В останні кілька років, з тих пір, як електромобілі почали втрачати оком неозброєним оком, все більше і більше людей стикаються з питанням легітимності цілого ажіотажу: наскільки електричний транспорт насправді в порівнянні з казковим, квітковим запашна пропаганда? Є ті, хто підраховує, скільки CO2 виділяється для виробництва електроенергії, необхідної для цього, і є аналізи життєвого циклу, які показують, що електричний автомобіль перевершує своїх поточних конкурентів у конкуренції з викидами з ефективністю використання, хоча масове утилізація акумуляторів або переробка - все ще неясна тема.
Зазвичай ми відзначаємо, що електричний автомобіль справді хороший у порівнянні з домінуючим в даний час опіком викопного палива, хоча це зовсім не ідеальне рішення. В наші дні автомобілі можна продавати в моді, а електричне водіння в місцях високих закупівель є переважно модним, саме тому автомобільна промисловість густо занурила свої свіжовироблені електромобілі в зелену глазур. Що з ним стане через роки, десятиліття, ще не побачимо, вирішення багатовікової проблеми електромобіля, обмежений пробіг.
Часто згадується рання поява електромобілів, особливо Lohner-Porsche з початку 1900-х років. Справа в тому, що основні проблеми все ті ж: електричний автомобіль занадто дорогий і їде недостатньо далеко. Тільки сьогодні маркетингова наука достатньо розвинена, щоб її можна було підпалити навіть для досить фанатичної клієнтської бази.
Однак, щоб врятувати світ, вам не потрібно пінгвіну з опущеними штанами, ви повинні відмовитись від основних переваг водіння. Якщо ми розглядаємо викиди СО2 як темну сторону транспорту, нам просто доведеться виробляти паливо, яке не добувається з глибин землі. І проблема вже вирішена.
На жаль, це не так просто, оскільки на найдешевшій сирої нафті все ще переганяють бензин, дизель, складені даремно, або тридцять років не вистачає нафти за сорок років. Загалом паливо, вироблене альтернативним способом, може конкурувати за ціною із ціною на бензин, збільшеною за рахунок акцизів та інших податків, яка, крім того, субсидується різними знижками. Це стало великим бізнесом, у нього є величезне лобі в Європі, і багато людей в Угорщині цим заробляють на життя і навіть мають власний союз.
Минуле
На початку Рудольф Дізель також експериментував з арахісовою олією, і хоча точні джерела заперечують, що його перший двигун працював би з ним, винахід був представлений на заводі на Всесвітній виставці в Парижі 1900 року. Арахісове масло було, звичайно, занадто дорогим, тому з розповсюдженням дизельного двигуна вони відразу перейшли на дизель та інші нафтові дистиляти, які з тих пір використовуються в дизелях. Однак загальновідомо, що дизельні двигуни працюють на широкому діапазоні палива з незначними або основними перетвореннями, залежно від рівня їх розвитку, що може бути навіть перевагою, коли регенеративні види палива набувають популярності.
Двигуни Otto, які домінували в першій половині століття, спочатку були менш прискіпливими до палива, а у часи війни їх часто навіть годували деревним газом, який сьогодні можна було б згадати як біопаливо. Бідність також, мабуть, породила мотоцикл - змішаний алкоголь рослинного походження, який заправлявся в бензинові двигуни в 1920-х і 1930-х роках та під час війни. На той час головною мотивацією був не захист навколишнього середовища, а самозабезпечення, адже з якого можна виробляти алкоголь, можна використовувати етанол.
Протягом останніх десятиліть існували дві перешкоди для поширення найрізноманітніших альтернативних видів палива. З одного боку, влада була не дуже задоволена, якщо в машину було вкладено паливо, не включаючи акцизного оподаткування, якщо вони також не можуть бути в партії. З іншого боку, з розвитком технологій двигуни стають дедалі вимогливішими до палива: безглузді норми, без сірки і хто знає, які ще вимоги, легований дизель та бензин потрібно заправляти майже у кожному доступному автомобілі сьогодні, інакше скоро щось звалить.
Останнім часом ситуація дещо змінилася: оскільки гроші також можна заробляти на так званому біопаливі, як не дивно, стандарти стали більш дозвільними. Біодизель та етанол набагато агресивніші, ніж нафтові похідні, останні також мають тенденцію поглинати воду, і обидва вони можуть спричинити найбільш суттєві проблеми для деяких типів транспортних засобів. Тим не менш, обов’язково змішувати його з паливом, що є на свердловині.
Що робить його органічним?
Біодизель, біоетанол звучить божевільно добре, тому що те, що є органічним, обов’язково обіймає наші груди, приносить заради цього жертви і взагалі любить це. Тому він може поширитися серед дистриб'юторів. Однак, як багато фермерів бачать згадки про біопродукти, суворі екологи виступають проти використання назви біопаливо.
У наші дні важко визначитися, якою гучною компанією керуються які інтереси, але біопрефікс може справді ввести в оману для палива на рослинній основі, оскільки ніколи не було такої бурхливої дискусії щодо того, корисні вони для нас чи ні. Це надзвичайно складне питання, я навіть не прапорував би біля жодного табору.
Що стосується назви, то деякі з них формують термін агропаливо, і рослина мені найбільше подобається. Але не вимагайте гільйотини, якщо біодизель іноді вислизає з моєї клавіатури, як це буденно.
Сьогодення
Сьогодні, у 2014 році, виробництво так званого біопалива першого покоління (вибачте) відбувається в промислових масштабах. Розумні люди також сперечаються про плюси і мінуси цих днів, не будемо занадто брати участь. В Європі вони по-справжньому поширилися з директивами щодо змішування, після чистого біодизеля та не надто довгої траєкторії E85. Давайте детальніше розглянемо, з чого вони зроблені. Я передбачаю, важко знайти достовірні джерела, тому що залежно від того, хто хоче довести, яка істина, вони можуть тягнути різні статистичні дані вперед, тому я не можу брати на себе відповідальність за точність даних.
У будь-якому випадку, біодизель, тобто паливо рослинного походження, перетворене на дизельне, може вироблятися з найрізноманітніших сировинних ресурсів. Сьогодні в Європі олія, видобута з насіння ріпаку та насіння соняшнику, є вихідним продуктом, і промисловість все частіше звертається до відпрацьованої олії для їжі, яка така сама, її застосовували лише один раз. Це також причина збору олії для смаження на АЗС, паніровані речі, злиті з фритюрниці, вже є цінною сировиною. Вичавлювання олії з ріпаку або соняшнику не є чимось складним, і багато хто також знає, що воно вже підходить для керування старими дизельними двигунами, особливо якщо вони були налаштовані на завод за допомогою різних допоміжних засобів. Що стосується балансу СО2, це найщасливіше, воно може бути покрите місцевим виробництвом, з мінімальним транспортом та незначною енергоємною переробкою. Це лише важко стандартизувати, тому, якщо ми спалюємо його в двигуні, також не може бути гарантована якість відпрацьованих газів. Вони не люблять владу.
Ось чому щільний ріпаковий, соняшниковий або використана олія для смаження транспортується до рослин, де очищується за допомогою помірно складних операцій і, залежно від процесу, добувається незначна кількість гліцерину, близько 10-20%, що є досить проблемний побічний продукт. Потім створюється біодизель із властивостями, схожими на дизель, який є дещо агресивним, наприклад, він досить сильно фарбує фарбу, але його можна заливати у підготовлені для цього машини, а також змішувати у звичайний дизель. Його просто потрібно транспортувати до колодязів і вже тече із заправної гармати. Сьогодні близько 5% змішується з дизелем - відсоток може дещо відрізнятися, якщо поглянути на офіційні цифри чи чутки - у будь-якому випадку ми заправляємо це щодня.
Якщо ми подивимось на ціни на світовому ринку, пальмова олія за кордоном значно дешевша, ніж ріпак або соняшникова, але, можливо, навіть використовується потроху. Тому представляється очевидним, що з цього також слід робити біодизель, принаймні так говорить Грінпіс. А для вирощування олійних пальм, як кажуть, спалюють ліси в Індонезії та деінде, що, крім того, що є не надто екологічним та довгим морським транспортом, робить цей вид олії сам по собі надзвичайно шкідливим. Якщо лише половина звинувачень відповідає дійсності, біодизель вже переходить із помірно кмітливої до категорично екологічно руйнівної категорії.
Іншим поширеним рослинним паливом є етанол. Органічний чи ні, кожен вирішує сам. Його виготовляють із рослин, що містять цукор і крохмаль, наприклад, у Бразилії виробництво етанолу з цукрової тростини триває десятиліттями, в Америці його вже використовують з пшеницею, а в Угорщині цукровий буряк або навіть кукурудза - це сировина матеріал. Найбільш важливою виробничою операцією для енергетичного балансу є дистиляція, яка сама по собі вимагає введення енергії подібної величини - як правило, газу, тобто викопного матеріалу - як, зрештою, може бути вилучена з готового етанолу. Додайте потребу в сільськогосподарській техніці та хімічних речовинах, пестицидах та зрошенні, а потім транспортування, бродіння та непросте зневоднення етанолу, а етанол, що надходить у свердловини, змішані у подібній пропорції до біодизеля, вже не здається таким екологічним. Деякі люди стверджують, що виробляють більше енергії, ніж можна витягнути з неї.
Однак це не в першу чергу атака на біопаливо першого покоління, а на дорогий вплив на ціни на продовольство та тваринництво. Згідно зі статистичними даними лобістів, в даний час в Європі є багато ріллі для вирощування їжі та фуражу, а це означає, що кукурудза бензину не посідає місця хлібної пшениці, але це може легко змінитися із збільшенням кількості змішаних продуктів. Якщо ми хочемо замінити споживаний в Угорщині дизель біодизелем, вся країна, можливо, навіть балконні ящики, повинні бути засіяні ріпаком, і тоді ми ще не говорили про попит на бензин.
Крім того, не слід ігнорувати жоден інший ефект. Якби ви були пекарем і могли продавати круасани добре оплачуваній, добре зажатою молі майже в необмеженій кількості для більшої прибутку, ніж хліб, що б ви зробили? Це зупинило б виготовлення хліба або підвищило ціну на хліб. Можна припустити, що фермери також думають раціонально, тобто їм було б нерозумно вирощувати картоплю, поглинену завищеними цінами до крайності, замість бензину та дизельного ріпаку, які вітають на заводах.
Майбутнє
Коли офіційна термінологія стосується біопалива другого покоління, це означає практично все, що, наскільки нам відомо на сьогоднішній день, є менш чи зовсім не шкідливим для навколишнього середовища. Їх теж багато, і якби ми могли заправити наш V8 на сто відсотків, ми могли б бути зеленішими за електричний автомобіль. Однак ці справді екологічно чисті технології все ще знаходяться в основному на експериментальній стадії, причому максимум один або два пробні запуски.
Улюблена область досліджень для мене - водорості. Існують різновиди цієї зеленої сарани, що містять до п’ятдесяти відсотків олії, яку просто потрібно віджати і вже можна використовувати або додатково обробляти так само, як рослинна олія. Їх швидке розмноження та відгодівля в промислових масштабах є проблемою, але вже існують перспективні концепції. Один напрямок - потік в оргсклі під сонячним світлом або штучним освітленням, інший - циркуляція у системах з відкритими каналами; і найбільш вмілим рішенням видається установка на очисних спорудах, де фекалії можуть навіть служити поживними речовинами для певних сортів.
Історія водоростей майже занадто гарна, щоб бути правдою. Йому не потрібні орні землі, лише деякі промислові землі, вони вже обіцяють багаторазовий урожай з квадратного метра, як і більшість культур, йому потрібні лише сонячне світло і тепло, що подобається усім живим. За належних кліматичних умов завод з водоростей може працювати з мінімальними енергетичними потребами.
Ще однією можливою сировиною для біодизеля є чагарник ятрофа, який цікавий не лише тим, що має дуже високу врожайність з гектара, а й тим, що він надзвичайно невибагливий. Він також живе в напівпустелі, де, можливо, лише верблюжа трава, тобто в багатьох африканських країнах ятропійські насадження можуть бути не тільки автономією, але навіть серйозним джерелом доходу. Ініціативи ініціювали в невеликих селах, які досягли ятропійських нафтових генераторів, але якимось чином не вдалося поширити виробництво ятропіну в більших масштабах.
Якщо біодизеля недостатньо, існують також чудові концепції виробництва біогазину. На додаток до неефективних в даний час процесів на основі цукру та крохмалю, бензин можна виготовляти з целюлози, тобто соломи, деревних відходів тощо. Тут також питання ефективності та віддачі є під питанням, але ця процедура є обов’язковим методом утилізації відходів. Після кількох років досліджень та розробок зараз будуються перші випробувальні заводи із солом’яним бензином, але їх енергетичні потреби настільки ж високі, як і на етанольних установках.
Набагато перспективнішою альтернативою двигунам Отто є біогаз, який дуже схожий на одне з найчистіших видів палива сьогодні - природний газ. ЗПГ, тобто стислий природний газ, не слід змішувати зі зрідженим газом, моторним газом, який може зберігатися в рідкій формі, а також широко поширений в Угорщині, яка є близьким родичем пропан-бутану в пляшках. Резервуари для СПГ високого тиску можна заповнювати міським газопроводом серйозними промисловими компресорами, стисненими до сотень бар, але все одно залишаючись у газоподібному стані.
Природний газ все ще доступний у значно більших кількостях, ніж сира нафта, його можна легко видобути та спалити в двигуні Отто без енергоємної обробки, при цьому спричиняючи менше викидів. Серед викопного палива це було б абсолютним переможцем. Єдине ускладнення, яке варто використати, - це вбудований в машини резервуар високого тиску, який вимагає певної уваги та простору. Інфраструктуру можна побудувати за оглядними витратами, де є природний газ, потрібен лише гарний великий компресор. Є також серійні машини та автобуси, але вони чомусь масово не поширились.
Біогаз можна навіть виробляти з екскрементів тварин в анаеробному реакторі, але майже будь-які органічні відходи можуть бути вихідною сировиною. Сміттєвий газ також є формою біогазу і, потрапляючи в навколишнє середовище, має сильний парниковий ефект. Тому його краще зібрати і спалити в автомобілях та автобусах.
Ще одна цікава концепція виробництва біогазу - метанізація. По суті, мова йде про подальшу масацію водню, що утворюється з води шляхом електролізу з додаванням вуглекислого газу, до тих пір, поки він в кінцевому підсумку не перетвориться на метан, який може бути використаний так само, як природний газ. На перший погляд, не представляється логічним вводити в процес навіть дуже дорогий діоксид вуглецю після дуже енергоємного розкладання, щоб з часом отримати метан, але це може мати сенс через специфіку електростанцій та використання електроенергії, як свого роду побічний продукт.
Це пов’язано з тим, що розкладання води та метанізація здійснюватимуться із застоєм електроенергії, що виробляється вітрогенераторами, у періоди, коли вони не могли нічого зробити з потужністю звичайних електростанцій. Існує досить багато часу доби, як це, ви можете отримати електроенергію у оптовика майже безкоштовно в певні години ночі. Ось чому величини викидів, розраховані для електромобілів, кульгають, оскільки вони в основному висять на електромережі вночі, коли є надлишок електроенергії.
Чому все-таки розробляються електромобілі?
Хороше питання. На тлі міського смогу очевидно, що електромобіль є найефективнішою зброєю. Навіть якби ми спалювали відновлювані матеріали в наших двигунах внутрішнього згоряння і, таким чином, працювали з нульовими загальними викидами вуглекислого газу, оксиди азоту, незгорілі вуглеводні, окис вуглецю та частинки в кінці труби все одно виходили б. У ідеальному стані, з двигунами Євро 6 (8, 10) майже у незначній кількості, але все ж.
З іншого боку, електротранспорт, мабуть, ніколи не зможе повністю замінити двигун внутрішнього згоряння, викиди СО2 якого можна ефектно зменшити, змінивши паливо. Я ризикую цим ефективніше, ніж нещасний грам з обмеженнями пробігу. Ми сподіваємось, що інші визнають світовий потенціал справжнього біопалива та пожертвуватимуть грошима та енергією для розробки справді нейтральних до вуглецю технологій замість вигаданих рішень.
Я відчуваю, що якби ми мали правильні наміри, з сучасною наукою, ціною певного самообмеження, ми всі могли б їздити та рухатися з прийнятним навантаженням на навколишнє середовище. Поки дизелі не працюють на водорості, бензини працюють на біогазі, а бігуни на міських конях працюють на електроенергії, найефективніший спосіб заощадити довкілля - просто менше їздити.