Спирт как топливо для автомобиля?

В чём плюсы и минусы биоэтанола

О том, что для двигателей автомобилей можно использовать растительное топливо, известно ещё со времён первых самоходных тележек. Но лишь в последние годы эта идея вновь стала актуальна. Виной тому неуклонно повышающиеся цены на нефть.

В последнее время в мировой прессе всё чаще публикуются сообщения об опасности и даже вредности массового перевода автомобилей на биоэтанол. Одно авторитетное мнение очень скоро оспаривается другим, не менее авторитетным. Критика настолько жёсткая, что поневоле вызывает недоумение. Как такое может быть: ведущие страны принимают энергетические стратегии, которые, если верить скептикам, совершенно бездумны и являются кратчайшим путём к масштабным экологическим и экономическим катастрофам? Где правда? Попробуем разобраться.

Противники сжигания этанола в двигателях внутреннего сгорания приводят убедительные доводы. Они не опровергают факта, что при использовании этилового спирта выхлоп автомобилей становится намного чище. Это действительно так. Главная же беда — в самом производстве этого вида топлива, когда в атмосферу выбрасываются огромные количества углекислого газа. А значит, вся экологическая эффективность использования спиртосодержащих смесей сводится на нет. И бравые лозунги о борьбе с глобальным потеплением, об изменении климата не только теряют свою актуальность, но даже смешны.

Правы они? И да и нет. Производство этанола действительно насыщает атмосферу парниковыми газами (ещё они называются GHG — от greenhouse gas) в количествах, сопоставимых с выбросами бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Но у всякой монеты есть и обратная сторона. Дело в том, что в процессе производства и сжигания 1 литра этанола из растительного сырья в атмосферу попадает ровно столько же CO2, сколько до этого было поглощено теми же самыми растениями в результате реакции фотосинтеза. По сути производство этилового спирта есть не что иное, как «фотосинтез наоборот», с той лишь разницей, что в одном случае требуется солнечный свет, а в другом — выделяется тепло.

Получается, биоэтанол абсолютно нейтрален в качестве источника парниковых газов. Значит — лучше от него не станет, но и хуже не будет, в отличие от продуктов переработки нефти. Есть у этилового спирта и ещё одно преимущество: положительный энергетический баланс. В зависимости от вида сырья последний может колебаться от 1,24 до 8. То есть при сжигании этанола выделяется в несколько раз больше энергии, чем затрачивается при его производстве. В этом смысле «скандальное топливо» на порядок превосходит бензин или солярку. Только вообразите себе расходы на разведку, добычу, транспортировку, переработку нефти, и вы поймёте, что топливный баланс нефтяных продуктов значительно меньше единицы.

Но и без недостатков у C2H5OH не обходится. При сгорании 1 литра этилового спирта выделяется на 34% меньше энергии, чем при сгорании того же объёма бензина. Выходит, что если заправлять автомобиль топливом с содержанием этанола (к примеру, широко пропагандируемой смесью с бензином E85), то расход топлива неизбежно возрастёт вплоть до этих самых 34% — всё будет зависеть от концентрации спирта в каждом конкретном случае. Но с этой печальной картиной столкнутся лишь владельцы машин с двигателями, изначально рассчитанными на традиционный бензин и лишь затем адаптированными под новомодное топливо.

Нельзя забывать, что октановое число этанола равно 105. Это означает, что его можно сжигать в двигателях с куда большей степенью сжатия. Так что, в принципе, двигатели, рассчитанные исключительно на новый источник энергии, должны быть уж никак не хуже нынешних бензиновых или дизельных собратьев. И в плане экономичности, и в плане мощностных характеристик. А уж про экологию и говорить не приходится! Примерно на 80% уменьшаются выбросы углеродных соединений, а конкретно CO2 снижаются на 30%. Но заливать в такие машины бензин категорически нельзя — детонация мигом убьёт технологичный мотор.

В этом смысле весьма пессимистично выглядят перспективы так называемых многотопливных (чаще всего битопливных) автомобилей. Они могут называться Flex Fuel, Flexifuel, BioFlex, и как угодно ещё — всё зависит от фантазии фирм-производителей. Про такие разработки мы писали уже не раз и не два. Причём если некоторые носят статус концептов, то другие — вполне себе серийные машинки. Но у всех этих автомобилей есть один противный недостаток — этанол там сжигается неэффективно, ведь степень сжатия нельзя изменить, просто нажав кнопку на панели.

Получается забавная ситуация: на бензине Flexifuel-машина едет хорошо, а на E85 (если кто забыл, это коктейль из 85% этанола и 15% бензина), , плохо, а , «жрёт» ощутимо больше. Да, биоэтанол дешевле бензина, но не намного. Зря вы думаете, что с этим топливом сэкономите сколько-нибудь значимую сумму. Может даже случиться и так, что будут одни убытки. Смотря как ездить — на одной лишь «зелёной» ориентации недалеко окажешься. Поэтому не удивляйтесь, что внедрение, казалось бы, перспективной идеи сопровождается законодательным регулированием, например в США и Бразилии.

Стоит тормознуть и поговорить подробнее, ибо в этих странах внедрение биоэтанола зашло очень далеко. Бразильцы очень не любят топливные кризисы c 1973 года. И всячески стараются их предотвратить. Так, с в стране функционирует масштабная биотопливная кампания. Не стоит поэтому удивляться, что 4,5% площади Бразилии заняты плантациями сахарного тростника, а большинство местных автомобилей можно с чистой совестью причислить к заядлым алкоголикам. За год миллион бразильских рабочих производит двадцать с лишним миллиардов (!) литров этанола.

Назвать экономику этой страны зависимой от нефти никак нельзя. Выращивая и перерабатывая сахарный тростник, Бразилия полностью обеспечивает себя топливом и электричеством. Всё это безусловно радует, но даже в бочке спирта нашлось место вездесущему дёгтю. Ради новых плантаций бразильцы вырубают леса Амазонки. Можно назвать это странной и недальновидной политикой, а если сказать прямо — то это настоящий идиотизм. Как жить без «лёгких планеты»?

Похожая ситуация складывается и в США. Президент Буш выдвинул программу «20 за 10», которая должна помочь к 2017 году снизить потребление бензина на 20%. За счёт чего? Разумеется, за счёт этанола. К озвученному сроку власти намерены увеличить его производство до 30 с лишним миллиардов литров. За последние годы инвестиции только в исследования перевалили за 12 миллиардов долларов. И это только начало.

В Америке производят этанола хоть и много, но чуть меньше, чем в Бразилии. Правда, делают его не из тростника (он в Штатах расти не хочет), а из кукурузы. Такой вариант менее эффективен, а стало быть, себестоимость американского эталона выше бразильского. Тем не менее программу активно продвигают власти многих штатов, и губернатор «кукурузного» Иллинойса, кандидат в президенты Барак Обама (Barack Obama), — не исключение. Принимаются новые требования к бензиновому топливу, которое должно содержать 10% этанола (такая пропорция безопасна для традиционных двигателей).

Достигнут ли американцы своих целей? Каково будущее всей этой затеи с биоэтанолом? Пока что всё туманно. Ясно одно — рассчитывать на тотальный переход к спиртовым двигателям нереально. Если предположить стопроцентную эффективность процесса переработки, то для того, чтобы только США перевести с нефти на этанол, нужно 75% сельскохозяйственных земель нашей планеты засеять соответствующими культурами. Грубо говоря, если даже всю Луну засадить тростником, этого окажется недостаточно.

Массовое культивирование культур для производства этанола неизбежно окажет значительное влияние на сельское хозяйство. Фермеры не дураки — раз спрос на кукурузу растёт, они будут её сеять везде, где смогут. А кто при этом подумает о миллионах голодающих жителей Земли? Поэтому многие исследователи и негодуют, утверждая, что «выращивать» биотопливо в то время, когда людям есть нечего, — низкое, подлое и вообще аморальное занятие.

Впрочем, к любой критике надо относиться со здоровой долей скептицизма. Сами по себе биотопливные программы вполне разумны и при грамотной реализации способны принести ощутимую пользу. Стоит только иметь в виду, что повсеместное внедрение этанола окажет ощутимое влияние на мировую экономику. И, разумеется, найдутся те, чьи интересы пострадают. Пример: так называемый саммит «табачных королей» 1988 года, где боссы крупнейших компаний обсуждали, как бы нейтрализовать политику ВОЗ по борьбе с курением. И есть ли гарантия, что подобные действия не предпринимают сейчас все те, кто почувствовал угрозу нефтяному бизнесу? , как ни крути, а внедрение биотоплива — это вопрос не столько научный и экономический. Здесь вступает в дело большая политика.

Спирты в качестве топлива

К спиртовым топливам можно отнести метанол и этанол. Они получили наибольшее распространение в качестве моторного топлива.

Метанол (метиловый спирт), или древесный спирт, представляет собой бесцветную воспламеняющуюся жидкость со слабым спиртовым и чуть острым запахом. Хорошо смешивается с водой.

Этанол (этиловый спирт, метилкарбинол, винный спирт, спирт) C2H5OH, или CH3-CH2-OH, — второй представитель гомологического ряда одноатомных спиртов.

В настоящее время автомобильная и топливная экономика стимулирует развитие промышленного производства этанола из возобновляемых отходов лесоперерабатывающей и сельскохозяйственной отраслей, а также массовое внедрение двигателей внутреннего сгорания, работающих на смесях, содержащих более 50 % этанола.

Этанол можно получать из различных технических культур.

Выход этанола из некоторых культур следующий, л/т:

  • сахарный тростник — 70;
  • маниок — 180;
  • сладкое сорго — 86;
  • сладкий картофель —125;
  • зерновые (кукуруза) — 370;
  • плодовые — 160.

Кроме того, этанол можно вырабатывать из соломы, как это делают в Канаде, из опилок — технология, прижившаяся в Швеции. Существует два способа получения этанола. Известный с давних времен способ получения этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих сахар (свекла и т.п.). Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, древесины под действием фермента зимаза. Реакция эта довольно сложна, ее схему можно выразить уравнением

В результате брожения получается раствор, содержащий не более 20 % этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи обычно гибнут. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.

В промышленности наряду с первым способом используют гидратацию этилена. Гидратацию можно вести по двум схемам:

— прямая гидратация при температуре 300 °C, давлении 7 МПа; в качестве катализатора применяют ортофосфорную кислоту, нанесенную на силикагель, активированный уголь или асбест:

— гидратация через стадию промежуточного эфира серной кислоты с последующим его гидролизом (при температуре 80…90 °С и давлении 3,5 МПа):

Читайте также  Как устроена выхлопная система автомобиля?

Эта реакция осложняется образованием диэтилового эфира.

Этиловый спирт можно получать из целлюлозы, которую предварительно гидролизуют. Образующуюся при этом глюкозу подвергают в дальнейшем спиртовому брожению. Полученный спирт называют гидролизным.

В настоящее время осахариванию подвергают также другой полисахарид — целлюлозу (клетчатку), образующую главную массу древесины. Для этого целлюлозу гидролизуют в присутствии кислот (например, древесные опилки при 150…170 °С обрабатывают 0,1…5%-ной серной кислотой под давлением 0,7…1,5 МПа). Полученный таким образом продукт также содержит глюкозу и сбраживается на спирт при помощи дрожжей. Из 5500 т сухих опилок (отходы лесопильного завода средней производительности за год) можно получить 790 т спирта (считая на 100%-ный).

Обезвоженный этанол — жидкость в интервале температур от –117 °С до 78 °С с температурой воспламенения 423 °С.

Важная особенность этанола — способность выдерживать ударные нагрузки без взрыва, т.е. он обладает антидетонационными свойствами, из-за этого этанол гораздо предпочтительнее добавок из тетраэтилсвинца.

Превосходные свойства этанола как горючего обеспечивают двигателям 20%-ное увеличение мощности по сравнению с чистым бензином. Массовая плотность и теплотворная способность этанола ниже, чем бензина, соответственно, теплота сгорания (24 МДж/м3) на 40 % ниже, чем бензина (39 МДж/м3). Однако лучшее горение этанола компенсирует это уменьшение теплотворной способности. При этом двигатели потребляют примерно одинаковое количество газохола и бензина.

Топливный биоэтанол почти не содержит воды (его концентрация 99,8 %). Поэтому в технологии используется дополнительное обезвоживание при помощи молекулярных сит.

Топливо из смеси бензина с этанолом уменьшает образование нагара и снижает количество вредных веществ в двигателе автомобиля, сохраняя двигатель чистым и обеспечивая оптимальную его работу.

В двигателях внутреннего сгорания может применяться 95%- ный и обезвоженный 100%-ный этанол. При сжигании 95%-ного этанола требуется некоторая модернизация карбюратора. Смесь бензина с 20…22 % обезвоженного этанола, называемую газохолом, используют в обычных карбюраторных двигателях. Добавки спирта освобождают от необходимости введения в бензин такого антидетонатора, как свинец.

Этанол прекрасно горит, выдерживает ударные нагрузки без взрыва. Его октановое число равно 108 (по исследовательскому методу).

Этанол способствует снижению образования парниковых газов, выбросов котельных и автомобильных выхлопов, токсических веществ и аэрозолей в атмосферу. Это эквивалентно исчезновению 1 миллиона автомобилей с дорог каждый год.

Использование 10 % смесей этанола снижает выброс парниковых газов на 12…19 % по сравнению с обычным бензином. Этанол снижает выброс оксида углерода на 30 % (даже в новых автомобилях), твердых частиц — на 50 %, уменьшает образование вторичной пыли, количество ароматических углеводородов в бензине. Токсичность отработавших газов снижается на 21 %.

Недостатком применения спиртов как топлива для дизелей являются их низкие цетановые числа (для метанола — 5, для этанола — 8) и теплота парообразования, более чем в 4 раза превышающая теплоту парообразования дизельного топлива, что приводит к большой продолжительности задержки воспламенения, а также к затруднению пуска дизеля. Помимо указанных выше недостатков использование спиртов в дизелях затрудняется из-за их плохих смазывающих свойств, что ведет к повышенному износу топливной аппаратуры. В связи с высокой коррозионной активностью элементы топливной системы двигателя, изготовленные из легких сплавов и неметаллических материалов, должны быть заменены. Так как низшая теплота сгорания спиртов ниже нефтяного топлива, то и расход его увеличится в 1,5 раза. В связи с облегчением топлива повышается шумность дизеля.

Просто заменить дизельное топливо на спирт в штатной топливной системе дизеля невозможно. Необходимо компенсировать изменение свойств этих топлив. В настоящее время найдены разнообразные способы применения спиртов в качестве топлив для дизелей: растворы и эмульсии спиртов в дизельном топливе; карбюрирование или впрыскивание спирта во впускную систему, а дизельного топлива — в цилиндр; впрыскивание спирта и запального топлива в цилиндр; конвертация дизеля в двигатель с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием; впрыскивание спирта с присадкой, повышающей цетановое число. При использовании эмульсии метилового спирта в дизельном топливе наблюдается снижение содержания сажи и твердых частиц в отработавших газах дизеля, что является следствием повышенного содержания кислорода в спирте. При использовании спирта температура отработавших газов снижается, соответственно, уменьшаются выбросы NOx. Содержание СО остается на уровне работы на дизельном топливе. Наблюдается незначительное повышение СО2 и CnHm. Также спиртам при сгорании свойственны повышенные выбросы альдегидов (формальдегиды для метанола и альдегиды для этанола). Но тем не менее спирты возможно получать из возобновляемых источников, и они расширяют спектр топлив для дизелей.

Спирт в качестве топлива: Автомобили-алкоголики

Мировой топливный кризис, из-за которого подскочили цены на бензин и дизтопливо, вновь заставляет задуматься об иных источниках энергии для транспортных средств. Неплохая альтернатива традиционному топливу – спирт. Чем хорош такой заменитель и что сделать, чтобы автомобильный двигатель смог на нем работать?

Мировой топливный кризис, из-за которого подскочили цены на бензин и дизтопливо, вновь заставляет задуматься об иных источниках энергии для транспортных средств. Неплохая альтернатива традиционному топливу – спирт. Чем хорош такой заменитель и что сделать, чтобы автомобильный двигатель смог на нем работать?

Мировой топливный кризис, из-за которого подскочили цены на бензин и дизтопливо, вновь заставляет задуматься об иных источниках энергии для транспортных средств. Неплохая альтернатива традиционному топливу – спирт. Чем хорош такой заменитель и что сделать, чтобы автомобильный двигатель смог на нем работать?

Спирт обладает целым рядом преимуществ по сравнению с нефтяным топливом, и только большая стоимость, малая теплоотводность, высокая гигроскопичность и повышенное содержание альдегидов препятствуют его массовому применению в качестве топлива для ДВС. А достоинства спирта следующие.

Высокие антидетонационные свойства (октановое число – более 100). Введение этанола в бензин обеспечивает повышение октанового числа. Каждые 3% этанола в смеси с бензином обеспечивают повышение октанового числа горючего в среднем на 1 единицу. То есть спирт может быть использован в качестве высокооктановой добавки к топливу. Он повышает и детонационную стойкость горючего, так как температура самовоспламенения чистого бензина составляет 290°С, а его смеси с этанолом – 425°С.
Процесс испарения начинается во впускном трубопроводе и заканчивается в цилиндре при ходе сжатия, обеспечивая охлаждение деталей двигателя – поршней и клапанов – и более полное наполнение цилиндров свежим зарядом (компрессорный эффект с 5-процентным увеличением мощности).
Надежное воспламенение от электрической искры при значительных изменениях состава горючей смеси (диапазон воспламеняемости по коэффициенту избытка воздуха для спирта составляет примерно 0,4…1,7).
КПД двигателя, работающего на чистом спирте, выше, чем при использовании бензина.
Меньшая токсичность отработавших газов.
Низкая пожароопасность.

Адаптация ДВС

Существуют два способа применения спирта в качестве горючего для автомобильных моторов – при частичной (до 20%) и при полной замене бензина и дизельного топлива. Высокие антидетонационные качества определяют преимущественное использование спирта в двигателях внутреннего сгорания с принудительным (искровым) зажиганием. Стандартный двигатель не нужно переделывать для работы на бензо-спиртовой смеси.

На АО «АвтоВАЗ» были проведены испытания бензина АИ-95 с 10-процентным содержанием этанола на токсичность, расход топлива и обеспечение динамики автомобиля без перерегулировки двигателя. Было установлено, что добавка к бензину 10% спирта приводит к обеднению топливовоздушной смеси и незначительно ухудшает ездовые качества машины практически на всех режимах движения. При переходе на АИ-95Э с 10-процентным содержанием этанола требуется перерегулировка карбюратора.

Согласно результатам стендовых испытаний «АвтоВАЗа», применение бензина АИ-95Э с 5-процентным содержанием спирта не приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик автомобиля и не требует изменения исходных регулировок двигателя.

А вот для работы на чистом спирте требуется увеличение вместимости топливного бака и степени сжатия до 12 – 14 ед. (чтобы полностью использовать детонационную стойкость топлива) и перерегулировка карбюратора или перепрограммирование ЭБУ инжекторного двигателя. Горючую смесь необходимо немного обогатить: для сгорания 1 кг спирта требуется 9 кг воздуха, а для сгорания 1 кг бензина – 14,93 кг.

Низкое давление насыщенных паров и высокая теплота испарения спирта делают практически невозможным запуск бензиновых двигателей уже при температуре окружающей среды ниже +10°С. Для улучшения пусковых качеств в спирт добавляют 4 – 6% изопентана (С5Н12) или 6 – 8% диметилового эфира (СН3-О-СН3 или С2Н6О), что обеспечивает нормальный пуск двигателя при температуре от –25°С и выше. Для этой же цели спиртовые моторы оборудуют специальными пусковыми подогревателями. В случае неустойчивой работы двигателя при повышенных нагрузках (из-за плохого испарения спирта) применяется дополнительный подогрев топливной смеси с помощью, например, отработавших газов.

Дизель и спирт

Адаптировать дизельный мотор для сжигания в его цилиндрах спирта гораздо сложнее. Венским техническим университетом были проведены экспериментальные исследования на 4-цилиндровом тракторном дизеле фирмы Steyr.

Ввиду того, что цетановое число этанола низкое, двигатель был дополнительно оснащен электронной системой зажигания, а головку цилиндров модернизировали для размещения свечей зажигания. Кроме того, была изменена геометрическая форма камеры сгорания в днище поршня, установлены новые топливный насос высокого давления, форсунки и топливоподкачивающий насос повышенной производительности. Исследования показали, что дизель работает на этаноле практически бездымно. По сравнению с работой на дизельном топливе выброс NOx снижается, что является результатом уменьшения температуры вследствие повышенной теплоты испарения этанола. Выброс СО такой же, как у бензинового ДВС, выброс СН относительно высок, однако может быть радикально снижен при применении простейшего окислительного нейтрализатора. При переходе на дизельное горючее дымность и расход топлива у переоборудованного дизеля значительно выше, чем первоначально. Объемный расход у этанола почти в 2 раза больше, чем у дизельного топлива, что является следствием его более низкой теплоты сгорания, а удельный приведенный расход лишь немногим выше.

Модернизировать двигатель могут не только автопроизводители, но и специализированные фирмы. Например, в США бензиновые двигатели и дизели для работы на альтернативном топливе переоборудует фирма Jasper Engines and Transmissions. Переделываются моторы от 8-цилиндровых V-образных до рядных 6- и 4-цилиндровых. После переоборудования двигатели могут работать на метаноле, этаноле, сжатом и сжиженном природном газах.

Идея использования спирта в качестве топлива не нова. Самый богатый опыт его применения в ДВС имеет Бразилия. После мирового нефтяного кризиса 1973 – 75 годов в этой стране в начале 80-х приняли программу «Топливо на основе этанола». В результате здесь до конца прошлого столетия этанол ежедневно заменял до 250 тыс. баррелей импортируемой нефти. В 90-х годах в Бразилии этиловый спирт служил горючим более чем для 7 млн. машин, а его смесь с бензином (газохол) – для еще 9 млн. авто. Этанол в этой стране изготавливают из сахарного тростника, а продают через заправочную сеть, насчитывающую 25 тысяч станций.

Читайте также  Что такое запас хода автомобиля?

Вторым мировым лидером по использованию этанола в автотранспорте являются США. Здесь также реализуется программа замены бензина спиртом, который получают при переработке излишков кукурузы и других зерновых культур. Чистый этанол в этой стране используется как горючее в 21 штате, а на бензоэтаноловую смесь приходятся 10% топливного рынка США.

Раньше заинтересованность в использовании более дорогого этанола ($60 за баррель) в качестве моторного горючего за рубежом была обусловлена налоговыми льготами. В США они компенсируют продавцам убыток в случае, если те продают этанол по цене бензина. Сейчас, после скачка цен на нефть ($40 – 50 за баррель), с учетом переработки сырья для получения бензина, стоимость этих видов топлива практически сравнялась. Поэтому использование спирта оказалось еще целесообразнее.

Применение спирта в качестве топлива получило поддержку и в некоторых европейских странах – в частности, Франции и Швеции. 7 ноября 2001 года две комиссии ЕС приняли так называемые биодирективы относительно использования биотоплива в странах Евросоюза. Они предусматривают обязательное применение этого горючего как добавки к бензину в будущем.

Этанол (С2Н5ОН) – винный, или питьевой спирт, являющийся важнейшим представителем одноатомных спиртов. Эта бесцветная жидкость, которая смешивается в любых соотношениях с водой, спиртами, эфирами, глицерином, бензином и другими органическими растворителями, горит бесцветным пламенем. Этанол, обладая высоким октановым числом и энергетической ценностью, является отличным моторным топливом. Для получения бензина АИ-95 требуется добавить в бензин АИ-92 около 10% этанола.

Метанол (СН3ОН), или древесный спирт – простейший представитель предельных одноатомных спиртов, бесцветная подвижная жидкость с характерным запахом. Смешивается с водой во всех соотношениях, а также с другими спиртами, бензолом, ацетоном и другими органическими растворителями. Основной способ производства метанола – синтез из водорода и оксида углерода. Сырьем для этого служат природный, коксовый и другие газы, содержащие углеводороды (например, синтез-газ), а также кокс, бурый уголь, древесина, сланцы, биомасса и др.

Из приведенных данных хорошо видно, что введение спирта в дизельное топливо приводит к росту давления (Р) в ВМТ более чем на 20%. Резко увеличивается скорость нарастания давления, т. е. возрастает жесткость работы двигателя. Горение этанольного топлива начинается раньше. При этом момент на валу двигателя снижается. Иными словами, введение этилового спирта в дизельное топливо ухудшает его технико-экономические показатели. Однако при этом несколько улучшаются экологические показатели работы мотора. Для получения максимального эффекта от введения спирта в дизельное топливо необходимо провести регулировку двигателя.

В конце июня 2000 года Правительственный комитет по реформированию аграрного комплекса и проблемам экологии одобрил проект государственной программы «Этанол: 2000 – 2010», а также «Программу государственной поддержки развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и малой гидро- и теплоэнергетики», разработанной в соответствии с Указом Президента Украины № 285 от 2 апреля 1997 года. Кабинет Министров Украины постановлением № 1044 от 4.07.2000 года программу «Этанол» утвердил. Документ предусматривает ускоренный перевод примерно трети автопарка на газохол и этанол.

Ресурсы по производству этанола в нашей стране практически неисчерпаемы: из отходов сельского хозяйства, главным образом свекловодства, и переработки импортного тростникового сахара-сырца ежегодно производится свыше 5,5 миллиона декалитров этанола и 300 – 310 тысяч декалитров технических спиртов. Мощности украинских предприятий позволяют выпускать 66 миллионов декалитров таких спиртов в год. В середине июня этого года Украина договорилась с Кубой об увеличении бартерных (в обмен на промышленные изделия) поставок тростникового сырца. По оценкам кубинских специалистов, около 25% этого сырья может использоваться исключительно для производства спиртового и спирто-нефтяного топлива. Программа «Этанол» предусматривает, в частности, перепрофилирование более трети мощностей украинских спиртовых и смежных (перерабатывающих сахарное сырье) заводов на выпуск высокооктановых кислородосодержащих добавок к бензину и техническому спирту – в основном из сельскохозяйственного сырья. Эксперты оценивают это как наиболее перспективное и экономически выгодное решение.

Подготовил Юрий Герасимчук
Фото Сергея Кузьмича

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Cпирт в бензобак

Многих автовладельцев беспокоит проблема накопления в бензобаке воды. Она попадает туда при самых различных обстоятельствах, контролировать которые практически невозможно. Особенно заметен процесс ее накопления во время межсезонья и дождливой погоды. Увидеть после очередного пасмурного дня слой жидкости на дне бензобака можно невооруженным взглядом. Зимой эта жидкость с легкостью превращается в лед и попросту закупоривает топливную систему. Ходит миф, что избавиться от подобной неприятности можно путем добавления в отсек для бензина некоторого количества спирта. Якобы он сможет обеспечить отток воды с помощью системы сгорания топлива. Разобраться в том, работает такой метод, или нет, поможет данная статья.

Выгодно ли добавлять спирт в бензин?

Выход из ситуации в виде похода в магазин и приобретения специальных жидкостей, выводящих воду, попросту нерентабелен. Ведь стандартные флаконы, литраж которых составляем около 500 миллилитров, предназначены скорее для регулярного профилактического применения. А в случае внезапной потребности едва ли смогут помочь. Стандартизированные тюбики автохимии смогут справиться с несколькими сотнями грамм воды, а на больший ее объем попросту не рассчитаны. Покупка таких средств для устранения локальной проблемы встанет в достаточно крупную сумму. Поэтому рассматривать такое решение проблемы не приходится.

Какие преимущества дает спирт?

Наиболее оптимальным и бюджетным средством для удаления воды из бензобака может стать добавление в бензин этилового спирта. Хорошим средством также может быть изопропиловый спирт, который, к сожалению, достаточно редко встречается в продаже. Также в интернете можно встретить советы по добавлению в бензобак ацетона. Их лучше сразу же игнорировать, ведь последствия будут крайне негативными: ацетон прекрасно растворит все пластиковые и резиновые детали топливной и двигательной системы, что, как уже понятно, самым плачевным образом скажется на их работе. Как уже говорилось выше, в случае появления в бензобаке лишней воды, проще всего использовать этиловый спиртовой раствор. Стоимость его не превышает и тысячи рублей за пятилитровую тару. А для удаления 500 миллилитров воды понадобится всего полтора литра обычного медицинского спирта.

Какие бывают последствия?

Несмотря на преимущества добавления спирта в бензин, он может также и негативно влиять на общее состояние автомобиля. Могут появиться такие проблемы:

  1. Части топливной системы, состоящие из резины, подвергаются большей нагрузке и начинают быстрее приходить в негодность.
  2. Заметное ускорение коррозии различных деталей двигательной системы.
  3. При решении добавить спирт в бензобак стоит знать – это может вызвать появление конденсата. А в случае чрезмерного его добавления образовавшаяся вода может замерзнуть в случае минусовой температуры. Чревато это полным перекрытием системы подачи топлива. В худших же вариантах расширившаяся при замерзании вода попросту разорвет какую-либо деталь топливной системы.

Данные проблемы могут вызвать неприятные последствия, вынуждающие посетить автосервиса и потратиться на очистку системы подачи топлива. Или же вообще придется произвести полный ремонт и замена двигательной части. Если использование такого топлива запрещено производителем автомобиля, то при нарушении этого правила автовладелец теряете гарантию.

Недостатки спиртового бензина

Топливная система старых авто не рассчитана на работу со спиртосодержащим топливом. Среди других недостатков спиртового бензина также выделяют:

  • необходимость хранить такой бензин в специальных условиях, иначе его качество ухудшится;
  • невозможность использовать его в карбюраторных автомобилях (спирт просто разъедает карбюратор);
  • увеличение уровня потребления топлива;
  • слабая распространенность заправочных станций с бензином, содержащим спирт;
  • ухудшение ездовых качеств автомобиля вместе с высоким процентом спирта;
  • наличие большого количества негативных отзывов от тех, кто пользовался таким топливом;
  • в жаркую погоду мощность автомобиля теряется.

Также спиртовой бензин засоряет топливную систему. А его длительное использование в старом авто приводит к трещинам на шлангах. Здесь не обойтись без модернизации топливной системы.

На стандартных автозаправочных станциях в ассортимент входит бензин категории АИ-95 с маркировкой E5 или E10, которые как раз и представляют собой бензино-спиртовую смесь.

Однако не зря на канистрах с этой жидкостью указана надпись «Перед применением проконсультируйтесь со специалистом», и преимущества от использования такого вида бензина могут открыться далеко не всем автовладельцам. До того как будет решено использовать бензин с добавлением спирта, важно проконсультироваться с профессионалами по вопросу возможности ее применения в конкретной марке автомобиля.

Какова норма содержания спирта в бензине?

Как уже говорилось ранее, продажа на автозаправочных станциях топлива с биоэтанолом (добавлением спирта) стала абсолютной нормой, как в странах Европы, так и в России. Даже в обычном бензине, согласно постановлениям 2014 года, регламентировано порядка пяти процентов спирта. Если человек собирается использовать подобное топливо, ему необходимо знать маркировку, показывающую процентное содержание бензина. Общемировая норма по продаже спиртосодержащего бензина регламентирует наличие на таре с таким топливом аббревиатуры «Е», от слова этанол. Рядом с ней обязательно указывается процент содержания спирта. Если на канистре красуется надпись Е5, содержания спирта в таком бензине будет равно пяти процентам.

Как влияет спирт на октановое число бензина?

Этанол является углеводородным соединением, которое имеет высокое октановое число. Именно поэтому этанольный спирт может применяться для добавления в бензин. При смешивании спирта и обычного бензина октановое число последнего повышается. Производители бензина, использующие стандарты Е10 повышают суммарное октановое число на 2-3% одним лишь смешиванием топлива с этанолом. Мощность двигателя повышается с уровнем повышения результирующего октанового числа. При добавлении спирта в бензин стоит помнить о том, что каждому автомобилю производителем рекомендовано использовать топливо с конкретным октановым числом. Если следовать этим указаниям, то можно продлить жизнь двигателя до максимума.

Содержание бензола и ароматических углеводородов в спиртовом топливе

Как известно, веществами, которые могут нанести какой-либо вред системе подачи топлива, и даже привести к ее поломкам, являются бензол и ароматические углероды. К тому же, бензол считается веществом, которое деструктурирует масляную прослойку мотора, тем самым, ухудшая показатели износоустойчивости цилиндров двигателя. Все спиртовые бензины производятся по стандартам качества, которые регулируют содержание в нем этих веществ. К примеру, содержанию бензола в «девяносто пятом» не превышает 1%. В том же 95 бензине, согласно Гостам, содержание ароматических углеводородов не должно быть выше, чем 10%.

Читайте также  Рамный внедорожник что это такое?

Образцы бензина КЛО не должны иметь в своем составе более четырех процентов бензола, а показатели ароматических углеводородов должны находиться в диапазоне, меньшем, чем 10%. Худшие показатели среди всего спиртового топлива показывает бензин марки «Авиас». Исследования показывают, что стандарты качества соблюдаются данной компанией крайне посредственно. Содержание ароматических углеводородов колеблется в районе целых 20-25%, а бензол составляет в среднем 5-7% от общего литража.

Какое влияние оказывает спиртовой бензин на двигатель и топливную систему?

Самой большой проблемой, связанной с использованием спиртового топлива, является его исключительно негативные показатели коррозийной активности. Этанол – мощный растворитель. Он деструктивным образом воздействует на резину и пластик, которые входят в состав топливной и двигательной систем.

Те счастливчики, транспортные средства которых все-таки позволяют использовать для заправки спиртовое топливо, получают ряд следующих преимуществ:

  • несомненная экономичность – в среднем, его цена ниже на 20-30%;
  • бензин с добавлением спирта является более экологически-чистым топливом – количество вредных веществ, которые выделяются в окружающую среду вместе с выхлопными газами, при использовании топлива с добавлением спирта, несомненно, меньшее, чем при заправке автомобиля обычным бензином.

Автовладельцы, использующие смесь спирта и бензина, отмечают улучшение показателей работы двигателя – запуск его становится легче, а количество издаваемого при работе шума меньше.

Бензин со спиртом. Выгодна ли машина на альтернативном топливе

По данным Минэнерго, за год цены на бензин выросли примерно на 10%, а на дизель — на 16%. Неудивительно, что в декабре всерьёз стали обсуждаться вопросы перехода на альтернативное топливо. К примеру, госкомпании должны будут перевести весь транспорт на газ. Автоэксперты снова подняли вопрос о переходе на смесь бензина со спиртом. Лайф выяснял, какие виды альтернативного топлива будут востребованы в России, в чём их плюсы и минусы и как это ударит по кошельку простых автовладельцев.

Фото:© РИА Новости/Валерий Мельников

В конце декабря вице-премьер Дмитрий Козак заявил, что со следующего года все госкомпании должны будут начать переводить свой автопарк с бензина на газ. В правительстве подсчитали, что газ стоит в три раза дешевле бензина, в то время как расход на 100 км у них примерно одинаковый. Позже выступил губернатор Краснодарского края Вениамин Кондратьев, который предложил правительству пересмотреть вопрос о компенсациях за топливо. Вместо того чтобы выплачивать аграриям компенсации за рост цен на ГСМ, он предложил субсидировать перевод техники на газомоторное топливо. В свою очередь, автоэксперты стали всерьёз обсуждать вопрос разбавления бензина спиртом. Кстати, такая смесь используется для заправки автомобилей по всему миру и имеет как свои преимущества, так и недостатки.

Фото: © РИА Новости / Максим Богодвид

— Из-за роста цен на бензин сейчас всё чаще обсуждается использование альтернативных видов топлива для автомобилей, — рассказывает директор дилерского центра «КИА столица» ГК «Автоспеццентр» Дмитрий Константинов. — Одним из них является бензин, разбавленный этиловым спиртом. Кстати, первые испытания этого вида топлива прошли в России ещё в 1914 году и уже тогда показали существенную экономию топлива. На одном литре смеси бензина и спирта можно было проехать 7,5 км, а на чистом бензине — 5,8 км.

По словам Дмитрия Константинова, преимущества использования смеси бензина и спирта — это экономия на 5–10% нефтяного аналога. Кроме того, такое топливо более экологично, может использоваться при низких температурах и снижает температуру двигателя в жару. Однако эксперт не советует забывать, что этанол является растворителем, что может негативно отразиться на состоянии деталей автомобиля.

— Именно поэтому этот вид топлива не рекомендован к использованию, — поясняет Дмитрий Константинов. — Также в России пока немного заправок с данным видом топлива, поэтому при междугородних поездках может возникнуть проблема с дозаправкой. Смесь бензина и этанола не единственный аналог топлива на основе нефти, который может прижиться в нашей стране. Биотопливо — этанол из кукурузы (используется в США) или сахарного тростника (используется в Бразилии), электродвигатели с нулевыми выбросами и низкими эксплуатационными расходами, водородное топливо с высочайшими энергетическими свойствами, сжиженный нефтяной газ, сжатый природный с низкой стоимостью и меньшим расходом — все эти альтернативные виды топлива для автомобилей могут в будущем составить конкуренцию бензину.

Как отмечает основатель сервиса BenzUber Артём Скворцов, использование биоэтанола должно быть предусмотрено производителем автомобилей. Например, некоторые американские производители допускают добавление этанола в бензин, но не более 25%. Большинство автомобилей российского рынка не допускают применения даже смеси бензина и этилового спирта. Если будут разработаны технологии и ТУ на добавление спирта в бензин, только тогда его применение будет возможно, и то при одобрении автопроизводителями.

Завод по производству этанола на западе Бёрлингтона, штат Айова. Фото: © wikipedia.org

При этом Артём Скворцов считает, что перевод техники на газ, особенно на природный газ (CNG и LNG), даёт не только экономию на эксплуатации машины, но и сокращает вредные выбросы в атмосферу. По мнению автоэксперта, тренд абсолютно правильный, государство вполне оправданно стимулирует потребление именно этого вида топлива.

— Для того чтобы ездить на газе, бензиновый и дизельный двигатели требуют минимальной модернизации, которая доступна практически для любой модели, — поясняет ведущий аналитик ООО «Эксперт плюс» Мария Сальникова. — Электричество как альтернатива заправки доступно специальным автомобилям. То есть для перевода на электричество машину никак нельзя модернизировать. На самом деле как альтернативу, которая должна была бы получить широкое распространение, стоит рассматривать биодизельное топливо. Оно основано на растительных маслах или животных жирах — даже тех, которые остаются в ресторанах после приготовления пищи. Двигатели автомобилей следует модифицировать так, чтобы можно было сжигать биодизельное топливо в чистом виде.

По словам Марии Сальниковой, биодизельное топливо можно также смешивать с углеводородным дизельным топливом и использовать в неадаптированных двигателях. Среди преимуществ — оно экологически чистое, безопасно, поддаётся биохимическому разложению и снижает содержание веществ, загрязняющих воздух, — таких как твёрдые примеси, монооксид углерода и углеводороды. По мнению Сальниковой, биодизель является единственной альтернативой топливу, которая может использоваться в обычных, не модифицированных дизельных двигателях. Условия хранения не отличаются от таковых для обычного дизельного топлива. Проблема его использования упирается в цену. Заправки на биодизеле не развиваются из-за того, что, если выбирать альтернативу бензину по цене, газ выгоднее. Газ (пропан и бутан) значительно дешевле.

Фото: © РИА Новости / Павел Лисицын

— Основной проблемой использования спиртов — как этанола, так и метанола — в качестве топлива является российский климат, — продолжает руководитель Центра аналитической информации ГК TeleTrade Сергей Лысаков. — При низких (тем более отрицательных) температурах легко могут возникнуть сложности с запуском двигателей. При падении температуры ниже 0 градусов доля спирта в топливной смеси должна быть уменьшена. Если говорить о метаноле как добавке к топливу, то он действительно повышает эффективность топливной смеси, но оказывает вредное воздействие на алюминиевые карбюраторы и инжекторные системы подачи топлива. Даже незначительная добавка этилового спирта при очень низких температурах может вызвать проблемы с работой двигателя. Если же доля спирта превысит, например, 15%, потребуется уже специально подготовленный двигатель, установка которого может стать экономически нецелесообразной. Соответственно, остальные проблемы также никуда не исчезнут. В случае использования компонентного топлива потребуется и переоборудование АЗС.

По словам Сергея Лысакова, использование пропан-бутановой смеси действительно способно сэкономить значительные деньги автолюбителю. Впрочем, это потребует установки дополнительной топливной системы и баллона для хранения топлива. Кроме того, расход пропан-бутановой смеси для автомобиля выше, чем у бензина, так что это может оказаться сомнительной модернизацией именно для легкового автомобиля. Правда, всё зависит от дальнейшей динамики цен на бензин и газовые смеси. И если в случае с небольшими грузовыми автомобилями, используемыми в коммерческих целях, это вполне может оказаться рентабельным, то для легкового автомобиля особой выгоды вы можете и не почувствовать. При этом Сергей Лысаков считает, что использование газовой смеси потенциально более перспективно для России. Правда, без государственного стимулирования ценовой политики использование его всё равно будет ограниченным.

Фото: © РИА Новости / Максим Богодвид

— Россия медленно реагирует на тенденцию к диверсификации энергетического баланса на транспорте, поскольку нефтепродукты по-прежнему используются для удовлетворения 99% спроса, — отмечает эксперт Международного финансового центра Гайдар Гасанов. — Тем не менее сейчас есть целый ряд факторов, которые будут способствовать развитию альтернативного топлива. Это государственная поддержка альтернативных видов топлива, воздействие быстрой автомобилизации последних десятилетий на окружающую среду, которая особенно серьёзна в некоторых крупных российских городах, рост внутренних цен на топливо и нехватка нефтепродуктов в сочетании с сокращением экспортных поступлений. За последние десять лет упор на сокращение выбросов топлива был повесткой дня для многих правительств. Стремясь уменьшить свой общий углеродный след, многие люди начали искать способ контролировать воздействие на окружающую среду. Именно из-за такой ситуации во многих странах возросло использование этанолового топлива.

Тем не менее, по словам Гайдара Гасанова, у тех, кто хочет перейти на другой вид топлива, много вопросов об этаноле. Многие из них обеспокоены тем, что это топливо на самом деле может также нанести вред окружающей среде. При сжигании в двигателях внутреннего сгорания этанол производит значительно больше формальдегида и других соединений, которые могут повышать уровень озона в почве.

— Но стоит отметить очень важную вещь: в мире истощающихся запасов ископаемого топлива этанол является важной возобновляемой альтернативой, которая обладает достоинствами, перевешивающими его недостатки, — поясняет Гайдар Гасанов. — И именно в этом направлении стоит обеспечить должное развитие в стране.