מהו דלק חלופי למכוניות

מנוע הבעירה הפנימית של הבנזין חולל מהפכה בפיתוחם של רכבים מונעים עצמית. עם הזמן מכוניות עברו מקטגוריית יוקרה לצורך.

הצריכה הנוכחית של משאבי הטבע גדלה כל כך, עד כי לשמורות אין זמן לחדש. זה מאלץ את האנושות לפתח דלקים חלופיים. בסקירה זו נבחן פיתוחים מוכנים המשמשים לרכבים רבים.

דלקים אלטרנטיביים

בנוסף לירידה במאגרי הנפט, לפיתוח דלקים חלופיים יש עוד כמה סיבות.

אחד מהם הוא זיהום סביבתי. בעת שריפתם, בנזין וסולר משחררים חומרים מזיקים המדלים את שכבת האוזון ועלולים לגרום למחלות בדרכי הנשימה. מסיבה זו, מדענים עדיין עובדים על יצירת מקור אנרגיה נקי שישפיע באופן מינימלי על הסביבה, הן בשלב החילוץ והן במהלך הפעלת המנוע.

הסיבה השנייה היא עצמאותה האנרגטית של המדינה. כולם יודעים שרק במדינות בודדות יש עתודות נפט מתחת לאדמה. כל השאר צריכים להשלים עם מדיניות התמחור שקבעו המונופוליסטים. השימוש בדלקים חלופיים יאפשר לצאת מהדיכוי הכלכלי של מעצמות כאלה.

על פי חוק מדיניות האנרגיה של ארצות הברית, דלקים חלופיים מוגדרים כ:

• גז טבעי;
• דלק ביולוגי;
• אתנול;
• ביו דיזל;
• מֵימָן;
• חַשְׁמַל;
• התקנה היברידית.

כמובן שלכל סוג דלק יש גורמים חיוביים ושליליים משלו. על סמך מידע זה, לחובב הרכב יהיה קל יותר לנווט במה שהוא יכול להתפשר על ידי רכישת רכב ייחודי.

גז טבעי

ההפצה בכל מקום גרמה למהנדסים לשקול אם ניתן להשתמש בה כדלק חלופי. התברר שמשאב טבע זה נשרף לחלוטין ואינו פולט את אותם חומרים מזיקים כמו בנזין או סולר.

בשטח החלל הפוסט-סובייטי, מנוע שהוסב לדלק הפך להיות דבר שבשגרה. חלקם, אפילו קונים מכונית חסכונית, תוהים האם זה הגיוני להחליף אותה לדלק.

לאחרונה כמה יצרנים ציידו מכוניות בציוד גז מהמפעל. דוגמה לכך היא סקודה קאמיק G-Tec. היצרן משלים את דגם מנוע הבעירה הפנימית הפועל על מתאן. היתרונות והחסרונות של פרופאן ומתאן מתוארים מאמר אחר... וגם ב סקירה אחת מספר על שינויים שונים בציוד הגז.

דלק ביולוגי

קטגוריה זו של דלק חלופי מופיעה כתוצאה מעיבוד הגידולים החקלאיים. בניגוד לבנזין, גז וסולר, דלקים ביולוגיים אינם פולטים פחמן דו חמצני במהלך הבעירה, שנמצא בעבר במעיים של כדור הארץ. במקרה זה משתמשים בפחמן שנספג על ידי הצמחים.

הודות לכך, גזי החממה אינם חורגים מהכמות המשתחררת במהלך חייהם של כל האורגניזמים החיים. היתרונות של דלק כזה כוללים אפשרות לתדלוק בתחנות דלק רגילות.

הדלק המדובר הוא קטגוריה ולא דלק נפרד. לדוגמא, עיבוד פסולת מן החי והירקות מייצר מתאן ואתנול. למרות העלות הנמוכה וקלות הייצור (אין צורך באסדות נפט עם ציוד עיבוד מורכב), לדלק זה חסרונות.

אחד החסרונות המשמעותיים הוא שכדי לייצר כמות מספקת של דלק נדרשים מטעים גדולים עליהם ניתן לגדל צמחים מיוחדים המכילים אחוז גבוה של חומרים מתאימים. גידולים כאלה מדללים את האדמה, מה שלא מסוגל לייצר יבולים איכותיים לגידולים אחרים.

אתנול

במהלך פיתוח מנועי בעירה פנימית, מעצבים בדקו חומרים שונים שעל בסיסם היחידה יכולה לפעול. ואלכוהול אינו האחרון ברשימת החומרים כאלה.

היתרון של אתנול הוא שניתן להשיג אותו מבלי לרוקן את משאבי הטבע של כדור הארץ. לדוגמא, ניתן להשיג אותו מצמחים עתירי סוכר ועמילן. גידולים אלה כוללים:

• קנה סוכר;
• חיטה;
• תירס;
• תפוחי אדמה (משתמשים בתדירות נמוכה יותר מהקודמים).

בצדק יכול אתנול לתפוס את אחד המקומות הראשונים בדירוג הדלקים האלטרנטיביים הזולים. לדוגמא, לברזיל ניסיון בייצור אלכוהול מסוג זה. הודות לכך, למדינה יכולה להיות עצמאות אנרגטית מהמעצמות שבשטחן מיוצר גז טבעי או נפט.

כדי להפעיל אלכוהול, המנוע חייב להיות עשוי מתכות עמידות בפני חומר זה. וזה אחד החסרונות המשמעותיים. כמה יצרניות רכב בונות מנועים שיכולים לפעול גם על בנזין וגם על אתנול.

שינויים אלה נקראים FlexFuel. המוזרות של יחידות כוח כאלה היא שתכולת האתנול בבנזין יכולה לנוע בין 5 ל -95 אחוזים. בייעוד של כלי רכב כאלה משתמשים באות E ובאחוז האלכוהול המרבי המותר בדלק.

דלק זה צובר פופולריות בגלל הידוק האסטרים בבנזין. אחד החסרונות של החומר הוא היווצרות עיבוי מים. כמו כן, כאשר הם נשרפים הם משחררים פחות אנרגיה תרמית, מה שמפחית משמעותית את כוח המנוע אם הוא פועל על בנזין.

ביו דיזל

כיום סוג זה של דלק אלטרנטיבי הוא אחד המבטיחים ביותר. ביו דיזל מיוצר מצמחים. דלק זה נקרא לפעמים מתיל אתר. חומר הגלם העיקרי המשמש לייצור דלק הוא לפתית. עם זאת, זה לא היבול היחיד המהווה משאב לביו-דיזל. ניתן להכין אותו משמנים מהגידולים הבאים:

• סויה;
• חַמָנִית;
• עצי דקל.

לאסטרים של שמנים, כמו אלכוהול, השפעה הרסנית על החומרים מהם עשויים מנועים קונבנציונליים. מסיבה זו, לא כל יצרן מעוניין להתאים את מוצריו לדלק זה (עניין נמוך במכוניות כאלה, מה שמקטין את הסיבה ליצירת אצווה גדולה, ואין שום תועלת לייצר גרסאות מוגבלות על דלקים חלופיים).

לאחרונה, יצרנים מסוימים אפשרו מיזוג של מוצרי נפט עם דלק ביולוגי. הוא האמין כי אסטרים של 5% שומן לא יפגעו במנוע שלך.

לפיתוחים המבוססים על פסולת חקלאית יש חסרון משמעותי. לצורך רווח כלכלי, חקלאים רבים יכולים להכשיר מחדש את אדמתם כדי לגדל אך ורק את הגידולים מהם מיוצרים דלקים ביולוגיים. זה יכול לתרום לעלייה משמעותית במחירי המזון.

מימן

מנסים גם להשתמש במימן כדלק זול. אמנם פיתוחים כאלה יקרים מדי עבור המשתמש הממוצע, אך נראה כי לפיתוחים כאלה עתיד.

אלמנט כזה מעניין כי הוא הנגיש ביותר על פני כדור הארץ. הפסולת היחידה לאחר הבעירה היא מים, שאפשר אפילו לשתות אותם לאחר ניקוי פשוט. בתיאוריה, שריפתם של דלקים כאלה אינה יוצרת גזי חממה וחומרים המדלים את שכבת האוזון.

עם זאת, זה עדיין בתיאוריה. התרגול מראה כי השימוש במימן מזיק בהרבה מבנזין במכונית ללא זרז. הבעיה היא שתערובת של אוויר לא טהור ומימן נשרפת בגלילים. תא העבודה של הגליל מכיל תערובת של אוויר וחנקן. ואלמנט זה, כאשר הוא מחומצן, יוצר אחד החומרים המזיקים ביותר - NOx (תחמוצת חנקן).

ב.מ.וו X-5 על מנוע מימן

בעיה נוספת בשימוש במימן היא האחסון שלו. כדי להשתמש בגז במכונית, יש לייצר את המיכל בצורה של תא קריוגני (-253 מעלות, כדי שהגז לא יתלקח בעצמו), או צילינדר המיועד ללחץ של 350 אטום.

ניואנס נוסף הוא ייצור מימן. למרות העובדה שיש הרבה מהגז הזה בטבע, אך לרוב הוא נמצא במתחם כלשהו. בתהליך הפקת מימן נפלטת לאטמוספרה כמות גדולה למדי של פחמן דו חמצני (כשמשלבים מים ומתאן, זו הדרך הקלה ביותר להשיג מימן).

בהתחשב בגורמים המפורטים לעיל, מנועי מימן נותרים היקרים ביותר מכל הדלקים האלטרנטיביים.

חשמל

כלי רכב חשמליים הם הפופולריים ביותר. הם אינם מזהמים את הסביבה מכיוון שלמנוע החשמלי אין פליטה כלל. מכוניות אלו שקטות, נוחות מאוד וחזקות מספיק (למשל, Nio EP9 מאיץ למאה ב -2,7 שניות, והמהירות המקסימלית היא 313 קמ"ש).

בזכות המוזרויות של המנוע החשמלי, הרכב החשמלי אינו זקוק לתיבת הילוכים, מה שמקטין את זמן ההאצה ומקל על הנהיגה. נראה שלרכבים כאלה יש רק יתרונות. אך למעשה, מכוניות כאלה אינן נטולות היבטים שליליים, שבגללן הן נמצאות בעמדה אחת מתחת למכוניות הקלאסיות.

אחד החסרונות העיקריים הוא קיבולת הסוללה. טעינה אחת בביצועים האיכותיים ביותר מספיקה למקסימום 300 ק"מ. לוקח כמה שעות "לתדלק", אפילו באמצעות טעינה מהירה.

ככל שקיבולת הסוללה גדולה יותר, הרכב כבד יותר. בהשוואה לדגם המקובל, האנלוגי החשמלי יכול לשקול 400 קילוגרם יותר.

כדי להגדיל את מרחק הנסיעה ללא טעינה, היצרנים מפתחים מערכות התאוששות מתוחכמות שאוספות כמויות זעירות של אנרגיה (למשל בעת ירידה בירידה או במהלך בלימה). עם זאת, מערכות כאלה יקרות במיוחד, והביצועים מהן לא כל כך מורגש.

האפשרות היחידה המאפשרת לך לטעון את הסוללה בזמן הנהיגה היא התקנת גנרטור המופעל על ידי אותו מנוע בנזין. כן, זה מאפשר לך לחסוך באופן משמעותי בדלק, אך כדי שהמערכת תפעל, אתה עדיין צריך לפנות לדלק קלאסי. דוגמה למכונית כזו היא שברולט וולט. הוא נחשב לרכב חשמלי מלא, אך עם גנרטור בנזין.

מתקנים היברידיים

כפשרה שממזערת את צריכת הדלק הקלאסית, יצרנים מציידים את יחידת הכוח ביחידות היברידיות. זו יכולה להיות מערכת היברידית קלה או מלאה.

יחידת הכוח העיקרית בדגמים כאלה היא מנוע בנזין. כתוספת, משתמשים במנוע בעל הספק נמוך (או כמה) וסוללה נפרדת. המערכת יכולה לסייע למנוע הראשי כאשר מתחילים למזער את העומס וכתוצאה מכך לכמות החומרים המזיקים בפליטה.

שינויים אחרים ברכבים היברידיים יכולים לנסוע מרחק מה רק על מתיחה חשמלית. זה יכול להיות שימושי אם הנהג לא חישב את המרחק לתחנת הדלק.

החסרונות של הכלאות כוללים את חוסר היכולת להחזיר אנרגיה בזמן שהמכונית נמצאת בפקק. כדי לחסוך בחשמל, תוכלו לכבות את המערכת (היא מתחילה לפעול במהירות רבה), אך הדבר משפיע לרעה על המפצים המוטוריים.

למרות החסרונות, גרסאות היברידיות של מכוניות מפורסמות צוברות פופולריות. למשל טויוטה קורולה. גרסת הבנזין במחזור המשולב צורכת 6,6 ליטר לכל 100 ק"מ. האנלוגי ההיברידי חסכוני פי שניים - 3,3 ליטר. אך יחד עם זאת, הוא יקר בכמעט 2,5 אלף דולר. אם מכונית כזאת נקנית לשם חיסכון בדלק, יש להשתמש בה באופן פעיל מאוד. ואז רכישה כזו תצדיק את עצמה רק לאחר כמה שנים.

כפי שאתה יכול לראות, החיפוש אחר דלקים חלופיים מניב תוצאות. אך בשל העלות הגבוהה של פיתוח או מיצוי משאבים, סוגים אלה של משאבי אנרגיה עדיין נמוכים בכמה עמדות בהשוואה לדלק המקובל.

שאלות ותשובות:

אילו דלקים מסווגים כדלקים חלופיים? דלקים חלופיים נחשבים: גז טבעי, חשמל, דלק ביולוגי, פרופאן, מימן, אתנול, מתנול. הכל תלוי באיזה מנוע משתמשים במכונית.

באיזו שנה הופיע הבנזין? ייצור הבנזין החל בשנות ה-1910. בתחילה, זה היה תוצר לוואי של זיקוק נפט, כאשר נפט נוצר עבור מנורות נפט.

האם ניתן לסנתז שמן? ניתן להשיג שמן סינטטי על ידי הוספת זרזים על בסיס מימן לפחם ובלחץ של כ-50 אטמוספרות. שיטות כריית פחם זולות יחסית מייצרות טכנולוגיה חסכונית באנרגיה.