Давайте рассмотрим, какие варианты топлива для вашего автомобиля существуют сегодня и какие могут появиться в будущем, помимо газа и дизельного топлива.
Сжиженный нефтяной газ (LPG)
Сжиженный нефтяной газ уже пытались использовать в качестве автомобильного топлива. Например, в конце 1990-х годов Opel, Volvo и некоторые другие производители предлагали его в качестве опции для своих двухтопливных моделей. Эти автомобили сначала работали на бензине, а после прогрева переходили на сжиженный газ.
Автогаз — третье по популярности топливо в Европе и других странах СНГ
Автогаз — вариант топлива с преимуществами
На территории Европы и других стран СНГ автогаз занимает третье место по популярности среди видов топлива, отставая позади бензина и дизельного топлива. Он оказывается более экологичным и дешевым в два раза, чем бензин, однако расход при этом выше на то же самое.
Водород: Большое будущее
Водород пророчен будущим уже многие десятилетия. Знается, что выбросы из автомобиля на водородном топливе — это только водяная пара. Но известно также, что выделение водорода весьма дорого (выше цены бензина и газа), а хранение под давлением — опасно, а в специальном оборудовании — дорого.
Выработка электроэнергии в автомобиле
В автомобиле топливный элемент работает путем смешивания водорода и кислорода для производства электричества. То есть, авто имеет свой собственный генератор и не использует батарею.
Использование биоэтанола
Биоэтанол получается из растений и предназначен для использования как биотопливо. Затем его смешивают с бензином или дизельным топливом для получения нового материала, который можно использовать в ДВС практически без конструктивных изменений.
Возможное решение
Доля биоэтанола в смеси с ископаемым топливом может быть в пределах от 10% (Е10) до 15% (Е85). С преимущественной точки зрения экологического образа жизни использование биоэтанола имеет смысл, т. к. количество окислительных газов, выбрасываемых при его горении в двигателе, равновесно компенсируется другими газами, поглощаемыми им при производстве. Однако имеется недостаток в повышенном расходе. Сжиженный нефтепродукт (СПГ) остается самым экономичным вариантом.
Количество автомобилей на КПГ в мире
Около 20 млн. автомобилей в мире используют компримированный природный газ (КПГ), хранящийся в жидком виде под высоким давлением. Многие из них — это автобусы и грузовики, работающие в городских условиях, что позволяет резко снизить их негативное воздействие на окружающую среду. КПГ снижает выброс твердых частиц на 75% по сравнению с дизельным топливом, образует меньше оксида углерода, чем бензин, и до 90% меньше оксида азота.
Преимущества биодизельного топлива
Преимущество биодизельного топлива заключается в том, что его получают из возобновляемых органических компонентов. В зависимости от поколения биодизеля (их существует три) топливо может быть получено из рапса и других культур, из липидосодержащих микроводорослей, из жиросодержащих отходов. Промышленное производство биодизеля обходится дороже, чем получение дизельного топлива из нефти, поэтому этот вид топлива не прижился. Кроме того, биодизель нельзя назвать нейтральным веществом — его растворимость будет лучше, чем у обычного дизельного топлива, поэтому фильтры необходимо менять чаще, чтобы они не пришли в негодность.
Распространение Пропана
Пропан является специфическим видом сжиженного газа, и поэтому его необходимо отличать от других видов сжиженного газа. В большинстве случаев пропан используется в качестве биотоплива, которое заменяет бензин и снижает выбросы вредных веществ. Надо помнить, что пропан требует большего объема резервуара для хранения. Также двигатель должен расходовать на 27% больше пропана, чтобы достичь такой же мощности, как при использовании бензина. И последнее, пропан работает лучше всего в холодном климате.
Вода — Мечта людей создать простой способ передвижения, просто заправляя бак водой пока не сбылась. К сожалению, до сих пор такое изобретение не существует. Не поверите всяким врунам в YouTube. Альтернатива — электролиз, разделяющий воду на окись и водород. Это достигается за счет электричества, которое потребуется в этом процессе. Однако при сжигании водорода будут тепловые потери, мешающие эффективной работе.
Надежда на будущее
Несмотря на кажущуюся сегодня невыполнимость задачи, надежда на будущее все же есть. Солнечные батареи, установленные на кузове автомобиля, могут обеспечить электроэнергию, необходимую для электролиза воды, что позволит реализовать мечту об экономически выгодном электромобиле. Несколько компаний, таких как Jaguar Land Rover, Tata и Citroen, уже работают над этой идеей.
Использование Сжатого Воздуха в Модели Cactus Airflow 2L Компании Citroen
Citroen предложил в 2014 году более вероятное использование сжатого воздуха в модели Cactus Airflow 2L. Он применил обычный бензиновый двигатель, но дополнил двумя воздушными цилиндрами, которые заряжаются энергией при помощи переработки.
Система Hybrid Air с Бензиновым Двигателем
Для обеспечения низкого расхода топлива и снижения нагрузки на ДВС, Citroen совместил бензиновый двигатель с системой «Hybrid Air». Она использует энергию сжатого воздуха, накапливаемую в специальных резервуарах, для привода ведущих колес.
Паровой двигатель: Конкурент ДВС
В первые годы после появления автомобилей с ДВС, пар являлся достойным соперником. Один автомобиль в 1906 году даже установил мировой рекорд скорости на суше — 200 км/ч. Сейчас такие машины делают только энтузиасты.
Кинетическая энергия
Автопроизводители используют другой альтернативный источник энергии, который называется рекуперативным торможением. Идея заключается в том, что по мере замедления автомобиля, его энергия движения возвращается для зарядки аккумулятора, а не теряется в виде тепла и шума.
Не Достижение 100% Эффективности
Во всех формах передачи энергии превращение кинетической энергии в накопленную никогда не достигает 100% эффективности. Значит, для управления автомобилем необходимо комбинировать накопление энергии и ее высвобождение. Для этого потребуется большая батарея для хранения электричества, что ведет к добавлению лишнего веса. Чем больше вес автомобиля, тем больше необходимо преобразовать кинетической энергии при помощи рекуперативного торможения.
Возможность автомобилей не требующих подзарядки или заправки топливом реализуется с помощью солнечной энергии. Этот источник энергии используется для многих целей, однако была проблема с получением достаточной энергии на небольшой площади. Теперь эта проблема решается с помощью солнечной энергии.
Lightyear to Rescue
Голландская компания Lightyear утверждает, что решила эту проблему с помощью своей технологии, которая будет доступна в 2020 году. Азот — самый распространенный газ в атмосфере, составляющий около 78% воздуха,— это то, чем мы дышим. Использование его для питания автомобилей — разумный выбор, поскольку при использовании в качестве топлива он производит очень мало вредных выбросов. При сжатии в баллоне в жидком виде он работает так же, как и в двигателях, работающих на воздухе.
Использование жидкого азота для питания автомобилей
При закачке азота из резервуара он быстро расширяется при переходе из жидкого состояния в газообразное, и эта практически мгновенная реакция расширения может быть использована для приведения в действие турбины. Турбина вращает генератор, вырабатывая электроэнергию, которая может быть использована для приведения в движение автомобиля. К недостаткам можно отнести то, что жидкий азот является опасной жидкостью, и в настоящее время не существует инфраструктуры для его заправки.
Аммиак: Топливо будущего?
Еще в 1943 году аммиак использовался для питания двигателей внутреннего сгорания. Несмотря на низкую плотность энергии — примерно в два раза меньше, чем у бензина,— его можно производить дешево и в больших количествах. Он может использоваться в поршневых двигателях или топливных элементах для выработки электроэнергии и не производит никаких загрязняющих веществ на основе углерода. Единственное, что в настоящее время сдерживает его использование в качестве топлива,— это безопасность при хранении на заправках или на борту транспортных средств.
Древесный газ: прошлое и настоящее
Древесный газ был известен с 1870-х и приобрел популярность во время Второй мировой войны, когда топливо было особенно дефицитным. Он генерируется путем газификации древесины или древесного угля, который затем используется в двигателе внутреннего сгорания. Однако мощность и экологичность такого двигателя оставляют желать лучшего. В итоге, автомобиль ехать будет, но долго.
Алкоголь и Автомобили
Говоря о «заливании себе пол-литра», можно представить, что алкоголь станет автотопливом. Такие автомобили уже использовались ранее, преимущественно в спорте, например в дрэг-рейсинге. Они оснащаются двигателями внутреннего сгорания и топливом высокого октанового числа, например метанол, бутанол и этанол.