เชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับรถยนต์คืออะไร

เครื่องยนต์สันดาปภายในเบนซินได้ปฏิวัติการพัฒนารถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง เมื่อเวลาผ่านไปรถยนต์ได้เปลี่ยนจากประเภทหรูหราไปเป็นสิ่งจำเป็น

การบริโภคทรัพยากรธรรมชาติในปัจจุบันเพิ่มขึ้นมากจนเงินสำรองไม่มีเวลาเติมเต็ม สิ่งนี้บังคับให้มนุษยชาติต้องพัฒนาเชื้อเพลิงทางเลือก ในการทบทวนนี้เราจะพิจารณาการพัฒนาสำเร็จรูปที่ใช้กับยานพาหนะจำนวนมาก

เชื้อเพลิงทางเลือก

นอกจากการสำรองน้ำมันที่ลดลงแล้วการพัฒนาเชื้อเพลิงทางเลือกยังมีสาเหตุอื่น ๆ อีกหลายประการ

หนึ่งในนั้นคือมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เมื่อถูกเผาน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซลจะปล่อยสารอันตรายที่ทำลายชั้นโอโซนและอาจทำให้เกิดโรคทางเดินหายใจได้ ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงยังคงดำเนินการเพื่อสร้างแหล่งพลังงานสะอาดที่จะส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุดทั้งในช่วงการสกัดและระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์

เหตุผลที่สองคือความเป็นอิสระด้านพลังงานของรัฐ ใคร ๆ ก็รู้ว่ามีเพียงไม่กี่ประเทศเท่านั้นที่มีน้ำมันสำรองอยู่ใต้ดิน ทุกคนต้องทนกับนโยบายการกำหนดราคาที่กำหนดโดยผู้ผูกขาด การใช้เชื้อเพลิงทางเลือกจะทำให้เราหลุดพ้นจากการกดขี่ทางเศรษฐกิจของอำนาจดังกล่าว

ตามพระราชบัญญัตินโยบายพลังงานของสหรัฐอเมริกาเชื้อเพลิงทางเลือกถูกกำหนดให้เป็น:

• ก๊าซธรรมชาติ;
• เชื้อเพลิงชีวภาพ;
• เอทานอล;
• ไบโอดีเซล;
• ไฮโดรเจน;
• ไฟฟ้า;
• การติดตั้งแบบไฮบริด

แน่นอนว่าเชื้อเพลิงแต่ละประเภทมีปัจจัยบวกและลบในตัวเอง จากข้อมูลนี้ผู้ที่ชื่นชอบรถจะสามารถสำรวจสิ่งที่เขาสามารถประนีประนอมได้ง่ายขึ้นโดยการซื้อยานพาหนะที่ไม่เหมือนใคร

ก๊าซธรรมชาติ

ก๊าซซิฟิเคชันที่แพร่หลายได้แจ้งให้วิศวกรพิจารณาว่าสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนได้หรือไม่ ปรากฎว่าทรัพยากรธรรมชาตินี้เผาผลาญจนหมดและไม่ปล่อยสารอันตรายเช่นเดียวกับน้ำมันเบนซินหรือดีเซล

ในอาณาเขตของพื้นที่หลังโซเวียตมอเตอร์ที่เปลี่ยนเป็นก๊าซได้กลายเป็นเรื่องปกติ บางคนถึงกับซื้อรถประหยัดก็สงสัยว่าควรเปลี่ยนมาใช้แก๊สหรือไม่

เมื่อเร็ว ๆ นี้ผู้ผลิตบางรายได้ติดตั้งอุปกรณ์แก๊สจากโรงงานให้กับรถยนต์ ตัวอย่างนี้คือ Skoda Kamiq G-Tec ผู้ผลิตสร้างแบบจำลองเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ก๊าซมีเทนให้เสร็จสมบูรณ์ ข้อดีและข้อเสียของโพรเพนและมีเทนอธิบายไว้ใน บทความอื่น... และยังอยู่ใน หนึ่งบทวิจารณ์ บอกเกี่ยวกับการดัดแปลงอุปกรณ์แก๊สต่างๆ

เชื้อเพลิงชีวภาพ

เชื้อเพลิงทางเลือกประเภทนี้ปรากฏขึ้นจากการแปรรูปพืชผล ต่างจากน้ำมันเบนซินก๊าซและน้ำมันดีเซลเชื้อเพลิงชีวภาพไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการเผาไหม้ซึ่งก่อนหน้านี้พบในบาดาลของโลก ในกรณีนี้จะใช้คาร์บอนที่ถูกพืชดูดซึมไปใช้

ด้วยเหตุนี้ก๊าซเรือนกระจกจึงไม่เกินปริมาณที่ปล่อยออกมาในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ข้อดีของเชื้อเพลิงดังกล่าว ได้แก่ ความเป็นไปได้ในการเติมน้ำมันที่สถานีบริการน้ำมันธรรมดา

เชื้อเพลิงที่เป็นปัญหาเป็นประเภทมากกว่าเชื้อเพลิงแยกต่างหาก ตัวอย่างเช่นการแปรรูปของเสียจากสัตว์และพืชทำให้เกิดก๊าซมีเทนและเอทานอล แม้จะมีต้นทุนต่ำและง่ายต่อการผลิต (ไม่จำเป็นต้องใช้แท่นขุดเจาะน้ำมันที่มีอุปกรณ์การประมวลผลที่ซับซ้อน) แต่เชื้อเพลิงนี้ก็มีข้อเสีย

ข้อเสียที่สำคัญประการหนึ่งคือในการผลิตเชื้อเพลิงในปริมาณที่เพียงพอจำเป็นต้องมีพื้นที่เพาะปลูกขนาดใหญ่ซึ่งสามารถปลูกพืชพิเศษที่มีสารที่เหมาะสมในสัดส่วนที่สูงได้ พืชผลดังกล่าวทำให้ดินหมดไปทำให้ไม่สามารถผลิตพืชที่มีคุณภาพสำหรับพืชอื่น ๆ ได้

เอทานอล

ในขณะที่กำลังพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในนักออกแบบได้ทำการทดสอบสารต่าง ๆ ตามที่หน่วยสามารถทำงานได้ และแอลกอฮอล์ไม่ได้เป็นอันดับสุดท้ายในรายการสารดังกล่าว

ข้อดีของเอทานอลคือสามารถหาได้โดยไม่ทำให้ทรัพยากรธรรมชาติของโลกหมดลง ตัวอย่างเช่นได้จากพืชที่มีน้ำตาลและแป้งสูง พืชเหล่านี้ ได้แก่ :

• อ้อย;
• ข้าวสาลี;
• ข้าวโพด;
• มันฝรั่ง (ใช้น้อยกว่าก่อนหน้านี้)

เอทานอลสามารถเป็นหนึ่งในสถานที่แรก ๆ ในการจัดอันดับเชื้อเพลิงทางเลือกราคาถูกได้อย่างถูกต้อง ตัวอย่างเช่นบราซิลมีประสบการณ์ในการผลิตแอลกอฮอล์ประเภทนี้ ด้วยเหตุนี้ประเทศจึงมีความเป็นอิสระด้านพลังงานจากอำนาจที่มีการผลิตก๊าซธรรมชาติหรือน้ำมันในอาณาเขต

ในการทำงานบนแอลกอฮอล์เครื่องยนต์ต้องทำจากโลหะที่ทนต่อสารนี้ และนี่เป็นข้อเสียที่สำคัญอย่างหนึ่ง ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายกำลังสร้างเครื่องยนต์ที่สามารถทำงานได้ทั้งน้ำมันเบนซินและเอทานอล

การปรับเปลี่ยนเหล่านี้เรียกว่า FlexFuel ความไม่ชอบมาพากลของหน่วยกำลังดังกล่าวคือปริมาณเอทานอลในน้ำมันเบนซินอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 5 ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ ในการกำหนดยานพาหนะดังกล่าวจะใช้ตัวอักษร E และเปอร์เซ็นต์แอลกอฮอล์สูงสุดที่อนุญาตในน้ำมันเชื้อเพลิง

น้ำมันเชื้อเพลิงนี้กำลังได้รับความนิยมเนื่องจากมีการเพิ่มเอสเทอร์ในน้ำมันเบนซิน ข้อเสียอย่างหนึ่งของสารคือการเกิดการควบแน่นของน้ำ นอกจากนี้เมื่อถูกเผาไหม้พวกมันจะปล่อยพลังงานความร้อนน้อยลงซึ่งจะช่วยลดกำลังเครื่องยนต์ได้อย่างมากหากใช้น้ำมันเบนซิน

ไบโอดีเซล

ปัจจุบันเชื้อเพลิงทางเลือกประเภทนี้เป็นหนึ่งในเชื้อเพลิงที่มีแนวโน้มมากที่สุด ไบโอดีเซลทำจากพืช เชื้อเพลิงนี้บางครั้งเรียกว่าเมทิลอีเทอร์ วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงคือเมล็ดเรพซีด อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่พืชชนิดเดียวที่เป็นทรัพยากรสำหรับไบโอดีเซล สามารถทำจากน้ำมันของพืชต่อไปนี้:

• ถั่วเหลือง;
• ดอกทานตะวัน;
• ต้นปาล์ม

เอสเทอร์ของน้ำมันเช่นแอลกอฮอล์มีผลทำลายล้างต่อวัสดุที่ใช้ผลิตมอเตอร์ทั่วไป ด้วยเหตุนี้ผู้ผลิตทุกรายจึงไม่ต้องการปรับผลิตภัณฑ์ของตนให้เข้ากับเชื้อเพลิงนี้ (ดอกเบี้ยต่ำในรถยนต์ประเภทนี้ซึ่งช่วยลดเหตุผลในการสร้างแบทช์ขนาดใหญ่และไม่มีประโยชน์ในการผลิตเชื้อเพลิงทดแทนในเวอร์ชันที่ จำกัด )

ล่าสุดมีผู้ผลิตบางรายอนุญาตให้นำผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมไปผสมกับเชื้อเพลิงชีวภาพ เชื่อกันว่าเอสเทอร์ไขมัน 5% จะไม่เป็นอันตรายต่อมอเตอร์ของคุณ

มีข้อเสียเปรียบอย่างมากในการพัฒนาโดยอาศัยวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร เพื่อผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจเกษตรกรจำนวนมากสามารถปรับพื้นที่ของตนเพื่อปลูกพืชที่ใช้เชื้อเพลิงชีวภาพโดยเฉพาะ สิ่งนี้สามารถส่งผลให้ราคาอาหารเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ไฮโดรเจน

ยังมีความพยายามที่จะใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงราคาถูก แม้ว่าการพัฒนาดังกล่าวจะมีราคาแพงเกินไปสำหรับผู้ใช้ทั่วไป แต่ดูเหมือนว่าการพัฒนาดังกล่าวจะมีอนาคต

องค์ประกอบดังกล่าวเป็นที่สนใจเนื่องจากสามารถเข้าถึงได้มากที่สุดในโลก ของเสียหลังการเผาไหม้เพียงอย่างเดียวคือน้ำซึ่งสามารถดื่มได้หลังจากทำความสะอาดง่ายๆ ตามทฤษฎีแล้วการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงดังกล่าวไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกและสารที่ทำให้ชั้นโอโซนหมดไป

อย่างไรก็ตามนี่ยังคงอยู่ในทางทฤษฎี การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าการใช้ไฮโดรเจนเป็นอันตรายมากกว่าน้ำมันเบนซินในรถยนต์ที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา ปัญหาคือส่วนผสมของอากาศที่ไม่บริสุทธิ์และไฮโดรเจนลุกไหม้ในกระบอกสูบ ห้องทำงานของกระบอกสูบมีส่วนผสมของอากาศและไนโตรเจน และองค์ประกอบนี้เมื่อออกซิไดซ์จะก่อให้เกิดสารที่เป็นอันตรายที่สุดชนิดหนึ่ง - NOx (ไนโตรเจนออกไซด์)

BMW X-5 บนเครื่องยนต์ไฮโดรเจน

ปัญหาอีกประการหนึ่งในการใช้ไฮโดรเจนคือการกักเก็บ ในการใช้แก๊สในรถยนต์ถังจะต้องทำในรูปแบบของห้องแช่แข็ง (-253 องศาเพื่อไม่ให้แก๊สติดไฟเอง) หรือกระบอกสูบที่ออกแบบมาสำหรับความดัน 350 atm

ความแตกต่างกันเล็กน้อยอีกประการหนึ่งคือการผลิตไฮโดรเจน แม้ว่าจะมีก๊าซนี้อยู่มากในธรรมชาติ แต่ส่วนใหญ่แล้วมันอยู่ในสารประกอบบางชนิด ในกระบวนการผลิตไฮโดรเจนคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ (เมื่อรวมน้ำและมีเทนเข้าด้วยกันวิธีที่ง่ายที่สุดในการรับไฮโดรเจนคือ)

เมื่อพิจารณาจากปัจจัยข้างต้นเครื่องยนต์ไฮโดรเจนยังคงมีราคาแพงที่สุดในบรรดาเชื้อเพลิงทางเลือกทั้งหมด

ไฟฟ้า

ที่นิยมมากที่สุดคือยานยนต์ไฟฟ้า พวกเขาไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าไม่มีไอเสียเลย รถประเภทนี้เงียบสะดวกสบายและทรงพลังเพียงพอ (ตัวอย่างเช่น Nio EP9 เร่งเป็นร้อยใน 2,7 วินาทีและความเร็วสูงสุด 313 กม. / ชม.)

ด้วยคุณสมบัติของมอเตอร์ไฟฟ้าทำให้รถยนต์ไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องมีกระปุกเกียร์ซึ่งช่วยลดระยะเวลาในการเร่งความเร็วและทำให้การขับขี่ง่ายขึ้น ดูเหมือนว่ายานพาหนะดังกล่าวมีข้อดีเพียงอย่างเดียว แต่ในความเป็นจริงรถคันดังกล่าวไม่ได้มีแง่ลบเพราะมันเป็นตำแหน่งเดียวที่ต่ำกว่ารถคลาสสิก

ข้อเสียที่สำคัญประการหนึ่งคือความจุของแบตเตอรี่ การชาร์จหนึ่งครั้งในประสิทธิภาพคุณภาพสูงสุดเพียงพอสำหรับระยะทางสูงสุด 300 กม. ใช้เวลาหลายชั่วโมงในการ“ เติมน้ำมัน” แม้จะใช้การชาร์จแบบเร็วก็ตาม

ความจุของแบตเตอรี่ที่มากขึ้นรถก็จะยิ่งหนัก เมื่อเทียบกับรุ่นทั่วไปแล้วอนาล็อกไฟฟ้าสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่า 400 กิโลกรัม

เพื่อเพิ่มระยะทางในการขับขี่โดยไม่ต้องชาร์จใหม่ผู้ผลิตกำลังพัฒนาระบบการพักฟื้นที่ซับซ้อนซึ่งรวบรวมพลังงานจำนวนเล็กน้อย (เช่นเมื่อลงเนินหรือขณะเบรก) อย่างไรก็ตามระบบดังกล่าวมีราคาแพงมากและประสิทธิภาพจากระบบเหล่านี้ไม่สามารถสังเกตเห็นได้

ทางเลือกเดียวที่ช่วยให้คุณชาร์จแบตเตอรี่ในขณะขับรถได้คือการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เบนซินตัวเดียวกัน ใช่ วิธีนี้ช่วยให้คุณประหยัดเชื้อเพลิงได้มาก แต่เพื่อให้ระบบทำงานได้ คุณยังต้องใช้เชื้อเพลิงแบบคลาสสิก ตัวอย่างของรถคันนี้คือเชฟโรเลตโวลต์ ถือว่าเป็นรถยนต์ไฟฟ้าที่ครบเครื่องแต่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบนซิน

การติดตั้งแบบไฮบริด

ในฐานะที่เป็นการประนีประนอมที่ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงแบบคลาสสิกให้น้อยที่สุดผู้ผลิตจึงจัดให้มีหน่วยพลังงานเป็นหน่วยไฮบริด อาจเป็นระบบไฮบริดแบบอ่อนหรือแบบเต็มก็ได้

หน่วยพลังงานหลักในรุ่นดังกล่าวคือเครื่องยนต์เบนซิน นอกจากนี้ยังใช้มอเตอร์พลังงานต่ำ (หรือหลายตัว) และแบตเตอรี่แยกต่างหาก ระบบสามารถช่วยเครื่องยนต์หลักเมื่อเริ่มต้นเพื่อลดภาระให้น้อยที่สุดและส่งผลให้ปริมาณสารอันตรายในไอเสีย

การดัดแปลงอื่น ๆ ของรถไฮบริดสามารถเดินทางได้ในระยะทางหนึ่งโดยใช้แรงฉุดไฟฟ้าเท่านั้น สิ่งนี้จะมีประโยชน์หากผู้ขับขี่ไม่ได้คำนวณระยะทางไปยังปั๊มน้ำมัน

ข้อเสียของรถลูกผสม ได้แก่ การไม่สามารถกู้คืนพลังงานได้ในขณะที่รถอยู่ในสภาพการจราจรที่ติดขัด เพื่อประหยัดไฟฟ้าคุณสามารถปิดระบบได้ (ระบบเริ่มทำงานเร็วมาก) แต่สิ่งนี้ส่งผลเสียต่อตัวชดเชยมอเตอร์

แม้จะมีข้อบกพร่อง แต่รถยนต์ที่มีชื่อเสียงรุ่นไฮบริดก็ได้รับความนิยม ตัวอย่างเช่น โตโยต้า โคโรลลา รุ่นเบนซินในรอบรวมใช้ 6,6 ลิตรต่อ 100 กม. อะนาล็อกไฮบริดประหยัดเป็นสองเท่า - 3,3 ลิตร แต่ในขณะเดียวกันก็มีราคาแพงกว่าเกือบ 2,5 พันเหรียญ หากซื้อรถยนต์คันดังกล่าวเพื่อการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงก็ต้องใช้อย่างแข็งขัน จากนั้นการซื้อดังกล่าวจะพิสูจน์ตัวเองหลังจากไม่กี่ปีเท่านั้น

อย่างที่คุณเห็นการค้นหาเชื้อเพลิงทางเลือกกำลังให้ผลลัพธ์ แต่เนื่องจากการพัฒนาหรือการสกัดทรัพยากรมีต้นทุนสูงทรัพยากรพลังงานประเภทนี้ยังคงต่ำกว่าเชื้อเพลิงทั่วไปอยู่หลายตำแหน่ง

คำถามและคำตอบ:

เชื้อเพลิงชนิดใดจัดเป็นเชื้อเพลิงทางเลือก เชื้อเพลิงทางเลือกได้รับการพิจารณา: ก๊าซธรรมชาติ, ไฟฟ้า, เชื้อเพลิงชีวภาพ, โพรเพน, ไฮโดรเจน, เอทานอล, เมทานอล ทุกอย่างขึ้นอยู่กับมอเตอร์ที่ใช้ในรถ

น้ำมันเบนซินปรากฏในปีใด การผลิตน้ำมันเบนซินเริ่มขึ้นในทศวรรษที่ 1910 ในขั้นต้น มันเป็นผลพลอยได้จากการกลั่นน้ำมัน เมื่อสร้างน้ำมันก๊าดสำหรับตะเกียงน้ำมันก๊าด

น้ำมันสังเคราะห์ได้หรือไม่? สามารถรับน้ำมันสังเคราะห์ได้โดยการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลักลงในถ่านหินและที่ความดันประมาณ 50 บรรยากาศ วิธีการทำเหมืองถ่านหินที่ค่อนข้างถูกทำให้เป็นเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน