Alternativna goriva

Razno , 0 Komentara

Jan 21, 2019

Više od jednog veka fosilna goriva su bila glavni pokretač motornih vozila, omogućavajući ljudima da prevale velika prostranstva i da povežu svet u jedan globalni transportni sistem. Velike zalihe ovog prirodnog izvora energije i relativno niska cena 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 gas
5. električna energija, vodonik i energija Sunca

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

Etanol

Etanol ili etil-alkohol je organsko jedinjenje dobijeno alkoholnim vrenjem šećera. Etanol koji se koristi kao gorivo se najčešće dobija iz žitarica, kukuruza, ječma ili pšenice. Može se mešati sa benzinom u cilju povećanja oktanskog broja i smanjenja emisije štetnih gasova. Etanol pomešan sa benzinom se kao pogonsko gorivo koristi u Brazilu još od 1970. godine. Pored gradova Brazila, neki od gradova koji u svom gradskom prevozu imaju autobuse sa pogonom na etanol su Stokholm, San Paulo, Nanjang i Madrid. Najvažnije pozitivne osobine etanola su niska emisija štetnih gasova 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 gasa i dr.). Biometanol je poznat automobilskoj industriji još od 60' godina prošlog veka, od kada ima primenu u automobilskim trkama. 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 primena – najviše se koristi u Kini i SAD, dok je u Evropi u primeni u ograničenom obimu (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, sagorevanjem 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% udela biodizela u dizelu), da zbog fizičko-hemijskih svojih osobina skraćuje radni vek motora. Biodizel ima široku primenu u Brazilu, SAD, dok se u Evropi koristi u manjem obimu.

Prirodni gas

Prirodni gas sadrži metan čiji je udeo 80-90% (tzv. suvi (siromašni) zemni gas). Pored metana prirodni gas sadrži i etan, propan i butan i određenim količinama (tzv. vlažni (bogati) zemni gas). Nastao je iz taloga mikroorganizama koji je izložen visokim pritiscima i dejstvu bakterija uz odsustvo kiseonika. Ima široku primenu kao gorivo u industriji i domaćinstvima, u hemijskoj industriji, a u poslednje vreme i u drumskom transportu, kao pogonsko gorivo. U transportu se javlja u dva agregatna stanja i to kao: komprimovani prirodni gas (KPG) i tečni naftni gas (TNG).

Za korišćenje u motornim vozilima, komprimovani prirodni gas 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 cena su glavne prednosti ovog alternativnog goriva.

Tečni naftni gas se dobija prevođenjem smeše gasova propana i butana iz prirodnog gasa u tečno stanje. Bezbojan je, eksplozivan i veoma zapaljiv. Skladišti se u tečnom stanju, a tokom upotrebe prelazi u gasovito stanje. Interesantno je da je sastav tečnog naftnog gasa promenljiv u zavisnosti od sezone. Svaka država propisuje sastav smese u zavisnosti od godišnjeg doba. Prednosti tečnog naftnog gasa kao goriva u automobilskoj industriji su: mala količina ugljen-dioksida, azotnih oksida, sumpor-dioksida i čestica čađi prilikom sagorevanja. Tečni naftni gas ima široku primenu u svetu. Od evropskih gradova Beč najviše prednjači u korišćenju ovog goriva u javnom gradskom transportu putnika – skoro svi autobusi koriste TNG. Osim ovog primera, brojni su primeri upotrebe TNG u SAD (skoro 20 miliona vozila koristi ovo gorivo), Japanu i drugim državama (Italija, Holandija 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, vodonik 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 poslednje vreme i energije sunca.

Vozila na baterije električnu energiju za kretanje obezbeđuju iz litijum-jonskih 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 elektrohemijskih procesa u gorivim ćelijama (hemijska reakcija komprimovanog vodonika i kiseonika, 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 sagorevanju fosilnih goriva, ova vozila su, sa stanovišta emisije štetnih gasova „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 meri 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 vest je da se ove baterije mogu reciklirati).

Vozila na električni pogon se sve više koriste u svetu, a neki od primera 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.