Wat is alternatieve brandstof voor auto's

De verbrandingsmotor op benzine heeft een revolutie teweeggebracht in de ontwikkeling van zelfrijdende voertuigen. In de loop van de tijd zijn auto's van een luxe categorie in een noodzaak veranderd.

Het huidige verbruik van natuurlijke hulpbronnen is zo sterk toegenomen dat de reserves geen tijd hebben om aan te vullen. Dit dwingt de mensheid om alternatieve brandstoffen te ontwikkelen. In deze review kijken we naar kant-en-klare ontwikkelingen die op veel voertuigen worden toegepast.

Alternatieve brandstoffen

Naast de afnemende oliereserves heeft de ontwikkeling van alternatieve brandstoffen verschillende andere redenen.

Een daarvan is milieuvervuiling. Bij verbranding geven benzine en diesel schadelijke stoffen af ​​die de ozonlaag aantasten en ademhalingsaandoeningen kunnen veroorzaken. Om deze reden werken wetenschappers nog steeds aan het creëren van een schone energiebron die een minimale impact heeft op het milieu, zowel tijdens de extractiefase als tijdens het draaien van de motor.

De tweede reden is de energieonafhankelijkheid van de staat. Iedereen weet dat maar een paar landen ondergrondse oliereserves hebben. Alle anderen hebben te maken met het prijsbeleid van de monopolisten. Het gebruik van alternatieve brandstoffen zal het mogelijk maken om uit de economische onderdrukking van dergelijke machten te komen.

Volgens de Energy Policy Act van de Verenigde Staten worden alternatieve brandstoffen gedefinieerd als:

• Natuurlijk gas;
• Biobrandstoffen;
• Ethanol;
• Biodiesel;
• Waterstof;
• Elektriciteit;
• Hybride installatie.

Elk type brandstof heeft natuurlijk zijn eigen positieve en negatieve factoren. Op basis van deze informatie zal het voor een autoliefhebber gemakkelijker zijn om te navigeren in wat hij in gevaar kan brengen door een uniek voertuig te kopen.

Natuurlijk gas

De alomtegenwoordige vergassing heeft ingenieurs ertoe aangezet te overwegen of het als alternatieve brandstof kan worden gebruikt. Het bleek dat deze natuurlijke hulpbron volledig opbrandt en niet dezelfde schadelijke stoffen afgeeft als benzine of diesel.

Op het grondgebied van de post-Sovjetruimte is een motor die is omgebouwd voor gas een veel voorkomend verschijnsel geworden. Sommigen die zelfs een zuinige auto kopen, vragen zich af of het zinvol is om op gas over te schakelen.

Onlangs hebben sommige fabrikanten auto's uit de fabriek uitgerust met gasapparatuur. Een voorbeeld hiervan is de Skoda Kamiq G-Tec. De fabrikant voltooit het model van een verbrandingsmotor op methaan. De voor- en nadelen van propaan en methaan staan ​​beschreven in: een ander artikel... En ook in een recensie vertelt over verschillende modificaties van gasapparatuur.

biobrandstoffen

Deze categorie alternatieve brandstof komt voor als gevolg van de verwerking van landbouwgewassen. In tegenstelling tot benzine, gas en diesel, stoten biobrandstoffen bij verbranding geen kooldioxide uit, dat zich voorheen in de ingewanden van de aarde bevond. In dit geval wordt de koolstof gebruikt die door de planten is opgenomen.

Hierdoor overschrijden de broeikasgassen niet de hoeveelheid die tijdens het leven van alle levende organismen wordt uitgestoten. De voordelen van dergelijke brandstof zijn onder meer de mogelijkheid om bij gewone benzinestations te tanken.

De brandstof in kwestie is eerder een categorie dan een aparte brandstof. Bij de verwerking van dierlijk en plantaardig afval ontstaan ​​bijvoorbeeld methaan en ethanol. Ondanks zijn lage kosten en gemakkelijke productie (boorplatforms met complexe verwerkingsapparatuur zijn niet nodig), heeft deze brandstof zijn nadelen.

Een van de belangrijke nadelen is dat om voldoende brandstof te produceren, grote plantages nodig zijn waarop speciale planten met een hoog percentage geschikte stoffen kunnen worden gekweekt. Dergelijke gewassen putten de bodem uit, waardoor het geen kwaliteitsgewassen voor andere gewassen kan produceren.

ethanol

Bij de ontwikkeling van verbrandingsmotoren hebben ontwerpers verschillende stoffen getest op basis waarvan de unit kan werken. En alcohol is niet de laatste in de lijst van dergelijke stoffen.

Het voordeel van ethanol is dat het kan worden verkregen zonder de natuurlijke hulpbronnen van de aarde uit te putten. Het kan bijvoorbeeld worden verkregen uit planten met veel suiker en zetmeel. Deze gewassen zijn onder meer:

• Suikerstok;
• Tarwe;
• Maïs;
• Aardappelen (minder vaak gebruikt dan de vorige).

Ethanol kan met recht een van de eerste plaatsen innemen op de ranglijst van goedkope alternatieve brandstoffen. Brazilië heeft bijvoorbeeld ervaring met de productie van dit soort alcohol. Hierdoor kan het land energieonafhankelijk zijn van de mogendheden op wiens grondgebied aardgas of olie wordt geproduceerd.

Om op alcohol te rijden, moet de motor gemaakt zijn van metalen die bestand zijn tegen deze stof. En dit is een van de belangrijkste nadelen. Verschillende autofabrikanten bouwen motoren die zowel op benzine als op ethanol kunnen draaien.

Deze aanpassingen worden FlexFuel genoemd. De bijzonderheid van dergelijke krachtbronnen is dat het ethanolgehalte in benzine kan variëren van 5 tot 95 procent. Bij de aanduiding van dergelijke voertuigen wordt de letter E en het maximaal toegestane percentage alcohol in de brandstof gebruikt.

Deze brandstof wint aan populariteit door de aanscherping van esters in benzine. Een van de nadelen van de stof is de vorming van watercondensatie. Ook geven ze bij verbranding minder thermische energie af, wat het motorvermogen aanzienlijk vermindert als deze op benzine liep.

Biodiesel

Tegenwoordig is dit type alternatieve brandstof een van de meest veelbelovende. Biodiesel wordt gemaakt van planten. Deze brandstof wordt ook wel methylether genoemd. De belangrijkste grondstof voor de productie van brandstof is raapzaad. Dit is echter niet het enige gewas dat een grondstof is voor biodiesel. Het kan worden gemaakt van oliën van de volgende gewassen:

• Soja;
• Zonnebloem;
• Palmbomen.

Esters van oliën hebben, net als alcoholen, een verwoestend effect op de materialen waarvan conventionele motoren worden gemaakt. Om deze reden wil niet elke fabrikant zijn producten aanpassen aan deze brandstof (lage interesse in dergelijke auto's, waardoor de reden voor het maken van een grote batch wordt verminderd, en het heeft geen voordeel om beperkte versies op alternatieve brandstoffen te maken).

Sinds kort laten sommige fabrikanten toe dat aardolieproducten worden gemengd met biobrandstoffen. Er wordt aangenomen dat 5% vetesters uw motor niet zullen schaden.

Ontwikkelingen rond landbouwafval hebben een groot nadeel. Ter wille van economisch gewin kunnen veel boeren hun land omscholen om uitsluitend die gewassen te verbouwen waarvan biobrandstoffen worden gemaakt. Dit kan bijdragen aan een aanzienlijke stijging van de voedselprijzen.

waterstof

Er wordt ook geprobeerd om waterstof als goedkope brandstof te gebruiken. Hoewel dergelijke ontwikkelingen te duur zijn voor de gemiddelde gebruiker, lijkt het erop dat dergelijke ontwikkelingen toekomst hebben.

Zo'n element is interessant omdat het het meest toegankelijke op aarde is. Het enige afval na verbranding is water, dat na een simpele reiniging zelfs gedronken kan worden. Bij de verbranding van dergelijke brandstoffen ontstaan ​​in theorie geen broeikasgassen en stoffen die de ozonlaag aantasten.

Dit is echter nog in theorie. De praktijk leert dat het gebruik van waterstof veel schadelijker is dan benzine in een auto zonder katalysator. Het probleem is dat een mengsel van niet-zuivere lucht en waterstof in de cilinders verbrandt. De werkkamer van de cilinder bevat een mengsel van lucht en stikstof. En dit element vormt, wanneer het wordt geoxideerd, een van de meest schadelijke stoffen: NOx (stikstofoxide).

BMW X-5 op een waterstofmotor

Een ander probleem bij het gebruik van waterstof is de opslag ervan. Om gas in een auto te gebruiken, moet de tank worden gemaakt in de vorm van een cryogene kamer (-253 graden, zodat het gas niet spontaan ontbrandt), of een cilinder die is ontworpen voor een druk van 350 atm.

Een andere nuance is de waterstofproductie. Ondanks dat er veel van dit gas in de natuur zit, zit het voor het grootste deel in een soort verbinding. Bij het produceren van waterstof wordt een vrij grote hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer uitgestoten (bij het combineren van water en methaan - de gemakkelijkste manier om waterstof te krijgen).

Gezien bovenstaande factoren blijven waterstofmotoren de duurste van alle alternatieve brandstoffen.

Электричество

De meest populaire zijn elektrische voertuigen. Ze vervuilen het milieu niet aangezien de elektromotor helemaal geen uitlaatgassen heeft. Dergelijke auto's zijn stil, zeer comfortabel en krachtig genoeg (de Nio EP9 accelereert bijvoorbeeld in 2,7 seconden naar honderd, en de maximale snelheid is 313 km / u).

Dankzij de eigenschappen van de elektromotor heeft de elektrische auto geen versnellingsbak nodig, wat de acceleratietijd verkort en het rijden gemakkelijker maakt. Het lijkt erop dat dergelijke voertuigen alleen maar voordelen hebben. Maar in feite zijn dergelijke auto's niet verstoken van negatieve aspecten, waardoor ze een positie lager staan ​​dan klassieke auto's.

Een van de grootste nadelen is de capaciteit van de batterij. Een lading in de hoogste kwaliteit is voldoende voor maximaal 300 km. Zelfs bij snelladen duurt het ‘tanken’ enkele uren.

Hoe groter de accucapaciteit, hoe zwaarder het voertuig. In vergelijking met het conventionele model kan de elektrische analoog 400 kilogram meer wegen.

Om de rijafstand te vergroten zonder op te laden, ontwikkelen fabrikanten geavanceerde recuperatiesystemen die minuscule hoeveelheden energie opvangen (bijvoorbeeld bij het afdalen of tijdens het remmen). Dergelijke systemen zijn echter extreem duur en de prestaties ervan zijn niet zo merkbaar.

De enige optie waarmee u de batterij tijdens het rijden kunt opladen, is het installeren van een generator die wordt aangedreven door dezelfde benzinemotor. Ja, hiermee bespaart u aanzienlijk op brandstof, maar om het systeem te laten functioneren, moet u nog steeds uw toevlucht nemen tot klassieke brandstof. Een voorbeeld van zo'n auto is de Chevrolet Volt. Het wordt beschouwd als een volwaardige elektrische auto, maar met een benzinegenerator.

Hybride installaties

Als compromis dat het klassieke brandstofverbruik minimaliseert, rusten fabrikanten de krachtbron uit met hybride eenheden. Het kan een mild of volledig hybride systeem zijn.

De belangrijkste krachtbron in dergelijke modellen is een benzinemotor. Als toevoeging worden een motor met laag vermogen (of meerdere) en een afzonderlijke batterij gebruikt. Het systeem kan de hoofdmotor helpen bij het starten om de belasting en daarmee de hoeveelheid schadelijke stoffen in de uitlaat te minimaliseren.

Andere aanpassingen aan hybride voertuigen kunnen enige afstand alleen op elektrische tractie afleggen. Dit kan handig zijn als de chauffeur de afstand tot het tankstation niet heeft berekend.

De nadelen van hybrides zijn onder meer het onvermogen om energie terug te winnen terwijl de auto in de file staat. Om elektriciteit te besparen, kunt u het systeem uitschakelen (het start heel snel op), maar dit heeft een negatieve invloed op de motorcompensatoren.

Ondanks de tekortkomingen winnen hybride versies van beroemde auto's aan populariteit. Toyota Corolla bijvoorbeeld. De benzineversie in de gecombineerde cyclus verbruikt 6,6 liter per 100 km. De hybride analoog is twee keer zo zuinig - 3,3 liter. Maar tegelijkertijd is het bijna 2,5 duizend dollar duurder. Als een dergelijke auto wordt gekocht omwille van het brandstofverbruik, moet deze zeer actief worden gebruikt. En dan rechtvaardigt zo'n aankoop zichzelf pas na een paar jaar.

Zoals u kunt zien, levert de zoektocht naar alternatieve brandstoffen resultaten op. Maar vanwege de hoge ontwikkelings- of ontginningskosten, zijn dit soort energiebronnen nog steeds een aantal posities lager dan conventionele brandstof.

Vragen en antwoorden:

Welke brandstoffen vallen onder alternatieve brandstoffen? Alternatieve brandstoffen komen in aanmerking: aardgas, elektriciteit, biobrandstoffen, propaan, waterstof, ethanol, methanol. Het hangt allemaal af van welke motor in de auto wordt gebruikt.

In welk jaar verscheen benzine? De productie van benzine begon in de jaren 1910. Aanvankelijk was het een bijproduct van de destillatie van olie, toen kerosine werd gemaakt voor kerosinelampen.

Kan olie worden gesynthetiseerd? Synthetische olie kan worden verkregen door op waterstof gebaseerde katalysatoren toe te voegen aan steenkool en bij een druk van ongeveer 50 atmosfeer. Relatief goedkope kolenwinningsmethoden maken energie-efficiënte technologie.