Альтернативные источники топлива для автомобилей

В Европе, как и во всем мире, с целью снижения потребления исчерпаемых ресурсов – нефти и газа ведутся активные поиски альтернативных источников энергии. С каждым годом растет число экономичных дизельных автомобилей (в некоторых странах Европы очередь на новые дизельные автомобили, ставшие особо популярными во время бензинового кризиса 2000 г., растянулась на срок от 5 до 12 месяцев). Проблема экономии энергоресурсов приобретает все большую актуальность. Уже разработанные автомобили с электрическими двигателями вряд ли заменят автомобили с двигателями внутреннего сгорания (по крайней мере, в обозримом будущем), поскольку уступают им по многим параметрам (скорость, масса, дальность поездки на одной зарядке). Кроме того, электроэнергия для их зарядки все равно поступает с электростанций, которые также используют органическое топливо (нефть, уголь или газ).

Разработаны технологии производства синтетического топлива из низкосортного угля, а также с помощью переработки природного газа в экологически чистое топливо. Эти технологии вызывают особый интерес. Так, в результате переработки природного газа или, так называемого, стинтез-газа получают смолистое вещество, которое фактически является синтетической нефтью.

Корпорация “ДаймлерКрайслер” в 2000 г. приступила к разработке автомобилей, способных работать на метаноле. Партнером этого автогиганта в данном проекте станет химический концерн “БАСФ”. В отличие от бензина, метанол при сгорании образует гораздо меньше вредных веществ, к тому же новое химическое топливо обещает быть значительно дешевле бензина. Концерны “ДаймлерКрайслер” и “Фольксваген” намерены инвестировать десятки млн долл. в разработку и создание биологического топлива для автомобилей. При его сгорании будет выделяться значительно меньше вредных выбросов, чем в случае использования привычного бензина или дизельного топлива. Его планируется получать из рапса, древесины, кукурузы и тростника. Предполагается, что новый вид автомобильного горючего может появиться на рынке уже в ближайшие пять лет.

На “биологические” разновидности горючего, к примеру, на этанол, получаемый при переработке сельскохозяйственной продукции, возлагаются особенно большие надежды. Заправка машин продуктами переработки биомассы выглядит заманчиво. С одной стороны, у проекта много положительных сторон, среди которых в частности появление нового и очень емкого рынка для сельскохозяйственной продукции (что принесет выгоду фермерам) и выполнение Киотских соглашений по сокращению выброса парниковых газов. Однако имеется много сложностей и препятствий. Так, детальные расчеты ученых США показали, что на производство “растительного” этанола затрачивается на 70% больше энергии, чем вырабатывается при его сжигании.

Поэтому куда более реальным выглядит использование других резервов. Бензин и дизельное топливо, возможно, уступят место водороду в так называемых “топливных элементах”. Почувствовав рыночную перспективу, ведущие авто-производители включились в “водородную” гонку и предлагают все более совершенные конструкции автомобилей. Но существует большое количество технических проблем, препятствующих повсеместному распространению таких автомобилей. Например, необходимо создать очень прочный бак для водорода, который находится под большим давлением, из-за опасности его случайной утечки и последующего взрыва.

Водород можно сжигать его в цилиндрах двигателей или окислять в топливных элементах, получая электричество: в трубу будет вылетать лишь водяной пар. Уже сейчас концерны ведут разработки автомобилей работающих на водороде. “ДаймлерКрайслер”, “Форд”, “Дженерал Моторс”, и “Тойота” выделили на первую пятилетку нового века 2 млрд. долларов, “Рено” с “Нисаном” - 1 млрд., также посильную помощь оказывают “MAN”, берлинские транспортные предприятия, бензозаправочный концерн “Aral”, большое количество предприятий выпускающих комплектующие. Гигантские средства пойдут на исследования и разработку автомобилей на топливных элементах. Корпорация БМВ поступила иначе. Водород можно просто сжигать в цилиндрах почти обычного мотора. Не столь эффективно, зато привычно и недорого. Такие автомобили уже прошли 60 тыс. км и подтвердили свое право на существование.

В начале 2003 г. 30 автобусов и 30 легковых автомобилей марки “Мерседес-Бенц” с двигателями на топливных элементах уже отправились на трассовые испытания (по некоторым сведениям стоимость каждой из этих машин превышает 2 млн. евро). Концерн из Штутгарта, отпустив на программу развития водородомобилей крупные средства, форсирует работы по разработке принципиально новых схем силовых установок. Судя по всему, концерн пока опережает своих конкурентов, которые не могут похвастаться началом испытаний целой автоколонны водородомобилей.

Главные проблемы разработчиков водородомобилей одинаковы: 1) проблема высокой стоимости водорода из-за сложности получения его из воды с большими энергозатратами; 2) проблема его повышенной взрывоопасности; 3) проблема его “въедчивости” практически во все материалы (из-за этого металлический бак требует полной и тщательной очистки каждые три месяца); 4) проблема уменьшения размеров самого резервуара для водорода. Также следует упомянуть о больших затратах на строительство сети заправочных колонок для машин на топливных элементах. Однако представители концерна обещают поставить “экологический автомобиль” на конвейер к 2010 г.

К 2010 г. стоимость легкового водородомобиля будет на треть выше привычного бензинового, к 2015 г. – лишь на 10%, но даже к 2020 г. 90% автомобилей еще будут работать на нефтяном топливе или биотопливе. Тем не менее, согласно планам Европейской комиссии, которые подкреплены пакетом директив, в 2020 г. каждый пятый европейский автомобиль будет работать на альтернативных видах топлива.

Еврокомиссия считает, что пришла пора Европе избавиться от нефтяной зависимости и вредных выбросов в атмосферу. Для того чтобы стимулировать переход автомобильного транспорта на экологические виды топлива, разработаны специальные директивы и законы, в т.ч. по снижению налогов.