Transcript alternativni_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