Этанол как топливо для автомобилей

Этанол как автомобильное топливо. Спирт (этанол).

Спирт изначально был популярен в качестве автомобильного горючего. В 1896 году американский изобретатель Генри Форд\Henry Ford изготовил свой первый автомобиль (носил название «Квадрицикл»\Quadricycle), двигатель которого работал на спирте. Любопытно, что Форд тогда не оценил опыт германских инженеров Карла Бенца и Вильгельма Даймлера, которые за десятилетие до этого создали автомобиль, работавший на бензиновом двигателе. В 1908 году Форд выпустил в продажу свою знаменитую «Модель Т»\Model T — первый в истории массовый автомобиль, который мог работать на бензине, этаноле и смеси обоих видов топлива. Форд прибег к использованию этанола, исходя, в том числе, и из экономических соображений: в 1906 году налоги на спирт были резко уменьшены, что сделало цену этанола сопоставимой с ценой бензина. Кроме того, Форд был фермером и считал, что «спиртовое» автомобилестроение поможет крестьянам. Успешные попытки использования спирта в качестве автомобильного горючего неоднократно предпринимали многие страны мира. Ныне подобные программы наиболее развиты в Бразилии.

Ныне в США многие АЗС предлагают топливо E85 — смесь 85% спирта и 15% бензина (в обычный бензин с 2006 года обязательно добавляется 10% этанола). Появление топливного стандарта E85 привело к созданию нового типа автомобилей — они называются «Автомобили на «Гибком» Топливе»\Flexible Fuel Vehicles (популярная аббревиатура — FFV). Внешне они ничем не отличаются от обычных. Разница заключается в наличии сенсора, который определяет долю этанола в топливе, залитом в бензобак: исходя из этой информации, бортовой компьютер изменяет режим работы двигателя. Первой компанией, создавшей подобный автомобиль, стал Chrysler (1998 год).

Достоинства: 1. E85 могут использовать многие модели автомобилей, чья цена не отличается от стоимости бензиновых аналогов., 2. В ряде случаев E85 может быть дешевле обычного бензина., 3. С экологической точки зрения спирт является практически идеальным видом топлива — он производится из возобновляемых источников и сгорает, не оставляя после себя вредных выхлопов., 4. Использование спирта позитивно отражается на состоянии подготовленного для его использования автомобиля. Этанол содержит больше кислорода, чем бензин, за счет этого сгорание происходит более «чисто». Использование топлива, обогащенного этанолом, позволяет легче завести машину в холодную погоду.

Недостатки: 1. Это горючее наносит ненамного меньший ущерб окружающей среде, по сравнению с бензином. 2. Это топливо менее калорийно, чем бензин — в результате, автомобиль требуется заправлять чаще.

Первоначальные надежды на то, что спирт сможет в краткосрочной перспективе заменить бензин, пока не сбываются. Проблем несколько: как оказалось массовое производство спирта привело к значительному подорожанию зерна (в США — кукурузы), из которой он производится. В результате, по цене E85 немногим дешевле традиционного бензина. Мощности спиртзаводов недостаточно для снабжения всех желающих, а инфраструктура «спиртовых» АЗС пока существует лишь в нескольких штатах страны, в основном — сельскохозяйственных. Администрация Энергетической Информации США\Energy Information Administration в конце 2007 года пришла к выводу, что попытки производства спирта из древесного сырья и пищевых отходов пока коммерчески малоприбыльны. Однако по прогнозу Агентства, объемы производства спирта в США вырастут с 5.6 млрд. галлонов (1 галлон — 3.78 литра) в 2006 году и 6.8 млрд. — в 2007-м до 24.3 млрд. галлонов в 2030 году (в результате, на долю этанола придется 16% автомобильного горючего, которое в 2030 году используют американцы).

Исследование Министерства Сельского Хозяйства США\Department of Agriculture показало, что этанол имеет позитивный энергетический баланс. Это означает, что при его производстве требуется на 67% меньше энергии, чем получается при его использовании. С другой стороны, Корнельский Университет\Cornell University и Университет Беркли\University of California-Berkeley пришли к выводу, что для производства экологически чистого автомобильного топлива требуется больше энергии, чем можно получить в результате его использования. К примеру, производство этилового спирта из кукурузы требует на 27% больше энергии, чем вырабатывается при сжигании спирта в автомобильном двигателе (при подсчете учитывались затраты энергии на сельскохозяйственные работы, производство удобрений и пестицидов, транспортировку, переработку и пр.). Производство спирта из древесины еще более убыточно — минус 57%.

Источник: Washington Profile

Влияние содержащего этанол бензина на двигатель

Существует большая путаница относительно влияния топлива с содержанием этанола на двигатели морского назначения и на средства поддержания топлива в хорошем состоянии.

По мнению Брайана Клюге, директора отдела комплектующих компании Mercury Marine, качество всех марок бензина, с добавлением этанола или без него, со временем ухудшается (деградирует) из-за испарения, присутствия воды и окисления. Однако этанол может привести к усугублению этой деградации бензина.

Разделение фаз

Бензин E10 (топливо с содержанием этанола до 10 процентов) подвержен процессу разделения фаз, хотя это возникает только при редких условиях. Чистый бензин не обладает способностью поглощения воды, но топливо E10 при определенных условиях может содержать до 0.5 процента воды. Например, 20 галлонов E10 при температуре 60 градусов могут содержать до 12 унций воды. Эти 12 унций воды поглощаются этанолом и проходят по топливной системе без вреда для нее. Способность поглощения воды фактически делает E10 лучшим топливом в идеальных условиях, хотя E0 в основном все еще является более предпочтительным.

Как только топливо достигает полной степени насыщения, в данном случае 12 унций воды, вода и спирт отделяются от бензина и вследствие своей плотности спускаются на дно топливного бака, оставляя верхний слой топлива лишенным этанола, который имеет более низкое октановое число, и тонкий нижний слой, который содержит агрессивную, коррозийную смесь воды и этанола.

Топливные продукты с определенными типами спиртов снижают скорость разделения на фазы, однако на рынке нет продукта – независимо от того, что заявляют производители – который может полностью предотвратить разделение на фазы. Равно как и не существует продукта, который может рекомбинировать, воссоединить разделенные на фазы слои.

E10 присутствует на рынке уже не одно десятилетие, и некоторые географические регионы, особенно на Среднем Западе, больше не предлагают чистый бензин в качестве топлива. Современные двигатели морского исполнения разработаны и изготовлены для заправки как топливом марки E10, так и чистым бензином.

Переход от чистого бензина на топливо E10

Большинство проблем, связанных с E10, возникают при переходе с чистого бензина на E10 или во время сезонного хранения. Проблемы могут возникать в регионах США, где E10 вводится в практику, например, на Восточном побережье и Юго-востоке. Топливная система, в которой использовался только чистый бензин, будет иметь тонкий слой воды на дне топливного бака. Эта вода всасывается заборником топлива в очень малых количествах и проходит через топливную систему без вреда для нее. Обычно это капельки воды, которые вызывают замерзание топливной линии в холодную погоду.
Кроме того, со временем в баке будут образовываться отложения продуктов окисления и загрязнения, когда двигатель работает только на чистом бензине. Отложения образуются несмотря на то, что слой воды тонкий, но система двигателя будет оставаться стабильной.

Когда вы добавляете в топливный бак E10, вы тем самым добавляете в него новый растворитель. Этанол будет растворять некоторое количество отложений, которые со временем накопились, потенциально снижая стабильность работы двигателя.

“Кроме этого, при добавлении небольшого количества этанола вероятность разделения на фазы становится очень высокой,” — сказал Эд Альанак, менеджер отдела развития и планирования испытаний двигателей компании Mercury Marine. — «Этот спирт выделяется из топлива в находящуюся ниже воду, при этом воды в топливе будет слишком много, она не будет смешиваться с топливом, и вы получите слой воды и этанола.”
«Этот слой может теперь быть достаточно толстым и глубоким в области, где находится сетчатый фильтр патрубка забора топлива (погруженный) в эту смесь воды,” — добавил он.

В результате патрубок забора топлива всасывает в двигатель смесь воды и этанола.

«Для бензинового двигателя это будет совсем неблагоприятным фактором,» — сказал Альанак.

Проблемы перехода можно ограничить с помощью простых указанных ниже процедур:

Сначала проверить систему на присутствие воды в топливном баке и осмотреть и проверить водоотделительный фильтр (на больших двигателях). Если обнаружена вода, из бака необходимо все насухо выкачать. Кроме того, проверить топливо в баке на прозрачность. Если топливо имеет молочный цвет, плавающие в нем частицы или испускает кислый запах, бак необходимо прочистить.
Качественное чистящее средство, такое как Mercury’s Quickleen Fuel Product, поможет растворить отложения. Первая полная заправка бака должна состоять только из топлива E10 для того, чтобы в баке находилось максимальное количество абсорбирующего воду этанола.

Необходимо всегда следить за фильтрами и их состоянием, при этом рекомендуется всегда иметь при себе дополнительные топливные фильтры на случай возникновения потенциальных проблем с забиванием фильтров.

Сезонное хранение

Сезонное хранение также вызывает проблемы. Температура может в большой степени снизить способность этанола связывать воду. Помните те самые 20 галлонов топлива, которые смогли поглотить 12 унций воды при температуре 60 градусов? При температуре 20 градусов те же самые 20 галлонов могут поглотить восемь или девять унций воды, приблизительно две трети воды, которая могла бы быть поглощена при идеальных температурах.
Вода и этанол, которые были поглощены в теплую погоду, теперь разделяются и оседают на дно топливного бака. Во время хранения топливо может также окисляться (вступать в реакцию с кислородом в баке). Окисленное топливо будет издавать кислый запах и будет обесцвеченным. Оно также может иметь мелкие частицы смолы, которые содержатся в нем во взвешенном состоянии.
Окисленное топливо может забивать топливные фильтры, создавать отложения в топливной системе, особенно в инжекторах, и в целом отрицательно влиять на рабочие характеристики двигателя. После того, как топливо окислилось, его невозможно обратно восстановить и превратить в топливо, пригодное для использования.

Компания Mercury рекомендует ставить лодку на хранение с полным топливном баком для снижения количества воздуха, с которым может взаимодействовать топливо, и для снижения вероятности возникновения конденсации.
Компания Mercury также рекомендует добавлять качественный топливный стабилизатор, такой как Mercury’s QuickStor.

Некоторые помещения для хранения требуют, чтобы топливные баки во время сезонного хранения были пустыми. В большинстве случаев в этих помещениях имеются инструменты и насосное оборудование для откачки топлива из двигателя и линий.

Все марки бензина деградируют

Чистый бензин или бензин марки E10 будет со временем деградировать. При этом бензин требует особого внимания к своему состоянию и принятия мер по сохранению его качества, независимо от того, что используется в качестве топлива — чистый бензин или бензин с добавкой этанола.
“На рынке имеются три утвержденных законом типа продуктов, которые позволяют предотвратить связанные с топливом проблемы, независимо от типа бензина,” — сказал Клюге.

Он рекомендует использование следующих продуктов:

• Чистящие средства, которые добавляются к топливу для удаления отложений в топливном баке и двигателе и которые могут быть использованы для краткосрочной чистки или длительного техобслуживания.
• Стабилизаторы, которые помогают снизить темп деградации топлива и приобретения им кислого запаха и которые содержат коррозионные ингибиторы. Стабилизаторы часто используются во время сезонного хранения или тогда, когда топливо не будет потребляться в течение месяца или около этого.
• Средства для предотвращения замерзания, состоящие из спирта, соединяются с топливом в баке и снижают точку замерзания присутствующей воды. Для бензина, содержащего до 10 процентов этанола (E10), средства для предотвращения замерзания не требуются. За дополнительной информацией по топливу E10 и топливным присадкам обращаться на сайт компании Mercury Marine http:// www.mercurymarine.com/service-and-support/storage~ and-maintenance/faqs/outboards/?category=ethanol

Средства Mercury’s Quickleen, Quickare и Quickstor помогают замедлить влияние содержащего этанол бензина на двигатель!

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
по бензину марки E10

Какими характеристиками обладает этанол?

Этанол – это окисленное углеводородное соединение, имеющее высокое октановое число и поэтому пригодное для увеличения уровня октана в неэтилированном бензине. Организация EPA, агентство по защите окружающей среды, отвечающее за установление ряда требований и нормативов для всех используемых в США марок бензина, допускает использование этанола в бензине на уровне до 10 процентов в качестве повышающей октановое число добавки и меры обеспечения благоприятных характеристик чистого сгорания, которое способствует снижению выброса некоторых вредных веществ. Этанол гигроскопичен (т.е. поглощает воду), он легче и быстрее смешивается с водой, чем бензин. Он обладает отличной от бензина растворимостью, включая способность разрыхлять ржавчину и засорения, которые могут находиться в нетронутом, неразрушенном состоянии в топливной системе. Он может легче и быстрее удалять пластификаторы и смолы из определенных пластмассовых материалов, на которые только один, чистый, бензин повлиять не может. Разрыхленные засорения забивают фильтры и могут мешать работе двигателя. Кроме того, этанол является агрессивным, коррозионным агентом для некоторых металлов, особенно в сочетании с водой. Хотя бензин не проводит хорошо электрический ток, этанол обладает значительной способностью проводить электрический ток и поэтому может провоцировать гальваническую коррозию.

Влияет ли этанол на мощность или экономию топлива?

Этанол имеет теплотворную способность, равную 76,000 британских тепловых единиц (BTU — БТУ) на один галлон, что приблизительно на 30 процентов меньше, чем теплотворная способность бензина [приблизительно 109,000 — 119,000 BTU/gal (БТУ/галлон)], бензин E10 должен давать несколько меньший пробег в милях, т.е. снижение приблизительно на 3 процента.
Топлива, содержащие более высокий уровень этанола, будут соответственно приводить к сокращению пробега в милях. Например, топлива марки E85 дают пробег в милях приблизительно на 30 процентов меньше, чем бензин.
Октановое число чистого этанола (крепости 200) равно приблизительно 100 и поэтому пригодно для повышения октанового числа бензина. В блендах E-10 присутствие этанола обеспечивает около 2.5 – 3 процентов суммарного октанового числа. Влияние на мощность двигателя определяется результирующим октановым числом топлива с добавкой. В выборе марок топлива для правильной работы необходимо соблюдать осторожность и выбирать топлива с октановым числом, которое рекомендовано для конкретного двигателя, как указано в руководстве по работе, обслуживанию и гарантии (Operation, Maintenance & Warranty Manual).

Могут ли топлива с содержанием этанола влиять на работу традиционных 2-тактных карбюраторных подвесных лодочных моторов?

2-тактные подвесные лодочные моторы не должны испытывать совсем никакого снижения рабочих характеристик или испытывать лишь небольшое их снижение из-за бензиновых топлив, содержащих до 10 процентов этанола, когда моторы эксплуатируются по стандартам согласно рекомендациям компании Mercury. Когда бензин с этанолом используется в первый раз после перехода с топлива с метил-трет-бутиловом эфиром, бак должен быть полностью освобожден от воды перед заправкой бензина с этанолом. В противном случае может возникнуть разделение на фазы, которое может вызвать забивание фильтра или повреждение двигателя. Вероятно, для владельца лодки лучше в первый раз заправлять топливные баки топливом с этанолом тогда, когда в баке низкий, но некритичный уровень топлива. Если бак чистый и в нем нет воды, не должно быть никаких трудностей. Если в баке присутствует вода, то частичная заправка топлива приведет к разделению на фазы быстрее, т.к. с меньшим содержанием этанола в баке требуется меньше воды для разделения на фазы. Важным фактором для владельцев лодок, с которым они должны считаться, является присутствие воды в баках их систем. Если двигатель выпуска 1990 года или ранее, то рекомендуется проводить частые осмотры и проверки всех узлов и деталей топливной системы для того. чтобы обнаружить любые признаки утечек, смягчения, затвердения, вздутия или коррозии. Если наблюдается любой признак утечки или ухудшения состояния, то перед дальнейшей работой необходимо заменить поврежденный узел или деталь.

Как этанол влияет на топливный бак из стекловолокна?

Стекловолоконные топливные баки, изготовленные до 1991 года, возможно, были несовместимы с бензином, содержащим этанол. Имеются свидетельства того, что в присутствии этанола некоторые смолы могут вытягиваться из стекловолокна и попадать в двигатель, где они могут вызвать серьезные повреждения. Если используется стекловолоконный бак более старой модификации, связаться с производителем и определить возможность безопасного использования бензина с этанолом в этом баке.

Подвержены ли старые топливные линии отказам и повреждению от топлива на основе этанола? А что происходит с прокладками?

В 1980-ые годы для использования в топливных системах разрабатывалось множество резиновых изделий и комплектующих, способных выдерживать воздействие топлива с содержанием этанола. Если имеются подозрения на то, что резиновые комплектующие и изделия в топливной системе выпущены именно в те годы или еще раньше, то перед использованием марок топлива с содержанием этанола, может быть, целесообразно заменить их более новыми изделиями, которые безопасны и выдерживают воздействие этанола. Посоветоваться с производителем или часто осматривать и проверять эти узлы и детали топливной системы на признаки вздутия или ухудшения состояния и, если обнаружены проблемы, заменить.

В моем регионе этанол заменяет метил-трет-бутиловый эфир (MTBE). Что мне необходимо сделать?

Перед тем, как заливать бензин с этанолом в свой топливный бак, проконсультируйтесь с производителем вашей лодки на предмет необходимости принятия специальных мер предосторожности при использовании топлива, содержащего этанол. Проверьте свой топливный бак на присутствие в нем воды. Если обнаружите любое количество воды, удалите всю воду и полностью просушите бак. В качестве меры предосторожности советуем всегда иметь при себе дополнительные фильтры на случай, если во время работы на лодке фильтр засорится или будет забит.

Имеются ли присадки или добавки, которые могут предотвратить разделение на фазы?

Практически добавок, которые могут предотвратить разделение фаз, не существует. Единственным практическим решением является одно – прежде всего не допускать накопления воды в баке.
Имеются ли добавки, которые при добавлении в топливный бак, позволяют снова смешать разделенную на фазы смесь?
Нет. Единственным способом, который позволяет избежать дальнейших проблем, является удаление воды, утилизация истощенного топлива, чистка бака; и затем необходимо начать с использования свежего обезвоженного топлива.

Есть ли простое решение проблемы конденсации воды в баке при применении этанола?

Лучше всего следить за тем, чтобы, когда двигатель не эксплуатируется, топливный бак был всегда полным. Это позволит уменьшить объем пустого пространства над уровнем топлива в баке и снизить приток воздуха в бак и отток воздуха из него при температурных колебаниях. Это приведет к уменьшению конденсации на внутренних стенках бака и ограничит воздействие влажности и конденсации на этанол в топливе.

3 фактора ухудшения качества и состояния бензина

1. ИСПАРЕНИЕ

Более легкие химические вещества в бензине испаряются в баках, имеющих средства вентиляции, тем самым оставляя после этого в баке более тяжелое топливо, которое не принесет вреда двигателю, но может вызвать проблемы с запуском холодного двигателя.

2. ПРИСУТСТВИЕ ВОДЫ

Вода от конденсации оседает и накапливается на дне бака под топливом. Эта вода может стать причиной коррозии и замерзания бензопроводных линий.

3. ОКИСЛЕНИЕ

Топливо вступает в реакцию с кислородом, образуя новые соединения. Окисление ведет к образованию осадка, смолы и кислотных отложений. Окисленный бензин будет иметь измененный цвет (обесцвечен), кислый запах, а также может содержать мелкие частицы смолистого вещества во взвешенном состоянии. Окисленное топливо может забить топливные фильтры, стать причиной образования отложений в топливной системе, особенно в инжекторах, и в целом привести к снижению эксплуатационных характеристик двигателя.

Спирт как топливо

Бывают ситуации когда срочно нужны деньги. Брать в банке кредит или у кого-то в долг не совсем рационально. Элитный алкоголь — это то что можно быстро и выгодно продать. И к тому же это наиболее безопасное и выгодное использование спиртного.

Просто пришлите фото бутылки любым удобным способом (например через WhatsApp) и мы сможем оперативно оценить и договориться о сделке.
Мы являемся коллекционерами и приобретаем различные спиртные напитки в личную коллекцию. Вы сможете продать виски, коньяк, арманьяк, ром, вино, шампанское и другие напитки напрямую без посредников конечным покупателям по наиболее выгодной цене.

Спирт в качестве альтернативы бензину

Спирт может стать альтернативой бензину. Интерес к новомодному топливу постоянно растет. За последние три года количество запросов «спирт как топливо» в русскоязычном сегменте интернета постоянно увеличивается со скачками в 5-10 раз, обычно пики интереса совпадают с очередными повышениями стоимости бензина.

Вообще, этот интерес начал возрастать несколько десятков лет назад, ориентировочно в 70-х годах прошлого столетия. А вот в 80-х об этаноле вместо бензина говорили практически все автовладельцы. Популярность можно объяснить преимуществами альтернативного топлива: оно оказывает меньшее влияние на окружающую среду, от него в разы меньше выхлопных газов, а энергоэффективность на уровень выше. Забота об экологии – сегодня это не только хорошо, но и модно. Поэтому интерес к спирту вместо бензина вполне себе объясним.

Еще и если ДВС автомобиля имеет высокую мощность, то спирт так же выступит в качестве удачной альтернативы привычному топливу, так как он имеет высокое октановое число, и значительную скорость горения.

Эволюция спирта как автомобильного топлива

Спирт, он же этанол, постоянно употребляется в быту как для наружного, так и для внутреннего применения. Но на самом деле все намного интереснее: его эволюция в качестве автомобильного топлива – весьма увлекательная история.

Выделим основные даты в его развитии:

1826 г. Впервые был создан ДВС, работа которого основывалась на спирте. Изобретение принадлежит Сэмюэлю Мори.

1876 г. Спустя 50 лет Николосом Отто уже был создан четырехтактный ДВС.

1896 г. – значимая дата, именно тогда был создан первый автомобиль Квадрицикл, который и осуществлял свое движение именно за счет этанола. Автором произведения стал небезызвестный Генри Форд. Но модель не прижилась из-за высоких налогов на спирт и разный алкоголь. Цены были уравнены в начале 20-го века, и автомобили, использующие спирт вместо бензина начали пользоваться популярностью.

1919 г. ДВС, работающие лишь на спирту, нельзя было эксплуатировать в связи с сухим законом в США. В качестве топлива допускался лишь спирт, смешанный с бензином.

1925 г. Многие страны Европейского Союза обязали энергетические компании смешивать бензин со спиртом на законодательном уровне.

1927 г. Гонки Indianapolis 500 выпустили на ралли гоночный автомобиль, ДВС которого работал на чистом этаноле

1933 г. Популярность этанола как топлива растет среди американских фермеров.

1937 г. Бензин вновь вытесняет спирт, причиной тому послужила большая разница в цене. Точнее: литра спирта стоил 8 центов, а литр бензина – всего 5.

1941-1945 гг. Спирт опять набирает популярность. Во время Второй Мировой войны нефть пользовалась высоким спросом в военной промышленности, поэтому в производстве топлива для невоенных нужд приходилось использовать этанол. Как только война закончилась, цены на нефть упали, и этанолу вновь пришлось уступить место.

1974 г. В Штатах был подписан закон, основной мотив которого заключался в усилении заинтересованности бизнеса и жителей государства в эксплуатации этанола. Спустя 4 года уже вовсю велись продажи топлива – смеси бензина и этанола.

1979 г. Наконец, достоинства этанола были оценены серьезными энергетическими компаниями, которые начали производить топливо на основе спирта. Одной из первых таких компаний стала Amoco.

1980е годы. Период взлетов и падений. На территории штатов строились дистиллерии и спиртзаводы, но при этом интерес к этанолу сильно падал из-за снижения цен на бензин.

1989-1990 гг. Спирт как топливо становится популярным в Дании и Франции.

1997 г. В США вновь начался выпуск автомобилей на спиртовом ДВС. Только вот на многих заправках этанолового топлива не было, поэтому автовладельцы традиционно продолжали пользоваться бензином.

2003 г. – начало запуска в Штатах программы по переводу транспортных средств на бензиновое топливо.

2004 г. Период существенного роста цен на топливо. Самый низкий процент роста наблюдается у этанола, в связи с этим нефтяные компании внедряют инвестирование в производства, принимающие участие в производстве спиртового топлива.

2005 г. Автопроизводители США обязаны использовать спирт в качестве топлива. Обязанность вменена на законодательном уровне.

Из всего вышеуказанного можно сделать вывод, что на протяжении всей эволюции этанола, спирт преследовали постоянные взлеты и падения. Все это было вызвано постоянными скачками цен на спирт и на различные виды топлива. Но сегодня этанол уже утвердился на своем законном месте, поэтому вероятность вытеснить бензин весьма актуальна.

Что нужно знать об этаноле, чтобы понять сможет ли он вытеснить бензин?

Этанол уже сегодня используется в качестве биотоплива. Его распространение объясняется следующими особенностями:

• Сдерживает ударные нагрузки, (меньше детонация).
• Увеличивает мощность ДВС на 20%.
• Не содержит воду.
• В ходе эксплуатации не образуется нагар, за счет чего двигатель продолжительное время остается чистым.
• Спирт позволяет снизить выхлопы в атмосферу. То есть если все автомобили будут ездить на спиртовом топливе, это будет равносильно уменьшению количества машин, использующих бензин, на 1 миллион единиц.
• Использование спирта дает возможность избавиться от необходимости добавления свинца в топливо.

Но на сегодняшний день полный переход на биотопливо невозможен. Этанол изменяет свойства топлива, и это придется чем-то компенсировать. Тем более, помимо видимых преимуществ, спиртовое топливо имеет ряд недостатков, о которых мы поговорим немного позже.

Технические возможности этанола в качестве топлива

Автолюбителей, которые наслышаны о преимуществах использования спирта в качестве топлива, волнует вопрос: «Могу ли я использовать спирт вместо бензина?». Давайте разбираться.

Вообще, система каждого ДВС имеет свои нюансы, к которым относятся и настройки на различные виды топлива по октановому числу и по углу опережения зажигания. Поэтому использование этанола может привести к некорректной работе двигателя. «Мозги» автомобиля будут корректировать топливно-воздушную смесь, и опять это будет некорректным, так как изначальные настройки делались под иные параметры.

Это грозит серьезным увеличением расхода топлива, что совсем невыгодно. Также вполне вероятно проявление коррозии металлических поверхностей, вызванное контактом с этанолом.

Какими бы весомыми не были преимущества спирта, есть некоторый риск, что двигатель сгниет достаточно быстро.

Но, тем не менее, переход на этанол, возможен. Но при этом необходимо будет заменить форсунки, прокладки, топливные магистрали и перепрошить автокомпьютер. В любом случае, решение вопроса о переходе на этанол остается за собственником автомобиля.

Если автовладелец все же решится перейти на топливную смесь бензина и этанола, то ему стоит так же рассчитать стоимость затрат и сравнить с бензиновыми:

• Стоимость спиртового топлива в регионе проживания.
• Повышение расхода топлива.
• Стоимость технической модернизации автомобиля.
• Доступность заправок со спиртовым топливом.
• Снижение срока эксплуатации и работоспособности авто из-за возможной коррозии.
• Уменьшение стабильности работы мотора в зимний период в холодных регионах.
• Необходимость модернизации отопления салона (для холодных регионов).

Все эти факторы скорее всего приведут к выводу о нецелесообразности подобной модификации и использования спиртового топлива в первую очередь по финансовым составляющим. Но все же для некоторых районов с плохой инфраструктурой, где можно недорого произвести спирт в домашних условиях, автомобиль на спиртовом ходу может быть полезен.

В чем заключаются главные перспективы использования этанола как топлива?

Для того чтобы сделать вывод, насколько перспективно использование этанола, отметим его достоинства и недостатки.

Основные преимущества

• Экологичность.
• Нет необходимости разрабатывать дополнительные установки для использования топлива.
• Использует меньшее количество кислорода, чем бензин.
• Наиболее высокое октановое число.
• Выхлопы не имеют неприятного запаха, не оставляют копоти.
• Повышает КПД ДВС.
• Невысокая стоимость. Примерно в полтора раза ниже, чем у бензина.
• ДВС меньше нагревается в жару.
• Очень низкая вероятность, что топливо загорится или взорвется в следствие серьезной аварии.
• Повышается срок службы моторного масла.

Очевидно, преимуществ более чем достаточно.

Недостатки

• Невысокая теплопродуктивность. Низкая энергоэффективность.
• Конкуренция между производителями спирта и производителями продуктов питания. Посевные площади для спирта вытесняют площади для продовольствия.
• Невозможность использования в чистом виде.
• Не всегда можно использовать при низких температурах воздуха.
• Нестабильность цены.
• Актуально акцизное налогообложение.
• Для хранения и перевозки этанолового топлива необходимо создать специальные условия, чтобы качество продукта не снизилось.

Альтернативные виды топлива

О том, какие альтернативные виды топлива бывают, можно говорить достаточно много. Но ЗАЧЕМ? Вроде ездим на бензине, и ездим, зачем еще что-то? Но все же, что придет на замену, если вдруг закончится нефть?

На самом деле вариантов более чем достаточно. Остановимся кратко на основных альтернативных видах топлива:

• Газомоторное топливо . Этот вид является доступным в отношении цены, но для того, чтобы развить его инфраструктуру, придется вложить более чем крупную сумму. Кстати, газовый и бензиновый пистолеты на заправке не могут находиться рядом, поэтому вероятна необходимость строительства отдельных заправочных станций.
• Электроэнергия . Важное достоинство электромобилей – это отсутствие вредных выхлопов в атмосферу. Топливо в виде электроэнергии – то, за что активно борются защитники экологии. К сожалению, цена на электромобили достаточно высока, поэтому перейти на электричество ближайшее время совсем вряд ли получится. Хотя это направление очень перспективное с учетом большого разнообразия источников и типов добычи электричества – один только магнитный генератор чего стоит. Но к сожалению пока на рынке энергоносителей главенствуют нефтяные корпорации развитию направления по электроэнергии будет очень сильное противодействие – от государственного запрета на производство и вплоть до физического устранения изобретателей и самих проектов (как было со многими последователями Николы Теслы). Но последнее десятилетие наметился явный разворот к этому направлению как к одному из самых переспективных.
• Водород . Он же топливная ячейка. Этот вид топлива отошел на задний план с активной разработкой электромобилей. Но, возможно, зря. Водород максимально безвреден для атмосферы, вредные выхлопы отсутствуют напрочь. Но, к сожалению, массовое распространение водорода обойдется в круглую сумму, да и многим владельцам автомобилей такое содержание не по карману. Хотя существуют очень передовые разработки, в которых водород создается по мере надобности (в соответствии со степенью нажатия на педаль газа в автомобиле) из обычной воды посредством электролиза. Эти разработки так же не пускаются на рынок по причине того, что если бы это было реализовано в массовом производстве, то нефтяная отрасль бы просто обанкротилась. Грубо говоря, ездить на воде нам просто не позволят.
• Биодизельное топливо – это топливо, основа которого состоит в маслах и жирах. В производстве используются преимущественно растительные жиры, но и животные имеют место быть. Здесь также есть трудности с распространением, и как бы странно это не звучало: причина тому конкуренция за пропитание. Для производства топлива придется сильно постараться фермерам. Только будут засеяны не привычными продовольственными культурами, а техническими.
• Спирт . О нем мы уже говорили достаточно много. Поэтому лишь подведем итог. Этанол может стать прекрасной альтернативой традиционному бензину. Его использование можно назвать не только возможным, но и необходимым. В России это особенно касается межсезонье. Кстати, спирт обладает способность впитывать воду из бака, независимо от того, по какой причине она там появилась. Не исключено, что сотрудники заправки схалтурили и разбавили топливо, или же вода появилась в качестве конденсата.

В заключение можно напомнить историю угольной промышленности. По большому счеты мы сейчас присутствуем при закате этой эры – этот энергоноситель потерял свою актуальность и широкую востребованность. К тому же самому придет рано или поздно и нефтяная отрасль и произойдет это по простым причинам – нефть иссекаемый и не возобновляемый энергоноситель. Поэтому технический прогресс в итоге придет к использованию возобновляемых, бесконечных и недорогих источников энергии, таких как спирт, вода, воздух, водород, электроэнергия.

В чём плюсы и минусы биоэтанола

О том, что для двигателей автомобилей можно использовать растительное топливо, известно ещё со времён первых самоходных тележек. Но лишь в последние годы эта идея вновь стала актуальна. Виной тому неуклонно повышающиеся цены на нефть.

В последнее время в мировой прессе всё чаще публикуются сообщения об опасности и даже вредности массового перевода автомобилей на биоэтанол. Одно авторитетное мнение очень скоро оспаривается другим, не менее авторитетным. Критика настолько жёсткая, что поневоле вызывает недоумение. Как такое может быть: ведущие страны принимают энергетические стратегии, которые, если верить скептикам, совершенно бездумны и являются кратчайшим путём к масштабным экологическим и экономическим катастрофам? Где правда? Попробуем разобраться.

Противники сжигания этанола в двигателях внутреннего сгорания приводят убедительные доводы. Они не опровергают факта, что при использовании этилового спирта выхлоп автомобилей становится намного чище. Это действительно так. Главная же беда — в самом производстве этого вида топлива, когда в атмосферу выбрасываются огромные количества углекислого газа. А значит, вся экологическая эффективность использования спиртосодержащих смесей сводится на нет. И бравые лозунги о борьбе с глобальным потеплением, об изменении климата не только теряют свою актуальность, но даже смешны.

Вообще говоря, этиловый спирт можно получать из любых растений, лишь бы там в достаточном количестве содержались сахар и крахмал. Картофель, ячмень, пшеница, свёкла — всё подходит. Но лучший вариант — сахарный тростник. Можно также перерабатывать различные отходы, например древесные опилки, но пока что это экономически невыгодно. А потенциально рентабельные методы находятся в стадии разработки.

Правы они? И да и нет. Производство этанола действительно насыщает атмосферу парниковыми газами (ещё они называются GHG — от greenhouse gas) в количествах, сопоставимых с выбросами бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Но у всякой монеты есть и обратная сторона. Дело в том, что в процессе производства и сжигания 1 литра этанола из растительного сырья в атмосферу попадает ровно столько же CO₂, сколько до этого было поглощено теми же самыми растениями в результате реакции фотосинтеза. По сути производство этилового спирта есть не что иное, как «фотосинтез наоборот», с той лишь разницей, что в одном случае требуется солнечный свет, а в другом — выделяется тепло.

Когда биоэтанол получит глобальное распространение, а всё к этому и идёт, то «с банкой чистого спирта» можно будет не только ходить в гости, но и помогать тем несчастным на дороге, у которых совсем опустел бак. Если вас смущает цвет, то помните, что в отличие от пищевого топливный спирт не подвергается чересчур уж тщательной обработке.

Получается, биоэтанол абсолютно нейтрален в качестве источника парниковых газов. Значит — лучше от него не станет, но и хуже не будет, в отличие от продуктов переработки нефти. Есть у этилового спирта и ещё одно преимущество: положительный энергетический баланс. В зависимости от вида сырья последний может колебаться от 1,24 до 8. То есть при сжигании этанола выделяется в несколько раз больше энергии, чем затрачивается при его производстве. В этом смысле «скандальное топливо» на порядок превосходит бензин или солярку. Только вообразите себе расходы на разведку, добычу, транспортировку, переработку нефти, и вы поймёте, что топливный баланс нефтяных продуктов значительно меньше единицы.

Сам процесс заправки этанолом не содержит в себе ничего особенного — всё ровно так же, как и в случае с бензином. Однако сеть таких заправок сегодня ещё только развивается. Например, в США точек, где продают E85, сегодня насчитывается примерно полторы тысячи.

Но и без недостатков у C₂H₅OH не обходится. При сгорании 1 литра этилового спирта выделяется на 34% меньше энергии, чем при сгорании того же объёма бензина. Выходит, что если заправлять автомобиль топливом с содержанием этанола (к примеру, широко пропагандируемой смесью с бензином E85), то расход топлива неизбежно возрастёт вплоть до этих самых 34% — всё будет зависеть от концентрации спирта в каждом конкретном случае. Но с этой печальной картиной столкнутся лишь владельцы машин с двигателями, изначально рассчитанными на традиционный бензин и лишь затем адаптированными под новомодное топливо.

Из примерно тысячи европейских этанольных заправок почти 800 находятся в Швеции. Эта страна планирует лет через 20 вообще отказаться от нефти. Скандинавы уповают на гибриды, потребляющие этанол. На этой фотографии люди из Scania представляют новейший городской автобус.

Нельзя забывать, что октановое число этанола равно 105. Это означает, что его можно сжигать в двигателях с куда большей степенью сжатия. Так что, в принципе, двигатели, рассчитанные исключительно на новый источник энергии, должны быть уж никак не хуже нынешних бензиновых или дизельных собратьев. И в плане экономичности, и в плане мощностных характеристик. А уж про экологию и говорить не приходится! Примерно на 80% уменьшаются выбросы углеродных соединений, а конкретно CO₂ снижаются на 30%. Но заливать в такие машины бензин категорически нельзя — детонация мигом убьёт технологичный мотор.

Вот так выглядит стандартный завод по производству биоэтанола. Отличие от классических спиртовых заводов только в масштабах производства и количестве ректификационных колонн. Получают «зелёное» топливо, что называется, не отходя от кассы, прямо в поле. Это связано с тем, что транспортировка сырья серьёзно увеличивает себестоимость.

В этом смысле весьма пессимистично выглядят перспективы так называемых многотопливных (чаще всего битопливных) автомобилей. Они могут называться Flex Fuel, Flexifuel, BioFlex, и как угодно ещё — всё зависит от фантазии фирм-производителей. Про такие разработки мы писали уже не раз и не два. Причём если некоторые носят статус концептов, то другие — вполне себе серийные машинки. Но у всех этих автомобилей есть один противный недостаток — этанол там сжигается неэффективно, ведь степень сжатия нельзя изменить, просто нажав кнопку на панели.

Не секрет, что наиболее дешёвым способом транспортировки жидких топлив является закачка их в трубопровод. Но в случае с этанолом появляется проблема. Он гигроскопичен, то есть впитывает из атмосферы воду и, следовательно, обладает повышенной коррозионной агрессивностью. Поэтому пока что топливный спирт перевозят автотранспортом или по железной дороге.

Получается забавная ситуация: на бензине Flexifuel-машина едет хорошо, а на E85 (если кто забыл, это коктейль из 85% этанола и 15% бензина), , плохо, а , «жрёт» ощутимо больше. Да, биоэтанол дешевле бензина, но не намного. Зря вы думаете, что с этим топливом сэкономите сколько-нибудь значимую сумму. Может даже случиться и так, что будут одни убытки. Смотря как ездить — на одной лишь «зелёной» ориентации недалеко окажешься. Поэтому не удивляйтесь, что внедрение, казалось бы, перспективной идеи сопровождается законодательным регулированием, например в США и Бразилии.

Не стоит думать, что при заправке биоэтанолом машина наотрез отказывается ехать, подобно водородным аналогам. По сравнению с бензином E85 действительно обладает меньшей энергетической ценностью, но для её сгорания требуется меньше кислорода, поэтому в цилиндры можно впрыскивать большие количества топлива. В итоге мощность падает, но не настолько, чтобы водители приходили в ярость.

Стоит тормознуть и поговорить подробнее, ибо в этих странах внедрение биоэтанола зашло очень далеко. Бразильцы очень не любят топливные кризисы c 1973 года. И всячески стараются их предотвратить. Так, с в стране функционирует масштабная биотопливная кампания. Не стоит поэтому удивляться, что 4,5% площади Бразилии заняты плантациями сахарного тростника, а большинство местных автомобилей можно с чистой совестью причислить к заядлым алкоголикам. За год миллион бразильских рабочих производит двадцать с лишним миллиардов (!) литров этанола.

В Бразилии существует целая отрасль по выращиванию сахарного тростника, со своими традициями и правилами. При производстве широко используется дешёвый ручной труд, что приносит сумасшедшие доходы местным «сахарным королям». Иностранцы спят и видят, как бы принять участие в этанольном буме, но местные бизнесмены наотрез отказываются продавать свои предприятия. А если и соглашаются, то заламывают поистине космические цены. Стоит заметить, что правительство их полностью поддерживает.

Назвать экономику этой страны зависимой от нефти никак нельзя. Выращивая и перерабатывая сахарный тростник, Бразилия полностью обеспечивает себя топливом и электричеством. Всё это безусловно радует, но даже в бочке спирта нашлось место вездесущему дёгтю. Ради новых плантаций бразильцы вырубают леса Амазонки. Можно назвать это странной и недальновидной политикой, а если сказать прямо — то это настоящий идиотизм. Как жить без «лёгких планеты»?

Сахарный тростник в Бразилии выращивают тысячи частных хозяйств. И это порождает некоторые проблемы. Ведь из тростника и сахар делают. Поэтому когда в годах резко выросли цены на сахар, производство этанола сократилось до такой степени, что людям стало элементарно нечем заправлять свои машины. Сейчас правительство регулирует ситуацию и даже вложило в 2007 году 25 миллионов долларов в развитие новых технологий. В США же эта сумма равняется $385 миллионам.

Похожая ситуация складывается и в США. Президент Буш выдвинул программу «20 за 10», которая должна помочь к 2017 году снизить потребление бензина на 20%. За счёт чего? Разумеется, за счёт этанола. К озвученному сроку власти намерены увеличить его производство до 30 с лишним миллиардов литров. За последние годы инвестиции только в исследования перевалили за 12 миллиардов долларов. И это только начало.

В Америке производят этанола хоть и много, но чуть меньше, чем в Бразилии. Правда, делают его не из тростника (он в Штатах расти не хочет), а из кукурузы. Такой вариант менее эффективен, а стало быть, себестоимость американского эталона выше бразильского. Тем не менее программу активно продвигают власти многих штатов, и губернатор «кукурузного» Иллинойса, кандидат в президенты Барак Обама (Barack Obama), — не исключение. Принимаются новые требования к бензиновому топливу, которое должно содержать 10% этанола (такая пропорция безопасна для традиционных двигателей).

Чтобы машину можно было заправлять топливом, содержащим более 10% этанола, необходимы некоторые переделки. «Мозг» мотора должен научиться определять концентрацию спирта и подбирать соответствующие режимы работы. Поскольку спирт содержит воду, модернизации требует и топливная магистраль. Кроме того, если автомобиль эксплуатируется в холодных условиях, надо подогревать топливо перед запуском.

Достигнут ли американцы своих целей? Каково будущее всей этой затеи с биоэтанолом? Пока что всё туманно. Ясно одно — рассчитывать на тотальный переход к спиртовым двигателям нереально. Если предположить стопроцентную эффективность процесса переработки, то для того, чтобы только США перевести с нефти на этанол, нужно 75% сельскохозяйственных земель нашей планеты засеять соответствующими культурами. Грубо говоря, если даже всю Луну засадить тростником, этого окажется недостаточно.

Массовое культивирование культур для производства этанола неизбежно окажет значительное влияние на сельское хозяйство. Фермеры не дураки — раз спрос на кукурузу растёт, они будут её сеять везде, где смогут. А кто при этом подумает о миллионах голодающих жителей Земли? Поэтому многие исследователи и негодуют, утверждая, что «выращивать» биотопливо в то время, когда людям есть нечего, — низкое, подлое и вообще аморальное занятие.

Этанольный вопрос неизбежно связан с большой политикой. На фотографии справа вы видите, как президент США Джордж Буш и президент Бразилии Луис Инасиу Лула да Силва (Luiz Inacio Lula da Silva ) радуются окончанию очередного раунда трудных переговоров. Поэтому не удивляйтесь, если в будущем мы столкнёмся самыми разными пиар-кампаниями, прямо противоречащими друг другу.

Впрочем, к любой критике надо относиться со здоровой долей скептицизма. Сами по себе биотопливные программы вполне разумны и при грамотной реализации способны принести ощутимую пользу. Стоит только иметь в виду, что повсеместное внедрение этанола окажет ощутимое влияние на мировую экономику. И, разумеется, найдутся те, чьи интересы пострадают. Пример: так называемый саммит «табачных королей» 1988 года, где боссы крупнейших компаний обсуждали, как бы нейтрализовать политику ВОЗ по борьбе с курением. И есть ли гарантия, что подобные действия не предпринимают сейчас все те, кто почувствовал угрозу нефтяному бизнесу? , как ни крути, а внедрение биотоплива — это вопрос не столько научный и экономический. Здесь вступает в дело большая политика.