5. Назвіть альтернативні та екологічно чисті палива, їхні переваги та недоліки?

Спробуємо розгледіти|розглядати|, і, по можливості, оцінити, ті види палива|пальні|, які мають шанси з'явитися|появлятися| в осяжному майбутньому.

Електрика

Нас з дитинства учили|вчили|, що автомобілі майбутнього всенепременно| їздитимуть на електриці, тому як альтернативне джерело енергії для автомобілів електрика напрошується насамперед|передусім|. І інтерес до електромобілів постійно росте|зростає| - зачинаючи|починати| з|із| 1960х| років, коли екологи забили на сполох, після|потім| - зростанню|зросту| популярності електромобілів сприяла енергетична криза 1980х|, сьогодні причиною підвищеної уваги до цих транспортних засобів служить зростання|зріст| ціни на нафту.

Як вже було сказано вище, перший електромобіль був створений в 1836 році, а в 1910х| роках в Нью-йоркському таксі працювало до 70 000 електромобілів! Кажучи про електромобілі неможливо обійти стороною тролейбуси - адже це вони і є! До речі, першим в світі сухопутним транспортним засобом, що здолав|подолав| бар'єр швидкості в 100 км/ч став саме електромобіль, - "La| Jamais| Contente|" (Завжди незадоволена|невдоволена|, фр|.) бельгійця Каміля Женатци, що показав весною 1899 року швидкість в 105,882 км/ч.

Японці, які ось|от| вже декілька десятиліть тримають пальму першості виробництва автомобілів і електронних девайсов|, пішли далі за всіх, створивши 640-сильний 8-колісний електромобіль Eliica| (Electric| Lithium-Ion| Car|), здатний|здібний| розвинути швидкість 370 км/ч!

І справді, електромобілі мають лаву|низку| переваг:

- Відсутність вихлопних газів;

- Простота конструкції - весь традиційний силовий агрегат з|із| двигуна і трансмісії замінює один механізм - електродвигун, здатність|здібність| якого розвивати дуже високі обороти|звороти| (до 15 000 об/мин), дозволяє обійтися без коробки передач!

- Низька вартість заправки|заправляння|;

- Низький рівень шумового забруднення.

Проте|однак| не все так корумповано, як здається|видається| на перший погляд. Річ у тому, що|справа в тому , що| електромобілі мають лаву|низку| недоліків|нестач|:

- Насамперед|передусім| - малий запас ходу. В середньому батареї дозволяють в літній час проїхати близько 100-150 км. на одній зарядці, взимку - того менше. Eliica|, здатна|здібна| на одній зарядці проїхати до 320 км. є|з'являється| швидше|скоріше| виключенням|винятком|;

- Тривалий час зарядки. Насправді|дійсно| - залити повний|цілковитий| бак палива|пального| навіть ненажерливого багатовіконного джипа займає|позичає| від сили декілька хвилин, зарядити батареї електромобіля - до 10 годин!

- Екологічність цього виду транспорту швидше|скоріше| уявна, чим реальна. Адже електрика береться з|із| розетки, а як воно потрапляє туди? Та|так|, є АЕС, ГЕЦ, вітряні електростанції, приливні|приплив|, але|та| переважна більшість електростанцій сьогодні - теплові, спалюючі паливо|пальне| для отримання|здобуття| електроенергії;

- Ще менш екологічне виробництво акумуляторів, і їх подальша|наступна| утилізація. Адже вони містять|утримують| отруйні елементи - свинець, літій, і кислоти;

- Відсутність в масовій експлуатації заряджаючих станцій, будівництво яких нанесе|завдаватиме| утрата екології і економіці навряд чи більший, ніж експлуатація бензинових транспортних засобів. Якщо допустити|припуститися| масову зарядку від побутових мереж|сітей| - зростуть навантаження на ці самі мережі|сіті|, що може привести до перевантажень енергомереж, і, як наслідок, локальних промислових аварій.

Підводячи підсумки, можна відзначити, що електрика, швидше за все|скоріш за все|, стане паливом|пальним| для масового автотранспорту, але|та| далеко не в осяжному майбутньому.

Деревина

Кажучи про деревину, ми маємо на увазі далекий не паровозний двигун зовнішнього згорання|згоряти|, а газогенераторний двигун. Як і явище електромагнітній індукції, процес перетворенні твердого палива|пального| на газоподібне, був винайдений ще в позаминулому столітті|віці|, а перший в світі газовий генератор був побудований|спорудити| в Англії в 1839 році. Сама ідея об'єднання газогенератора і двигун внутрішнього згорання|згоряти| прийшла вже в 1870х| роках Э. Даусону. Спочатку газогенераторні автомобілі розповсюдження|поширення| не отримали|одержували| - альтернатив газогенераторному паливу|пальному| було вистачає, але|та| Перша Світова Війна змусила|примусила| обернути погляд сильних миру|світу| сього|цього| на газогенераторні установки. Першим таким автомобілем стала вантажівка Берше, що встала на озброєння французької армії.

Але|та| як тверде паливо|пальне| перетворюється на газоподібне, минувши при цьому рідку стадію? Рецепт насправді простий - постійний нагрів деревини при температурі вищий за горіння, тобто|цебто| суха перегонка. Самим же газогенератором є подібність|подоба| самогонного апарату. На схемі: 1 - топка газогенератора із|із| завантажувальним люків для дрів; впускний колектор в повітрофільтром двигуна; 3 - вентилятор для розжига| газогенератора; 4 - очисник|очищувач|-охолоджувач|охолодник| топкових газів від смолистих|смолянистих| відкладень і диму; 5 - теплообмінник для охолоджування газу; 6 - люк золовидалення.

Безперечно, газогенератори мають лаву|низку| переваг:

- доступність і низька вартість палива|пального|

- низька токсичність вихлопних газів двигуна внутрішнього згорання|згоряти|

- вищий ресурс камери згорання|згоряти| ДВС, в порівнянні з традиційним паливом|пальним|

- відсутність нагару на стінках циліндрів

Зачалася|починала| поголовна|суцільна| "газогенеризация|" країни. На газогенераторне паливо|пальне| переводили|переказували| не лише|не тільки| вантажівки, але і трактори, а з|із| початком Великою Вітчизняною - навіть танки! Але і тут все було не зовсім гладко. За доступність палива|пального| довелося|припало| платити, приймаючи і мінуси газогенераторів:

- висока витрата палива|пального| - до 32 кг чурок| на 100 км. шляху|дороги|

- вага і розміри газогенераторної установки зменшували вантажопідйомність автомобіля

- запас дрів ще більше зменшував вантажопідйомність автомобіля, для деяких вантажних автомобілів - майже удвічі|вдвічі|

- низька, в порівнянні з базовими моделями потужність

- вихлопи газогенераторної установки у вигляді золи і сажі.

Але|та| в масовому застосуванні|вживанні| мінуси газогенераторів помітно переважують плюси, і повертатися до них сьогодні - украй|надто| нераціонально.

Газ

Цей вид палива|пального| теж|також| не є|з'являється| наскільки б то не було екзотичним - сьогодні на газу їздить кожна маршрутна Газель. У СРСР роботи над газобалонними вантажівками зачалися|починали| в середині 1936 року, багато в чому завдяки інституту НАТІ (пізніше - НАМИ). Експериментальні установки для автомобілів ГАЗ-ММ і ЗІС-5 містили|утримували| пропан-бутановую| суміш в 6-7 балонах під тиском|тисненням| близько 200 кгс/см. кв., і важили 420 і 550 кг Тобто|цебто| в цьому плані особливих переваг перед газогенераторами не було. Запас ходу так само був не дуже великим - близько 100-150 км.

І, все ж|все же таки|, газоподібне паливо|пальне| довгі роки використовувалося у вантажних автомобілях, разом з|поряд з| бензином і соляркою, і тому є просте пояснення: термодинамічний цикл роботи двигуна внутрішнього згорання|згоряти| займанням стислої суміші від стороннього джерела енергії, знайдений Ніколасом Августом Отто в 1874 році, був розрахований саме для газоподібного палива|пального|! Да-да, винахідник двигуна внутрішнього згорання|згоряти| рахував саме газ ідеальним паливом|пальним|!

Насправді|дійсно|, газ має лаву|низку| переваг:

- повніше|цілковите| згорання|згоряти| завдяки якіснішій освіті|утворенню| суміші в циліндрах

- низька токсичність продуктів згорання|згоряти|

- низька вартість транспортування газу

- низька вартість палива|пального|

- низький рівень шумового забруднення атмосфери

- неможливість розкрадання газоподібного палива|пального| обслуговуючим персоналом

- низька вартість переобладнання автомобіля.

Але|та| біля|в| газоподібного палива|пального| теж|також| є зворотний бік медалі:

- низька, в порівнянні з базовими моделями потужність. Питома теплота згорання|згоряти| газу 44 Мдж/кг проти|супроти| бензину з 46 Мдж/кг

- висока вибухонебезпека балонів з|із| газом при ДТП

- висока токсичність самого палива|пального|. Отруєння пропан-бутановой| сумішшю викликає|спричиняє| ейфорію, дрімоту, наркоз, задуху|задушення|, сердечну|серцеву| аритмію.

Все ж |все же таки|сьогодні все більше і більше автомобілів перекладають на газоподібне паливо|пальне|, насамперед|передусім| - із-за міркувань|тями| економії. Мабуть, саме газ можна назвати|накликати| найбільш вірогідною альтернативою бензину в найближчому майбутньому.

Спирт

Використання спирту як паливо|пальне| для двигунів внутрішнього згорання|згоряти| - теж|також| далекий не вчорашній винахід. Історія, як і у випадку з електрикою і газогенератором, відносить нас на два століття|сторіччя| назад - в 1826 рік, коли американський винахідник Семюель Мори побудував|спорудив| двигун, що працював на суміші спирту з|із| скипидаром. Застосування|вживання| в автомобілебудуванні такий вид палива|пального| знайшов вже в 1896 році, коли якийсь|деякий| Генрі Форд виготовив свій перший автомобіль "Quadricycle|", що працював на спирті!

Лава|низка| позитивних якостей етанолу:

- етанол нейтральний як джерело парникових газів, оскільки при його виробництві шляхом бродіння і подальшому|наступному| згоранні|згоряти| виділяється стільки ж CO2|, скільки до цього було зв'язано з|із| атмосфери використаними для його виробництва рослинами

- низька вартість этанолового| палива|пального|.

Із зрозумілих причин в СРСР і Росії цей вид палива|пального| розповсюдження|поширення| не отримав|одержував|. Проте|однак| є ще декілька істотних|суттєвих| недоліків|нестач|:

- етанол, підвищує пропускну спроможність пластмасових випарів|випаровувань| для деяких пластмас (наприклад щільного поліетилену). Ця особливість метанолу підвищує ризик збільшення емісії летких|летючих| органічних речовин, що може привести до зменшення концентрації озону і посилення сонячної радіації

- низька, в порівнянні з базовими моделями потужність. Питома теплота згорання|згоряти| спирту 27 Мдж/кг проти|супроти| бензину з 46 Мдж/кг.

Втім, плюси етанолу, як і газового палива|пального|, набагато переважують мінуси, і його можна назвати|накликати| найбільш перспективним паливом|пальним| найближчого майбутнього.

Розповідь|оповідання| про використання спирту як паливо|пальне| була б неповною без згадки|згадування| метанолу, але|та| він використовується виключно|винятково| як паливо|пальне| для спортивних автомобілів, оскільки метанол труїть|цькує| алюміній, тобто|цебто| проблемним є|з'являється| використання алюмінієвих карбюраторів і инжекторных| систем подачі палива|пального| в ДВС. Відкинути сто років технічного прогресу, і повернутися до чавунних блоків циліндрів і ГБЦ... такий хід явно не наблизить світле майбутнє.

Біопаливо|пальне|

У широкому розумінні "біопаливо|пальне|" - це паливо|пальне| з|із| біологічної сировини. Тобто|цебто| до цього вигляду|виду| можна віднести дерев'яні дрова, етанол, метан і так далі. Навіть біоводень. Але|та| перші три вже розгледіли|розглядали|, самі ж харчі залишені напослідку|напослідок|. І тут би можна поставити крапку|точку|, коли б не біодизель - паливо|пальне| на основі жирів тварини, рослинного і мікробного походження, а також продуктів їх этерификации|. Сьогодні сировиною для отримання|здобуття| біодизеля можуть бути рапсове, соєве, пальмове, кокосове масло|мастило|, а також відходи харчової промисловості. Розробляються технології виробництва біодизеля з|із| водоростей.

Біодизель насправді володіє лавою|низкою| безперечних|незаперечних| переваг:

- високі змащувальні|мастильні| характеристики, що продовжує|подовжує| термін життя двигуна. Наприклад, вантажівка з|із| Німеччини|Германії| потрапила в Книгу рекордів Гиннеса, проїхавши більше 1,25 мільйонів кілометрів на біодизельному паливі|пальному| зі|із| своїм оригінальним двигуном.

- високе цетановое| число (для мінерального ДТ - 42-45, для біодизеля - не менше 52)

- висока температура займання - більше 150 гр.,

- поновлюваність ресурсу

- збереження|зберігання| екологічного балансу - при згоранні|згоряти| біопалива|пального| виділяється стільки ж вуглекислого газу, скільки було поглинено рослиною за весь термін його життя

- низька вартість, багато в чому завдяки отриманню|здобуттю| побічних продуктів виробництва біодизеля.

Здавалося б - проблема ідеального палива|пального| вирішена, і програми, що обіцяють перекласти значну частку|частину| автотранспорту на біопаливо|пальне| до 2020 року, мають повне|цілковите| право на життя. Але|та| ложка дьогтю є в будь-якій бочці меду:

- велика в'язкість біодизеля, що викликає|спричиняє| необхідність підігрівати паливо|пальне| при низьких температурах для забезпечення прийнятної|допустимої| текучості

- малий термін зберігання - біля 3х| місяців.

Але|та|, у результаті, біодизель - ще один претендент на паливо|пальне| найближчого майбутнього.

Водень

Ось|от| воно - найсолодше. Водневе паливо|пальне|. Паливо|пальне|, що має питому теплоту згорання|згоряти| 120 Мдж/кг, - тобто|цебто| найвищу з|із| нині відомих (якщо не брати до уваги антиречовину, розщеплювання плазмових пучків і зачую фантастику).

Так невже перевести|переказувати| стандартний двигун внутрішнього згорання|згоряти| на водень настільки легко, що це було можливо більш за півстоліття назад в кустарних умовах? Чого ж ми чекаємо?

А ось|от| близький лікоть, та навряд чи укусиш|вкусиш|. Водень насправді|дійсно| може використовуватися в двигунах внутрішнього згорання|згоряти|. В цьому випадку знижується потужність двигуна до 82 %-65 % порівняно з|порівняно із| бензином. Якщо внести невеликі зміни до системи запалення|запалювання|, потужність двигуна збільшується до 117 % порівняно з|порівняно із| бензиновим аналогом, але|та| тоді значно збільшиться вихід оксидів азоту із-за вищої температури в камері згорання|згоряти|. Крім того, водень при температурах і тиску|тисненні|, який створюється в двигуні здатний|здібний| вступати в реакцію з|із| матеріалами двигуна і мастилом|змащуванням|, приводячи|наводити| до швидшого зносу. Звичайний|звичний| ДВС для роботи на водні не личить|пасує|, оскільки водень легко запалав від високої температури випускного колектора. Зазвичай|звично| для роботи на водні використовується роторний двигун, оскільки в нім випускний колектор значно віддалений від впускання. Власне, це і пояснює|тлумачить|, що один з автомобілів, що існують|наявний| в даний час|нині|, на водні - роторна Mazda| RX-8| hydrogen|, але і вона - битопливная|, тобто використовує і бензин і водень.

Наближені до традиційний поршневим водневі двигуни внутрішнього згорання|згоряти| можна побачити на автомобілі BMW| Hydrogen| 7, і автобусах Ford| E-450| і MAN| Lion| City| Bus|. Втім, все це зараз випускається обмеженими дослідними|досвідченими| партіями.

Біля|в| водню є два безперечні|незаперечні| плюси:

- висока питома теплота згорання|згоряти|

- відсутність токсичних вихлопів. Адже продуктом згорання|згоряти| водню є|з'являється| вода!

Мінусів значно більше. Втім, швидше за все|скоріш за все|, це тільки|лише| поки:

- недосконалі|незавершені| технології зберігання водню. Наприклад, в тій же водневою BMW| 7, водень зберігається в рідкій формі при температурі мінус 253 гр. Цельсія

- висока собівартість водню

- складний процес отримання|здобуття| водню в промислових масштабах, в процесі якого виділяється все той же З|із|

- висока вартість водневої силової установки і складність її обслуговування

- вибухонебезпека воднево-повітряної суміші. Пригадаємо Цепеліни зачала|починала| ХХ століття|віки| - горіли, як сірники

- відсутність розвиненої структури водневих заправних станцій.

Ну, здається|видається|, на водні, як паливі|пальному| найближчого майбутнього, можна сміливо поставити хрест. Та|так|, швидше за все|скоріш за все| він почне|стане| застосовуватися в двигунах внутрішнього згорання|згоряти|, через пару-другую| сотень років.