Давайте рассмотрим, какие варианты заправки автомобиля существуют в настоящее время и какие варианты, кроме 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 ряд других производителей предлагали его в качестве опции для своих двухтопливных моделей. Такие автомобили заводились на бензине, а затем, после прогрева, переходили на сжиженный углеводородный газ.
В Европе и других странах СНГ «автогаз» — третье по популярности топливо после бензина и дизельного топлива.
Оно имеет меньший выброс вредных газов и стоит дешевле, чем бензин. Но стоит учесть, что оно расходуется в 2 раза быстрее.
Водород — Будущее без Наступления
Водород пророчен многими за прошедшие десятилетия, как будущее топливо. Он имеет радужные перспективы, ведь из выхлопной трубы автомобиля, заправленного водородом, остаются лишь водяные капли. Однако, выделение водорода крайне дорого, а его хранение тоже может быть опасным и дорогим. Диктуется долгая и непростая дорога до будущего без водорода.
Взрывная переработка топлива
Топливный блок авто объединяет водород из бака с кислородом для производства электричества, которое стартует двигатель. По сути, автомобиль имеет собственный дизель-генератор, а не постоянный источник электроэнергии в батарее.
Биотопливо из растительных остатков
Биоэтан
Использование биоэтанола
Количество биоэтанола в смеси с ископаемым топливом может составлять от 10% (E10) до 15% (E85). С экологической точки зрения использование биоэтанола имеет смысл, так как углекислый газ, который он выделяет при сгорании в двигателе, компенсируется газами, которые он поглощает при производстве. Недостатком является повышенный расход топлива. Также возможен вариант использования сжатого природного газа (CNG).
В мире есть более 20 миллионов транспортных средств, использующих СПГ (природный газ, предварительно преобразованный в жидкое состояние под высоким давлением). Автобусы и грузовики, которые работают в городе, способствуют сведению негативного воздействия на среду к минимуму. СПГ приводит к 75% снижению выброса твердых частиц в воздух по сравнению с дизельным топливом, а также производит меньше углекислого газа, чем бензин, и 90% меньше оксида азота.
Преимущества биодизельного топлива
Биодизель — это источник энергии, получаемый из возобновляемых органических элементов. В зависимости от типа биодизель может быть получен из рапса, других сельскохозяйственных культур, жиров и масел или липидов микроводорослей. Этот способ производства топлива дороже обычного дизельного топлива, получаемого из сырой нефти, что ограничивает его применение. Кроме того, биодизель не является нейтральным веществом — его растворимость выше, чем у обычного дизельного топлива, и поэтому фильтры необходимо менять чаще, чтобы избежать неисправностей.
Использование пропана в автомобилях
Необходимо ясно различать пропан и сжиженный газ. Иногда пропан называют СПГ, но не все СПГ представляют собой пропан. Некоторые автомобили используют его как биотопливо и переключаются на него, чтобы снизить выбросы. Также для хранения достаточного количества пропана требуется большой резервуар. Двигатель потребует 27% больше пропана, чтобы достичь той же мощности, что и бензин. Кроме того, пропан работает лучше при холодных условиях.
Другой вариант
Несмотря на то, что, если бы это было возможно, залить воду в бак и поехать — это был бы прорыв в технологии передвижения, пока такого чуда техники в реальности не существует. Используют электролиз для разделения воды на кислород и водород, требуется много электричества. Однако, при сжигании водорода происходят тепловые потери, таким образом система не является эффективной.
Возможность Осуществить Электролиз Воды
Несмотря на то, что есть некоторые препятствия, все еще не потеряно. Функционирование для электролиза воды требует поставки электроэнергии, которая может быть собрана из солнечных панелей установленных на автомобиль. Теоретически это должно заработать, но на данный момент это невозможно сделать экономически рентабельно.
Достижения Нескольких Компаний
Несколько компаний включая Jaguar Land Rover, Tata и Citroen изучают возможность реализации проекта.
Предложение по экономии топлива
В 2014 году компания Citroen предложила оригинальный способ снижения расхода топлива — модель Cactus Airflow 2L. В ней бензиновый двигатель сочетался с двумя воздушными цилиндрами, которые заряжались возобновляемой энергией. Эта система «Hybrid Air» использовала энергию сжатого воздуха, хранящегося в баллонах, для привода колес, снимая нагрузку с двигателя внутреннего сгорания и снижая потребность в дорогостоящем топливе.
Steam: Серьезный соперник
Не стоит насмехаться: пар был реальным соперником двигателя внутреннего сгорания в первые годы существования автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Один из автомобилей на заре автомобильной эры (в 1906 г.) даже установил мировой рекорд скорости — 200 км/ч. Сейчас такие автомобили делают только увлеченные автостроители.
Кинетическая энергия: Многоразовый ресурс
Существует еще один источник энергии, широко используемый автопроизводителями и более известный как рекуперативное торможение. Суть его проста: при замедлении автомобиля его кинетическая энергия возвращается для подзарядки аккумулятора, а не рассеивается в виде тепла и трения при торможении.
Неэффективность передачи энергии
Независимо от вида передачи энергии, переход кинетической энергии в запасенную никогда не бывает на 100% эффективным. Поэтому автомобиль не может полагаться только на накопление и отдачу энергии. Кроме того, чтобы проехать приличное расстояние, необходимо использовать аккумулятор большой емкости, что увеличивает массу автомобиля. Чем тяжелее автомобиль, тем больше кинетической энергии должно быть преобразовано в запасенную при рекуперативном торможении.
Солнечная энергия
Мечта об автомобиле, который никогда не нужно заряжать или заправлять, близка к осуществлению, и солнечная энергия играет в этом не последнюю роль. Этот источник энергии уже используется во многих областях, однако у него был один недостаток — трудно было получить достаточное количество энергии из ограниченного региона.
Революционное решение компании Lightyear
Голландская компания Lightyear намерена изменить ситуацию с помощью своей инновационной технологии, выпуск которой запланирован на 2020 год. Они утверждают, что проблемы, связанные с использованием азота в качестве топлива для автомобилей, успешно решены.
Азот в атмосфере
Азот — самый распространенный газ в атмосфере, составляющий около 78% воздуха, которым мы дышим. Он является очевидным выбором для питания автомобилей, поскольку его выбросы в атмосферу минимальны. Если его хранить в баллоне в жидком состоянии, то он работает подобно воздушным двигателям.
Двигательная система с использованием жидкого азота
Впрыскивая азот из баллона, можно использовать энергию, возникающую при его резком переходе из жидкого состояния в газообразное, для приведения в движение турбины. Эта турбина вращает генератор, обеспечивая электроэнергией автомобиль.
Недостатки
Жидкий азот опасен, и пока не существует инфраструктуры для его заправки.
Аммиак: Альтернативное топливо с нулевым выбросом углерода
Аммиак используется для питания двигателей внутреннего сгорания с 1943 года. К сожалению, он не получил более широкого распространения из-за меньшей удельной энергии по сравнению с бензином. Однако аммиак имеет ряд преимуществ: он относительно дешев, может производиться в больших количествах и может использоваться как в поршневых двигателях, так и в топливных элементах для выработки электроэнергии. Кроме того, поскольку аммиак не содержит углерода, он не приводит к выбросам углекислого газа, что делает его привлекательной альтернативой традиционным источникам топлива. Основной проблемой использования аммиака в качестве топлива являются вопросы безопасности, связанные с его хранением на заправках и в автомобилях.
Древесный газ
Древесный газ известен с 1870-х годов, а во время Второй мировой войны, в связи с нехваткой топлива, он был особенно популярен. Он производится путем газификации древесины или древесного угля, который затем подается в двигатель внутреннего сгорания. Однако не стоит ожидать большой мощности или экологичности — автомобиль будет работать, но не очень быстро.
Спирт как автомобильное топливо
Мысль о том, что «пол-литра» могут стать реальностью в качестве топлива для автомобилей, не может не радовать. В прошлом «спирты» использовались для питания автомобилей, в основном в спорте, например, в драг-рейсинге, где применяется метанол. Кроме того, высокое октановое число метанола и других спиртовых топлив, таких как бутанол и этанол, делает их пригодными для использования в двигателях внутреннего сгорания.
Метанол и бензин
Метанол обладает меньшей энергией, чем бензин, поэтому для получения той же мощности необходимо потреблять большее количество топлива. Однако исследования показывают, что производство и сжигание спирта в качестве топлива для автомобилей более экологично, чем использование газа в двигателе. Таким образом, для благополучия планеты использование метанола в качестве топлива — отличный выбор.