Alternativna goriva

Razno , 0 Komentara

Jul 05, 2016

Više od jednog stoljeća fosilna goriva su bila glavni pokretač motornih vozila, omogućavajući ljudima da prevale velika prostranstva i da povežu svijet u jedan globalni transportni sistem. Velike zalihe ovog prirodnog izvora energije i relativno niska cijena decenijama su bile razlog za masovnu proizvodnju motornih vozila pogonjenih fosilnim gorivima. Sve izraženija energetska kriza i negativni uticaji motornih vozila na životnu sredinu doveli su do potrebe za novim izvorima energije. Neka od najznačajnijih alternativnih goriva današnjice su:

1. etanol
2. biometanol
3. biodizel
4. prirodni plin
5. električna energija, vodik i energija Sunca

Pored nesumnjivog pozitivnog uticaja na smanjenje zagađenja životne sredine, novi izvori energije za motorna vozila imaju veliki uticaj na smanjenje energetske ovisnosti zemalja od neobnovljivih izvora energije, razvoj lokalnih ekonomija i održivih tehnologija.

Etanol

Etanol ili etil-alkohol je organsko jedinjenje dobijeno alkoholnim vrijenjem šećera. Etanol koji se koristi kao gorivo se najčešće dobija iz žitarica, kukuruza, ječma ili pšenice. Može se miješati sa benzinom u cilju povećanja oktanskog broja i smanjenja emisije štetnih plinova. Etanol pomiješan sa benzinom se kao pogonsko gorivo koristi u Brazilu još od 1970. godine. Pored gradova Brazila, neki od gradova koji u svom gradskom prijevozu imaju autobuse sa pogonom na etanol su Stokholm, San Paulo, Nanjang i Madrid. Najvažnije pozitivne osobine etanola su niska emisija štetnih plinova i obnovljivost izvora ovog goriva, dok se negativne osobine ogledaju u većoj potrošnji goriva i neophodnim modifikacijama motora.

Biometanol

Slično etanolu, metanol se dobija preradom poljoprivrednog i šumskog otpada, ali i drugim metodama (oksidacijom metana iz zemnog plina i dr.). Biometanol je poznat automobilskoj industriji još od 60-tih godina prošlog stoljeća, od kada ima primjenu u automobilskim utrkama. Da bi se metanol mogao koristiti u kombinaciji sa benzinom, potrebno je izvršiti korekcije motora, što mu je jedna od glavnih prepreka kada je u pitanju šira primjena – najviše se koristi u Kini i SAD, dok je u Europi u primjeni u ograničenom obsegu (Švedska je najveći proizvođač ovog goriva).

Biodizel

Biodizel se može dobiti preradom sirove nafte, ali i iz prirodnih ulja (alge, životinjska mast, suncokret, repica, soja itd.), što ga svrstava u kategoriju „čistih goriva“. Biodizel je značajan po tome što je biorazgradiv, sagorijevanjem oslobađa znatno manje ugljen-monoksida, azotnih-oksida u odnosu na standardna fosilna goriva. Takođe, biodizel ima viši cetanski broj od dizel goriva i ne sadrži sumpor. Najveća mana biodizela je, kada se koristi u dizel motorima (sa 5% udjela biodizela u dizelu), da zbog fizičko-kemijskih svojih osobitosti skraćuje radni vijek motora. Biodizel ima široku primjenu u Brazilu, SAD, dok se u Europi koristi u manjem obsegu.

Prirodni plin

Prirodni plin sadržava metan čija je prisutnost  80-90% (tzv. suvi (siromašni) zemni plin). Pored metana prirodni plin sadrži i etan, propan i butan i određenim količinama (tzv. vlažni (bogati) zemni plin). Nastao je iz taloga mikroorganizama koji je izložen visokim pritiscima i dejstvu bakterija uz odsustvo kisika. Ima široku primjenu kao gorivo u industriji i kućanstvima, u kemijskoj industriji, a u posljednje vrijeme i u cestovnom transportu, kao pogonsko gorivo. U transportu se javlja u dva agregatna stanja i to kao: komprimovani prirodni plin (KPP) i tečni naftni plin(TNP).

Za korišćenje u motornim vozilima, komprimovani prirodni plin se sabija do pritiska do 300 i više bara. Prilično je rasprostranjen kao pogonsko gorivo jer ga uz manje modifikacije mogu koristiti benzinski motori. Smanjena emisija štetnih gasova i niska cijena su glavne prednosti ovog alternativnog goriva.

Tečni naftni plin se dobija prevođenjem smješe gasova propana i butana iz prirodnog plina u tečno stanje. Bezbojan je, eksplozivan i veoma zapaljiv. Skladišti se u tečnom stanju, a tijekom upotrebe prelazi u plinovito stanje. Interesantno je da je sastav tečnog naftnog gasa promjenljiv u ovisnosti od sezone. Svaka država propisuje sastav smješe u ovisnosti od godišnjeg doba. Prednosti tečnog naftnog plina kao goriva u automobilskoj industriji su: mala količina ugljen-dioksida,nitrogenskih oksida, sumpor-dioksida i čestica čađi prilikom sagorijevanja. Tečni naftni plin ima široku primjenu u svijetu. Od europskih gradova Beč najviše prednjači u korišćenju ovog goriva u javnom gradskom prijevozu putnika – skoro svi autobusi koriste TNP. Osim ovog primjera, brojni su primjeri upotrebe TNP u SAD (skoro 20 milijuna vozila koristi ovo gorivo), Japanu i drugim državama (Italija, Nizozemska i dr.). Najveći nedostatak ovog goriva je njegova niska toplotna moć, koja uzrokuje veliku potrošnju goriva što dovodi do potrebe za većim rezervoarima koji se moraju ugraditi na motorna vozila.

Električna energija, vodik i energija Sunca

Koncept upotrebe električne energije za pokretanje motornih vozila je dugo poznat, tako da su do skora, zbog male autonomije baterija koje pokreću automobile na ovaj pogon, elektro-motori bili prisutni samo na prototipovima vozila. Vozila na električni pogon se pokreću na više načina: pomoću baterija, gorivnih ćelija a u posljednje vrijeme i energije sunca.

Vozila na baterije električnu energiju za kretanje obezbjeđuju iz litijum-ionskih baterija, koje se mogu puniti iz napojne mreže, priključivanjem na izvor električne energije putem specijalnih ili standardnih priključaka. Vozila na gorivne ćelije, električnu energiju dobijaju iz elektrokemijskih procesa u gorivim ćelijama (kemijska reakcija komprimovanog vodika i kisika, čiji je kranji produkt vodena para). Treći najčešći način dobijanja električne energije za pokretanje motornih vozila jeste energija Sunca, koja se prikuplja uz pomoć solarnih panela, koji energiju sunčevog zračenja direktno pretvaraju u električnu energiju, koristeći fotonaponske solarne ćelije.

S obzirom da se rad motora na električni pogon ne zasniva na unutrašnjem sagorijevanju fosilnih goriva, ova vozila su, sa stanovišta emisije štetnih plinova „najčistija“ vozila. U širem smislu, ne može se reći da je električna energija 100% čista jer su često izvori ove energije termo i nuklearne elektrane koje, svaka na svoj način, u velikoj mjeri ugrožavaju životnu sredinu. Takođe, negativni uticaji na životnu sredinu se ogledaju i u tehnologijama eksploatacije litijuma i izrade baterija i problemima zagađenja životne sredine u slučaju odlaganja iskorišćenih baterija (dobra vijest je da se ove baterije mogu reciklirati).

Vozila na električni pogon se sve više koriste u svijetu, a neki od primjera su gradovi Amsterdam, Rejkjavik (vozila na gorive ćelije), Beč, Adelejd (solarni autobus Tindo), Gumi, Seul i Pohan (Južna Koreja), Tokio, Peking, Šangaj, Šendžen i dr.