Nors Lietuvoje vis dar dominuoja dyzelinu ir benzinu varomi automobiliai, pastaraisiais metais sparčiai auga aplinkai palankesnių transporto priemonių - elektromobilių ir hibridinių automobilių - populiarumas.
Transporto sektoriaus keliama tarša mažinama pasitelkiant ir atsinaujinančius degalus. Viena iš tokių alternatyvų yra bioetanoliu varomi automobiliai. Bioetanolis gaminamas iš augalinės kilmės produkcijos, o tai reiškia, kad augalai naudoja tą patį anglies dvideginį iš aplinkos, kuris išskiriamas variklio degimo metu. Degalus E85 sudaro 85% bioetanolio ir 15% benzino. Automobiliai yra pritaikyti važiuoti tiek varomi gryno benzino, tiek E85 mišinio.
Bioetanolio privalumai
Bioetanolis, palyginti su mineraliniu benzinu, turi didesnį oktano skaičių (pvz., E85 degalų jis RON 104). Tačiau jo šilumingumas yra mažesnis. Naudojant E85 degalus, galima pasiekti iki 20% didesnę variklio galią ir tiek pat didesnį sukimo momentą, palyginti su įprastais varikliais. Taip pat, naudojant biologinės kilmės degalus, anglies ciklas aplinkoje tampa uždaras: degalams sudegus variklyje į atmosferą išskiriamas beveik toks pat anglies dioksido kiekis, koks buvo sunaudotas augant augalams. Kalbant skaičių kalba, BioPower varikliai, naudojantys didelės koncentracijos bioetanolio ir benzino mišinius, į aplinką išmeta iki 80% CO2 mažiau už įprastus variklius.
Palyginus benziną su bioetanoliu, pastarasis yra mažesnio šilumingumo ir sunkiau garuoja, todėl patekęs į variklį jį vėsina stipriau nei benzinas. Dėl šios priežasties variklyje degimo temperatūra būna žemesnė ir prieš katalizatorių susidaro mažiau azoto oksidų.
Bioetanolio trūkumai ir iššūkiai
Vienas iš bioetanolio trūkumų yra didesnės degalų sąnaudos, kurios gali siekti iki 15-20% daugiau nei naudojant benziną. Taip pat, naudojant E85 degalus, reikia atlikti tam tikrus pakeitimus variklyje, ypač jo maitinimo sistemoje. Keičiamos guminės maitinimo magistralių žarnos ir įvairūs iš polimerinių medžiagų pagaminti sandarikliai. Nors ir būdami atsparūs benzino poveikiui, veikiami etilo spirito, jie greičiau sensta, greičiau sutrūkinėja ir tampa pralaidūs. Variklio maitinimo sistemoje įrengiamas specialus jutiklis, nustatantis į cilindrus įpurškiamų degalų sudėtį ir jų kokybę. Pagal tai, kontroleris nustato optimalius maitinimo ir uždegimo sistemų parametrus.
Dėl vėsesnių išmetamųjų dujų pats katalizatorius gali veikti nepakankamai efektyviai ir tam tikromis sąlygomis bendras azoto oksidų, anglies monoksido ir angliavandenilių kiekis už katalizatoriaus gali net padidėti. Be to, hibridiniuose automobiliuose dalį važiavimo, ypač mieste, atlieka elektrinė pavara, o sustojus vidaus degimo variklis dažnai išjungiamas, dėl to išmetamųjų dujų neutralizavimo sistemos nespėja palaikyti darbinės temperatūros ir atvėsta.
Didžiausi iššūkiai kyla naudojant bioetanolį šaltu oru - neutralizavimo sistemos per stipriai atvėsta ir gerai nebeatlieka savo funkcijų. Dėl to, naudojant degalus su biopriedais, į aplinką teršalų gali būti išmetama net daugiau nei naudojant benziną ar dyzeliną. Tyrėjo dr. G. Mejero teigimu, nors bioetanolis teoriškai turėtų būti švaresnis, jo naudojimas hibridiniuose automobiliuose gali net padidinti taršą, ypač azoto oksidais. Taip nutinka todėl, kad bioetanolis stipriau vėsina variklį, o vėsesnės išmetamosios dujos neleidžia katalizatoriui pasiekti optimalios darbinės temperatūros.
Kai kurie specialistai teigia, kad spiritas yra mažiau šilumingas, dėl to padidėja degalų suvartojimas. Taip pat, jei variklyje susikaupę kokių nuosėdų, jos galėtų užkimšti. Priklausomai nuo važiavimo režimo, iki 15-20% padidėja degalų sąnaudos.
Biodegalais varomas automobilis kainuoja apie 5% daugiau nei įprastas. Tačiau FFV automobilių trūkumus bandoma pašalinti. Didesnes degalų sąnaudas atsveria tiek pat mažesnė E85 degalų kaina.
Hibridiniai automobiliai ir bioetanolis
Nors Lietuvoje vis dar dominuoja dyzelinu ir benzinu varomi automobiliai, pastaraisiais metais sparčiai auga aplinkai palankesnių transporto priemonių - elektromobilių ir hibridinių automobilių - populiarumas. Iš išorės įkraunamų hibridinių automobilių (PHEV) skaičius pastaruosius penkerius metus Lietuvoje šoktelėjo daugiau nei 17 kartų. „Regitros“ duomenimis, 2023 m. pabaigoje šalyje buvo registruota daugiau nei 20 tūkstančių tokių automobilių, kai 2020 m. jų skaičius siekė vos 1172.
„Kad ir kaip žmonės norėtų pereiti prie elektromobilių, realybė tokia - hibridiniai automobiliai šiuo metu yra geriau pritaikyti vairavimui Lietuvoje ir kelia mažiau problemų. Jų itin daug didžiuosiuose miestuose, nes juos renkasi pavėžėjimo paslaugų teikėjai. Hibridiniai automobiliai niekur nedings ir bus aktualūs dar artimiausius 20-30 metų“, - dalijasi VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakulteto (TIF) mokslo darbuotojas dr. G. Mejeras.
Pasak VILNIUS TECH mokslo darbuotojo, hibridiniai automobiliai šiuo metu yra geriau pritaikyti vairavimui Lietuvoje, kelia mažiau infrastruktūros ir nuvažiuojamo atstumo problemų. Be to, jie yra labai populiarūs tarp didelės ridos vartotojų, pavyzdžiui, pavėžėjimo paslaugų teikėjų didžiuosiuose miestuose.
„Didžiausi iššūkiai kyla naudojant bioetanolį šaltu oru - neutralizavimo sistemos per stipriai atvėsta ir gerai nebeatlieka savo funkcijų. Dėl to, naudojant degalus su biopriedais, į aplinką teršalų gali būti išmetama net daugiau nei naudojant benziną ar dyzeliną“, - paradoksą įvardija dr. G. Mejeras.
Automobilių gamintojų požiūris
„Ford“ pirmauja Europoje tarp gamintojų, siūlančių „Flexifuel“ automobilius bei siūlo tokias modelių versijas 17 Europos rinkų. Nuolat kylant degalų kainoms, vis dažniau diskutuojant apie aplinkosaugą ir ribotų išteklių naudojimą, automobilių pramonėje sparčiai vystomi alternatyvaus transporto projektai. Galima drąsiai teigti, kad „Ford“ - bioetanoliu varomų automobilių gamybos pradininkas ir rinkos lyderis.
Šiuo metu „Ford Flexifuel“ gamą sudaro „Ford Focus“, „Ford C-MAX“, „Ford Mondeo“, „Ford S-MAX“ bei „Ford Galaxy“. Tai viena plačiausių „Flexifuel“ modelių gamų. Šiuo metu „Ford Flexifuel“ modeliai parduodami 17-oje Europos rinkų, o didžiausią paklausą turi Švedijoje, Vokietijoje, Nyderlanduose, Ispanijoje ir Prancūzijoje.
Automobilių gamintojų leksikone išsireiškimas Flexi-Fuel Vehicle (FFV) pakankamai naujas. Juo apibūdinami automobiliai, galintys naudoti įvairaus santykio bioetanolio ir mineralinio benzino mišinius. Saab 9-5 BioPower - populiariausias Flexi-Fuel Vehicle (FFV) kategorijos automobilis Skandinavijoje.
Kompanijos „Saab“ specialistai spėjo apskaičiuoti, kad, su Saab 9-5 BioPower per metus nuvažiuojant 15 tūkst. km, sunaudojama 1 066 l mažiau mineralinio benzino, atitinkamai sumažėja ir šiltnamio efekto dujų, t. y. anglies dvideginio, išmetimas į atmosferą.
Bioetanolio gamyba ir ateities perspektyvos
Europos Bendrijos energetikos strategiją ir energetikos politikos veiksmų planą apibrėžia vadinamoji Baltoji knyga „Ateities energija. Atsinaujinantieji energijos ištekliai“. Bendru sutarimu numatyta iki 2010 m. energijos dalį, gautą iš atsinaujinančių šaltinių, bendrose energijos sąnaudose padidinti iki 12 proc., o šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisiją sumažinti 8 procentais. Iki 2020 m. transporto sektoriuje jau numatoma 20 proc. dyzelino ir benzino pakeisti biodegalais.
Viena iš naujausių bioetanolio gamybos technologijų yra ta, kad Tulanos universiteto mokslininkai atrado naują bakterijų atmainą - TU-103. Šios bakterijos geba perdirbti popierių į butanolį, kuris gali būti naudojamas kaip įprastų degalų pakaitalas. Kaip biokuras, butanolis yra laikomas pranašesniu už iš cukranendrių dažniausiai išgaunamą etanolį, nes gali būti naudojamas nepritaikius automobilio variklio, tiekiamas įprastais degalų vamzdžiais, mažiau skatina koroziją ir teikia daugiau energijos.
Šiuo metu Europoje, taip pat ir Lietuvoje, degalinėse dažniausiai parduodami benzino ir bioetanolio mišiniai, kuriuose yra iki 5 proc. (E5) arba iki 10 proc. (E10) bioetanolio. Tokiu kiekiu įmaišyti biodegalai laikomi mineralinių degalų priedais, todėl specialiai nežymimi. Naudoti juos galima bet kokiame standartiniame, netgi karbiuratoriniame, benzininiame variklyje.
Tiesa, didesnės degalų sąnaudos turėtų būti vertinamos, atsižvelgiant į padidėjusius pagrindinius variklio efektyviuosius rodiklius: galią ir sukimo momentą. Vertinant automobilio Saab 9-5 BioPower 2,0 l tūrio variklio darbą su Garrett G17 turbokompresoriumi, sunku rasti jam priekaištų. Gamintojo deklaruojamas 180 AG pajėgumas visiškai pateisina lūkesčius.
Kukurūzų perdirbimas į etanolį: ekskursija po POET bioprocesingą Ladonijoje, Misūryje
Dr. G. Mejero disertacija Susisiekimo ministerijos neseniai buvo pripažinta geriausiu Transporto inžinerijos mokslo krypties doktorantūros baigiamuoju darbu. „Įvertintas mano tyrimas apie biopriedų kiekio degaluose poveikį ekologiniams parametrams mieste ir praktinis išvadų pritaikomumas.“, - džiaugiasi mokslininkas.
Siekiant nustatyti, kokiomis proporcijomis sudarytas degalų mišinys yra mažiausiai kenksmingas aplinkai, dr. G. Mejeras atliko tyrimą ir parengė disertaciją „Hibridinio automobilio bioetanoliu varomo kibirkštinio uždegimo variklio eksploatacijos energinių ir ekologinių rodiklių tyrimas“.
„Vadinasi, biopriedo koncentracija ne visais atvejais gali būti didelė, nors šiuo metu kaip tik skatinama ją didinti, neatsižvelgiant į tai, ar yra žiema, ar vasara. Biopriedo proporcijos turėtų būti parenkamos atsižvelgiant į metų laiką ir aplinkos temperatūrą. Šaltu oru emisijų mažinimo sistemos dažnai nepasiekia reikiamos darbinės temperatūros ir atvėsta, todėl tarša mieste gali padidėti.“, - teigia dr. G. Mejeras.
tags: #bioetanoliu #varomi #automobiliai