ما هو الوقود البديل للسيارات
مقالات,  تشغيل الجهاز

ما هو الوقود البديل للسيارات

أحدث محرك الاحتراق الداخلي للبنزين ثورة في تطوير المركبات ذاتية الدفع. بمرور الوقت ، انتقلت السيارات من الفخامة إلى الضرورة.

وقد زاد الاستهلاك الحديث للموارد الطبيعية لدرجة أن المخزونات ليس لديها الوقت لتجديدها. هذا يجبر البشرية على تطوير أنواع وقود بديلة. في هذه المراجعة ، سننظر في التطورات الجاهزة التي يتم استخدامها في العديد من المركبات.

الوقود البديل

بالإضافة إلى انخفاض احتياطيات النفط ، فإن تطوير أنواع الوقود البديلة له عدة أسباب أخرى.

ما هو الوقود البديل للسيارات

أحدها التلوث البيئي. أثناء الاحتراق ، ينبعث البنزين ووقود الديزل من المواد الضارة التي تدمر طبقة الأوزون ويمكن أن تسبب أمراض الجهاز التنفسي. لهذا السبب ، لا يزال العلماء يعملون على إنشاء مصدر طاقة نظيفة يكون له تأثير ضئيل على البيئة ، سواء في مرحلة الاستخراج أو أثناء تشغيل المحرك.

السبب الثاني هو استقلالية الطاقة في الدولة. يعلم الجميع أن احتياطيات النفط ليست سوى بعض الدول تحت الأرض. يجب على الجميع أن يتحملوا سياسة التسعير التي وضعها المحتكرون. سيساعد استخدام أنواع الوقود البديلة على الخروج من القمع الاقتصادي لهذه القوى.

بموجب قانون سياسة الطاقة بالولايات المتحدة ، فإن أنواع الوقود البديلة هي:

  • غاز طبيعي؛
  • الوقود الحيوي.
  • الإيثانول ؛
  • وقود الديزل الحيوي
  • هيدروجين؛
  • كهرباء؛
  • التثبيت الهجين.

بالطبع ، لكل نوع من الوقود عوامله الإيجابية والسلبية. بناءً على هذه المعلومات ، سيكون من الأسهل على السائق التنقل ، حيث يمكنه التنازل عن طريق الحصول على مركبة فريدة من نوعها.

غاز طبيعي

دفع التغويز في كل مكان المهندسين إلى التفكير فيما إذا كان يمكن استخدامه كوقود بديل. اتضح أن هذا المورد الطبيعي يحترق تمامًا ولا ينبعث منه نفس المواد الضارة مثل البنزين أو الديزل.

ما هو الوقود البديل للسيارات

في أراضي الفضاء ما بعد السوفييتي ، أصبح المحرك الذي تم تحويله إلى غاز ظاهرة مألوفة. حتى أن البعض يشترون سيارة اقتصادية ، يسألون السؤال: هل هناك أي فائدة من ترجمتها إلى غاز.

في الآونة الأخيرة ، قامت بعض الشركات المصنعة بتجهيز السيارات بمعدات الغاز من المصنع. مثال على ذلك Skoda Kamiq G-Tec. تكمل الشركة المصنعة نموذج محرك الاحتراق الداخلي الذي يعمل على غاز الميثان. تم وصف مزايا وعيوب البروبان والميثان في مقال آخر. وأيضا في مراجعة واحدة يحكي عن التعديلات المختلفة لمعدات الغاز.

الوقود الحيوي

تظهر هذه الفئة من الوقود البديل نتيجة لتجهيز المحاصيل. على عكس البنزين والغاز ووقود الديزل ، لا ينبعث الوقود الحيوي من ثاني أكسيد الكربون ، الذي كان في السابق في أحشاء الأرض ، أثناء الاحتراق. في هذه الحالة ، يتم استخدام الكربون الذي تمتصه النباتات.

ونتيجة لذلك ، لا تتجاوز غازات الدفيئة الكمية التي يتم إطلاقها خلال حياة جميع الكائنات الحية. تشمل مزايا هذا الوقود إمكانية التزود بالوقود في محطات الغاز العادية.

ما هو الوقود البديل للسيارات

الوقود المعني هو فئة وليس وقود منفصل. على سبيل المثال ، في معالجة نفايات الحيوانات والخضروات ، يتشكل الميثان والإيثانول. على الرغم من الرخص وسهولة التحضير (ليست هناك حاجة إلى منصات النفط بمعدات معالجة متطورة) ، فإن هذا الوقود له عيوبه.

من العوائق الكبيرة أنه من أجل إنتاج كمية كافية من الوقود ، يلزم وجود مزارع كبيرة حيث يمكن زراعة نباتات خاصة تحتوي على نسبة عالية من المواد المناسبة. تستنزف هذه المحاصيل التربة ، مما يجعلها غير قادرة على إعطاء محصول جيد للنباتات المزروعة الأخرى.

الإيثانول

عند تطوير محركات الاحتراق الداخلي ، قام المصممون باختبار مواد مختلفة ، على أساسها يمكن أن تعمل الوحدة. والكحول ليس الأخير في قائمة هذه المواد.

ميزة الإيثانول هي أنه يمكن الحصول عليها دون استنفاد الاحتياطيات الطبيعية للأرض. على سبيل المثال ، يمكن الحصول عليها من النباتات التي تحتوي على نسبة عالية من السكر والنشا. تشمل هذه المحاصيل:

  • قصب السكر؛
  • قمح؛
  • حبوب ذرة؛
  • البطاطس (تستخدم أقل من السابق).
ما هو الوقود البديل للسيارات

يمكن للإيثانول أن يحتل أحد الأماكن الأولى في ترتيب الوقود البديل الرخيص. على سبيل المثال ، البرازيل لديها خبرة في صنع هذا النوع من الكحول. وبفضل هذا ، يمكن أن تتمتع الدولة باستقلالية الطاقة عن الدول التي يتم استخراج الغاز الطبيعي أو النفط في أراضيها.

للعمل على الكحول ، يجب أن يكون المحرك مصنوعًا من معادن مقاومة لهذه المادة. وهذا أحد العوائق الهامة. يقوم بعض صانعي السيارات بإنشاء محركات يمكن تشغيلها على كل من البنزين والإيثانول.

تسمى هذه التعديلات FlexFuel. ومن سمات وحدات الطاقة هذه أن محتوى الإيثانول في البنزين يمكن أن يختلف من 5 إلى 95 بالمائة. يستخدم تسمية هذه المركبات الحرف E وأقصى نسبة مسموح بها من الكحول في الوقود.

ما هو الوقود البديل للسيارات

يكتسب هذا الوقود شعبية بسبب تشديد استرات البنزين. من عيوب المادة تكوين مكثفات الماء. أيضًا ، أثناء الاحتراق ، تنبعث منها طاقة حرارية أقل ، مما يقلل بشكل كبير من قوة المحرك إذا كان يعمل على البنزين.

وقود الديزل الحيوي

اليوم هذا النوع من الوقود البديل هو واحد من واعدة. الديزل الحيوي مصنوع من النباتات. أحيانًا يسمى هذا الوقود ميثيل إيثر. يتم استخدام بذور اللفت في المواد الخام الرئيسية المستخدمة في تصنيع الوقود. ومع ذلك ، هذه ليست الثقافة الوحيدة التي تعد مورداً لإنتاج وقود الديزل الحيوي. يمكن أن تكون مصنوعة من زيوت الثقافات التالية:

  • فول الصويا؛
  • دوار الشمس؛
  • أشجار النخيل.

استرات الزيوت ، مثل الكحول ، لها تأثير مدمر على المواد التي تصنع منها المحركات العادية. لهذا السبب ، لا يرغب كل مصنع في تكييف منتجاته مع هذا الوقود (انخفاض الاهتمام بهذه السيارات ، مما يقلل من سبب إنشاء مجموعة كبيرة ، وإنتاج إنتاج محدود من الوقود البديل ليس مربحًا).

ما هو الوقود البديل للسيارات

في الآونة الأخيرة ، تسمح لك بعض الشركات المصنعة بخلط المنتجات البترولية مع الوقود الحيوي. ويعتقد أن نسبة 5٪ من إستر الدهون لن تضر المحرك.

تنمية المخلفات الزراعية لها عيب كبير. من أجل الفوائد الاقتصادية ، يمكن للعديد من المزارعين إعادة تدريب أراضيهم لزراعتها حصريًا تلك المحاصيل التي يصنع منها الوقود الحيوي. هذا يمكن أن يساهم في زيادة كبيرة في أسعار المواد الغذائية.

هيدروجين

كما أنهم يحاولون استخدام الهيدروجين كوقود رخيص. في حين أن هذه التطورات مكلفة للغاية بالنسبة للمستخدم العادي ، ولكن يبدو أن هذه التطورات لها مستقبل.

يعتبر هذا العنصر مفيدًا لأنه الأكثر وصولًا على هذا الكوكب. المخلفات الوحيدة بعد الاحتراق هي المياه ، والتي ، بعد التنظيف البسيط ، يمكن شربها. من الناحية النظرية ، لا يشكل احتراق هذا الوقود غازات الدفيئة والمواد التي تدمر طبقة الأوزون.

ومع ذلك ، لا تزال هذه نظرية. تظهر الممارسة أن استخدام الهيدروجين أكثر ضرراً بكثير من البنزين في سيارة بدون محفز. تكمن المشكلة في أن خليطًا من الهواء النقي والهيدروجين لا يحترق في الأسطوانات. يوجد في غرفة العمل بالأسطوانة خليط من الهواء بالنيتروجين. ويشكل هذا العنصر أثناء الأكسدة أحد أكثر المواد الضارة - أكسيد النيتروجين (أكسيد النيتريك).

ما هو الوقود البديل للسيارات
BMW X-5 على محرك الهيدروجين

مشكلة أخرى في استخدام الهيدروجين هي تخزينه. لاستخدام الغاز في السيارة ، يجب أن يكون الخزان إما على شكل غرفة مبردة (-253 درجة ، بحيث لا يشتعل الغاز ذاتيًا) ، أو أسطوانة مصممة لضغط 350 atm.

تحذير آخر هو إنتاج الهيدروجين. على الرغم من حقيقة أن هناك الكثير من هذا الغاز في الطبيعة ، ولكنه في الغالب في نوع من المركب. في عملية إنتاج الهيدروجين ، يتم إطلاق كمية كبيرة بما يكفي من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (عندما يتم الجمع بين الماء والميثان ، فهذه هي أسهل طريقة للحصول على الهيدروجين).

بالنظر إلى العوامل المذكورة أعلاه ، تظل محركات الهيدروجين أغلى من جميع التعديلات التي تعمل على الوقود البديل.

كهرباء

الأكثر شعبية هي السيارات الكهربائية. إنها لا تلوث البيئة ، حيث أن المحرك الكهربائي ليس له عادم على الإطلاق. هذه السيارات صامتة ومريحة للغاية وقوية بما يكفي (على سبيل المثال ، يتسارع Nio EP9 إلى المئات في 2,7 ثانية ، وتبلغ السرعة القصوى 313 كم / ساعة).

ما هو الوقود البديل للسيارات

بفضل ميزات المحرك الكهربائي ، لا تحتاج السيارة الكهربائية إلى علبة تروس ، مما يقلل من وقت التسارع ويسهل عملية القيادة. يبدو أن هذه المركبات لديها إيجابيات فقط. لكن في الواقع ، هذه السيارات لا تخلو من الجوانب السلبية ، والتي تقف بسببها تحت السيارات الكلاسيكية.

واحدة من العوائق الهامة هي سعة البطارية. تدوم شحنة واحدة بأعلى جودة أداء بحد أقصى 300 كيلومتر. "للتزود بالوقود" ، حتى باستخدام الشحن السريع ، تحتاج إلى قضاء عدة ساعات.

كلما كانت سعة البطارية أكبر ، كانت السيارة أثقل. مقارنة بالنموذج التقليدي ، يمكن أن يزن التماثلية الكهربائية 400 كجم أكثر.

لزيادة مسافة القيادة دون إعادة الشحن ، يقوم المصنعون بتطوير أنظمة استرداد متطورة تجمع كميات صغيرة من الطاقة (على سبيل المثال ، عند النزول من تل أو أثناء الكبح). ومع ذلك ، فإن هذه الأنظمة مكلفة للغاية ، وأداءها غير ملحوظ.

الخيار الوحيد الذي يسمح لك بإعادة شحن البطارية أثناء القيادة هو تثبيت مولد يعمل بنفس محرك البنزين. نعم ، هذا يسمح لك بتوفير الوقود بشكل كبير ، ولكن لكي يعمل النظام ، لا يزال يتعين عليك اللجوء إلى الوقود الكلاسيكي. مثال على هذه السيارة هو شيفروليه فولت. تعتبر سيارة كهربائية كاملة ، ولكن مع مولد بنزين.

ما هو الوقود البديل للسيارات

المنشآت الهجينة

كحل وسط يقلل من استهلاك الوقود الكلاسيكي ، يقوم المصنعون بتجهيز وحدة الطاقة بوحدات هجينة. يمكن أن يكون نظامًا هجينًا ناعمًا أو كاملًا.

وحدة الطاقة الرئيسية في هذه النماذج هي محرك البنزين. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام محرك منخفض الطاقة (أو عدة) وبطارية منفصلة. يمكن للنظام مساعدة المحرك الرئيسي عند بدء التشغيل لتقليل الحمل ، ونتيجة لذلك ، كمية المواد الضارة في العادم.

ما هو الوقود البديل للسيارات

يمكن للتعديلات الأخرى للسيارات الهجينة أن تقطع مسافة معينة حصريًا على الجر الكهربائي. قد يكون هذا مفيدًا إذا لم يقم السائق بحساب المسافة إلى محطة الوقود.

تشمل عيوب الهجينة استحالة استعادة الطاقة أثناء مرور السيارة. لتوفير الكهرباء ، يمكنك إيقاف تشغيل النظام (يبدأ تشغيله بسرعة كبيرة) ، ولكن هذا يؤثر سلبًا على فواصل التمدد للمحرك.

على الرغم من أوجه القصور ، فإن الإصدارات الهجينة من السيارات الشهيرة تكتسب شعبية. على سبيل المثال ، تويوتا كورولا. تستهلك نسخة البنزين في الدورة المركبة 6,6 لترًا لكل 100 كيلومتر. التناظرية الهجينة هي ضعف الاقتصاد - 3,3 لتر. لكن في الوقت نفسه ، يكلف ما يقرب من 2,5 ألف دولار. إذا تم شراء هذه السيارة من أجل الاقتصاد في استهلاك الوقود ، فيجب استخدامها بنشاط كبير. وبعد ذلك ، لن يبرر هذا الشراء نفسه إلا بعد بضع سنوات.

ما هو الوقود البديل للسيارات

كما ترى ، فإن البحث عن أنواع الوقود البديلة يؤتي ثماره. ولكن نظرًا لارتفاع تكلفة تطوير أو استخراج الموارد ، لا تزال هذه الأنواع من ناقلات الطاقة لا تزال في مواقع عديدة أقل من الوقود التقليدي.

أسئلة وأجوبة:

ما أنواع الوقود التي تصنف على أنها أنواع وقود بديل؟ تعتبر أنواع الوقود البديلة: الغاز الطبيعي ، والكهرباء ، والوقود الحيوي ، والبروبان ، والهيدروجين ، والإيثانول ، والميثانول. كل هذا يتوقف على المحرك المستخدم في السيارة.

في أي سنة ظهر البنزين؟ بدأ إنتاج البنزين في العقد الأول من القرن العشرين. في البداية ، كان منتجًا ثانويًا لتقطير الزيت ، عندما تم إنشاء الكيروسين لمصابيح الكيروسين.

هل يمكن تصنيع الزيت؟ يمكن الحصول على الزيت الاصطناعي عن طريق إضافة محفزات أساسها الهيدروجين إلى الفحم وعند ضغط حوالي 50 جوًا. تجعل أساليب تعدين الفحم الرخيصة نسبيًا تكنولوجيا ذات كفاءة في استخدام الطاقة.

إضافة تعليق