Alternativní paliva

Alternativní paliva • Alternativními palivy (někdy také náhradní či substituční paliva) se rozumí především produkty, které mohou nahradit paliva na bázi ropy • Začátek rozvoje se datuje do poloviny 70. let

Hlavní důvody pro uplatnění • Rostoucí spotřeba paliv • Omezené zásoby ropy => stoupající cena • Nedostatek ropných paliv např. v období válek či krizí • Snaha snížit úniky jedovatých plynů do atmosféry • Orientace na biologicky obnovitelná paliva s uzavřeným cyklem oxidu uhličitého

Stručný přehled vývoje • Alternativní paliva byla prosazována postupně, od jednoduché substituce ropných paliv (ethanol, směsná nafta), přes komplikovanější konstrukční úpravy (LPG, CNG), až po zcela nová řešení (MDI) • Velice často se vracíme do automobilové minulosti (použití plynu) • Předpokládá se, že v roce 2020 bude podíl alternativních paliv dnes neuvěřitelných 20%

LPG (propan butan) • Využívá se od roku 1910 • Jedná se o vedlejší produkt zpracovávání ropy nebo zemního plynu • V kapalném stavu se skladuje při tlaku až 1,4 Mpa • Škodlivé emise jsou nižší než z benzínu

CNG (stlačený zemní plyn) • V itálii zaváděn již ve 30. letech • Je lehčí než vzduch • Produkuje daleko méně škodlivých emisí než benzín nebo nafta • Distribuován při tlaku 20 - 25 Mpa • V USA využíván od 30. let minulého století, nyní je nejvíce používán v Argentině, Itálii a Rusku

LNG (zkapalněný zemní plyn) • Skladován v kryogenních nádobách při tlaku 0,15 až 1,0 Mpa • Bod varu má při -160°C za normálního tlaku • Distribuován v kapalném stavu • Určeno především pro velké nákladní automobily

Metanol • Vyráběný ze zemního plynu, uhlí, dřeva nebo komunálních odpadů • Je jedovatý, velmi agresivní vůči gumě, plastům, hliníku a jeho slitinám • Použiván přímo jako směs s benzínem (15%) - M85 • Praktické využití je však velmi omezeno • V budoucnosti uvažován jako zdroj vodíku pro palivové články

Bioetanol • Produkován fermentací rostlinných škrobů obsažených např. v obilí, cukru, melase nebo celulóze • Používá se ve směsi od 10% do 100% s benzínem. Je možná kombinace i s naftou • Podle pěstované plodiny lze z hektaru orné půdy získat etanol na 20 – 50 000 km • Vyznačuje se vysokým oktanovým číslem, zásadní nevýhodou je však jeho afinita k vodě • Přimíšený do benzínu či nafty snižuje emise

Biodiesel • Vyráběný esterifikací* rostlinných olejů nebo živočišných tuků i recyklovaných z restauračních zařízení • Poprvé byl využit v Jižní Africe během 2. světové války jako palivo pro těžká dieselová vozidla • Redukuje produkci uhlíkatých částic, uhlovodíků, polyaromátů, a pevných částic, problém ale předtavuje vyšší emise NOx • V USA je biodiesel první alternativní palivo, které vyhovělo testům vlivu na zdraví*Esterifikace je reakce alkoholu s kyselinou nebo s jejím derivátem za vzniku esteru a vody

Bioplyn • Vzniká rozkladem organické hmoty ve velkovýkrmnách, čistírnách odpadních vod, skládkách apod. • Vedle metanu obsahuje i větší množství CO2, vody, případně dalších příměsí jako jsou sulfan, halogenovodíky atd. • Používá se především k pohonu stacionárních motorů • Někdy může i nahrazovat naftu

Dřevoplyn • Byl využíván především v období 2. svět. Války • Velký problém pro motory představovala čistota plynu a z ekologického hlediska voda, přes kterou se plyn filtroval, obsahující velký obsah dehtu • Tehdejší idea generátoru paliva umístěného přímo ve vozidle se opět vrací a využívá se při výrobě vodíku pro palivové články • V ČR naposled na konci 70. let ověřovalo dřevoplyn JZD na traktoru

Vodík • Lze ho vyrábět z vody elektrolýzou, ze zemního plynu, metanolu nebo z biomasy zplyňováním (spojeno s produkcí CO2). Problémém jsou vysoké náklady na jeho výrobu, které tvoří hlavní překážku jeho rozšíření • Podobně jako zemní plyn ho lze použít stlačený nebo zkapalněný (LH2) • Je výbušný. Vyžaduje velmi těsný palivový systém. • Čistý nebo ve směsi se zemním plynem (Hythane, až 15% vodíku) lze použít jako palivo do spalovacích motorů. Vedle vody je však ve spalinách obsaženo i množství oxidu dusíku

Peroxid vodíku • Za 2. svět. Války pracoval prof. Walter na využití tzv. Paroplynu, který vznikal prudkým rozkladem H2O2 za přítomnosti katalyzátoru (burelu) • Reakce probíhá za nízkých teplot, nedochází k tepelnému namáhání zařízení ani k tepelným ztrátám • Pohon se zkoušel na ponorkách • Plyny vzniklé rozkladem peroxidu vodíku mohou pohánět motor pístový, turbínový neboi tryskový • Výroba by v budoucnosti mohla být součástí vodíkové energetiky, na základě elektřiny z jaderných, solárních a větrných elektráren. Peroxid vodíku se totiž skladuje lépe než vodík

MDI – motor na stlačený vzduch • Počátkem nového tisíciletí přišel pan Guy Négre s opravdu zajímavým vynálezem • Jeho motor funguje pouze na stlačený vzduch. Žádné emise, žádné zápachy... • Před nasátí vzduchu ho ještě pročistí, takže kvalitu okolního vzduchu ještě zlepší.

Lineární spalovací motor • Princip spočívá v přímém spojení dvou protiběžných pístů bez použití klikového mechanizmu. • Na spojovací tyči jsou umístěny silné magnety, které se pohybují v magnetickém poli cívek a kmitavý pohyb pístů je převáděn na elektrickou energii na základě Faradayova zákona.

Hybridní motor • Motor využívá více než jeden zdroj energie – v tomto případě kombinuje zážehový motor a elektromotor • V důsledku má auto nižší spotřebu a menší emise

Alternativní paliva