Альтернативні палива

 

Швидке зменшення світових запасів нафти вимагає пошуку та розвитку альтернативних

 

У якості альтернативних видів палива можуть використовуватися спирти (насамперед,

метанол СН3ОН та етанол С2Н5ОН). Метанол виробляють з вугілля, нафти, природного газу,

етанол – з біомас (цукрового очерету, зернових культур).

Спирти застосовують як у якості безпосередньо палива, так і у якості добавок до нього.

У США велике поширення мають моделі, що працюють на етанолі або на суміші бензину

та етанолу (газохолі) – суміші E10 (10% етанолу / 90% бензину) або E85 (85% етанолу / 15%

бензину). Розповсюдженню таких двигунів сприяли федеральні закони щодо економії палива. На

сьогодні у США у експлуатації знаходиться близько 4 мільйонів автомобілів на етанолі, причому

їх виробляють усі крупні компанії: Chrysler (Sebring), Dodge (Caravan, Durango, Grand Caravan,

Ram Pickup, Stratus), Ford (Crown Victoria, F-150, Grand Marquis, Taurus), Chevrolet (Avalanche,

Silverado, Suburban, Tahoe), GMC (Sierra, Yukon). Поширення такі ДВЗ також одержали у

Бразилії (суміш Е22), Німеччині.

Використання метанолу знижує рівень СО₂на 5%, але для отримання тієї ж потужності

потребується вдвічі більше палива, ніж при використанні бензину. Суміш бензину, метанолу та

трет-бутилового спирту називається оксинолом. Використання етанолу знижує рівень СО2 на 4%,

але у відпрацьованих газах є шкідливі альдегіди, які не можна усунути за допомогою

каталітичних нейтралізаторів.

Використання метанолу та етанолу у дизельних ДВЗ потребує значних змін у конструкції

та додавання великої частки присадок через низьке цетанове число (ЦЧ≈3ч8), високу теплоту

випаровування, незначні змащувальні властивості, більш високий корозійний вплив.

Більш широко у дизелях у вигляді добавок використовують метиловіефірижирних

кислот (FAME – Fatty Asid Methyl Ester), які отримують обробкою рослинних та тваринних

жирів метанолом. Найвідомішим з метилових ефірів є рапсовий (RME). Такі палива називають

біодизелями.

Для одержання біодизельного палива використовується рапсове масло. Рапс – олійна

культура – вирощується, потім повністю переробляється в дизельне паливо за дуже простою

технологією (воно найдешевше з рослинних).

Але це пальне також можна робити із соняшникового, кукурудзяного та будь-якого

іншого масла-сирцю. Процес виробництва виглядає приблизно так: спочатку масло очищають,

потім у нього додають метиловий спирт і каталізатор (луг). У результаті реакції переетерифікації

виходить суміш, якій дають відстоятися. Легкі верхні фракції продукту і є рапсовим метил-

ефіром (біодизельним паливом). З тонни рапсу можна одержати 300 кг (30%) рапсового масла, а

з нього 270 кг біодизельного пального. Порівняльна характеристика фізико-хімічних

властивостей дизельного і біодизельного палива наведена у таблиці 2.6.

Великий розвиток технологія отримала у Європі. Приміром, у Німеччині в рік

біодизельного палива випускається близько 1,3 млн. т, у Франції - 780 тис. т, у Польщі - 230 тис.

т. За бажанням автовласника на заправних станціях біодизель можуть заливати у бак автомобіля

як у чистому виді, так і у якості добавки (звичайно 5ч35%) до дизпалива.

У Європі біопаливо застосовують, в основному, за двома принциповими схемами –

"французькою" й "німецькою". У першому випадку основний споживач біопалива –

автотранспорт й автобуси, рух яких у деяких великих містах й окремих провінціях на

звичайному дизельному паливі заборонений, штрафи ж за перевищення норм викидів токсичних

речовин перевищують різницю у вартості рапсово-метилового ефіру (Plantoil) і звичайного

дизельного палива. Виходячи зі схеми використання біопалива, у Франції провадять його,

головним чином, централізовано на потужних установках (5ч10 тис. тонн у рік). В "німецькому"

варіанті біопаливо використовується, як правило, сільгоспвиробниками. Фермери або

 

 

фермерські кооперативи купують малопотужні установки (300ч3000 т у рік) і самостійно

вирощують рапс, а з нього для власної техніки провадять біопаливо.

У тропічних країнах дизелі переоснащують для роботи на пальмовому маслі (зокрема, у

Новій Зеландії, Бразилії).

 

 

Таблиця 2.6. Порівняльна характеристика фізико-хімічних властивостей дизельного і

біодизельного палива