2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Спирт вместо бензина — автомобильное топливо будущего

yuriykogur › Блог › Спиртовое топливо

Спиртовое топливо применяется в высокофорсированных спортивных двигателях и позволяет ощутимо увеличить мощность и крутящий момент.

Как правило, применяется либо метиловый спирт (метанол), либо этиловый.

Метиловый спирт (метанол) — бесцветен, с характерным запахом, ядовит даже в небольших дозах, отрицательно влияет на зрение.

Этиловый спирт (винный) — спирт, из которого делают водку:)

Несмотря на тот факт, что теплотворная способность спирта почти в 2 раза меньше, чем у бензина, мощность двигателя возрастает за счет того, что для сжигания 1 части бензина требуется около 15 частей воздуха (стехиометрия), а для сжигания спирта — примерно 6.5-8.4 частей воздуха, что дает возможность сжигать за 1 рабочий цикл большую массу топлива.

Ниже перечислены другие факторы, положительно влияющие на мощностные показатели двигателя:

· высокая антидетонационная стойкость

· высокая скрытая теплота парообразования, что вызывает существенное охлаждение топливовоздушной смеси и увеличение заряда

· более полное сгорание спиртовых смесей, даже при существенном отклонении состава от стехиометрии (альфа до 0.6)

· сгорание без образования нагара

Для того, чтобы в полной мере реализовать преимущества спиртового топлива, степень сжатия двигателя должна быть выше, чем для работы на бензине.

Спирты довольно гигроскопичны, то есть способны впитывать влагу из воздуха, поэтому хранить их следует в герметично закрытых емкостях.

Для стабилизации смесей в них могут добавляться вспомогательные стабилизирующие вещества, такие как ацетон (до 10%), бутиловый спирт (до 15%), бензол (до 30%).

Ниже приведены некоторые известные составы спиртовых смесей, применяемых в автоспорте.

Смесь 1 (для двигателя со степенью сжатия 12…15)

Сернистый эфир — 1%

Смесь 2 (для двигателя со степенью сжатия 12…13)

Смесь 3 (для двигателя со степенью сжатия 11.5…12.5)

Этиловый спирт (95%) — 30%

Смесь 4 (для двигателя со степенью сжатия 11…12)

Перед тем, как использовать приготовленную смесь, ее нужно проверить на стабильность. После выдерживания смеси в стеклянном сосуде в течение 3…4 часов она не должна расслаиваться и должна остаться прозрачной. Если смесь становится мутной, то скорее всего, в ней слишком много воды. Такую смесь использовать нельзя.

Не рекомендуется оставлять спиртовые смеси надолго в топливном баке, лучше всего заливать ее непосредственно перед соревнованиями, а остатки либо сливать для повторного использования в герметически закрытую тару, либо утилизировать.

Следует также учитывать, что цикловая подача спиртовой смеси существенно увеличится по сравнению с цикловой подачей бензина, поэтому, форсунки должны иметь определенный запас производительности.

При работе с бензолом и метанолом соблюдайте особую осторожность, работайте в проветриваемых помещениях, в перчатках. Не допускается подсасывать эти жидкости ртом для перелива, так как они очень ядовиты. Избегайте также вдыхания паров этих смесей и отработанных газов.

Спирт вместо бензина — автомобильное топливо будущего

Copyright © www.elektron2000.com
При использовании материалов ссылка на www.elektron2000.com обязательна.

По вопросам сотрудничества пишите на: elektrondo2000@gmail.com

Дизайн: Электрон Добрускин и Женя Хилькевич
Разработка: Владимир Неверов

Выступления по этой статье:

Наш коллега побывал в Бразилии, где половина автомобилей сегодня живет в мире с природой – используют энергию, которая растет и зеленеет под солнцем, а небольшое загрязнение продуктами сгорания с лихвой компенсируется кислородом, полученным от того, что она растет и зеленеет.

Статья о том, как это выглядит на практике.

Сегодня много говорят об улучшении экологии и экономичности автомобиля. Необходимо использование топлива, альтернативного бензину и другим продуктам, получаемым из нефти. Одним из лучших путей решения проблемы является применение в качестве топлива спирта, в основном, этилового – этанола. Использование спирта в двигателе внутреннего сгорания почти не приводит к выделению ядовитых веществ, а производство не требует больших затрат и полностью обеспечивается энергией солнца через фотосинтез растений, поэтому баланс углекислого газа в атмосфере не изменяется. Наибольшие успехи в использовании альтернативного топлива достигнуты в Бразилии, приблизительно половина автомобилей в стране потребляет спирт вместо бензина.

Будучи в Бразилии, ознакомился с использованием спирта, производимого из сахарного тростника, посетил небольшую ферму-завод, был на автозаправочных колонках, беседовал с автовладельцами и мастерами по переоборудованию автомобилей. Помещаю свои (и сына Владимира) фотографии, впечатления об этой поездке и некоторые размышления.

Сахарный тростник в этой стране вырастает почти без ухода, высоким, густым и сочным.

В конце сезона 2-3 работника убирают тракторной косилкой тростник и подают его в зубчатые вальцы, которые разминают стебли.

Затем тростник складывают в одну из ям, выстланную непромокаемой тканью с отверстием в нижней ее части, примешивают дрожжи, кажется, увлажняют и утрамбовывают, затем укрывают такой же тканью.

Через некоторое время жидкую брагу, содержащую спирт, выпускают из ямы через отверстие в ее дне, и она поступает самотеком по трубе в перегонный аппарат, расположенный под склоном.

Здесь ещё один работник топит печь под чаном перегонного аппарата, используя тот же тростник из предыдущей отработавшей ямы, немного просушенный.

Спирт испаряется из браги и по трубке, охлаждаемой водой (холодильник), поступает в емкости. На складе их немало.

Хозяин фермы-завода выполняет финансово-административные и все остальные функции обслуживания, а также направляет немного спирта в дополнительный перегонный аппарат.

После 2-ой перегонки, внесения добавок и последующей выдержки получается для личного употребления неплохой напиток, вроде рома.

Технический спирт этого заводика не очень годится для автомобилей – в нем слишком много воды. А в спирте на автоколонках Бразилии полагается содержание воды не более 7%. Поэтому выпускаемую здесь продукцию отправляют на химическое предприятие, где спирт в ректификационных колоннах доводят до нужной концентрации. Потом в спирте растворяют немного добавок и продают его владельцам автомобилей.

На каждой автоколонке есть также кран для заправки машин бензином, но в Бразилии не продают чистый бензин, всегда есть добавка спирта, в некоторых сортах до 23%.

Цена спирта меньше, чем цена бензина. В настоящее время в Бразилии соотношение цен таково

K 1 = 1.96 реала/ 2.79 реала = 0.7

Но и калорийность спирта меньше, чем у бензина. Поэтому его нужно затрачивать больше, пропорционально соотношению калорийностей

K 2 =43(МДж/кг)/30( M Дж/кг) = 1.43

Произведение этих коэффициентов близко к единице

Отсюда видно, что бразильский потребитель в деньгах ничего не выгадывает. Он даже проигрывает, потому что в спирте всегда растворено некоторое количество воды. Однако в городах мало бензиновой гари, а государство от спирта имеет хороший доход и не зависит от диктата нефтяных магнатов.

Имеются сообщения, что при правильном изготовлении и хорошей регулировке, коэффициент полезного действия двигателя на спирте получается больше, чем у такого же двигателя на бензине. Это может уменьшить расходы потребителя.

Следует отметить, что показанное здесь полукустарное производство является не очень эффективным – оно позволяет получить из сахарного тростника приблизительно 8% спирта. Современные бродильные и перегонные аппараты могут выдавать до 15 -20% спирта, но они намного дороже и требуют квалифицированного обслуживания. В Бразилии сахарного тростника много, земли для него хватает не в ущерб другим сельхозкультурам и лесам, но квалифицированной рабочей силы недостаточно, а сложное дорогое оборудование пока что не по карману большинству фермеров.

Для того, чтобы обычный автомобиль с карбюраторным двигателем ездил на спирте в нем необходимо сделать небольшие изменения: увеличивают отверстия в жиклерах, чтобы увеличить подачу топлива для сохранения номинальной мощности двигателя; вставляют прокладку между блоком и головками цилиндров другой толщины, чтобы получить нужную степень сжатия; заменяют бензобак на нержавеющий, чтобы не прохудился, и устанавливают в моторном отсеке небольшой бачок с бензином (с красной крышкой, виден на фото), который снабжает карбюратор только во время работы стартера, чтобы холодный двигатель лучше заводился.

Использование бензина с малой добавкой спирта (советуют до 15%) не требует в обычных автомобилях никаких переделок. В настоящее время в Бразилии продаются также автомобили, работающие без переделки на обоих этих топливах в любом их соотношении.

Спирт можно получать и из других растений, даже почти не содержащих сахара. Известно, что в Израиле была фирма, которая разрабатывала производство спирта из водорослей. Предполагалось, что в пустынных местах Негева будут созданы мелкие озерца с морской или подземной соленой водой и в них поселят некие водоросли. Периодически водоросли будут выгребать и производить из них много дешевого технического спирта. Земли, не используемой под сельхозкультуры, в пустыне много, солнца предостаточно и соленая вода у нас – не дефицит. Из водорослей, при помощи геномодифицированнвх бактерий, которые разлагают и преобразуют целлюлозу и/или другие соединения, удается получать спирта до 28% от сухого веса исходного продукта – больше, чем из сахарного тростника. Однако эта фирма куда-то пропала, похоже, что перебралась в Калифорнию, а хорошее дело в Израиле заглохло. Жаль.

2. Леонид Попов. Генетики заставили бактерии производить спирт из микроводорослей. http://www.membrana.ru/particle/17446

8. И ещё приблизительно 244 000 публикаций показывает поисковик Google по набору ключевых слов: «спирт водоросли бактерии топливо автомобиль». Прочитать их все не реально, но видно, что кроме указанных выше и ещё нескольких (десятков), бóльшая часть из них является перепечатками друг у друга, многие публикации не по теме.

Спирт вместо бензина — автомобильное топливо будущего

Новое автомобильное топливо на основе спирта разработали специалисты Всероссийского НИИ переработки нефти (ВНИИ ПН). Разработка российских ученых может использоваться на обычных автомобилях и не требует специальной адаптации двигателя. Кроме того, альтернативное автомобильное топливо оказалось более экологичным, а его цена может быть при определенных условиях ниже, чем цена бензина.

По сути, новое альтернативное автомобильное топливо представляет собой смесь из получаемого из растительного сырья этилового спирта и дешевых продуктов переработки нефти. Причем содержание этанола в смеси может варьироваться от 20 до 40%.

Завотделом автомобильных и авиационных бензинов ВНИИ ПН Михаил Ершов, являющийся одним из авторов разработки, рассказал: «У такой смеси низкое содержание смол и серы, это обеспечивает чистоту топливной системы автомобиля. Кроме того, кислородосодержащее соединение способствует тому, что в отработавших газах будет меньше несгоревших углеводородов. Топливо на испытаниях показало совместимость с обычным автомобильным двигателем без модификаций».

Смесь этилового спирта с углеводородами в качестве автомобильного топлива уже успешно используется в некоторых странах, в том числе в Бразилии, Таиланде и США. Для получения биоэтанола в Бразилии используется тростниковый сахар, а в США — кукуруза. Россия же сможет использовать для его производства, как считают ученые, отходы древесины или дешевую фуражную пшеницу.

Новое альтернативное автомобильное топливо также по цене оказывается ниже, чем бензин. Так, сегодня литр бензина в среднем обходится в 39 рублей. Литр биоэтанола будет стоить порядка 35 рублей. Но такая цена возможно только в случае, если государство не будет взимать акцизный сбор на спиртосодержащие продукты (ставка акциза в России для крепкой алкогольной продукции составляет 523 рублей за 1 литр безводного этилового спирта)..

Повсеместного распространения новое автомобильное топлива, как уверены разработчики, в России не достичь. Вместе с тем в некоторых регионах оно может стать массовым. К таким регионам разработчики отнесли районы, где простаивают спиртовые заводы. Также разработчики назвали еще одно преимущество спиртового топлива. Оно может послужить как сдерживающий фактор для нефтеперерабатывающих компаний.

Для обычных автомобилей в РФ создали спиртовое топливо

Альтернативное автомобильное топливо представили специалисты Всероссийского НИИ переработки нефти.

Разработчики создали четыре композиции нового топлива для обычных автомобилей. Как рассказали «Известия», оно представляет собой смесь из дешёвых продуктов переработки нефти, а также 20-40% биоэтанола (это этиловый спирт, который получают из растительного сырья).

«У такой смеси низкое содержание смол и серы, это обеспечивает чистоту топливной системы автомобиля. Кроме того, кислородосодержащее соединение способствует тому, что в отработавших газах будет меньше несгоревших углеводородов, — рассказал один из авторов разработки, заведующий отделом автомобильных и авиационных бензинов ВНИИ ПН Михаил Ершов. — Топливо на испытаниях показало совместимость с обычным автомобильным двигателем без модификаций».

Он отметил, что смесь этилового спирта с углеводородами используется в Бразилии и в Таиланде, а также её применение активно развивается в США. В первом случае для создания биоэтанола используется дешевый тростниковый сахар, в последнем – кукуруза. В РФ сырьём может послужить недорогая фуражная пшеница или отходы древесины.

При этом российские разработчики не считают, что биоэтанол может стать универсальным топливом для массового потребления. «Но для отдельных регионов это вполне возможно. Например, на Северном Кавказе много простаивающих спиртовых заводов. Наверное, там это вариант неплохой», — пояснил Михаил Ершов.

По мнению президента Российской биотопливной ассоциации Алексея Аблаева, разработки ВНИИ НП станут перспективными только при условии, что в нашей стране откажутся от акцизов для топливного спирта. «Сейчас государству всё равно: 40% спирта в бензине или в воде. Биоэтанол и водка облагаются акцизом одинаково. Поэтому экономически биотопливо мало кому интересно», — сказал он.

Эксперты отметили, что цена литра 92-го бензина составляет в среднем по стране 39 рублей. Без налогов биоэтанол обошелся бы намного дешевле – примерно 35 рублей за литр, однако с ними получается ощутимо дороже, а значит, менее выгодно.

Главный технолог компании «Русфермент» Михаил Чурмасов рассказал о том, что такое топливо активно используется в Европе и США. «Не думаю, что цена биотоплива там существенно ниже бензина, но на Западе за экологию борются. Там другие приоритеты», — пояснил он.

В начале текущего года портал «Колёса.ру» сообщал о том, что в России вступили в силу повышенные акцизы на бензин и дизтопливо. По предположениям Минтранса, благодаря увеличению поступлений от акциза получится собрать дополнительно 40 миллиардов рублей. Средства предназначены для улучшения дорожной сети страны.

Сможет ли бензин из спирта заменить топливо?

С каждым годом всё активней истощаются ресурсы природы. Бензин постоянно увеличивает свою стоимость, поэтому учёные всё чаще задумываются о создании альтернативного источника топлива. Сегодня мало кто знает, что такое спиртовой бензин, но этот продукт уже давно рассматривается в качестве замены классическому виду топлива.

Важность вопроса

Необходимость в поиске замены горючего возникла из-за развивающего нефтяного кризиса. Но для этих целей рассматривается не только этиловый, но и метиловый спирт. Как известно, последний обладает повышенной ядовитостью, а его испарения крайне опасны для окружающей среды и человека. Соответствуя стандартам, концентрация этого вещества в воздухе не должна превышать 5 мг/м 3 . Но учёных не останавливает этот показатель и они продолжают исследования с метанолом.

Основной целью таких работ является компенсация исчерпывающих ресурсов нефтяного промысла. Согласно исследованиям, кризис топлива должен начаться уже через 50 лет. На практике было обнаружено много потенциальных альтернатив, но именно смесь спирта и бензина считается самым оптимальным вариантом.

Добавление спиртов

Подобная идея замены бензина не считается новой. Впервые она была озвучена в Париже в 1902 году, когда были представлены 70 двигателей, работающих на основе этилов. С тех пора эта идея регулярно обсуждается.

На практике это было реализовано в 1906 году, когда добавление спирта в бензин стало основой для работы общественного транспорта Парижа. Многих сразу привлекла дешевизна новинки и её уменьшенная пожароопасность. Позже этот способ начали использовать и в Германии для обычных автомобилей. Исследования показали явную выгоду нового вида топлива, так как при 1 литре полученной смеси можно было проехать 7,5 км, а вот с чистым бензином — 5,8 км.

Внимание к новинке

Такие исследования были проведены и в России в 1914 году. Тогда для этого был выпущен целый ряд новых двигателей. В работах Бриллина был сделан вывод, что использование этилов как альтернативы классическому бензину показывает существенную экономию топлива и прирост мощности. Позже даже было решено разработать специальные подогревающие проборы, которые улучшили бы пуск автомобиля и вывод выхлопных газов. Америка также не стала отставать, проводя большое количество исследований.

В наше время спирт в бензин добавляют в первую очередь не для повышения экологичности работы транспорта, а для экономии нефтепродуктов. В странах Америки больше всего распространено топливо на основе этила, ведь его можно получать из продуктов вторичной переработки (отходы от выращивания кукурузы, биомассы, древесные опилки и солома). На просторах же Европы первенство в выборе альтернативного топлива завоевал метанол, который можно добывать из газа.

Читать еще:  Правильная настройка зеркал заднего вида в машине

Производственная база

Для создания топлива на основе спирта в России присутствует большая база, которая включает технологические и сырьевые преимущества. Даже на сегодняшнем этапе можно производить более 160 тысяч тонн этанола в год и 1,4 млн тонн метанола. На практике же только небольшое количество компаний действительно используют полученную технологию, добавляя в бензин 5% этанола.

В период 80-х годов были проведены масштабные испытания, которые показали высокую эффективность такого вида топлива, но для его полноценной работы потребуется изменение конструктивных особенностей автомобиля.

Все за и против

Несмотря на все особенности и преимущества, добавка спирта в бензин косвенно отличается от привычного топлива. В частности, это:

  • детонационная стойкость;
  • теплота испарения;
  • теплота сгорания.

Благодаря тому, что этиловые смеси обладают меньшим порогом детонации, они могут подвергаться более сильному сжатию. За счёт этого повышается мощность мотора, что является несомненным плюсом. Из-за этого свойства сегодня создают смеси бензина и спирта, чтобы улучшить его эксплуатационные особенности.

Также стоит отметить более низкую теплоту сгорания для спирта (40%), что позволяет экономить на ресурсах автомобиля. Теплота же испарения имеет высокие показатели, что улучшает наполнение цилиндров мотора и обеспечивает эффективное сгорание смесей, отчего двигатель становится на 10% мощнее.

Возможные недостатки

На практике наблюдаются проблемы при холодном запуске мотора. Это вызвано повышенной теплотой испарения. Если добавить спирт в бензин, для автомобиля это может стать губительным. Именно поэтому при тестировании такого топлива было необходимо менять некоторые материалы в конструкции. При использовании смесей этиловых спиртов выделяется повышенная концентрация формальдегидов, которые имеют губительное действие на цветные металлы, пластмассу и некоторые виды резины. При обычных условиях эти материалы устойчивы к простому горючему.

Также значительным недостатком отмечают расслоение топлива, которое происходит при попадании в него воды. Для решения этой проблемы применяют специальные стабилизаторы в виде сложных спиртов. Регулярное использование топлива требует частой очистки внутренних механизмов от различных отложений. Также октановое число спирта и бензина имеет существенные различия (85 и 15%), а это вызывает трудности в его применении.

Исходя из перечисленного, можно сделать вывод, что развитие альтернативных источников топлива имеет большие перспективы. Это может стать реальным выходом из нефтяного кризиса, но подобная промышленность требует серьёзного совершенствования технологической базы, что сегодня активно проводится. В то же время производители продолжают добавлять небольшие пропорции спиртов в горючее, чтобы повысить их производительность.

С каждым годом на планете остаётся всё меньше полезных ископаемых. Поскольку совсем скоро запасы нефти исчерпаются, многие автомобилисты уже сегодня предпочитают переходить на альтернативные источники топлива. Самым выгодным считается использование спирта, но эта технология ещё недостаточно развита, поэтому редко применяется для полноценного использования.

Биоэтанол: можно ли заливать в обычную машину без Flex Fuel

Автомобили с двигателями Flex Fuel потребляют биоэтанол с содержанием спирта от 0 % до 100 %. А какие сорта биотоплива можно заливать в обычные бензиновые машины?

В стране, где автомобильного пропан-бутана продается больше, чем бензина, о работающих на спирте двигателях типа Flex Fuel известно до обидного мало. А между тем, некоторая часть таких агрегатов попала в Украину во время массового ввоза подержанных легковушек из США. Для начала давайте разберемся, что это такое – автомобиль на биотопливе?

Ездить на биотопилве с большим содержанием спирта могут только машины Flex Fuel – специально адаптированные заводские версии обычных авто.

Биоэтанол – спирт, полученный из растительного сырья, по себестоимости он примерно вдвое дешевле бензина. Как топливо для ДВС он в целом аналогичен бензину, но имеет более высокое октановое число и меньшую теплотворную способность.

Что такое двигатель Flex Fuel

Большинство автопроизводителей разрешают безоговорочное использование только биотоплива не более чем с 5% спирта. При том что опыт эксплуатации и автосервиса говорит о безболезненной доле спирта в топливе до 10-15 %, принято считать, что на работе двигателя и его ресурсе такой процент отрицательно не сказывается. Но при большем проценте возможны некоторые нюансы. Причин тому две.

Во-первых, спирт как уже отмечалось, гигроскопичен. Вода, которую он поглощает из воздуха, провоцирует коррозию металлических деталей топливной системы. Из-за чего узлы могут преждевременно выйти из строя. Не любят спирт и некоторые пластики с резинами. Поэтому некоторые компоненты системы питания – например, насос и топливопроводы – делают с применением исключительно нержавеющих и стойких к растворителям материалов.

Развитые страны давно уже “проехали” тему спиртового биотоплива. Для них это биотопливо первого поколения, а сегодня там работают над третьим.

Во-вторых, из-за меньшей теплотворной способности спирта доля биотоплива в рабочей смеси должна быть больше, чем бензина. Если стехиометрическая бензино-воздушная смесь имеет пропорцию 1 :14,7, то биотопливно-воздушный микс должен иметь пропорцию 1:9 для Е100 и около 1:9,8 для топлива Е85. Соответственно, биоэтанола во впускной коллектор приходится впрыскивать в большем количестве, нежели бензина.

В этом и есть второе отличие двигателей типа Flex Fuel и других, заточенных под спиртовое топливо моторов – в более гибких алгоритмах программ управления. Для этого приходится использовать и особый софт, и дополнительные датчики. В частности, датчик определения процента спирта в топливе подсказывает, на сколько нужно увеличить порцию топлива для каждого цилиндра.

На самом деле автомобиль с приставкой Flex Fuel к имени отличается от обычного только некоторыми материалами и настройками блока управления.

Также приходится учитывать худшие пусковые качества топлива с содержанием спирта более 70 %. Поэтому перед стартом при температуре ниже +15 о +20 о С электроника переключает питание на чистый бензин. Для этого на некоторых машинах с Flex Fuel есть небольшой отдельный бензобак.

Биоэтанол и обычный двигатель

Интересно, что по наблюдениям инженеров, работающих с настройкой подобных моторов, при доле спирта в топливе до 40 % обычный, чисто бензиновый мотор ничего “не замечает” и работает без нареканий. Его штатная система управления сама справляется с необходимой коррекцией подачи топлива. Исключение тут – некоторые модели японских и корейских двигателей, которые не могут открывать форсунки впрыска на настолько длительный период.

Считается, что доля спирта порядка 10 – 15 % не оказывает влияния на коррозионную активность топлива и не вредит системе питания обычного, чисто бензинового автомобиля. Поэтому во многих европейских странах присутствие в бензине 5% спирта даже не заявляется потребителю, это само собой разумеется. Кстати, эти 5% спирта в развитых странах обязательны по закону, и добавляют их в бензин как безвредную замену вместо экологически опасной присадки МТБЭ.

Подтверждается экспериментами

Американские исследователи из Университета Северной Дакоты (EERC) и Центра Автомобильных Исследований Миннесоты (MnCAR) проводили несколько видов тестов с автомобилями. Машины заправляли биоэтанолом разной концентрации, с содержанием спирта от 2 % до 85 %, и тестировали по стандартам испытаний HWFET.

Сырьем для получения биоэтанола в США служит кукуруза, в Бразилии – сахарный тростник. Эти две страны производят более 90 % от мирового производства данного топлива.

Были привлечены помимо прочих машины трех моделей без систем питания Flex Fuel – то есть чисто бензиновые: Toyota Camry, Ford Fusion (в Европе это модель Mondeo) и Chevrolet Impala. Так вот, все три автомобиля без системы Flex Fuel успешно ездили на смесях с содержанием спирта вплоть до 45 %. Штатные системы питания автомобилей справлялись с задачами коррекции топливоподачи, вызванными низкой теплотворной способностью спирто-бензиновой смеси. И только когда в бак были заправлены смеси с более высоким процентом спирта, чем 45 %, на панели начал загораться сигнал Check Engine. Причем если Ford Fusion “сдался” уже после топлива E45, то Chevrolet Impala дотянул до Е55, а Toyota Camry – до смеси Е65.

Рекомендация Авто24

И инженеры, и ученые-химики, и автомобилисты-практики говорят о том, что 5% спирта в топливе автомобиль просто не замечает. Но и экономии такая смесь не дает никакой. Однако, как говорит опыт и результаты исследований, и больший процент спирта – вплоть до 40% — не наносит машине существенного вреда. И все же, если у вас есть желание заправляться вместо бензина более дешевым биотопливом с весомым содержанием спирта, попробуйте прежде найти информацию об опыте эксплуатации на Е40 – Е85 именно о вашей модели автомобиля, причем не в версии Flex Fuel, а в чисто бензиновой. Поиск информации на клубных и фанатских форумах облегчит использование одного из иностранных языков, ведь на постсоветском пространстве такие автомобили массово не эксплуатировались.

Спирт вместо бензина, можно ли заменить на автомобиле

СМОЖЕТ ЛИ БЕНЗИН ИЗ СПИРТА ЗАМЕНИТЬ ТОПЛИВО?

С каждым годом всё активней истощаются ресурсы природы. Бензин постоянно увеличивает свою стоимость, поэтому учёные всё чаще задумываются о создании альтернативного источника топлива. Сегодня мало кто знает, что такое спиртовой бензин, но этот продукт уже давно рассматривается в качестве замены классическому виду топлива.

ВАЖНОСТЬ ВОПРОСА

Необходимость в поиске замены горючего возникла из-за развивающего нефтяного кризиса. Но для этих целей рассматривается не только этиловый, но и метиловый спирт. Как известно, последний обладает повышенной ядовитостью, а его испарения крайне опасны для окружающей среды и человека. Соответствуя стандартам, концентрация этого вещества в воздухе не должна превышать 5 мг/м3. Но учёных не останавливает этот показатель и они продолжают исследования с метанолом.

Основной целью таких работ является компенсация исчерпывающих ресурсов нефтяного промысла. Согласно исследованиям, кризис топлива должен начаться уже через 50 лет. На практике было обнаружено много потенциальных альтернатив, но именно смесь спирта и бензина считается самым оптимальным вариантом.

ДОБАВЛЕНИЕ СПИРТОВ

Подобная идея замены бензина не считается новой. Впервые она была озвучена в Париже в 1902 году, когда были представлены 70 двигателей, работающих на основе этилов. С тех пора эта идея регулярно обсуждается.

На практике это было реализовано в 1906 году, когда добавление спирта в бензин стало основой для работы общественного транспорта Парижа. Многих сразу привлекла дешевизна новинки и её уменьшенная пожароопасность. Позже этот способ начали использовать и в Германии для обычных автомобилей. Исследования показали явную выгоду нового вида топлива, так как при 1 литре полученной смеси можно было проехать 7,5 км, а вот с чистым бензином — 5,8 км.

ВНИМАНИЕ К НОВИНКЕ

Такие исследования были проведены и в России в 1914 году. Тогда для этого был выпущен целый ряд новых двигателей. В работах Бриллина был сделан вывод, что использование этилов как альтернативы классическому бензину показывает существенную экономию топлива и прирост мощности. Позже даже было решено разработать специальные подогревающие проборы, которые улучшили бы пуск автомобиля и вывод выхлопных газов. Америка также не стала отставать, проводя большое количество исследований.

В наше время спирт в бензин добавляют в первую очередь не для повышения экологичности работы транспорта, а для экономии нефтепродуктов. В странах Америки больше всего распространено топливо на основе этила, ведь его можно получать из продуктов вторичной переработки (отходы от выращивания кукурузы, биомассы, древесные опилки и солома). На просторах же Европы первенство в выборе альтернативного топлива завоевал метанол, который можно добывать из газа.

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БАЗА

Для создания топлива на основе спирта в России присутствует большая база, которая включает технологические и сырьевые преимущества. Даже на сегодняшнем этапе можно производить более 160 тысяч тонн этанола в год и 1,4 млн тонн метанола. На практике же только небольшое количество компаний действительно используют полученную технологию, добавляя в бензин 5% этанола.

В период 80-х годов были проведены масштабные испытания, которые показали высокую эффективность такого вида топлива, но для его полноценной работы потребуется изменение конструктивных особенностей автомобиля.

ВСЕ ЗА И ПРОТИВ

Несмотря на все особенности и преимущества, добавка спирта в бензин косвенно отличается от привычного топлива. В частности, это:

  1. детонационная стойкость;
  2. теплота испарения;
  3. теплота сгорания.

Благодаря тому, что этиловые смеси обладают меньшим порогом детонации, они могут подвергаться более сильному сжатию. За счёт этого повышается мощность мотора, что является несомненным плюсом. Из-за этого свойства сегодня создают смеси бензина и спирта, чтобы улучшить его эксплуатационные особенности.

Также стоит отметить более низкую теплоту сгорания для спирта (40%), что позволяет экономить на ресурсах автомобиля. Теплота же испарения имеет высокие показатели, что улучшает наполнение цилиндров мотора и обеспечивает эффективное сгорание смесей, отчего двигатель становится на 10% мощнее.

ВОЗМОЖНЫЕ НЕДОСТАТКИ

На практике наблюдаются проблемы при холодном запуске мотора. Это вызвано повышенной теплотой испарения. Если добавить спирт в бензин, для автомобиля это может стать губительным. Именно поэтому при тестировании такого топлива было необходимо менять некоторые материалы в конструкции. При использовании смесей этиловых спиртов выделяется повышенная концентрация формальдегидов, которые имеют губительное действие на цветные металлы, пластмассу и некоторые виды резины. При обычных условиях эти материалы устойчивы к простому горючему.

Также значительным недостатком отмечают расслоение топлива, которое происходит при попадании в него воды. Для решения этой проблемы применяют специальные стабилизаторы в виде сложных спиртов. Регулярное использование топлива требует частой очистки внутренних механизмов от различных отложений. Также октановое число спирта и бензина имеет существенные различия (85 и 15%), а это вызывает трудности в его применении.

Исходя из перечисленного, можно сделать вывод, что развитие альтернативных источников топлива имеет большие перспективы. Это может стать реальным выходом из нефтяного кризиса, но подобная промышленность требует серьёзного совершенствования технологической базы, что сегодня активно проводится. В то же время производители продолжают добавлять небольшие пропорции спиртов в горючее, чтобы повысить их производительность.

С каждым годом на планете остаётся всё меньше полезных ископаемых. Поскольку совсем скоро запасы нефти исчерпаются, многие автомобилисты уже сегодня предпочитают переходить на альтернативные источники топлива. Самым выгодным считается использование спирта, но эта технология ещё недостаточно развита, поэтому редко применяется для полноценного использования.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Спирт в качестве топлива: Автомобили-алкоголики

Мировой топливный кризис, из-за которого подскочили цены на бензин и дизтопливо, вновь заставляет задуматься об иных источниках энергии для транспортных средств. Неплохая альтернатива традиционному топливу – спирт. Чем хорош такой заменитель и что сделать, чтобы автомобильный двигатель смог на нем работать?

Мировой топливный кризис, из-за которого подскочили цены на бензин и дизтопливо, вновь заставляет задуматься об иных источниках энергии для транспортных средств. Неплохая альтернатива традиционному топливу – спирт. Чем хорош такой заменитель и что сделать, чтобы автомобильный двигатель смог на нем работать?

Мировой топливный кризис, из-за которого подскочили цены на бензин и дизтопливо, вновь заставляет задуматься об иных источниках энергии для транспортных средств. Неплохая альтернатива традиционному топливу – спирт. Чем хорош такой заменитель и что сделать, чтобы автомобильный двигатель смог на нем работать?

Спирт обладает целым рядом преимуществ по сравнению с нефтяным топливом, и только большая стоимость, малая теплоотводность, высокая гигроскопичность и повышенное содержание альдегидов препятствуют его массовому применению в качестве топлива для ДВС. А достоинства спирта следующие.

Высокие антидетонационные свойства (октановое число – более 100). Введение этанола в бензин обеспечивает повышение октанового числа. Каждые 3% этанола в смеси с бензином обеспечивают повышение октанового числа горючего в среднем на 1 единицу. То есть спирт может быть использован в качестве высокооктановой добавки к топливу. Он повышает и детонационную стойкость горючего, так как температура самовоспламенения чистого бензина составляет 290°С, а его смеси с этанолом – 425°С.
Процесс испарения начинается во впускном трубопроводе и заканчивается в цилиндре при ходе сжатия, обеспечивая охлаждение деталей двигателя – поршней и клапанов – и более полное наполнение цилиндров свежим зарядом (компрессорный эффект с 5-процентным увеличением мощности).
Надежное воспламенение от электрической искры при значительных изменениях состава горючей смеси (диапазон воспламеняемости по коэффициенту избытка воздуха для спирта составляет примерно 0,4…1,7).
КПД двигателя, работающего на чистом спирте, выше, чем при использовании бензина.
Меньшая токсичность отработавших газов.
Низкая пожароопасность.
Читать еще:  Как легко запомнить жесты регулировщика

Адаптация ДВС

Существуют два способа применения спирта в качестве горючего для автомобильных моторов – при частичной (до 20%) и при полной замене бензина и дизельного топлива. Высокие антидетонационные качества определяют преимущественное использование спирта в двигателях внутреннего сгорания с принудительным (искровым) зажиганием. Стандартный двигатель не нужно переделывать для работы на бензо-спиртовой смеси.

На АО «АвтоВАЗ» были проведены испытания бензина АИ-95 с 10-процентным содержанием этанола на токсичность, расход топлива и обеспечение динамики автомобиля без перерегулировки двигателя. Было установлено, что добавка к бензину 10% спирта приводит к обеднению топливовоздушной смеси и незначительно ухудшает ездовые качества машины практически на всех режимах движения. При переходе на АИ-95Э с 10-процентным содержанием этанола требуется перерегулировка карбюратора.

Согласно результатам стендовых испытаний «АвтоВАЗа», применение бензина АИ-95Э с 5-процентным содержанием спирта не приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик автомобиля и не требует изменения исходных регулировок двигателя.

А вот для работы на чистом спирте требуется увеличение вместимости топливного бака и степени сжатия до 12 – 14 ед. (чтобы полностью использовать детонационную стойкость топлива) и перерегулировка карбюратора или перепрограммирование ЭБУ инжекторного двигателя. Горючую смесь необходимо немного обогатить: для сгорания 1 кг спирта требуется 9 кг воздуха, а для сгорания 1 кг бензина – 14,93 кг.

Низкое давление насыщенных паров и высокая теплота испарения спирта делают практически невозможным запуск бензиновых двигателей уже при температуре окружающей среды ниже +10°С. Для улучшения пусковых качеств в спирт добавляют 4 – 6% изопентана (С5Н12) или 6 – 8% диметилового эфира (СН3-О-СН3 или С2Н6О), что обеспечивает нормальный пуск двигателя при температуре от –25°С и выше. Для этой же цели спиртовые моторы оборудуют специальными пусковыми подогревателями. В случае неустойчивой работы двигателя при повышенных нагрузках (из-за плохого испарения спирта) применяется дополнительный подогрев топливной смеси с помощью, например, отработавших газов.

Дизель и спирт

Адаптировать дизельный мотор для сжигания в его цилиндрах спирта гораздо сложнее. Венским техническим университетом были проведены экспериментальные исследования на 4-цилиндровом тракторном дизеле фирмы Steyr.

Ввиду того, что цетановое число этанола низкое, двигатель был дополнительно оснащен электронной системой зажигания, а головку цилиндров модернизировали для размещения свечей зажигания. Кроме того, была изменена геометрическая форма камеры сгорания в днище поршня, установлены новые топливный насос высокого давления, форсунки и топливоподкачивающий насос повышенной производительности. Исследования показали, что дизель работает на этаноле практически бездымно. По сравнению с работой на дизельном топливе выброс NOx снижается, что является результатом уменьшения температуры вследствие повышенной теплоты испарения этанола. Выброс СО такой же, как у бензинового ДВС, выброс СН относительно высок, однако может быть радикально снижен при применении простейшего окислительного нейтрализатора. При переходе на дизельное горючее дымность и расход топлива у переоборудованного дизеля значительно выше, чем первоначально. Объемный расход у этанола почти в 2 раза больше, чем у дизельного топлива, что является следствием его более низкой теплоты сгорания, а удельный приведенный расход лишь немногим выше.

Модернизировать двигатель могут не только автопроизводители, но и специализированные фирмы. Например, в США бензиновые двигатели и дизели для работы на альтернативном топливе переоборудует фирма Jasper Engines and Transmissions. Переделываются моторы от 8-цилиндровых V-образных до рядных 6- и 4-цилиндровых. После переоборудования двигатели могут работать на метаноле, этаноле, сжатом и сжиженном природном газах.

Идея использования спирта в качестве топлива не нова. Самый богатый опыт его применения в ДВС имеет Бразилия. После мирового нефтяного кризиса 1973 – 75 годов в этой стране в начале 80-х приняли программу «Топливо на основе этанола». В результате здесь до конца прошлого столетия этанол ежедневно заменял до 250 тыс. баррелей импортируемой нефти. В 90-х годах в Бразилии этиловый спирт служил горючим более чем для 7 млн. машин, а его смесь с бензином (газохол) – для еще 9 млн. авто. Этанол в этой стране изготавливают из сахарного тростника, а продают через заправочную сеть, насчитывающую 25 тысяч станций.

Вторым мировым лидером по использованию этанола в автотранспорте являются США. Здесь также реализуется программа замены бензина спиртом, который получают при переработке излишков кукурузы и других зерновых культур. Чистый этанол в этой стране используется как горючее в 21 штате, а на бензоэтаноловую смесь приходятся 10% топливного рынка США.

Раньше заинтересованность в использовании более дорогого этанола ($60 за баррель) в качестве моторного горючего за рубежом была обусловлена налоговыми льготами. В США они компенсируют продавцам убыток в случае, если те продают этанол по цене бензина. Сейчас, после скачка цен на нефть ($40 – 50 за баррель), с учетом переработки сырья для получения бензина, стоимость этих видов топлива практически сравнялась. Поэтому использование спирта оказалось еще целесообразнее.

Применение спирта в качестве топлива получило поддержку и в некоторых европейских странах – в частности, Франции и Швеции. 7 ноября 2001 года две комиссии ЕС приняли так называемые биодирективы относительно использования биотоплива в странах Евросоюза. Они предусматривают обязательное применение этого горючего как добавки к бензину в будущем.

Этанол (С2Н5ОН) – винный, или питьевой спирт, являющийся важнейшим представителем одноатомных спиртов. Эта бесцветная жидкость, которая смешивается в любых соотношениях с водой, спиртами, эфирами, глицерином, бензином и другими органическими растворителями, горит бесцветным пламенем. Этанол, обладая высоким октановым числом и энергетической ценностью, является отличным моторным топливом. Для получения бензина АИ-95 требуется добавить в бензин АИ-92 около 10% этанола.

Метанол (СН3ОН), или древесный спирт – простейший представитель предельных одноатомных спиртов, бесцветная подвижная жидкость с характерным запахом. Смешивается с водой во всех соотношениях, а также с другими спиртами, бензолом, ацетоном и другими органическими растворителями. Основной способ производства метанола – синтез из водорода и оксида углерода. Сырьем для этого служат природный, коксовый и другие газы, содержащие углеводороды (например, синтез-газ), а также кокс, бурый уголь, древесина, сланцы, биомасса и др.

Из приведенных данных хорошо видно, что введение спирта в дизельное топливо приводит к росту давления (Р) в ВМТ более чем на 20%. Резко увеличивается скорость нарастания давления, т. е. возрастает жесткость работы двигателя. Горение этанольного топлива начинается раньше. При этом момент на валу двигателя снижается. Иными словами, введение этилового спирта в дизельное топливо ухудшает его технико-экономические показатели. Однако при этом несколько улучшаются экологические показатели работы мотора. Для получения максимального эффекта от введения спирта в дизельное топливо необходимо провести регулировку двигателя.

В конце июня 2000 года Правительственный комитет по реформированию аграрного комплекса и проблемам экологии одобрил проект государственной программы «Этанол: 2000 – 2010», а также «Программу государственной поддержки развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и малой гидро- и теплоэнергетики», разработанной в соответствии с Указом Президента Украины № 285 от 2 апреля 1997 года. Кабинет Министров Украины постановлением № 1044 от 4.07.2000 года программу «Этанол» утвердил. Документ предусматривает ускоренный перевод примерно трети автопарка на газохол и этанол.

Ресурсы по производству этанола в нашей стране практически неисчерпаемы: из отходов сельского хозяйства, главным образом свекловодства, и переработки импортного тростникового сахара-сырца ежегодно производится свыше 5,5 миллиона декалитров этанола и 300 – 310 тысяч декалитров технических спиртов. Мощности украинских предприятий позволяют выпускать 66 миллионов декалитров таких спиртов в год. В середине июня этого года Украина договорилась с Кубой об увеличении бартерных (в обмен на промышленные изделия) поставок тростникового сырца. По оценкам кубинских специалистов, около 25% этого сырья может использоваться исключительно для производства спиртового и спирто-нефтяного топлива. Программа «Этанол» предусматривает, в частности, перепрофилирование более трети мощностей украинских спиртовых и смежных (перерабатывающих сахарное сырье) заводов на выпуск высокооктановых кислородосодержащих добавок к бензину и техническому спирту – в основном из сельскохозяйственного сырья. Эксперты оценивают это как наиболее перспективное и экономически выгодное решение.

Подготовил Юрий Герасимчук
Фото Сергея Кузьмича

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Биоэтанол как альтернатива бензину

За последний год в России значительно вырос интерес к спирту в качестве замены бензину. Это видно даже по запросам в интернете, число которых выросло в полтора раза.

С середины 1970-х годов энтузиазм по поводу использования спиртов в качестве альтернативного топлива в ДВС увеличился. А пика он достиг к середине 1980-х годов. Спирт как альтернативное топливо из-за его минимального воздействия на атмосферу приобретает большое значение. Этанол — альтернатива горючему из нефти из-за меньших выбросов парниковых и выхлопных газов, повышения энергоэффективности. Кроме того, оно удобно для двигателей внутреннего сгорания большой мощности из-за высокого октанового числа, скорости горения. Спирты с низкой молекулярной массой подходят и вместо добавок для повышения октанового числа.

Что такое этанол?

Этанол (этиловый спирт), также содержащийся в алкогольных напитках, получают путем ферментации раствора сахара. В США его производят из кукурузного крахмала. Трава, древесина и сельскохозяйственные отходы также могут быть использованы для производства «целлюлозного» этанола.

Ферментация — это основной метод синтеза этанола, используемый в промышленности. Меласса сахарного тростника — важное сырье для производства этанола, который является побочным продуктом сахарной промышленности. Кроме того, в процессе ферментации зерновые крахмалы (пшеница и кукуруза), картофельное пюре, фруктовые соки, не содержащие сахара лигноцеллюлозные фракции сельскохозяйственных культур, таких как травы и растения, используются в качестве сырья. Как правило, меласса содержит до 50% простого сахара, который легко сбраживается в этанол. Это идеальное сырье для производства этанола с высокой доступностью и низкой стоимостью. Однако, как только сырье доставляется на завод по производству этанола, оно хранится на складе и кондиционируется для предотвращения раннего брожения и загрязнения. Более того, фермент, такой как микроскопические дрожжи, играет жизненно важную роль в процессе ферментации, превращая углеводы в этанол в отсутствие кислорода.

Особенности применения

Чистый этанол — 100% этанол или E100 — теоретически можно было бы использовать в автомобилях, но практически это нереализуемо по следующим причинам:

  • Этанол плох для холодного запуска, потому что он не горит так быстро, как бензин. Чистый этанол бесполезен в качестве топлива в зимние месяцы.
  • Нет легковых автомобилей, предназначенных для использования E100 (не считая некоторые гоночные автомобили), что может привести к повреждению двигателя. Даже авто, работающие на нескольких видах топлива (FFV), работающие как на бензине, так и на этаноле, могут использовать горючее до E85.
  • 100% этанол трудно достать. Технически его можно употреблять как очень крепкий алкогольный напиток. Согласно правилам США, топливные спирты должны быть непригодными для питья и разбавленными до 95,5%. И, если этанол не смешан с бензином, он будет облагаться налогом на спиртные напитки / пошлиной на алкоголь.

85% этанола на 15% бензина или E85 — наиболее распространенное биотопливо в Штатах. Самый высокий процент этанольного топлива, продаваемого в США — это E85, а в Бразилии — E95, где запуск автомобиля в холодную погоду не является проблемой.

Считается, что E10 можно использовать в обычных автомобилях без модификации двигателя.

Зачем использовать этанол в качестве альтернативного топлива

Спиртовое топливо имеет больше преимуществ по сравнению с ископаемым топливом.

  1. Спирт с более низким молекулярным весом может быть получен из местных энергетических ресурсов, таких как биомасса, уголь и природный газ, которые доступны по низкой цене.
  1. Сжигание спирта в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) создает большее давление сгорания по сравнению с бензином. Это происходит из-за более высокого отношения местных продуктов к реагентам. Кроме того, это улучшает выходную мощность и тепловой КПД по сравнению с бензином.
  1. Снижаются выбросы парниковых газов.
  1. По сравнению с бензином спирты с более высоким средним октановым числом могут повысить мощность.
  1. Уменьшается выделение токсичных газов в окружающую среду.
  1. Утечки и разливы спиртового топлива из танкеров не так страшны. Спирты смешиваются с водой и могут быть смыты ею. Они легко распадаются при попадании в землю.
  1. Спиртовое топливо имеет более низкие выбросы паров.
  1. Сжигая спирт в ДВС мы выбрасываем незначительное количество золы из-за меньшего содержания углерода в спирте.
  1. Общая энергоэффективность топлива улучшается.

Бразилия и этанол

Технология создания топлива на основе этанола существовала с 1920-х годов, но не получила широкого распространения до 1980-х годов. В поисках возобновляемых альтернативных источников энергии правительство Бразилии обнаружило, что в 80-х годах около 90% автомобилей страны работали на этаноле. Хотя это число снизилось одновременно с ценами на нефть, использование этанола в стране снова увеличилось. Теперь все используемые виды топлива должны содержать минимум 25% этанола. Бразилия является крупнейшим экспортером этанола в мире, занимая второе место в мире по количеству заводов-производителей подобного топлива. Около 87% зарегистрированных транспортных средств (2012 г.) работают на спирте. Потребление бензина в стране снизилось на 30%. Производятся оптовые поставки спиртового топлива в другие страны, однако, из объемы не сопоставимы с используемыми внутри страны.

Этанол дешевле бензина?

Производство этанола не самое дешевое, но, поскольку он поступает из возобновляемых источников, по прогнозам, вскоре он станет дешевле, чем традиционное топливо. И, в зависимости от того, где производится этанол, затраты на импорт могут перестать быть ключевым фактором ценообразования. Транспортировка оптовых партий сокращает цену в пересчете на литр топлива, по сравнению с розничными продажами.

Этанол более экологичен?

Это зависит от того, как был произведен этанол и как он используется. Как правило, использование E85 приводит к меньшим выбросам, чем при использовании обычного топлива. Этанол также вытесняет бензол, который вызывает рак и является нетоксичным, водорастворимым и биоразлагаемым веществом. Так как этанол производится из растений, он квази-возобновляемый.

Что касается расчетов «жизненного цикла» считается, что целлюлозный этанол производит на 86% меньше парниковых газов. Парниковые газы — двуокиси углерода, метана, закись азот. Жизненный цикл рассчитывается с учетом того, как топливо производится, транспортируется и т. д. Исследование Калифорнийского университета в Беркли показало, что для производства этанола не требуется больше энергии, чем он может произвести. Этанол, полученный из кукурузы, имеет положительный «энергетический баланс», особенно если учесть, что другие ценные продукты, такие как кукурузное масло, являются побочными продуктами процесса его производства.

Этанол полезен для планеты?

Горение E85 все еще выделяет загрязняющие вещества и производит выбросы выхлопных газов. Топливо с содержанием этанола от 6% до 20% выделяет наибольшее количество выбросов. Рекомендуется использовать чистый бензин или более высокие концентрации этилового спирта.

Расчет выбросов в течение всего производственного цикла проблематичен. Часто не принимаются во внимание изменения в использовании земель. Например, преобразование лесных земель в пахотные, что ускоряет глобальное потепление. Производство этанола из кукурузы в значительной степени зависит от ископаемого топлива и удобрений. Однако до тех пор, пока сельскохозяйственные угодья не используются для выращивания целлюлозных материалов, целлюлозный этанол довольно экологичен — для его создания требуется меньше удобрений, а побочные продукты могут использоваться для производства горючего топлива.

Почему на сегодняшний день России не выгодно переходить на биоэтанол?

В России широкое использование этанола в качестве топлива проблематично по нескольким причинам. В первую очередь, наше законодательство ограничивает оборот этанола. Кроме того, этому спирту необходимо как-то предать «непитьевое» состояние. Безопасный процесс такого перевода уже разработан на основе реакции дегидратации — отщепления воды от молекул спиртов. При нужных условиях получаем смесь углеводородов, близкую по составу к бензину. Этот способ разработан в Институте общей и неорганической химии РАН под руководством члена-корреспондента РАН Александра Гехмана.

Даже с учетом наличия земель для выращивания кукурузы или иных растений, служащих для производства биотоплива, и небольших тратах на транспортировку, конечный продукт выходит дороже привычного бензина. Дело в акцизах, накладываемых государством на спиртосодержащую продукцию.

В чём плюсы и минусы биоэтанола

О том, что для двигателей автомобилей можно использовать растительное топливо, известно ещё со времён первых самоходных тележек. Но лишь в последние годы эта идея вновь стала актуальна. Виной тому неуклонно повышающиеся цены на нефть.

Читать еще:  Описание и принцип работы системы контроля усталости водителя

В последнее время в мировой прессе всё чаще публикуются сообщения об опасности и даже вредности массового перевода автомобилей на биоэтанол. Одно авторитетное мнение очень скоро оспаривается другим, не менее авторитетным. Критика настолько жёсткая, что поневоле вызывает недоумение. Как такое может быть: ведущие страны принимают энергетические стратегии, которые, если верить скептикам, совершенно бездумны и являются кратчайшим путём к масштабным экологическим и экономическим катастрофам? Где правда? Попробуем разобраться.

Противники сжигания этанола в двигателях внутреннего сгорания приводят убедительные доводы. Они не опровергают факта, что при использовании этилового спирта выхлоп автомобилей становится намного чище. Это действительно так. Главная же беда — в самом производстве этого вида топлива, когда в атмосферу выбрасываются огромные количества углекислого газа. А значит, вся экологическая эффективность использования спиртосодержащих смесей сводится на нет. И бравые лозунги о борьбе с глобальным потеплением, об изменении климата не только теряют свою актуальность, но даже смешны.

Правы они? И да и нет. Производство этанола действительно насыщает атмосферу парниковыми газами (ещё они называются GHG — от greenhouse gas) в количествах, сопоставимых с выбросами бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Но у всякой монеты есть и обратная сторона. Дело в том, что в процессе производства и сжигания 1 литра этанола из растительного сырья в атмосферу попадает ровно столько же CO2, сколько до этого было поглощено теми же самыми растениями в результате реакции фотосинтеза. По сути производство этилового спирта есть не что иное, как «фотосинтез наоборот», с той лишь разницей, что в одном случае требуется солнечный свет, а в другом — выделяется тепло.

Получается, биоэтанол абсолютно нейтрален в качестве источника парниковых газов. Значит — лучше от него не станет, но и хуже не будет, в отличие от продуктов переработки нефти. Есть у этилового спирта и ещё одно преимущество: положительный энергетический баланс. В зависимости от вида сырья последний может колебаться от 1,24 до 8. То есть при сжигании этанола выделяется в несколько раз больше энергии, чем затрачивается при его производстве. В этом смысле «скандальное топливо» на порядок превосходит бензин или солярку. Только вообразите себе расходы на разведку, добычу, транспортировку, переработку нефти, и вы поймёте, что топливный баланс нефтяных продуктов значительно меньше единицы.

Но и без недостатков у C2H5OH не обходится. При сгорании 1 литра этилового спирта выделяется на 34% меньше энергии, чем при сгорании того же объёма бензина. Выходит, что если заправлять автомобиль топливом с содержанием этанола (к примеру, широко пропагандируемой смесью с бензином E85), то расход топлива неизбежно возрастёт вплоть до этих самых 34% — всё будет зависеть от концентрации спирта в каждом конкретном случае. Но с этой печальной картиной столкнутся лишь владельцы машин с двигателями, изначально рассчитанными на традиционный бензин и лишь затем адаптированными под новомодное топливо.

Нельзя забывать, что октановое число этанола равно 105. Это означает, что его можно сжигать в двигателях с куда большей степенью сжатия. Так что, в принципе, двигатели, рассчитанные исключительно на новый источник энергии, должны быть уж никак не хуже нынешних бензиновых или дизельных собратьев. И в плане экономичности, и в плане мощностных характеристик. А уж про экологию и говорить не приходится! Примерно на 80% уменьшаются выбросы углеродных соединений, а конкретно CO2 снижаются на 30%. Но заливать в такие машины бензин категорически нельзя — детонация мигом убьёт технологичный мотор.

В этом смысле весьма пессимистично выглядят перспективы так называемых многотопливных (чаще всего битопливных) автомобилей. Они могут называться Flex Fuel, Flexifuel, BioFlex, и как угодно ещё — всё зависит от фантазии фирм-производителей. Про такие разработки мы писали уже не раз и не два. Причём если некоторые носят статус концептов, то другие — вполне себе серийные машинки. Но у всех этих автомобилей есть один противный недостаток — этанол там сжигается неэффективно, ведь степень сжатия нельзя изменить, просто нажав кнопку на панели.

Получается забавная ситуация: на бензине Flexifuel-машина едет хорошо, а на E85 (если кто забыл, это коктейль из 85% этанола и 15% бензина), , плохо, а , «жрёт» ощутимо больше. Да, биоэтанол дешевле бензина, но не намного. Зря вы думаете, что с этим топливом сэкономите сколько-нибудь значимую сумму. Может даже случиться и так, что будут одни убытки. Смотря как ездить — на одной лишь «зелёной» ориентации недалеко окажешься. Поэтому не удивляйтесь, что внедрение, казалось бы, перспективной идеи сопровождается законодательным регулированием, например в США и Бразилии.

Стоит тормознуть и поговорить подробнее, ибо в этих странах внедрение биоэтанола зашло очень далеко. Бразильцы очень не любят топливные кризисы c 1973 года. И всячески стараются их предотвратить. Так, с в стране функционирует масштабная биотопливная кампания. Не стоит поэтому удивляться, что 4,5% площади Бразилии заняты плантациями сахарного тростника, а большинство местных автомобилей можно с чистой совестью причислить к заядлым алкоголикам. За год миллион бразильских рабочих производит двадцать с лишним миллиардов (!) литров этанола.

Назвать экономику этой страны зависимой от нефти никак нельзя. Выращивая и перерабатывая сахарный тростник, Бразилия полностью обеспечивает себя топливом и электричеством. Всё это безусловно радует, но даже в бочке спирта нашлось место вездесущему дёгтю. Ради новых плантаций бразильцы вырубают леса Амазонки. Можно назвать это странной и недальновидной политикой, а если сказать прямо — то это настоящий идиотизм. Как жить без «лёгких планеты»?

Похожая ситуация складывается и в США. Президент Буш выдвинул программу «20 за 10», которая должна помочь к 2017 году снизить потребление бензина на 20%. За счёт чего? Разумеется, за счёт этанола. К озвученному сроку власти намерены увеличить его производство до 30 с лишним миллиардов литров. За последние годы инвестиции только в исследования перевалили за 12 миллиардов долларов. И это только начало.

В Америке производят этанола хоть и много, но чуть меньше, чем в Бразилии. Правда, делают его не из тростника (он в Штатах расти не хочет), а из кукурузы. Такой вариант менее эффективен, а стало быть, себестоимость американского эталона выше бразильского. Тем не менее программу активно продвигают власти многих штатов, и губернатор «кукурузного» Иллинойса, кандидат в президенты Барак Обама (Barack Obama), — не исключение. Принимаются новые требования к бензиновому топливу, которое должно содержать 10% этанола (такая пропорция безопасна для традиционных двигателей).

Достигнут ли американцы своих целей? Каково будущее всей этой затеи с биоэтанолом? Пока что всё туманно. Ясно одно — рассчитывать на тотальный переход к спиртовым двигателям нереально. Если предположить стопроцентную эффективность процесса переработки, то для того, чтобы только США перевести с нефти на этанол, нужно 75% сельскохозяйственных земель нашей планеты засеять соответствующими культурами. Грубо говоря, если даже всю Луну засадить тростником, этого окажется недостаточно.

Массовое культивирование культур для производства этанола неизбежно окажет значительное влияние на сельское хозяйство. Фермеры не дураки — раз спрос на кукурузу растёт, они будут её сеять везде, где смогут. А кто при этом подумает о миллионах голодающих жителей Земли? Поэтому многие исследователи и негодуют, утверждая, что «выращивать» биотопливо в то время, когда людям есть нечего, — низкое, подлое и вообще аморальное занятие.

Впрочем, к любой критике надо относиться со здоровой долей скептицизма. Сами по себе биотопливные программы вполне разумны и при грамотной реализации способны принести ощутимую пользу. Стоит только иметь в виду, что повсеместное внедрение этанола окажет ощутимое влияние на мировую экономику. И, разумеется, найдутся те, чьи интересы пострадают. Пример: так называемый саммит «табачных королей» 1988 года, где боссы крупнейших компаний обсуждали, как бы нейтрализовать политику ВОЗ по борьбе с курением. И есть ли гарантия, что подобные действия не предпринимают сейчас все те, кто почувствовал угрозу нефтяному бизнесу? , как ни крути, а внедрение биотоплива — это вопрос не столько научный и экономический. Здесь вступает в дело большая политика.

Бензин своими руками: возможно ли?

Изготовление топлива для автомобилей на дому. Возможно ли это?

Немного отступления, т.е. о технологии создания этанола (этилового спирта) и биодизельного топлива в домашних условиях. ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ СТАТЬЯ. НЕ РУКОВОДСТВО К ДЕЙСТВИЮ!

Вопрос: Можно ли сделать топливо для своего автомобиля в домашних условиях?

Просматривая современные реалити-шоу мы и я в том числе невольно задались вопросом, возможно ли в реальности самостоятельно в домашних условиях сделать топливо для своего автомобиля? Я понимаю, что настоящий бензин сделать в кустарных условиях нереально, но возможно ли получить какие-то производные от него или другой вид топлива? Ездят же по миру машины и на дровах и на воде. Какой вид автомобильного топлива возможно сделать в кустарных условиях самостоятельно?

Ответ:

Если вы ищете альтернативное топливо или проводите свое время в раздумьях о различных апокалиптических сценариях, есть только лишь два реально рабочих варианта, которые совместимы с сегодняшними системами двигателей, которые устанавливаются на легковых и грузовых автомобилях. Это этанол, одна из самых подходящих замен бензину, и биодизель, который соответственно заменяет само дизельное топливо. Оба этих варианта могут использоваться для замещения промышленного топлива. Причем биодизель можно заливать в бак обычного дизельного двигателя практически без каких-либо серьезных изменений.Этиловый спирт смешивается в определенных пропорциях с бензином, т.е. от 10 до 85%. Внимание! Не все бензиновые ДВС способны работать на подобной смеси.

Но сделать эти два вышеназванных заменителя стандартного топлива не совсем просто. Прежде чем пробовать производить этанол и биодизель в домашних условиях, вам потребуется изучение профессиональной литературы, закупка (или постройка) оборудования, создание функционирующей системы способной производить необходимое количество топлива и требуемого качества. Конечно же не стоит забывать и о безопасности, поскольку не нужно пренебрегать изучением законодательства страны в которой вы находитесь. Вполне вероятно, что производство определенных объемов суррогатного топлива может быть незаконным.

И даже в том случае, если вы и изучите все тонкости данного производства, то рассчитывать на дешевый продукт вряд ли стоит (если только у вас нет гектара под засев для культур из которых можно добыть спирт), ингредиенты высокооктанового зелья также влетят вам в копеечку и обойдутся дороже, чем меньший опт вы по этой позиции закажите.

Несмотря на все сложности по изучению новой технологии производства, сами покупки дорогостоящего сырья и сама по себе технология создания топлива достаточно проста.

Изготовление этанола в домашних условиях

Процесс изготовления этанола в домашних условиях очень похож на самогоноварение.

Из чего вытекает тут же самая первая проблема — это законность данного деяния. Вам потребуется узнать максимальный объем производимого товара и регулирование алкогольной продукции в нашей (в вашей) стране.

Вне зависимости от количества спирта которое вы производите, вам также придется пройти процедуру его денатурации, сделать его непригодным для употребления в пищу человеком, с помощью добавления в него определенных веществ, таких как керосин или лигроин.

Другое важное различие между перегонкой самогона и самого топлива заключается в том, что этот самый этанол, предназначенный для использования в качестве горючего, должен быть более тщательно очищен по сравнению с таким же этанолом, что предназначен для потребления человеком. В нем должно быть меньшее количество воды. Уменьшение содержания воды может быть достигнуто только путем нескольких этапов перегонки. Также существуют еще и фильтры, которые способны удалять содержащуюся в топливном спирте воду.

При использовании данного этанола неплохо было бы поставить дополнительные фильтры очистки и на сам автомобиль, чтобы отделить воду и другой мусор конкретно от топлива, так как сам по-себе этанол действуя в качестве растворителя, будет по-просту смывать всю эту грязь с топливных линий и нести их прямо в цилиндры.

Процесс изготовления топлива аналогичен созданию алкоголя. Он начинается с подбора сырья. Исходным продуктом может быть что угодно, от той же кукурузы и пшеницы и заканчивая просом или топинамбуром.

-Исходное сырье используется для приготовления затора;

-Потом начинает процесс ферментации, который расщепляет крахмал до сахаров;

-Далее следует процесс брожения.

Получение сырья для производства горючего спирта на дому

Самая большой проблемой в создании горючего спирта в домашних условиях в данное время либо в каком-то гипотетическом или апокалиптическом будущем, является само сырье. Для того чтобы сделать затор, который можно будет потом дистиллировать в топливный спирт, вам необходимо какое-то зерно или другой материал растительного происхождения, и в большом его количестве. Если у вас есть место где можно вырастить сырье, проблем в том же денежном эквиваленте у вас будет значительно меньше.

В основном этанол делают из кукурузы. С каждых 40 соток возможно производить до 1500 тыс. литров этилового спирта в год. Из других культур еще большую эффективность показало просо, с той же площади за 1 год урожайность превысила 2200 тыс. литров этилового спирта. При идеальных условиях с просо можно получить и 4500 тыс. литров этилового спирта.

При отсутствии посевных площадей для выращивания допустим той же кукурузы, просо, сахарной свеклы или других видов культурных растений, получение спирта в домашних условиях будет уже нежизнеспособным проектом.

Создание биодизельного топлива дома

Прежде всего важно изначально понять различие того же масла и самого биодизельного топлива. Растительное масло (SVO), отходы растительного масла (WVO) и подобные жиры животного происхождения естественно способны питать дизельный двигатель, но они не являются как таковым биодизельным топливом.

В первом варианте без доработок самого двигателя не обойтись. Как минимум потребуется система грубой и тонкой фильтрации отходов растительного масла. Вариант не очень хороший для мотора.

Предпочтительнее изготовление данного биодизеля из SVO или из WVO масел. Процесс является более сложным и включает в себя «расщепление» химической структуры жиров или масел с использованием метанола и щелочи. Важно принять необходимые меры предосторожности, так как и метанол и щелочь являются токсичными веществами.

Процесс изготовления биодизельного топлива из SVO, в самых основных чертах.

-Добавление определенного количества смешанных ингредиентов метанола и щелочи, они облегчат химический процесс, известный как переэтерификация;

-Результатом этого процесса станет как-раз то, что в конечном итоге выйдет (получится) два продукта, а именно: биодизель и глицерин, который отделиться и осядет на дно данной смеси;

-Заключительный этап — сушка метиловых эфиров жирных кислот. Так как вода сама по-себе приводит к развитию микроорганизмов в биодизеле и способствует образованию свободных жирных кислот, которые вызывают в дальнейшем коррозию металлических деталей.

Хранить не более 3 месяцев.

Получение сырья для производства биодизельного топлива на дому

Самым замечательным в биодизельном топливе является то, что вы можете сделать его из огромного спектра растительных масел или животных жиров (даже сможете теоретически заполучить и бесплатное сырье из тех же местных ресторанов). Процесс получения исходного сырья достаточно прост, как на раз -два- три. Связываетесь с местными ресторанами, узнаете, имеются ли у них отходы растительных масел, а далее находите способ транспортировать эти отходы домой. Готово!

При отсутствии готового источника отходов масла для жарки, получение данного сырья для создания своего собственного биодизеля становится более сложным. Покупать масло в магазинах для добавления в ДТ (дизельное топливо) вещь накладная.

Другой вариант, он заключается в создании ​​собственного растительного масла. Процесс длительный и малоцелесообразный. Может в далеком когда-то гипотетическом или постапокалиптическом будущем, когда все остальные ресурсы будут исчерпаны, это и будет экономически целесообразным, но только не сейчас и не в наше время.

Итог: При должных знаниях технологии и технических средствах этот этиловый спирт для автомобилей сделать несколько проще, чем то же биодизельное топливо. Однако без применения выращенного материала для переработки такое создание домашнего топлива превращается в недешёвое удовольствие. Об этом надо помнить.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector