Easy Export

Из всех методов, которые предлагаются автомобильной промышленностью для решения проблемы выбросов в атмосферу углекислого газа, использование биотоплива представляется наиболее сложным. Репутация биотоплива, как волшебного средства от парниковых газов, выросла из недостаточного внимания, уделяемого сложным процессам производства биотоплива и сырью, из которого оно производится – им, к примеру, может быть использованное в приготовлении пищи растительное масло.

В любом случае, правда состоит в том, что различные виды биотоплива являются чрезвычайно разными с точки зрения их воздействия на природу и других свойств, которые могут влиять на их применение. На самом деле уже сейчас становится ясно, что повсеместное нерегулируемое использование биотоплива может привести к многочисленным выходам из строя двигателей автомобилей, и огромному объёму расходов производителей по предоставляемым гарантиям.

Недостаток механизмов и возможностей регулирования использования различных видов биотоплива может привести к тому, что наряду с сокращением выбросов углекислого газа, некоторые из них могут привести к загрязнению окружающей среды другими, не менее опасными веществами, стандартов по которым пока нет. Проблема в том, что бензин и дизельное топливо представляют собой два совершенно конкретных продукта, производящихся во всём мире в соответствии со строгими международными стандартами, тогда как термин «биотопливо» имеет довольно расплывчатое значение, не относящееся конкретно к одному или двум видам топлива. Биотопливом называют в наши времена любое топливо, произведённое из материалов растительного или животного происхождения.

Различные современные виды биотоплива представляют собой смеси этанола и бензина, а также масла, используемые в или в смеси с дизельным топливом, или даже вместо последнего. В Европе бензин и дизельное топливо могут содержать до 5% таких биологических добавок: это не считается нарушением стандартов, и не приводит к негативным последствиям для обычных автомобильных двигателей.

Однако, далее ситуация становится куда более сложной.

Стандарты – или их отсутствие

Каждое семейство биотоплива производится с применением чрезвычайно отличных друг от друга технологий. Несмотря на давно и активно ведущуюся работу в этом направлении, до сих пор не существует стандартов, как на сами различные сорта биотоплива, так и на используемое сырьё, и на производственные процессы.

Этанол сам по себе является весьма стандартным веществом, имеющим широчайший спектр применения, и процессы его производства из большого количества видов сырья хорошо стандартизированы. Тем не менее, способов его использования в качестве компонента биотоплива может быть множество. На практике это может означать, что разные производители, скажем, биодизельного топлива, будут продавать под одним и тем же названием топливо с довольно сильно различающимися физическими и химическими характеристиками – не говоря уже о содержащихся в этих продуктах потенциально опасных веществах.

Анджела Джонсон (Angela Johnson), глава отдела инженерии и технологий исследовательского центра Ricardo, описывает ситуацию следующим образом: «Не все виды биотоплива одинаковы». На самом деле, они настолько разные, что эта разница может создать чрезвычайно серьёзные проблемы для разработчиков двигателей и компаний, которые занимаются топливом на этапе после производства.

Анджела входит в группу специалистов исследовательского центра Ricardo, перед которой была поставлена задача держать руку на пульсе событий, имеющих отношение к биотопливу, собирая, систематизируя и предоставляя информацию, результаты анализа и рекомендации множеству производителей автомобилей и компонентов для них. “Отчасти, моя роль состоит в рассмотрении проблем биотоплива со стратегической точки зрения», - говорит она, - «Нас интересуют рынки, последствия внедрения биотоплива, разница между различными его видами, в особенности касающиеся качества, технологические процессы, проблемы, с которыми сталкиваются автопроизводители, вопросы, связанные с качеством, доступностью и спектром видов сырья для производства биотоплива. Мы также интересуемся проблемами, стоящими перед потребителями ввиду большого количества различных видов биотоплива и недостаточной подготовленности основной части автомобильного парка к их использованию. Основной вопрос в глобальном плане состоит в том, как мы, в конце концов, будем использовать биотопливо на практике, и окажется ли данный подход к решению проблем загрязнения окружающей среды достаточно эффективным, чтобы вкладывать в него столь большие средства, усилия и время?».

Технические проблемы и последствия

Проблема внедрения биотоплива в повседневную практику носит двоякий характер.

Во-первых, до сих пор не известна его истинная способность обеспечить снижение вредных выбросов в атмосферу. Во-вторых, всё ещё недостаточно изучено его влияние на механику двигателей – будь то биотопливо в смеси с обычным или, в особенности, чистое биотопливо, каким бы оно ни было.

Биотопливо само по себе может являться сильным растворителем, и постепенно забивать мелкие форсунки инжекторной системы растворёнными в нём веществами. Сорта биотоплива, основанные на этаноле, могут быть выражено гигроскопичными, а растворяющаяся в них влага может поражать коррозией детали двигателя. Компоненты такого топлива могут также оказывать негативное воздействие на прокладки и уплотнители двигателя и системы подачи топлива, изготовленные из органических материалов. Говоря просто и кратко, налицо явная несовместимость материалов современных двигателей с биотопливом, когда оно используется в высоких концентрациях.

Этанол как таковой не является особой проблемой, ибо технологии его производства из разного сырья совершенствовались на протяжении десятков лет, и он всегда одинаковый, каково бы ни было сырьё: нефть или сахарный тростник. Поэтому с биоэтанолом, по крайней мере с точки зрения спецификаций, разночтений не наблюдается. Обычные бензиновые двигатели могут без проблем работать на смеси, в состав которой входит 5% этанола. Однако стоит чуть повысить эту концентрацию, и начнутся проблемы с химической несовместимостью, о которых говорилось выше, поэтому для использования топлива с большим количеством спирта в составе необходимы модифицированные двигатели, которые химически инертны по отношению к топливу и, кроме того, отрегулированы под характеристики его сгорания.

Помимо технических проблем, потребители могут также столкнуться с вопросами иного порядка. Так как европейский стандарт на бензин EN228 допускает до 5% этанола в его составе, поставщиками факт содержания спирта в топливе не всегда доводится до сведения потребителей. Однако этанол имеет меньшую энергетическую ценность на единицу массы, нежели бензин.

Эти вопросы сейчас интенсивно изучаются. В США, центр Ricardo сотрудничает с фирмой Bosch и Университетом штата Мичиган в совместной работе над оптимизированным под биотопливо автомобилем, который мог бы использовать топливо, содержащее любое количество этанола, вплоть до E85. Работу финансирует Департамент Энергетики США.

Внедрение биотоплива в ведущих странах мира

ЕС – планируется достижение к 2020 году 10% доли биотоплива в общем количестве топлива, используемого транспортом.

США – согласно стандартам использования возобновляемых энергоносителей (Renewable Fuel Standards) планируется потребление 25,7 миллиардов литров биотоплива к 2010 году, и 227 миллиардов к 2030.

Китай – к 2020 году планируется достижение 15% доли биотоплива в общем расходе топлива на транспорт.

Индия – планируется достичь 10% к 2010 году.

Бразилия – к 2013 году планируется довести потребление до 2,5 миллиардов литров биодизельного топлива, и содержания этанола в бензине до 24-27 процентов.

Австралия – 2010 год – 1% биотоплива, 2020 год – 5,75% биотоплива