышленного комплекса был создан проект минизавода, который будет утилизировать отходы лесозаготовок. Это поможет снизить топливную зависимость от централизованных поставок и одновременно избавиться от неиспользуемых древесных отходов.

Аналогичным способом можно производить топливо не только из опилок, но и любых отходов сельского хозяйства и человеческой жизнедеятельности. Пока данное биотопливо смешивают с соляркой для повышения экологичности двигателей.

Преимущества:

• может использоваться как самостоятельное топливо или в качестве присадки;
• очень низкий уровень вредных выбросов;
• переработка отходов;
• огромные запасы сырья.

Недостатки:

• больший расход при меньшей мощности;
• на данный момент необходимы большие финансовые вложения для организации достаточного количества производств.

Водородное топливо

Уже сейчас GM, Honda, Hyundai, Mercedes-Benz, Toyota постепенно готовят к выпуску автомобили, функционирующие на водородном топливе. Пока весь процесс тормозит стоимость внедрения технологии, так как для набора топливных элементов нужна сверхдорогая платина в качестве катализатора.

Сам же водород планируется добывать разнообразными способами: Honda делает его путем солнечных станций, отделяющих водород от кислорода от, другие автопроизводители рассматривают варианты получения его из сельскохозяйственных отходов или посредством электролиза. Однако все признают, что внедрение новой технологии на данном этапе повысит стоимость любого бюджетного автомобиля до люксовой версии.

Преимущества:

• высочайшие энергетические свойства;
• не абсолютная экологичность, но более высокая по сравнению с бензином;
• бесшумность двигателя;
• бесконечная сырьевая база.

Недостатки:

• стоимость получения водородного топлива в разы выше, чем бензина;
• дороговизна и сложность устройства автомобильных водородных заправок;
• несовершенство технологий применения, транспортировки и хранения топлива такого рода;
• высокая стоимость и вес элементов, необходимых для работы двигателя на водородном топливе;
• опасность возгорания при соприкосновении с обычным топливом.

Само по себе изменение конструкции автомобиля для установки газобаллонного оборудования – процедура дорогостоящая и серьезная, в ряде случаев лишающая автовладельца гарантии на машину.

С другой стороны, экономия становится очевидна уже на первых же километрах, преодоленных на газу. Это наиболее возможная альтернатива бензину и дизелю из всех вышеперечисленных. Сейчас на газу – пропане или метане — ездит довольно много коммерческого автотранспорта, частники переходят на него менее активно. Отличие между двумя видами газов таковы:

• метан дешевле на 10-15%;
• метан имеет меньше примесей;
• оборудование для пропана более технологично и стоит в 2-3 раза дешевле;
• жидкий пропан можно использовать для бензинового оборудования;
• пропановый баллон в разы компактнее;
• заправки для пропана более распространены;
• дозаправка на пропане потребуется в 3-4 раза реже, чем на метане.

Преимущества:

• наиболее очевидное достоинство – снижение расходов на заправку в 2 раза;
• если газовое топливо внезапно закончится, автомобиль будет способен преодолеть еще несколько километров;
• бесшумность двигателя;
• повышение срока жизни двигателя, поршней и свечей за счет отсутствия отложений;
• снижение расходов на масло за счет его меньшего разжижения под воздействием газа;
• отсутствие выхлопных газов.

Недостатки:

• высокая стоимость установки соответствующего оборудования;
• общее утяжеление автомобиля и уменьшение полезного пространства в багажном отделении;
• более высокий расход газового топлива;
• снижение мощность автомобиля и затрудненный пуск при низких температурах.

Многолетние беспрерывные исследования и разработки в части альтернативных видов топлива вселяют определенный оптимизм, заставляя надеяться на сохранение столь важных природных ресурсов. К сожалению, пока можно наблюдать осторожность водителей в переходе на уже опробованные автомобильные варианты и большие трудности во внедрении новых технологий.

Смогут ли ученые совершить технологический прорыв, а автовладельцы — распрощаться с бензином? Пожалуй, в текущем десятилетии мы этого не увидим.

Видео об альтернативном топливе:

Преимущества и недостатки альтернативных видов топлива

Любой вид топлива, который используется сегодня, в большинстве случаев было получено из не возобновляемых ресурсов, например природного газа или нефти. Все мы знаем, что ресурсы нашей планеты не бесконечны, а значит, рано или поздно, но для них настанет эпоха заката. Именно поэтому, ученые все больше обращают свое внимание на альтернативные виды топлива, но, несмотря на многочисленные разработки, помимо преимуществ, у таких топлив есть и недостатки.

Биотопливо из масел растений

• 1 Биотопливо из масел растений
• 2 Преимущества масляного топлива:
• 3 Недостатки топлива из масла:
• 4 Синтетическое топливо из отходов
• 5 Преимущества топлива из отходов:
• 6 Недостатки топлива из отходов:
• 7 Водород в качестве альтернативного топлива
• 8 Преимущества водорода:
• 9 Недостатки водорода:
• 10 Все о биотоплеве

В начале 19 века, Рудольф Дизель предложил использовать в качестве альтернативного топлива – масло арахиса. Он показал собственную разработку, двигатель, который работал на этом масле. Современные ученые доказали, что действительно можно использовать масла растений для получения энергии. Помимо хлопка, арахиса, сои, рапса и т.д., здесь также допустима эксплуатация пищевых отходов, которые в большом количестве скапливаются на различных предприятиях.

Преимущества масляного топлива:

• Сырье легко выращивать как в природе, так и на искусственных плантациях
• При использовании такого растительного топлива, количество вредных выбросов сокращается в 2-2,5 раза
• Благодаря переработке растений для получения топлива получается масса побочных продуктов, которые также можно задействовать в других сферах
• Если в стране отсутствуют нефтяные ресурсы, благодаря такому альтернативному топливу, можно получить полную топливную независимость за несколько лет

Недостатки топлива из масла:

• Из-за малого развития альтернативных видов топлива, себестоимость технологии производства крайне велика
• Большой расход двигателя при малой мощности
• Для начала производства альтернативного топлива потребуются большие посевные площади

Синтетическое топливо из отходов

Впервые топливо из отходов было показано в 2003 году корпорацией Daimler Chrysler. Это был продукт, полученный из древесных отходов, который при горении не выделял углекислый газ. Ученые изобрели данный вид альтернативного топлива из отходов, которые были взяты у больших деревообрабатывающих компаний. Однако технология позволяет использовать также сельскохозяйственные отходы и бытовой мусор. Правда, стоит отметить, что для улучшения свойств его разбавляют небольшим количеством солярки, что должно не только повысить мощность двигателя, но и уменьшить выбросы вредных веществ.

Преимущества топлива из отходов:

• Очень низкий показатель выброса вредных веществ
• Возможность перерабатывать отходы, которые присутствуют в любом городе в огромном количестве
• Ресурсы для производства доступны всегда и будут лишь увеличиваться

Недостатки топлива из отходов:

• Чтобы организовать весь процесс потребуется время от сбора и сортировки сырья до производства топлива
• Также для организации производства потребуется значительное вложение средств на переделку всей системы топливного снабжения

Водород в качестве альтернативного топлива

Ученые смогли создать топливо из водорода, при этом, топливо получилось весьма интересным. Оно может содержать множество добавок, а может быть полностью чистым. Сегодня развитием водородного топлива в основном занимаются японские разработчики.

Преимущества водорода:

• Водород обладает отличными характеристиками для получения энергии
• При сгорании выделяет малое количество вредных отходов, особенно при сравнении с традиционным бензином
• Нет никаких лимитов по производству водорода и его использованию в автомобилях

Недостатки водорода:

• Себестоимость водородного топлива слишком велика, она выше бензина в четыре раза
• Будет довольно сложно организовать инфраструктуру для использования водородного топлива в городах и других населенных пунктах
• При отсутствии большинства известных вредных газов при горении, некоторые ученые утверждают, что есть другие газы, которые еще хуже влияют на экологию и озоновый слой

Помимо таких альтернативных топлив создаются автомобили, работающие на электроэнергии. Но проблема в том, что им необходимо электричество для зарядки, а значит, это лишь частично решит проблему замены топлива на альтернативу.

Все о биотоплеве

Водород в автомобилях: Опасности и сложности использования

Плюсы и минусы использования водорода в качестве автомобильного топлива

Начало 21-го века, как и само начало XX века, также считается временем перемен. Вновь перед населением нашей Планеты замаячила технологическая революция и вновь главное место в ней занимают, как и всегда — автомобили. Как и сто лет назад быстрыми темпами начали развиваться альтернативные виды транспорта, не связанные с привычными нам двигателями внутреннего сгорания. Все чаще можно увидеть на дорогах мира автомобили гибриды, которые приводятся в движение электродвигателем и ДВС. В развитых странах Мира и Европы все чаще входят в обиход электрокары. Совсем еще недавно, каких-то 7 — 10 лет назад, ученные и инженеры пророчили таким машинам с ДВС большое будущее, работающим на самом распространенном элементе в нашей вселенной — водороде. Все это человечество уже проходило в начале прошлого столетия. А потому, заново и вновь подтверждает свою актуальность распространенное по всему белу свету изречение: «Все новое — это хорошо забытое старое».

Сейчас наша Планета переживает новый кризис,- нефтяной. Только связан он не с дефицитом черного золота ставшего на 100 лет локомотивом развития всего человечества, а с перенасыщенностью данного вида товара на рынке. Это быть может и есть тот первый сигнал говорящий нам о том, что «нефтяной век» подходит к своему концу. Как говорят, — каменный век закончился не потому что закончились камни. Поэтому нам так важно сегодня развивать запасной план (запасной источник знергии, для авто в том числе) на случай, если…

21 век в автомобильном мире будет веком распространения технологий будущего. Но не всем новым технологиям суждено выиграть в этом естественном отборе.

И так, приступим. Менее десяти лет назад единственной реальной альтернативой ископаемым видам топлива был по сути водород. Прошли годы, а никаких серьезных подвижек в этом направлении так сделано и не было. Наоборот, аутсайдер того времени то есть электрокар, из пешек, перешел в дамки, с появлением автомобиля Tesla и разработкой очень надежных и прогрессивных аккумуляторов, из которых всем стало ясно, что электрические автомобили — это всерьез и надолго.

Почему так получилось? Ведь водородный ДВС был практически идеальным способом приводить в движение автомобиль. Он не требовал больших вложений в разработку нового агрегата (водород может использоваться в качестве топлива в обычном двигателе внутреннего сгорания). По данным статистики, в случае использования водородного топлива мощность мотора упадет с 82 — до 65%, по сравнению с обычным бензиновым мотором. Но внеся небольшие изменения в саму систему зажигания, мощность того же двигателя сразу увеличится до 118%.

Первый плюс ДВС работающего на водороде: -необходимы минимальные изменения в конструкции двигателя для того, чтобы мотор перевести на новый вид топлива

Экологичность такого вида топлива тоже не подвергается сомнениям. Последняя серийная разработка японской автомобилестроительной корпорации «Toyota» доказала, что «выхлоп» водородного автомобиля можно…по-просту пить. Это лмчно продемонстрировал один зарубежный автожурналист. Он сделал несколько глотков воды поступающей прямо из выхлопной трубы автомобиля Toyota Mirai, и тут-же сказал, что на вкус данная вода вполне себе даже ничего, настоящая дистиллированная, без примесей.

Второй плюс этих ДВС — экологичность. Никакого загрязнения окружающей среды вредными выбросами в атмосферу. Значит, сведение к минимуму этих парниковых газов и спасение нашей прекрасной Планеты. Вот к чему может привести использование этого вида топлива.

Следующий фактор о водородных двигателях (его косвенно можно считать таковым). Исторически так уж сложилось, что водородом заправляли еще «автопионеров» среди ДВС. Первый такой водородный двигатель был построен французским конструктором Франсуа Исаак де Ривазом аж в 1806 году.

Не забудем и те героические времена истории Нашей с вами страны. В блокадном Ленинграде на водород было переведено более 500 автомобилей. И они без особых проблем несли свою непростую но нужную службу.

Получается, что водород, как топливо для сжигания в ДВС, используют уже достаточно давно. Значит и особых проблем в создании современного автомобиля не должно просто быть.

Четвертый значительный фактор говорящий за целесообразность использования вещества с формулой H2- это его колоссальная распространенность на планете. H2 (водород) можно получать даже из отходов и сточных вод.

Часто встречающиеся в природе вещества достаточно дешево стоят. Значит и водородное топливо не должно быть дорогим.

Пятый фактор. — Водород может использоваться не только в ДВС. Технологии также позволяют применять его в так называемом «топливном элементе».

Топливный элемент отделяет один электрон в атоме водорода от одного протона и использует электроны для получения электрического тока. Это электричество способно питать двигатель в электрокаре. В самих топливных элементах также не используется ископаемое топливо, поэтому таковые (топливные элементы) по-просту не загрязняют окружающую среду. И главное достоинство — они безопасны, водород не может сам по себе самопроизвольно испарится из них. Казалось бы, просто идеальный преемник двигателю внутреннего сгорания в качестве источника энергии для автомобилей 21-го века.

Использование водорода может происходить в различных силовых установках, делая его таким образом более гибким к развитию технологий. Разрабатываемые современные водородные автомобили в основном используют эту данную схему, как наиболее безопасную и продуктивную.

Не мало плюсов, неправда ли друзья? И они все очень даже весомые. Но почему тогда до сих пор мы не видим миллионы водородных самодвижущихся экипажей вокруг нас по всей планете? На то есть свои определенные причины, и они также очень сегодня важны.

Давайте рассмотрим некоторые из причин, в том числе серьезные опасности, которые могут быть связаны с водородной энергетикой.

Первый минус. -Да, это правда, водород самый распространенный элемент во всей Вселенной, однако на самой Земле в чистом виде газообразный водород найти сегодня практически невозможно. Этот газ необычайно легок. Поэтому в чистом виде он очень быстро (почти моментально) поднимается к верхним слоям атмосферы и уходит дальше в безвоздушное пространство.

В подавляющем большинстве случаев атомы водорода связаны с другими типами атомов в разнообразные молекулы, которые образуют после этого различные вещества. Вот например, H2O, более известная нам всем, как вода, или тот же СН4, также известный, как метан, оба эти элемента содержат в себе молекулы водорода.

Поэтому получается, прежде чем водород может быть использован в качестве альтернативного топлива, он сначала должен быть извлечен из этих самых веществ, а затем уже переведен в особое состояние, то есть как правило, в тот самый сжиженный и необходимый нам вид.

На все эти действия потребуются очень большие затраты энергии, а значит и коллосальные материальные средства. К примеру, для извлечения H2 (водорода) из воды с помощью электролиза требуется большое количество электроэнергии, что на данный момент просто нерентабельно. По разным подсчетам стоимость 1 литра сжиженного водорода составляет примерно от $2 долларов и до 8 Евро, в зависимости от способа его добычи.

Следующим звеном в цепочке под номером два идет: -отсутствие развитой структурной сети самих водородных заправок. Стоимость оборудования для таких заправочных станций в разы выше, чем у обычной АЗС. Существует различные проекты для водородозаправляющих станций, как от классических АЗС, так и до частных минизаправок. При сегодняшнем развитии смежных технологий все эти проекты чрезвычайно дороги и относительно опасны.

Развитие сети водородных заправок дело будущих десятилетий. Именно столько должно пройти времени, чтобы стоимость их постройки была целесообразной.

Существуют ли опасности, которые связаны с наличием большого количества чистого водорода скопившегося в одном месте? Безусловно существует. Когда жидкий водород хранится в резервуарах, это безопасно, но стоит ему просочится в окружающую среду, как он моментально превращается в гремучую смесь (гремучий газ).

В плюсах мы уже отметили, что водородом можно заправлять автомобили с обычным двигателем внутреннего сгорания (в домашних условиях не повторять! ОПАСНО. ), но однако, этот обычный двигатель проработает на чистом водороде не долго. Он быстро сломается. При сгорании водородной смеси выделяется большее количество тепла, чем при сгорании того же бензина, а это может привести под высокими нагрузками к перегреву клапанов и поршней двигателя. Помимо этого ,под воздействием высоких температур H2 (водород) может влиять на саму смазку в двигателе и на материалы из которых сделан мотор, что непременно приведет к повышенному износу рабочих частей агрегата.

Отсюда мы делаем неутешительный вывод: -без очень дорогостоящей модернизации ДВС, которая должна приспособить мотор к работе на этом виде горючего, использование водорода как топлива не приведет к ожидаемому результату.

А пока все построенные объекты для заправки автомобилей водородом скорее всего используются в качестве рекламного хода и для демонстрации возможностей будущего.

Топливные ячейки стоят на третьей позиции в качестве минусов. Эти вроде безопасные элементы тоже не избежали тернистого пути метода проб и ошибок. Как и с теми же заправочными станциями и с теми же двигателями ДВС, все упирается именно в стоимость применяемых на данный момент технологий.

Приведем один пример. В качестве катализатора в этих топливных элементах используется на данный момент платина. А теперь представляете друзья стоимость такой детали?!

Некоторые технологии для ДВС настолько дороги, что проще купить жене платиновое кольцо с бриллиантом, чем заменить сломавшуюся деталь в водородном автомобиле.

Хорошая новость в этом достаточно дорогом деле заключается в том, что ученные непрерывно день-изо-дня ищут замену этому драгоценному металлу. Разрабатываются все новые технологии, проходят тестирования новые современные материалы. В конечном итоге ученые надеются, что «топливные элементы будущего» могут существенно снизить себестоимость сегодняшних элементов в 1000 раз и более.

И наконец последними, возглавляющими наш список минусов водородных технологий являются: — смертельные опасности, связанные с жидким и газообразным водородом.

Возглавляет окончательный список проблем — само возгорание водорода. В присутствии окислителя, т.е. кислорода, водород может сам по-себе просто загореться. Иногда такое возгорание происходит в виде взрыва. Согласно проведенным исследованиям было установлено, что для воспламенения водорода достаточно всего одной 10(десятой) частички энергии, что требуется для воспламенения бензина. Проще говоря можно сказать, что достаточно всего маленькой искры от статического электричества, чтобы этот гремучий газ вспыхнул.

Еще одна проблема кроется в том, что это пламя водорода почти невидимо. При возгорании водорода пламя настолько тускло, что с ним не так-то просто бороться (справиться).

А вот друзья еще одно летальное свойство водорода: -он может привести к удушью. H2 конечно не ядовит, но, если вы начнете дышать чистым водородом, то можете просто задохнуться и все потому, что будете просто-напросто лишены обычного кислорода. И хуже того, распознать, что концентрация водорода в воздухе очень высока просто невозможно, так как он совсем невидим и не имеет запаха, так же как и сам кислород.

И наконец последняя причина. Как и любой сжиженный газ водород имеет очень низкую температуру. При утечке из бака и непосредственным контактом с открытыми участками тела человека, он может привести к серьезному обморожению.

Действительно ли водород на столько опасен?

Наверное, после всего прочитанного Вы будете уважаемые читатели просто в шоке, что водород на столько опасен. И возможно никогда не захочете покупать себе водородный автомобиль, если в будущем у вас появится такая возможность(?).

На самом деле не все так уж и плохо. Поскольку газообразный водород чрезвычайно легок, то при утечке он быстро рассеется в самой атмосфере. Тогда ни какой гремучей смеси не получится и опасность взрыва будет сведена к минимуму.

Что касается опасности удушья, то мы ответим вам так: –такая проблема может случиться только в замкнутом пространстве, например в гараже. Если же утечка водорода произойдет на открытом воздухе, то его концентрация будет незначительной и небольшой, опасности для жизни она не представляет.

Альтернативное автомобильное топливо — плюсы и минусы

Автомобили с альтернативными двигателями и видами топлива

Подавляющее большинство автомобилей сегодня оснащены двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине или дизельном топливе. Некоторые владельцы, желая сэкономить, устанавливают на свой автомобиль газовое оборудование, после чего он ездит на пропане или метане. Но принципиальной разницы с бензиновым вариантом здесь нет, так что это топливо тоже можно считать традиционным.

Автомобили с ДВС не случайно так рапространены. Такие двигатели сравнительно компактны, быстро заводятся, легко заправляются. Но у них есть и минусы. Например, машины с ДВС загрязняют атмосферу, создают много шума, да и запасы нефти на нашей планете не бесконечны. Так что в попытках придумать автомобиль с альтернативным двигателем и источником энергии нет недостатка.

Вокруг альтернативного топлива существует множество легенд и теорий заговора. Многие убеждены, что мы продолжаем ездить на бензине лишь потому, что нефтяные корпорации препятствуют внедрению альтернативных технологий и даже убивают изобретателей.

Тема заговора нефтяных корпораций в сети всплывает очень часто

Правда, надёжных доказательств существования прорывных технологий, вроде двигателей, работающих на воде или на «свободной энергии», пока нет, так что ниже мы рассмотрим достоверно существующие варианты.

Автомобили с ДВС на альтернативном топливе

Самый простой вариант найти альтернативный источник энергии для автомобиля — оставить ДВС, практически не меняя его, но заправлять машину не топливом, сделанным из нефти, а другим видом жидкого топлива. Особенно активно работы в этом направлении развернулись после роста цен на нефть в 2000-х годах. Чем же можно заменить топливо из нефти? Самая популярная альтернатива бензину — это спирт, обычно этиловый, скрывающийся под названием биоэтанол. Дизельный же двигатель можно заправлять растительным маслом. Эти виды альтернативного топлива обычно получают при переработке растительных отходов, например, кукурузы или других зерновых, тростника, древесных опилок, водорослей и т. д. Есть проекты по переработке на топливо пластиковых отходов и другого мусора. Автомобилей, работающих на биотопливе, уже немало, и в некоторых странах, например, в Бразилии, они составляют уже существенную часть. Однако биотопливо всё же довольно дорого, и переход на него нередко подвергается критике из-за того, что косвенным следствием выращивания культур под биотопливо является рост цен на продовольствие.

Подробнее про ДВС на альтернативном топливе читайте в отдельной статье.

Автомобили с паровым двигателем

Этот тип двигателя появился довольно давно, и первые в истории автомобили были оснащены именно им. Ещё в первой половине 20-го века немало автомобилей с паровым двигателем ездило по дорогам разных стран. У паровых двигателей на самом деле немало преимуществ. Они просты и надёжны, производят мало шума, им не нужна коробка передач. И всё же из-за своей громоздкости и долгого запуска паровые двигатели проиграли соревнование с ДВС. Однако кто знает, может быть, когда нефти останется совсем мало, они ещё вернутся?

Электромобили

Расцвет электромобилей пришёлся на конец 19-го и начало 20-го века. Основной проблемой их стала малая ёмкость и срок службы аккумуляторов. Но в отличие от машин с паровым двигателем, электромобили в историю не ушли и сегодня рассматриваются как вполне перспективный вариант для замены автомобилей с ДВС. Дело за малым — разработать ещё более ёмкие и дешёвые аккумуляторы, чем те, которые есть сегодня.

Интересная разновидность электромобилей — машины, оснащённые солнечными батареями. Им не нужна подзарядка от сети, они могут получать энергию сами совершенно бесплатно.

Во время соревнований в Австралии, в рамках которых нужно было пересечь весь континент, такие автомобили показывали среднюю скорость до 100 км/ч, не затрачивая при этом ни капли топлива. Жаль, что прокатиться на подобной машине можно лишь днём и в безоблачную погоду.

Автомобили на сжатом воздухе

Энергию сжатого воздуха для движения разных механизмов человечество использует уже очень давно. Ещё в конце 19 века её попытались использовать и для движения транспортных средств. У данного варианта есть определённые преимущества. Двигатель на сжатом воздухе очень прост, компактен и долговечен, не загрязняет окружающую среду, для его производства не нужны дефицитные материалы. Но есть, конечно, и минусы. Баллоны со сжатым воздухом запасают в несколько раз меньше энергии, чем баки с бензином, а их заправка при помощи компрессора занимает довольно много времени.

Транспортные средства на сжатом воздухе (которые иногда называют воздухомобилями или пневмомобилями), конечно, не слишком популярны, но то одна, то другая компания время от времени пытается запустить воздухомобиль в производство. Вот, например, «AirPod», разработанный люксембургской компанией MDI.

Небольшой воздухомобиль рассчитан на трёх человек и может проехать до 220 км на одной заправке. Заправляются баллоны при этом довольно быстро — всего за несколько минут. К машинке проявили интерес несколько компаний, в 2019 планируется запуск массового производства.

Видео — AirPod на улицах города:

Впрочем, есть модели и большего размера, как, например, этот Tata OneCat:

Ну а насколько на самом деле окажутся востребованными автомобили на сжатом воздухе, покажет будущее.

Гиробусы

Если раскрутить маховик и обеспечить маленькую силу трения, запасённая в нём кинетическая энергия может сохраняться довольно долго. А если поставить маховик на автомобиль, он может двигаться за счёт этой энергии. Данная идея легла в основу гиробусов — специального вида транспорта, оснащённого такими маховиками. В 1950-е гиробусы были построены и эксплуатировались в Бельгии и Швейцарии как замена троллейбусов на маршрутах, где прокладка троллейбусных линий выглядела экономически нецелесообразной.

Когда вращение маховика замедлялось, гиробус подъезжал к «заправке» — штанге с электрическими контактами, а электрический двигатель вновь раскручивал маховик. Основным недостатком гиробусов стало то, что раскручивание маховика занимало довольно много времени, так что их в конце концов вывели из эксплуатации.

Машины с газовыми турбинами

Газовая турбина — вид двигателя, в котором горячий газ, образующийся при сгорании топлива, своим движением раскручивает лопасти турбин, а затем выбрасывается через сопло. Этот двигатель может выдавать очень большую мощность при небольших размерах, поэтому вскоре после своего появления он прочно обосновался на самолётах и вертолётах. Однако нашлись и энтузиасты применения газовых турбин на наземном транспорте. В первую очередь привлекала их именно мощность.

Газотурбинными двигателями стали оснащать танки, грузовики, автобусы и легковые автомобили. В 1950-е в США на буме увлечения футуристическими проектами был выпущен мелкой серией газотурбинный Firebird, своим дизайном больше напоминавший истребитель.

Машина развивала скорость более 300 км/ч, но имела и весомые недостатки. Прежде всего это был огромный расход топлива, а также мощный гул, напоминавший гул реактивного самолёта.

В последующие годы эксперименты с газотурбинными двигателями продолжались. Вот только некоторые из реализованных проектов.

Сухопутный поезд LeTourneau TC-497, построенный в США, имел грузоподъёмность 400 тонн и был оснащён газотурбинными двигателями суммарной мощностью 5000 л. с.

Газотурбинный автобус, построенный в СССР, развивал скорость 160 км/ч

Также в СССР поставили газотурбинный двигатель на танк Т-80

Jaguar C-X75 с двумя газовыми турбинами мощностью 778 л. с., выпущенный в 2010 г., может разгоняться до 330 км/ч

В целом идея оснащения газовыми турбинами наземного транспорта в последние десятилетия потеряла популярность. Виной этому огромный расход топлива, дороговизна и меньшая надёжность газотурбинных двигателей по сравнению с обычными ДВС.

Автомобили с газогенераторами

Может ли автомобиль ездить на твёрдом топливе, например, на дровах или угле? Да, если его оборудовать газогенератором. При пиролизе древесина разлагается, при этом выделяется горючий газ, состоящий из смеси водорода, угарного газа и метана. Если такой газ очистить и направить в двигатель внутреннего сгорания, он будет работать.

Конечно ездить на дровах не так удобно, как на бензине, да и максимальную мощность машина развить не сможет, но зато можно существенно сэкономить. В первой половине 20 в. автомобили с газогенераторами активно использовались, да и сегодня разные энтузиасты используют подобные установки.

Альтернативное топливо: плюсы и минусы

Дискуссия об альтернативных видах топлива для автомобилей рискует перерасти в разговор между ними и нами в зависимости от ваших мыслей об электроэнергии. Это жаль, потому что это приводит к тому, что многие другие альтернативные варианты топлива остаются в стороне или вообще забываются водителями.

Однако, в то время как создаваемые электрические и гибридные автомобили занимают центральное место, параллельно в автоиндустрии также ведется большой объем исследований и разработок таких видов топлива, как водород, биоэтанол, СНГ (сжиженный нефтяной газ) и даже пар.

Водородное топливо

В настоящее время двигатель внутреннего сгорания в его нынешнем виде находится на грани соблюдения экологических и нормативных требований, например объявленных Соединенным Королевством намерение запретить все продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных двигателях к 2040 году. Это сосредоточило внимание на альтернативных видах топлива.

Водород является наиболее часто рекламируемым заменителем традиционного топлива, поскольку его можно продавать с автозаправочных станций так же, как бензин. Большим преимуществом для водорода является то, что водителям не нужно вносить каких-либо существенных культурных изменений в то, как они управляют своим автомобилем или заправляют его топливом.

С точки зрения окружающей среды, водород не производит ничего более токсичного, чем чистая вода при использовании. Это связано с тем, что топливный элемент, от которого двигатель способен вырабатывать электричество, объединяет водород с кислородом из атмосферы. Поэтому он генерирует энергию, а не требует того, чтобы электричество накапливалось в больших батареях и через электрозаправки. Это то, на что Hyundai делает акцент, следуя за Honda FCX Clarity и Toyota Mirai.

1. Стоимость производства водорода в достаточных количествах высока, если для его производства не доступно устойчивое, возобновляемое и дешевое электричество.

2. Низкая доступность.

3. Немногие автопроизводители предлагают модели с водородным двигателем, и это делает их очень дорогими.

Газ

Это не в новинку для Контитентальной Европы, где при его использовании было замечено сокращение счетов за топливо, за счет меньших налогов. Он выбрасывает в 120 раз меньше мелких частиц, чем дизельное топливо, а также производит меньше углекислого газа.

Почему же тогда LPG не укрепился?

Это происходит главным образом из-за того, что сжиженный нефтяной газ не воспламеняется подобно бензину, поэтому вам придется сжигать его больше, чтобы получить такую ​​же мощность. Большинство автомобилей, работающих на сжиженном нефтяном газе, используют его в качестве дополнительного топлива наряду с бензином, переключаясь на сжиженный нефтяной газ, когда автомобиль прогревается до рабочей температуры.

Биодизель

То же самое относится и к биодизелю, который производится из таких культур, как рапс, в процессе переэтерификации. Для производства биодизеля требуется определенная энергия, а значит его цена за литр дороже, но при этом большая часть углекислого газа, который он выделяет при использовании в автомобилях, компенсируется растениями, которые его производят. Цена главный отпугивающий фактор.

Как и биодизельное топливо, топливо на основе спирта, такие как метанол, бутанол и этанол, производится из экологически чистых культур. В отличие от биодизеля, эти топлива потребляют больше парниковых газов по мере роста культур, чем выделяется при сжигании топлива в двигателе. Более низкая плотность будет означает, что вам нужно сжигать больше спирта, чем при использовании бензина.

Другие виды топлива, включают азот, воду и солнечную энергию, такие как One от голландской фирмы Lightyear. Он должен поступить в продажу в 2020 году с заявленным пробегом в 500 миль, и компания заявляет, что его нужно заряжать от розетки раз в несколько месяцев.