Paliwa niekonwencjonalne lub alternatywne.
Słowa kluczowe: paliwa alternatywne, paliwa, alternatywa, olej, zanieczyszczenie, usuwanie zanieczyszczeń, środowisko
GNC (paliwo gazowe)
Wykorzystanie CNG w stanie gazowym i sprężonym pod 200 barami to rozwiązanie technologiczne, które zostało już przetestowane od ponad 500 000 pojazdów na całym świecie. W dedykowanych i zoptymalizowanych silnikach CNG zapewnia wymierne korzyści, które przewyższają droższe dostawy energii. Radość z jazdy, przyspieszenie, regeneracja, maksymalna prędkość są bardzo zadowalające.
Wydajność paliwowa przekracza o około 10% wydajność silników benzynowych (z wyjątkiem silników benzynowych na ubogie spalanie, takich jak ostatnio oferowane przez japońskich producentów), ale jest niższa niż w przypadku silników wysokoprężnych z bezpośrednim wtryskiem. Emisje z silników CNG składają się prawie wyłącznie z metanu, dlatego mają niską toksyczność.
Metan jest jednak ważnym gazem cieplarnianym. Ale jeśli weźmiemy pod uwagę emisje gazów cieplarnianych w całym łańcuchu użytkowania, CNG zapewnia oszczędności rzędu 20 do 25% w porównaniu z sektorem benzynowym i 10 do
15% w odniesieniu do oleju napędowego.
Głównym utrudnieniem GNc jest przechowywanie, co jest bardzo niekorzystne ze względu na wagę i rozmiar. Nowe materiały, takie jak kompozyty żywiczne i włókna szklane czy węglowe, będące obecnie przedmiotem badań, powinny pozwolić na czterokrotne podzielenie ciężaru zbiornika przy stałej pojemności przez cztery.
Wydaje się zatem, że CNG jest paliwem zastępczym, którego penetracja jest pewna, bez możliwości oceny jego obecnego zakresu. Powinien pojawić się jako pierwszy w zastosowaniach miejskich (zwłaszcza w autobusach), gdzie zanieczyszczenie jest niepokojące.
metanol
W latach 1970 przeprowadzono wiele badań nad opracowaniem paliw zawierających 85 100% metanol, oznaczonych inicjałami M85, M90 lub M100 zgodnie z ich składem.
Obecnie temat ten stracił wiele ze swojego zainteresowania. Metanol jest rzeczywiście toksyczny ze swej natury i zapewnia bardzo niewielkie korzyści w zakresie zanieczyszczenia powietrza. W szczególności ryzyko tworzenia ozonu troposferycznego jest prawie niezmienione w przypadku pojazdów wyposażonych w M85 lub M100.
Metanol utrzymuje się pośrednio na rynku paliw jako podstawowy gracz w syntezie MTBE. Eter ten jest doskonałym składnikiem benzyn, bardzo poszukiwanym ze względu na wysoką liczbę oktanową, doskonałą kompatybilność z węglowodorami i
korzyści, jakie może przynieść w celu zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza.
Obecnie w benzynach bardzo powszechne jest stężenie MTBE wynoszące 5–10%. Istnieją jednak problemy związane z niską biodegradowalnością MTBE.
Biopaliwa: etanol
Etanol jest potencjalnie paliwem dobrej jakości, mogącym zasilać silniki z zapłonem iskrowym. Może być stosowany w postaci czystej lub w niewielkiej ilości (do 20%) w zwykłej benzynie. W pierwszym przypadku należy przystosować silnik do tego konkretnego zastosowania (modyfikacja układu paliwowego i wyższy stopień sprężania); w
W drugim przypadku mieszanina etanolu i benzyny jest całkowicie powszechna i wymienna w sieci dystrybucyjnej z produktami ściśle ropopochodnymi.
Jednak nawet Brazylia, która przyjęła proaktywną politykę na rzecz sektora paliw etanolowych, dokonuje przeglądu swojej strategii. Przyczyny tej zmiany w Brazylii i powolny wzrost gospodarczy w pozostałych częściach świata wynikają z kilku przeszkód technicznych, które, choć nie są przeszkodami, wywołują niechęć ze strony przemysłu naftowego i motoryzacyjnego.
Mieszanki etanol-benzyna są mniej stabilne w obecności wody, bardziej lotne i czasami bardziej korozyjne niż produkty pochodzenia wyłącznie ropopochodnego.
Dlatego, podobnie jak w przypadku metanolu, sektor paliw etanolowych jest korzystnie ukierunkowany na produkcję ETBE z etanolu i izobutenu.
Europejskie przepisy określają maksymalną zawartość ETBE 15% (objętościowo) w benzynach, tj. Około 7% (waga)
etanol. Te ramy prawne pozostawiają zatem wystarczające pole do penetracji etanolu na rynek paliw po znacznych ilościach.
Pochodne olejów roślinnych
Chociaż silniki wysokoprężne mogą pracować z surowymi olejami roślinnymi, podejście to nie wydaje się realistyczne w przypadku pojazdów, które stały się bardzo wydajne. Z drugiej strony, przemiana olejów roślinnych w estry metylowe daje znaczne korzyści na poziomie technicznym.
Estry metylowe olejów roślinnych mają właściwości fizykochemiczne zbliżone do oleju napędowego, z którym jest on doskonale mieszalny. Przedmiotowe rodzaje nasion oleistych to głównie rzepak i słonecznik. Dane agronomiczne są następujące: tak
można uzyskać od 30 do 35 kwintali / rok rzepaku z hektara lub od 1,2 do 1,4 tony estrów metylowych z hektara rocznie.
Na poziomie regulacyjnym dekret zezwala we Francji na nieoznakowaną dystrybucję estru metylowego rzepaku do 5% zmieszanego z olejem napędowym.
Ostatecznie bilans energetyczny sektorów produkcji biopaliw jest korzystny. Stosunek energii zawartej w biopaliwie do energii niezbędnej do jego wytworzenia jest zawsze wyższy niż 1. Jednak z ekonomicznego punktu widzenia przy obecnych kosztach dostępu do ropy naftowej i bez ulgi podatkowej biopaliwa nie są konkurencyjne.
Wreszcie wnioski z badań dotyczących udziału biopaliw w zakresie wpływu na zanieczyszczenie atmosfery są bardzo zróżnicowane. W zależności od rodzaju rozpatrywanego zanieczyszczenia paliwa
pochodzenia roślinnego może czasami być nieco korzystne, a czasem nieco niekorzystne. Z wyjątkiem ochrony przed efektem cieplarnianym, w przypadku którego stosowanie biopaliw niewątpliwie przynosi znaczną poprawę.
Paliwa syntetyczne
Paliwa syntetyczne to tradycyjne benzyny i oleje napędowe, ale otrzymywane z surowców innych niż ropa naftowa, głównie węgla i gazu ziemnego.
Odpowiednie procesy wykorzystują uciążliwe i drogie technologie. Polegają one na wytworzeniu w pośrednim etapie gazu syntezowego (CO i H2), z którego możliwe są dwie drogi: bezpośrednie otrzymanie węglowodorów według techniki Fischera-Tropscha lub przejście przez metanol, który będzie potem zamienił się w benzynę.
Wydajność tych sektorów jest główną przeszkodą: od 35 do 55% w przypadku procesu Fischera-Tropscha esencji, w zależności od właściwości surowca i wymagań jakościowych produktów gotowych; od 60 do 65% w sektorze benzyny syntetycznej za pośrednictwem metanolu opracowanego w 1986 r. przez firmę Mobil z Nowej Zelandii. Te niskie plony idą w parze z wysoką emisją CO2.
W rezultacie znaczna produkcja paliw syntetycznych jest uwarunkowana wysoką ceną ropy (co najmniej 30 $ / bbl) i dużym popytem na produkty o bardzo niskim poziomie zanieczyszczenia.
wodór
W perspektywie średnioterminowej wodór powinien odpowiednio zarządzać zapowiadanym niedoborem. Wysoko zużywające się jednostki rafinacji (hydroodsiarczanie, hydrorafinacja i hydrokonwersja)
będzie się mnożyć, aby poprawić jakość produktów ropopochodnych i dostosować się do coraz bardziej zorientowanego popytu na produkty lekkie.
Oprócz reformowania, które szybko osiągnie swoje granice, można przewidzieć produkcję wodoru poprzez reformowanie par metanu, oksywapogazowanie pozostałości lub elektrolizę. Dwie pierwsze ścieżki prowadzą do konsumpcji własnej i znacznej emisji CO2. Droga do elektrolizy wymagałaby ożywienia inwestycji w energetykę jądrową i akceptacji tego przez społeczeństwo
technologia i jej zagrożenia.
Jeśli w sposób arbitralny unikniemy kwestii dostępności surowców, wykorzystanie wodoru jako paliwa silnikowego nadal napotyka duże trudności: przechowywanie na pokładzie pojazdu jest prawdziwym technologicznym wąskim gardłem.
Jeśli ponadto założymy, że przechowywanie na pokładzie pojazdów jest rozwiązane technicznie i spełnione są podstawowe warunki bezpieczeństwa, możliwe są dwie możliwości: najpierw można zastosować wodór, czysty lub w mieszaninie z CNG, w silnikach specjalnie zaprojektowanych dla tego rodzaju paliwa. Wydajność silnika jest wtedy ograniczona prawami termodynamiki i emisje NOx są nieuniknione. Po drugie, wodór może być używany w ogniwach paliwowych.
Pojawiają się jednak problemy rozwoju technologicznego. Elektrody wykonane są z metali szlachetnych (platyny i palladu), a gęstość mocy jest niska. Pomimo ostatnich zobowiązań
duzi przemysłowcy opracowujący pojazdy z ogniwami paliwowymi nie wydaje się, w obliczu konkurencji bardziej konwencjonalnych konwerterów, ale zanieczyszczenie bliskie zeru obiecało wspaniałą przyszłość.
Na rynku wodoru można przewidzieć napięcia, a droga paliwowa pozostaje bardzo perspektywiczna. Pewne jest, że wykorzystanie wodoru w celu poprawy jakości tradycyjnych paliw pozostanie najbardziej efektywnym technicznie i ekonomicznie sposobem przez długi czas.
W rezultacie wydaje się, że ogniwo paliwowe i silnik wodorowy nie pojawią się w perspektywie średnioterminowej.