Benzin és alternatív üzemanyagok: Részletes áttekintés
A hagyományos folyékony üzemanyagok helyettesítése réges-régi probléma. Egy időben tényleges elérhetetlenségük, más esetben ugrásszerű drágulásuk vezettek a helyettesítők kutatásához, míg később a környezetvédelem előtérbe kerülése sarkallta arra még a szakembereket is, hogy kisebb károsanyag-kibocsátással elégethető üzemanyag-pótlékokat keressenek. Világszerte a kormányok és a vállalatok egyaránt ambiciózus klímacélokat állapítanak meg. Az EU európai zöld megállapodása és a Nemzeti Éghajlatvédelmi Munkacsoport amerikai klímasemlegességre törekszik 2050-re, míg Kína célja, hogy 2060-ra szén-dioxid-semleges legyen. Eközben több mint 7000 vállalat határozta meg saját klímacélját. Az egész közlekedési ágazatnak át kell állnia a dízel és a fosszilis üzemanyagok használatáról. A környezetbarát üzemanyagok mára egyre nagyobb jelentőséggel bírnak és szerepük egyre csak növekszik.
„Nincs olyan csodaszer, amely önmagában lehetővé tenné az egész közlekedési ágazat szénkibocsátásának csökkentését” - mondja Lars Mårtensson, a Volvo Trucks környezetvédelmi és innovációs igazgatója. „Ehelyett azt látjuk, hogy számos alternatív üzemanyag áll rendelkezésre és fejlesztés alatt, és mindegyiknek megvan a maga erőssége és gyengesége.”
Sok vállalkozás számára azonban továbbra is felmerül a kérdés: Az egyre növekvő számú alternatív üzemanyag közül melyik a legmegfelelőbb számukra - ma és a jövőben. Ez nem olyan egyszerű, mint egy üzemanyag kipufogócső-kibocsátását (forrástól kerékig) megvizsgálni - azt is figyelembe kell venni, hogy az üzemanyag hogyan keletkezik és oszlik el (well-to-wheel). Figyelembe kell venni az üzemanyag teljes környezeti hatását is.
Modern alternatív üzemanyagok
Gáz alapú üzemanyagok
Földgáz (CNG, LNG) és Bio-LNG
A földgáz környezetbarát üzemanyagnak tekinthető, mert fő alkotóeleme, a metán előállítható kémiai úton a levegő szén-dioxidjából és vízgőzből. Elégetése során semmilyen káros anyag nem keletkezik, csupán szén-dioxid - de abból is kevés - és vízpára.
A Bio-LNG (cseppfolyósított földgáz) folyékony gáz, amely biológiai hulladékból, például mezőgazdasági maradványokból, szerves hulladékból és szennyvíziszapból nyerhető. Különösen alkalmas nehéz tehergépjárművekhez. A dízeljárművekhez képest a Bio-CNG és Bio-LNG körülbelül 95%-kal csökkenti a részecskekibocsátást.
Toyota Auris hibrid részletes adatok
Az EU-ban 700 LNG-állomás található, ebből több mint 600 a DKV hálózatában. Olyan benzinkutat keres a környékén, ahol DKV Mobility-val CNG-t vagy LNG-t tankolhat? Keres egy töltőállomást a közelben, ahol DKV Mobility ügyfeleként Bio-CNG-t vagy Bio-LNG-t tankolhat? A DKV Maps megmutatja a legközelebbi állomást!
Autógáz (LPG)
A folyékony gáz szagtalan, nem korrodáló, nem mérgező. Metánból, etánból, probánból és egyéb anyagokból áll. A propán-bután gáz is alternatív üzemanyag, ráadásul még környezetbarát is, mert tisztán ég: amikor egyesül a levegővel csak szén-dioxid és vízpára keletkezik.
Olyan benzinkutat keres a környékén, ahol DKV Mobility-val LPG-t tankolhat? A DKV Maps megmutatja a legközelebbi állomást!
Hidrogén
A hidrogén egy hűtött üzemanyag, és az üzemanyag-feltöltése nagy nyomás alatt történik. A jármű üzemanyagcellájában a hidrogén összekapcsolódik a légkörből nyert oxigénnel, amely energiát szabadít fel. Egyes gyártási folyamatok, például a hidrogén vagy a szintetikus dízel előállítása energiaigényes lehet, és az energiaforrás befolyásolja az általános éghajlati hatást. Jelenleg a világ hidrogéntermelésének mintegy 99%-át földgázból állítják elő (ún. szürke hidrogén).
Folyékony bio- és szintetikus üzemanyagok
Hidrogénezett Növényi Olaj (HVO)
A hidrogénezett növényi olajokat (HVO) úgy állítják elő, hogy a növényi olajokat katalitikus reakcióban hidrogén felhasználásával szénhidrogénekké alakítják. A HVO többféleképpen használható: hozzáadható (pl. dízelhez). Mivel a HVO közvetlenül a járművekben használható megoldás, ideális választás a meglévő járműparkok számára. A HVO teljesíti a DIN 590 dízelüzemanyagokra vonatkozó előírásait (a sűrűség kivételével).
A Waberer’s Csoport 2023 óta használja a HVO 100 második generációs bioüzemanyagot, amely a piacon az egyik legfenntarthatóbb, növényi és állati eredetű hulladékból készült üzemanyag: a dízelüzemű járművekkel kompatibilis és akár 90 százalékkal kevesebb szén-dioxid-kibocsátást generál a hagyományos dízel üzemanyaghoz képest. 2023-ban a HVO 100 használatával végzett fuvaroknál a hagyományos gázolajhoz képest a Waberer’s több mint 55%-os CO2 megtakarítást tudott realizálni.
Olyan benzinkutat keres a környékén, ahol DKV Mobility ügyfélként HVO-t tankolhat? A DKV Maps megmutatja a legközelebbi állomást. Fontos: Ez egy előszűrt térkép. Kérjük, ne állítson be további szűrőket annak érdekében, hogy csak a HVO100 állomások jelenjenek meg.
Fontos figyelembe venni az üzemanyag teljes környezeti hatását. A hidrogénnel kezelt növényi olajnak (HVO) például nagyon csekély az éghajlati hatása. De ha pálmaolaj felhasználásával állítják elő, akkor hozzájárulhat az erdőirtáshoz. Ezért a teljes kép megismeréséhez rendkívül hasznos lehet az üzemanyag életciklus-értékelésének elvégzése, amely a jármű teljes élettartama során a jármű éghajlatra gyakorolt hatását is magában foglalja.
Etanol (Etil-alkohol)
Az etil-alkohol, vagy más néven etanol remekül használható autómotorok hajtására. Ez egyébként már korábban is ismert volt, a második világháború előtt - a motor és az alkohol szavak összevonásával létrehozott - motalko néven forgalmaztak a benzinnél olcsóbb benzin-etanol keveréket. Az etanolt többnyire körülbelül úgy gyártják, mint az alkoholos italokat, vagyis arra alkalmas mezőgazdasági terményt, többnyire kukoricát erjesztik, majd a kapott erjedt, alkoholos oldatot lepárolják (desztillálják).
Az etil-alkohol esetében amúgy épp a keverési arány a kérdéses. Az E10-es, azaz 10 százalékos bekeverési arányú üzemanyag bevezetésekor kitört felzúdulás mutatott rá arra, hogy egyes típusok esetében már ez a tíz százalék is sok lehet. Ugyanakkor megfelelő módosítással 85, vagy akár 100 százalékos arányú etanollal is működhetnek benzinmotorok, példa erre a brazil autópark.
C-Max benzin szivattyú relé problémák
Metanol (Metil-alkohol)
Egy másik alkoholfajta is alkalmas elvi szinten üzemanyagként. A metil-alkoholt vagy metanolt a salakmotorosok és a modellezők iparszerűen használják, de módosítások után autóban is felhasználható, mint azt bizonyítják a nyolcvanas-kilencvenes évek amerikai kísérletei, amikor még a benzinkutakon is lehetett metanolt venni. A metil-alkohol hátránya, hogy az etil-alkoholhoz hasonlóan elég agresszív és szereti magába szívni a vizet, amiből kifolyólag eléggé korrozív. A metil-alkoholt ezzel szemben úgy állítják elő, hogy szén-monoxidot és hidrogént egyesítenek katalizátoranyag jelenlétében. A szén-monoxid származhat földgázból, vagy szénből.
Methanol vs Ethanol: A Lethal Difference You Must Know
Szintetikus üzemanyagok (E-fuel)
Egészen a közelmúltig a szén-dioxid-semleges belsőégésű motor csak álom volt, hamarosan viszont valósággá válhat. Az E-fuel, az elektroüzemanyag rövidítése, a szintetikus üzemanyag egy olyan típusa, amely szén-dioxid-semleges, és megújuló energia felhasználásával jött létre. A szintetikus vagy karbonsemleges üzemanyagok az előállítási folyamat során megkötik a CO₂-t. Így ez az üvegházhatású gáz olyan nyersanyaggá válik, amelyből megújuló forrásokból származó villamos energia segítségével benzin, dízel és helyettesítő földgáz állítható elő.
A szintetikus üzemanyagokat kizárólag megújuló energia felhasználásával állítják elő. Első lépésben vízből hidrogént állítanak elő. Ehhez szén hozzáadásával folyékony üzemanyagot állítanak elő. Ez a szén újrahasznosítható az ipari folyamatokból, vagy akár a levegőből szűrőkkel is kinyerhető.
Ugyanez vonatkozik a meglévő belsőégésű motorokra is. Ráadásul, még ha az elektromos autók az elkövetkező években jelentősen olcsóbbak is lesznek, az ilyen üzemanyagok fejlesztése megéri. A szintetikus üzemanyagok nem jelentenek választást az üzemanyagtartály és a tányér között, mint a bioüzemanyagok. Természetesen a szintetikus vagy karbonsemleges üzemanyagok előállításához szükséges technológia még koránt sem tökéletes és hosszú évek fejlesztése előtt áll. Mindezek ellenére még mindig jelentős erőfeszítésekre van szükség ahhoz, hogy a szintetikus üzemanyagok elterjedjenek. A feldolgozó létesítmények még mindig drágák, és csak néhány kísérleti üzem létezik.
Jelenleg a szintetikus üzemanyagok előállítása összetett és költséges folyamat. A termelés felfutása és a kedvező villamosenergia-árak azonban azt jelenthetik, hogy a szintetikus üzemanyagok jelentősen olcsóbbá válnak. A Porsche által finanszírozott, szintén alternatív üzemanyag fejlesztéssel foglalkozó HIF Global 10 euróra tette egy liter üzemanyag árát tavaly decemberben. A német Gazdasági és Energiaügyi Minisztérium ezért támogatja a szintetikus üzemanyagokat az „Alternatív energiák a közlekedésben” kezdeményezés részeként. Ezek a törekvések mind azt jelzik, hogy igenis valós és működőképes megoldásról lehet szó, ami az üzemanyagokat illeti, elvégre nem kevés cég nem kevés erőforrást allokál hasonló projektekre.
AdBlue
Az AdBlue olyan folyadék, amely csökkenti a modern dízelmotorok káros NOx- és koromrészecskéinek kibocsátását. Egy további beépített katalizátor az AdBlue segítségével az NOx-et vízgőzzé és nitrogénné alakítja. Az AdBlue 67,5% demineralizált vízből és 32,5% karbamidból áll. Közeli üzemanyagtöltő állomást keres, hogy AdBlue, LNG vagy LPG üzemanyagot tankoljon? A DKV Maps megmutatja a legközelebbi állomást!
Történelmi és kevésbé konvencionális alternatívák
Régi benzinpótlékok: Mosóbenzin és háztartási tüzelőolaj
Kamaszként például a korosztályos pénztelenség hajtott minket arra, hogy a kétütemű kismotorjainkba találjunk valami benzinpótlékot. Én petróleummal kísérleteztem, más festékhígítóval, végül a legjobb eredményre fénymásoló-gép tisztító folyadékkal jutottunk. Ami persze drágább volt a benzinnél, de mivel ingyen sikerült hozzájutni, ezért nem hatott negatívan a pénzügyi mérlegünkre.
Később, már egy Trabant kormánya mögött ülve sem volt természetesen közömbös, mennyit kell üzemanyagra költeni. Az idősebbek talán még emlékeznek a megoldásra, úgy hívták mosóbenzin. Budapest tizenharmadik kerületében, a Kucsma utcában hosszú, kannákkal felszerelkezett sor kígyózott a hivatalosan tisztításra szánt folyadékért, ami némi kompromisszumokkal azonban alkalmas volt autók hajtására. Mivel az oktánszáma még az akkori 86-osétól is bőven elmaradt, ezért rendesen csörgött vele még a Trabant kétütemű motorja is. A teljesítmény is csökkent, de bőven kárpótolt ezért a megfeleződött benzinszámla. Mosóbenzinhez hasonló anyagot egyébként ma is kapni, többnyire benzines folttisztító néven. Oktánszáma azonban ugyanúgy nincs, miközben drágább a kúton kapható benzinnél, így nem igazi alternatíva. Ráadásul használata adócsalásnak minősül, mert fennálló törvényeink szerint üzemanyagtartályba csak jövedéki adóval terhelt üzemanyag tölthető. Tulajdonképpen a régi mosóbenzinezés is az volt, ezért ha nem is rakétasebességgel, de pár hónap alatt hivatalos úton beszüntették a mosóbenzin nyílt árusítását.
Ugyanekkor a dízelesek a háztartási tüzelőolajat használták alternatív üzemanyagként. Ez azonban csak adóügyi szempontból volt csalás, technikai értelemben viszont nem, hiszen a háztartási tüzelőolaj összetételét tekintve teljesen azonos volt a gázolajjal. Csak az különböztette meg, hogy színezőanyagot kevertek hozzá, épp azért, hogy ellenőrizhető legyen, nem adómentes anyaggal autózik-e a tulajdonos. Mára ez a probléma az árak kiegyenlítése miatt éppúgy a múlté, mint a hivatalos LPG helyett a propán-bután gázpalack a csomagtartóban.
Fagáz
A fa azonban eredeti, szilárd formájában, azaz közvetlenül is alkalmas lehet autó hajtására. Bár ez sem teljesen közvetlen, hiszen nem dobálhatunk fahasábokat a motor hengereibe, de az átalakító szerkezetet az autó magával viheti. A berendezés a hasábra vágott fát, vagy a fabrikettet gázzá alakítja, ami némi kezelés után már tökéletesen alkalmas szikragyújtású motorok táplálására. Bizonyíték erre, hogy a második világháború benzinínséges napjaiban egyedül Németországban félmillió jármű közlekedett fagázzal.
A fagázgenerátor egyik nem is olyan apró hibája, hogy eléggé ormótlan szerkezet. Leginkább talán egy elektromos vízmelegítő bojlerre, vagy egy régi kályhára emlékeztet. Utóbbihoz való hasonlósága nem véletlen, mert körülbelül olyan folyamat zajlik le benne, mint a kályhában. De csak körülbelül, mert a lényeg éppen az, hogy a gázgenerátorban nem az a cél, hogy egyszerűen elégessük a fát, hanem az, hogy gázzá alakítsuk. Jelen esetben ugyanis éppen az az előny, ami a kályha esetében az életveszélyt okozó probléma. A fa teljes elégetéséhez szükségeshez képest kevesebb levegő jelenléte miatt az égés tökéletlen, vagyis szén-dioxid helyett halálosan mérgező szén-monoxid keletkezik. A szén-monoxid kedvező tulajdonsága azonban, hogy további levegő hozzávezetése mellett - például a motorban - képes tovább égni szén-dioxiddá, miközben energia szabadul fel. Ám nem csupán szén-monoxid keletkezik a folyamat közben, hanem metán, és a levegő, illetve a fa víztartalmából következően hidrogén is.
Apró probléma, hogy ha a fagázt közvetlenül vezetnénk a motorba, záros határidőn belül tönkremenne. A gázzal együtt ugyanis kátrány és hamu is keletkezik, ami végzetes a motor számára. Ráadásul a gáz hőmérséklete is túl magas. Ezért a gázfejlesztőből kilépő gázt egy hűtőbe vezetik, ami után egy ülepítő és egy szűrőrendszer következik, a gáz csak azután kerülhet a motorba, hogy ezeken áthaladt. Bár maga a gázfejlesztő kályha a legnagyobb és legterjedelmesebb egység, a többi sem kicsi és könnyű, így végül a teljes rendszer tömege meghaladhatja a kétszáz kilót. Emiatt előfordult, hogy ha közvetlenül az autóra építették, akkor a gázfejlesztőt hátra, a többi egységet pedig előre szerelték a jobb egyensúly miatt. De éppen a nagy tömeg miatt gyakran megtörtént az is, hogy inkább utánfutóra tették, így ha éppen benzinnel akartak tovább haladni, akár le is csatolhatták.
A nagy terjedelem és súly azonban csak az egyik a benzinüzemhez képest kimutatható hátrányok közül. Szintén probléma, hogy fagáz üzemben a motor teljesítménye a felére-kétharmadára csökken. Ennek oka, hogy a gáz energiatartalma körülbelül hetede a benzinének. A gáz ugyanis még a korlátozott levegő hozzávezetés ellenére is jelentős arányban, azaz körülbelül 50 százalékban tartalmaz nitrogént, ami az égésben nem vesz részt. Csakúgy, mint a körülbelül 8 százalék szén-dioxid sem. Csak a gáz többi része, a mintegy 20 százaléknyi szén-monoxid, a 18 százalék hidrogén és a 4 százalék metán az, ami éghető, és részt vesz az energiaátalakulásban.
Azért előnyök is akadnak, amelyek azonban hátrányokkal összehasonlítva nem feltétlenül képesek átbillenteni a mérleget. Ilyen előny például már önmagában az, hogy a fa megújuló erőforrás, ráadásul úgy, hogy nem igényel további, energiaigényes feldolgozást, mint az etanol vagy metanolgyártás. A fa közvetlenül, aprítás után felhasználható. Érdekes tétel a költségszámítás. Az utóbbi időben épített fagáz-generátoros autók fogyasztása elég szélsőségesen alakult, akadt olyan, amely kevesebb, mint 30 kiló fával is beérte 100 kilométerre, de olyan is, amely több mint 50 kilót igényelt. Igaz, utóbbi benzinből is simán elnyelt 20 litert ugyanekkora távra. Ha 30 kilóval és fabrikettel számolunk, amelynek kilója a cikk írásakor 129 forintba került, akkor 3870 forintos üzemanyagköltség adódik, ami az ársapkás 480 forintos benzinárral kalkulálva épp 8 liter benzin ára.
Széngáz (Generátorgáz, vízgáz)
A fagázhoz hasonló tulajdonságú, autó hajtására alkalmas gáz szénből is előállítható. Sőt, más célra korábban szinte kizárólag szénből és kokszból állítottak elő éghető gázt. Az egyik ilyen gáz a generátorgáz, ami a fagázhoz hasonlóan állítható elő, és ahhoz hasonlóan főleg szén-monoxidot tartalmaz éghető gázként. A másik a vízgáz, ami abban különbözik a generátorgáztól, hogy az égéstérbe vízgőzt adagolnak, ami az izzó szénen felbomlik. Emiatt a gáz a szén-monoxid mellett hidrogénben is feldúsul, amitől jelentősen megnő a fűtőértéke. Korábban ezt hívták városi gáznak, amit a földgáz elterjedése előtt például az Óbudai Gázgyár állított elő fűtési és főzési célokra. Tulajdonságai miatt a vízgáz még jobban használható lenne autóban, mint a fagáz, de autóban való előállítása a gőzadagolás miatt problémás, és a kőszenes gázgenerátor is egy sokkal nehézkesebb szerkezet.
Az üzemanyagok és a motorok toleranciája
Az eddigi példákon keresztül is talán látszik, hogy az alternatív üzemanyagok felhasználhatósága nagyban függ a motor technikájától. Erre talán a legszélsőségesebb módon az úgynevezett mindenevő motorok mutatnak rá. Ilyen például az amerikai Abrams harckocsi motorja, csakhogy arról tudni kell, hogy valójában gázturbina. Ebből következően folyékony üzemanyagok széles skálájával képes működni a benzinektől kezdve a petróleumon és a kerozinon keresztül a gázolajig. Hasonlóképp mindenevőként tartják számom a régi, szívó, soros adagolós dízelmotorokat, azonban rájuk ez nem teljesen igaz. Ugyan képesek gázolaj helyett motorolajjal, vagy akár étolajjal is működni, csak olyan üzemanyag használható hozzájuk, amelyik képes kenni a befecskendező rendszer részeit - vagyis már a kerozin is kiesik, nemhogy a petróleum, vagy a benzinek.
A benzinmotorokra is igaz bizonyos fokig, hogy minél régebbi, vagyis minél egyszerűbb a technikája, annál toleránsabb a különböző üzemanyagokkal szemben, illetve annál könnyebb átalakítani másfajta üzemanyag felhasználására. Ez látszott például az LPG átalakító csomagok árán is, a karburátoros motorokat olcsóbban lehetett átalakítani, mint az akár szívócső, akár közvetlen befecskendezőseket. A dízelmotorokhoz képest a benzinmotoroknál további különbség, hogy többféle halmazállapotú üzemanyaggal hajthatók.
Ami pedig a folyadékokat illeti, azok egy részével az a gond, hogy lehet, hogy valahogy elégnének a motorban, de tökéletlenül és lerakódásokat okozva, így rövid úton a motor tönkremenne tőlük a motor. Ezeket talán az Abrams tank gázturbinája lenne képes megemészteni. Az olyan elméletileg használhatóak, mint például a hajdanán oktánszám javítására is használt benzol, vagy toluol, pedig azért nem jöhetnek szóba, mert jóval drágábbak, mint a benzinkutaknál kapható benzinek. További gond velük, hogy tankba töltésük legalább jövedéki adócsalásnak számít, így büntetendő cselekmény.
tags: #benzin #és #alternatív #üzemanyagok #részletes #bemutatása