მეთანოლის გამოყენების პერსპექტიული სფეროები. მეთანოლი უფრო მეტია, ვიდრე "მოქნილი" საწვავი. როგორ იმოქმედებს მეთანოლი თქვენი მანქანის ძრავზე

მეთანოლის საწვავად გამოყენებისას უნდა აღინიშნოს, რომ მეთანოლის მოცულობითი და მასობრივი ენერგეტიკული შემცველობა 40-50%-ით ნაკლებია ბენზინზე, მაგრამ ამავე დროს ჰაერი-ალკოჰოლისა და ბენზინის ჰაერ-საწვავის ნარევების სითბოს გამომუშავება. ძრავში მათი წვის დროს ოდნავ განსხვავდება იმის გამო, რომ მეთანოლის აორთქლების სითბოს მაღალი ღირებულება აუმჯობესებს ძრავის ცილინდრების შევსებას და ამცირებს მის სითბოს სიმკვრივეს, რაც იწვევს ალკოჰოლ-ჰაერის წვის სისრულის ზრდას. ნარევი. შედეგად, ძრავის სიმძლავრის მატება 10-15%-ით იზრდება. სარბოლო მანქანების ძრავებს, რომლებიც მუშაობენ მეთანოლზე უფრო მაღალი ოქტანის რეიტინგით, ვიდრე ბენზინზე, აქვთ შეკუმშვის კოეფიციენტები 15:1-ზე მეტი, ხოლო ჩვეულებრივი ნაპერწკალი აალებადი ICE-ებს ჩვეულებრივ აქვთ შეკუმშვის კოეფიციენტი 11,5:1 უტყვი ბენზინისთვის. მეთანოლიშეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კლასიკურ შიდა წვის ძრავებში, ასევე სპეციალურ საწვავის უჯრედებში ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის.

ნაკლოვანებები:

• მეთანოლიეკვრის ალუმინს. პრობლემა არის ალუმინის კარბუტერებისა და ინექციის სისტემების გამოყენება შიდა წვის ძრავისთვის საწვავის მიწოდებისთვის.
• ჰიდროფილურობა. მეთანოლიაწვება წყალს, რაც იწვევს საწვავის მიწოდების სისტემების ჩაკეტვას ჟელესმაგვარი შხამიანი საბადოების სახით.
• მეთანოლიეთანოლის მსგავსად, ის ზრდის ზოგიერთი პლასტმასის ორთქლის გადაცემის შესაძლებლობას. მეთანოლის ეს თვისება ზრდის VOC-ის გაზრდის რისკს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ოზონის კონცენტრაციის დაქვეითება და მზის რადიაციის გაზრდა.
• შემცირებული არასტაბილურობა ცივ ამინდში: მეთანოლის ძრავებს შეიძლება ჰქონდეთ პრობლემები ჩართვაში და მეტი საწვავის მოხმარებამდე სამუშაო ტემპერატურის მიღწევამდე.

მეთანოლის მინარევების დაბალი დონე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სატრანსპორტო საწვავში არსებულ საწვავში კოროზიის შესაბამისი ინჰიბიტორების გამოყენებით. ტ.ნ. ევროპული საწვავის ხარისხის დირექტივა იძლევა 3%-მდე მეთანოლის გამოყენებას ევროპაში გაყიდულ ბენზინში დანამატების თანაბარი რაოდენობით. ჩინეთი დღეს იყენებს 1000 მილიონ გალონზე მეტ მეთანოლს წელიწადში, როგორც სატრანსპორტო საწვავს დაბალი დონის ნარევებში, რომლებიც გამოიყენება არსებულ მანქანებში, ასევე მაღალი დონის ნარევებს მანქანებში, რომლებიც შექმნილია მეთანოლის საწვავად გამოსაყენებლად. მეთანოლის, როგორც ბენზინის ალტერნატივის გამოყენების გარდა, არსებობს მეთანოლის გამოყენების ტექნოლოგია მის ბაზაზე ქვანახშირის სუსპენზიის შესაქმნელად, რომელსაც აშშ-ში აქვს კომერციული სახელწოდება "metacol". ეს საწვავი შემოთავაზებულია, როგორც მაზუთის ალტერნატივა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება შენობების გასათბობად. ასეთი სუსპენზია, განსხვავებით წყალ-ნახშირბადოვანი საწვავისგან, არ საჭიროებს სპეციალურ ქვაბებს და აქვს უფრო მაღალი ენერგიის მოხმარება. გარემოსდაცვითი თვალსაზრისით, ასეთ საწვავს აქვს ნახშირბადის უფრო დაბალი კვალი, ვიდრე ტრადიციული სინთეზური საწვავი, რომელიც მიღებულია ქვანახშირისგან იმ პროცესების გამოყენებით, სადაც ნახშირის ნაწილი იწვება თხევადი საწვავის წარმოების დროს.

ბუნებრივი აირისგან მეთანოლის სინთეზი ერთ-ერთი ყველაზე ეფექტური და ეკოლოგიურად სუფთა არსებული ტექნოლოგიური პროცესია. ბუნებრივი აირის მეთანოლად გარდაქმნის თანამედროვე ქარხნები შეიძლება მუშაობდნენ 71%-ზე მეტი თერმული ეფექტურობით და თითქმის თვითკმარია. ისინი იმდენად სუფთაა, რომ პროცესის ერთ-ერთი მიმწოდებელი აცხადებს, რომ ჰაერის გამონაბოლქვის უმეტესი ნაწილი წარმოიქმნება ბენზინისა და დიზელის სატრანსპორტო სატვირთო მანქანებით და ფურგონებით, რომლებიც ემსახურებიან ქარხანას და არა თავად ქარხანას.

გარდა ამისა, მეთანოლის სწორად კონფიგურაციას შეუძლია რეალური სარგებელი მოახდინოს სხვა წყაროებიდან ნახშირორჟანგის მოხმარებით, რამაც გონივრულად უნდა გაზარდოს მათი მისაღები გარემოსდამცველებისთვის.

მეთანოლი მეორე ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური შუალედურია ეთანის/ეთილენის შემდეგ. მისი მნიშვნელობა გაიზარდა ბოლო წლებში გადამამუშავებელი ქარხნის კონფიგურაციის ცვლილებების გამო, რადგან ნედლი ნავთობი მთელს მსოფლიოში თანდათან, მაგრამ გარდაუვლად მძიმდება. მეთანოლი ძალიან მნიშვნელოვანია, როგორც ქიმიური ნედლეული, მაგრამ მისი გამოყენება, როგორც საავტომობილო საწვავი, უფრო პერსპექტიულია.

ამ სტატიაში ჩვენ გავაქარწყლებთ ორ მითს მეთანოლის, როგორც მანქანის საწვავის შესახებ: 1) რომ მეთანოლი უფრო ტოქსიკურია, ვიდრე სხვა საავტომობილო საწვავი და 2) რომ მეთანოლის დაბალი სპეციფიკური ენერგია სერიოზული პრობლემაა.

ჯანმრთელობა, უსაფრთხოება და გარემო - მეთანოლის სარგებელი

ზოგიერთმა ექსპერტმა გამოავლინა მეთანოლი, როგორც ნეიროტოქსინი, თუმცა ეთანოლი ასევე არის ცნობილი ნეიროტოქსინი, ისევე როგორც ზოგიერთი ნივთიერება, რომელიც ჩვეულებრივ გვხვდება ბენზინში. ბევრს გაუკვირდება, როცა გაიგებს, რომ როგორც ეთანოლი, ასევე ბენზინი ჩვეულებრივ ფატალურია მეთანოლზე დაბალი დოზებით. გარდა ამისა, მეთანოლი აჯობებს ჯანმრთელობის, უსაფრთხოებისა და გარემოს დაცვის ყველა სხვა ასპექტს. მიწისქვეშა წყლებში მას აქვს 1-7 დღე ნახევარგამოყოფის პერიოდი, რაც 10-100-ჯერ ნაკლებია ბენზინში შემავალ ზოგიერთ ნივთიერებაზე.

მეთანოლის საწვავი მიღებულ იქნა იპოდრომისთვის, ძირითადად უსაფრთხოების მიზნით; მათი უმაღლესი შესრულება მხოლოდ დამატებითი ბონუსი იყო. მეთანოლი ბენზინზე ხუთჯერ ნელა იწვის და მისი ჩაქრობა ბევრად უფრო ადვილია. EPA-ის შეფასებით, მეთანოლის გამოყენება გამოიწვევს ავტომობილების ხანძრის შედეგად დაღუპულთა რიცხვის 95 პროცენტით შემცირებას.

დაბალი ტემპერატურის მეთანოლის მანქანები გამოყოფენ ოდნავ ნაკლებ ნახშირორჟანგს, მნიშვნელოვნად ნაკლებ ნახშირწყალბადებს და გაცილებით ნაკლებ NOx-ს, ვიდრე მათი ბენზინის კოლეგები. ეს განსაკუთრებით მიმზიდველია, რადგან NOx არის ყველაზე მკაცრი კრიტერიუმი დაბინძურების შესამცირებლად. მეთანოლის საწვავს შეუძლია აღმოფხვრას ნაყარი, შარდოვანას მოხმარებადი შერჩევითი კატალიზური შემცირების სისტემები, რომლებიც ამჟამად გვხვდება დიზელის ძრავების უმეტესობაში.

სპეციფიკური ენერგია

კიდევ ერთი გავრცელებული ფანტაზია არის ის, რომ მეთანოლის დაბალი სპეციფიკური ენერგია მას უფრო დაბალ სტატუსს ანიჭებს პოტენციურ საავტომობილო საწვავს შორის. სისტემის სათანადო ოპტიმიზაციით, ზოგიერთი საწვავი, განსაკუთრებით მეთანოლი, შეიძლება გარდაიქმნას მექანიკურ ენერგიად ბევრად უფრო მაღალი ეფექტურობით, ვიდრე სხვები.

იმ სატრანსპორტო საშუალებებსაც კი, რომლებიც შექმნილია ბენზინის ან მრავალსაწვავის მანქანებისთვის, უნდა შეეძლოთ ნაწილობრივ ისარგებლონ მეთანოლის მაღალი ოქტანური რაოდენობით და მიაღწიონ უფრო მეტ გარბენს, ვიდრე მოსალოდნელია მხოლოდ ენერგიის ინტენსივობით. ერთმა მოქალაქემ გადააკეთა თავისი მანქანა 100 პროცენტიან მეთანოლზე, ძრავის მართვის პროგრამული უზრუნველყოფის შეცვლით და 41 ცენტიანი საწვავის ბეჭდით. ამ მანქანის სიმძლავრე გაიზარდა 10%-ით, ხოლო საწვავის ეკონომია დოლარში ბენზინთან შედარებით 40%-ით გაიზარდა. დამონტაჟებული მანქანები (ანუ არა მრავალსაწვავის ან კონვერტირებული ჩვეულებრივი საწვავი) ბევრად უკეთესი უნდა იყოს.

ზოგიერთი სატვირთო მძღოლი აუმჯობესებს თავის მანქანებს მეთანოლის/წყლის ინექციის სისტემებით სხვაგვარად შეუცვლელი დიზელის ძრავებში, რაც მნიშვნელოვან დანაზოგს იძენს 20-დან 30%-მდე დიზელზე! ეს მნიშვნელოვანი თანხაა მანქანებისთვის, რომლებიც მოიხმარენ დაახლოებით 20000 გალონ საწვავს წელიწადში. გაზომილი სიმძლავრე გაიზარდა 75%-მდე და ბრუნვის მომენტი 65%-ით: მართლაც განსაცვიფრებელი რიცხვები.

მეთანოლზე დაფუძნებულ სპეციალიზებულ მანქანებს შეუძლიათ 25-30% უფრო ეფექტურად იმუშაონ, ვიდრე ტრადიციული ბენზინის ძრავები და დაახლოებით იგივე ეფექტურობით, როგორც დიზელის ძრავები. მეთანოლის ამჟამინდელი ფასები, ენერგიის დონის პარიტეტის გათვალისწინებით, უდრის 2,60 აშშ დოლარს / გალონს საბითუმო ბენზინზე. მაგრამ თუ მეთანოლი ბენზინზე 25%-ით უფრო ეფექტურია, მეთანოლის შესაბამისი საბითუმო ფასი ბენზინის ექვივალენტში არის 2,09 დოლარი. წერის დროს ბენზინის საბითუმო ფასი 3,10 დოლარია. მაგრამ როგორ ადარებს მეთანოლი კონკურენტულ საწვავს?

მეთანოლი თხევადი ბუნებრივი აირის წინააღმდეგ (LNG)

CNG ეჭვგარეშეა შეუძლია მანქანების მოძრაობა. თუმცა, სამომხმარებლო სამგზავრო მანქანების შემთხვევაში მეტი წონის, დაბალი დიაპაზონის, საწვავის შევსების ხანგრძლივი დროის, ასევე დაბალი ტვირთამწეობის, სატრანსპორტო საშუალების მნიშვნელოვნად მაღალი ხარჯების და საწვავის შევსების ინფრასტრუქტურისთვის საჭირო ძირითადი გადამუშავებისა და ინვესტიციის ფასად. მანქანების LNG-ზე გადართვა თითქმის 30-40-ჯერ უფრო ძვირია, ვიდრე მეთანოლი. ერთადერთი კომერციულად ხელმისაწვდომი CNG-ზე მომუშავე სამგზავრო მანქანა, Honda Civic GX, იყიდება 7500 დოლარად მეტი, ვიდრე ანალოგიურად აღჭურვილი ბენზინზე მომუშავე Civic. LNG ბენზინგასამართი სადგურები დაახლოებით ორჯერ ძვირია თხევადი ბენზინგასამართი სადგურების ფასი.

მეთანოლი ეთანოლის წინააღმდეგ

ეთანოლი შედარებადია მეთანოლთან მისი სამომხმარებლო ტრანსპორტირების ეფექტურობით, მაგრამ არ არსებობს გაზის ეთანოლად გადაქცევის დადასტურებული პროცესი, რომელიც შედარებულია გაზის მეთანოლში გადაქცევის ეფექტურობით. როგორც საზოგადოების ენთუზიაზმი, ასევე მთავრობის სუბსიდიები სიმინდის ეთანოლზე მცირდება.

Celanese-მა გამოაცხადა ტექნოლოგია, რომელიც ჰპირდება გაზიდან ეთანოლთან გადაცემის ეფექტურობას, რომელიც შედარებულია არსებულ გაზ-მეთანოლ ტექნოლოგიებთან. მაგრამ ის რჩება შეუმოწმებელი კომერციული მასშტაბით, როგორც საკუთრების ტექნოლოგია. იმავდროულად, მაღალეფექტური აირის მეთანოლამდე ტექნოლოგია ხელმისაწვდომია რამდენიმე მომწოდებლისგან და კომერციულად დადასტურებულია მრავალი წლის განმავლობაში.

მეთანოლი ჩვეულებრივი საავტომობილო საწვავის წინააღმდეგ

რჩება კითხვა, შეუძლია თუ არა მეთანოლს კონკურენცია გაუწიოს ტრადიციულ ბენზინს და დიზელის საწვავს. ამჟამინდელ გარემოში პასუხი არის უპირობო დიახ. მეთანოლისადმი თანამედროვე ინტერესი 1976 წელს დაიწყო, როგორც ტყვიის ჩანაცვლება, როგორც ოქტანის გამაძლიერებელი. ერთი შედეგია კალიფორნიის M85 მეთანოლის სატრანსპორტო პროგრამა (85% მეთანოლი, 15% დანამატი, ჩვეულებრივ ბენზინი), რომელიც მოქმედებდა 1982 წლიდან 2005 წლამდე. თავდაპირველად, ეს იყო მეთანოლზე დაფუძნებული სპეციალიზებული მანქანები (არა მრავალსაწვავი), რომელიც მოიცავს მთელ დიაპაზონს მანქანებიდან მიკროავტობუსებამდე და ავტობუსებამდე.

საგულდაგულო ​​მოვლა და ჩაწერა ჩატარდა როგორც მეთანოლის მანქანებისთვის, ასევე ბენზინის საკონტროლო ჯგუფისთვის. მეთანოლის გარბენი უფრო დაბალი იყო, მაგრამ მეთანოლის მანქანების ემისიები იგივე ან უკეთესი იყო.

აღმოჩნდა, რომ მეთანოლის ემისიები ნაკლებად ხელსაყრელია ოზონის წარმოქმნის თვალსაზრისით. მეთანოლის მანქანების აჩქარება 0-დან 100 კმ/სთ-მდე იყო თითქმის ერთი წამით უფრო სწრაფი ვიდრე ბენზინის მანქანები, რაც მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება იყო.

პროგრამა 2005 წელს შეწყდა. ზოგიერთი მოჰყავს კალიფორნიის პროგრამის დასასრულს, როგორც მტკიცებულებას იმისა, რომ მეთანოლი არ არის მანქანის საწვავი, მაგრამ სინამდვილეში, ავტომობილის მფლობელები კმაყოფილნი იყვნენ თავიანთი მანქანების მუშაობით. მათი მთავარი პროტესტი იყო ბენზინგასამართი სადგურების არქონა - ქვეყნის მასშტაბით მხოლოდ 100 დამონტაჟდა, რის შედეგადაც 1992 წელს პროგრამა გადავიდა M85 საწვავზე დაფუძნებულ მანქანებზე. უდავოდ რთული იყო პროგრამის შენარჩუნება იმ დროს, როდესაც ნავთობის ფასები კლებულობდა ან დაბალი იყო. შესაძლოა, მეთანოლის ნაკლებობა ბუნებაში, სიმინდისგან დაფუძნებული ეთანოლისგან განსხვავებით, ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი იყო. 1989 წელს EPA-მ დააყენა მეთანოლი არახელსაყრელ მდგომარეობაში, ეთანოლზე ემისიის მოთხოვნების შემცირებით, მაგრამ არა მეთანოლზე. ამ ქმედებას არანაირი გამართლება არ აქვს.

ტექნიკურად, 15%-მდე მეთანოლის გამოყენება შესაძლებელია ბენზინში ყოველგვარი მოდიფიკაციის გარეშე და 100%-მდე სავარაუდო ღირებულება მხოლოდ 210 დოლარია ახალი მრავალსაწვავის მანქანებისთვის (თუმცა, როგორც აღვნიშნეთ, იგივე შეიძლება გაკეთდეს გაცილებით დაბალ ფასად. ). ეს მოკრძალებული ხარჯები, სავარაუდოდ, უმნიშვნელო იქნება მეთანოლის მანქანების მასობრივ წარმოებაში. ვინაიდან მეთანოლი არის თხევადი, ისევე როგორც ამჟამად გამოყენებული საწვავი, არსებული საწვავის ინფრასტრუქტურა შეიძლება გარდაიქმნას მეთანოლად მცირე ცვლილებებით. ახალი მეთანოლის ბენზინგასამართი სადგურები, სავარაუდოდ, მხოლოდ ფრაქციაზე ძვირი იქნება, ვიდრე ტრადიციული.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს სტატია ფოკუსირებულია სამგზავრო მანქანებზე, სადაც მეთანოლი აშკარად ჭარბობს ალტერნატივებზე და, სულ მცირე, შეუძლია კონკურენცია გაუწიოს ტრადიციულ საწვავს, ჩვენ აღვნიშნავთ წინადადებებს მძიმე დიზელის ძრავების ჩანაცვლება ნაპერწკლებით ანთებული მეთანოლის შიდა წვის ძრავებით. მეთანოლის განსაკუთრებულად მაღალი ოქტანური მაჩვენებელი შეიძლება ჰქონდეს ექვივალენტური სიმძლავრის ძრავებს დღევანდელი დიზელის ბეჰემოთების გადაადგილების ნახევარზე, რაც გამოიწვევს წონის დაზოგვას და გაუმჯობესებულ ეფექტურობას გზაზე 4-დან 9%-მდე.

აშშ და ჩინეთი

შეერთებული შტატები ამჟამად ზრდის მეთანოლის წარმოებას. 2000-იან წლებში ბუნებრივ აირზე ფასების ზრდის შემდეგ, ოდესღაც მსოფლიო დონის აშშ-ს მეთანოლის ინდუსტრია ახლა შიდა მოთხოვნის დაახლოებით 80%-ს შემოაქვს. მაგრამ ახლა, ბუნებრივი აირის ყველაზე დაბალი ფასებით ახლო აღმოსავლეთის ფარგლებს გარეთ, შეერთებული შტატები კვლავ გახდება მეთანოლის მთავარი მწარმოებელი. ორი ქარხანა განახლდა, ​​ერთი გადავიდა ჩილედან და მეთანოლის ერთმა მთავარმა მომხმარებელმა ახალი ქარხნის მშენებლობა გამოაცხადა.

2015 წლისთვის აშშ მიახლოვდება იმას, რომ შეძლებს საკუთარი მოთხოვნის მიწოდებას. სხვა განცხადებები ახალი ქარხნების შესახებ, სავარაუდოდ, უახლოეს თვეებში გაკეთდება, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს აშშ-მა კიდევ ერთხელ აწარმოოს მეთანოლი ექსპორტისთვის.

მიუხედავად იმისა, რომ აშშ იბრძვის სიმინდის ეთანოლთან, ჩინეთი მეთანოლის საწვავის წარმოებაში სწრაფი ტემპით მიიწევს წინ. მეთანოლის ნარევები ხელმისაწვდომია M5-დან M100-მდე, M15 ყველაზე პოპულარულია. 2007 წელს მეთანოლის 770 ბენზინგასამართი სადგური იყო; ამჟამინდელი მაჩვენებლები სავარაუდოდ ბევრჯერ აღემატება ამ რიცხვს. ზრდას განაპირობებს მცირე და რეგიონალური კომპანიები - PetroChina და Sinopec მცირე ინტერესს იჩენენ გადამუშავების ჭარბი სიმძლავრის გამო. მაგრამ რეალური მოცულობა, სავარაუდოდ, ბევრად აღემატება ოფიციალურ მოთხოვნას მეთანოლის ძრავის საწვავზე, რადგან მეთანოლის შერეული საწვავის ეკონომიკა ძალიან მიმზიდველია. საყოველთაოდ ცნობილია, რომ ჩინეთში თავისუფალი ბაზარი აქტიური და ჯანსაღია. სამწუხაროა, რომ შეერთებულ შტატებში მეთანოლს ეთანოლზე დამოკიდებულებითა და მასზე ბარიერების აღმართვით მოჰყვება კუთხე. მიუხედავად საკმაოდ ნელთბილი დამოკიდებულებისა და, შესაძლოა, ადგილობრივი მსხვილი კომპანიების წინააღმდეგობის მიუხედავად, ჩინეთში, საავტომობილო საწვავის ყველაზე სწრაფად მზარდი ბაზარი მსოფლიოში, M15 და M85 სტანდარტები განხორციელდა.

სხვა სარგებელი. მომავალი

რა პოტენციალი აქვს ბუნებრივი აირით მიღებულ მეთანოლს, რომ მნიშვნელოვანი დარტყმა მიაყენოს აშშ-ს თხევადი ნახშირწყალბადების იმპორტს? ამჟამად წარმოებული ბუნებრივი აირის 17%-ის მეთანოლის წარმოებაზე მიცემით, თქვენ შეგიძლიათ თავიდან აიცილოთ სითხეების ამერიკული იმპორტის 10%. ეს მოითხოვს 43 მეთანოლის ქარხნის მშენებლობას, რომლის ღირებულებაა დაახლოებით 53 მილიარდი დოლარი. აშშ-ს საინვესტიციო ბიუჯეტი ქვედა დინებაში ინდუსტრიაში 2005-2010 წლებში იყო დაახლოებით 53 მილიარდი აშშ დოლარი. მეთანოლს და ბუნებრივ აირს არ სჭირდება სუბსიდიებზე განაცხადის გაკეთება და ქარხნებს შეუძლიათ ანაზღაურება 3-დან 5 წლამდე, ხოლო განაგრძობენ შესანიშნავი შემოსავლის გამომუშავებას მათი სავარაუდო 30 წლის განმავლობაში. და ეს ხდება ახლო აღმოსავლეთში ნავთობის მოპოვებასთან დაკავშირებული ყველა დაკავშირებული ხარჯების გათვალისწინების გარეშე.

ბუნებრივი აირისგან დამზადებული მეთანოლის საავტომობილო საწვავი ჩვენი აწმყოა და შეიძლება მომავალში სხვა ვარიანტებიც იყოს. მეთანოლი ძირითადად ბუნებრივი აირისგან იწარმოება, მაგრამ მისი წარმოება შესაძლებელია ბიომასისგანაც - ბევრად უფრო ეფექტურად, ვიდრე ეთანოლი. ნახშირორჟანგის ეკვივალენტური ემისიები ბიომასიდან მეთანოლის წარმოებისთვის შეფასებულია სიმინდის ეთანოლის მეათედზე. საწვავის უჯრედების მანქანები ახლახან აღიქმება, როგორც საავტომობილო საწვავის ბაზრის მხსნელები.

საყოველთაოდ ცნობილია, რომ საწვავის უჯრედების მანქანებისთვის ყველაზე დიდი გამოწვევა არის ძალიან რთული და რთული გადასვლა წყალბადის საწვავის ინფრასტრუქტურაზე. მაგრამ მეთანოლი არის ენერგიის შესანიშნავი წყარო საწვავის უჯრედებისთვის და მათი საწვავის შევსების ინფრასტრუქტურის ორგანიზება ბევრად უფრო ადვილია. საწვავის უჯრედების მომავალი შეიძლება არც ისე შორს იყოს, მაგრამ ბუნებრივი აირისგან მეთანოლის წარმოება დღეს უკვე არსებობს.

საწვავი მანქანისთვის - გააკეთეთ ეს თავად

საავტომობილო საწვავის ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული სახეობა, ამჟამად, არის მეთილის სპირტი.
მეთილის სპირტი (მეთანოლი) არის უფერო აალებადი სითხე სუსტი ალკოჰოლური სუნით, გაყინვის წერტილი -98 °C, დუღილის წერტილი +65 °C. კარგად ერევა წყალს. ისევე როგორც ყველა ალკოჰოლს, მას აქვს მაღალი დეტონაციის წინააღმდეგობა, მეთანოლის ოქტანური რაოდენობა 114,4 ერთეულია. შედარებისთვის, ეთანოლის (ღვინო, ეთილის სპირტი) ოქტანური რაოდენობა არის 111,4 ერთეული.
ბენზინში შემავალი ყველა დარტყმის საწინააღმდეგო კომპონენტიდან, მეთანოლი არის ყველაზე ეფექტური დანამატი CO, CH და NOx ემისიების შესამცირებლად. მეთანოლი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დამოუკიდებელი ავტომობილის საწვავი; ამ შემთხვევაში მეთანოლს აქვს გარკვეული უპირატესობები.
მეთანოლი არის "სუფთა" წვის საწვავი, მას აქვს უკეთესი საწვავის მახასიათებლები, ვიდრე ბენზინზე, რის შედეგადაც, გამოყენებისას, იზრდება შიდა წვის ძრავების ეფექტურობა. თანამედროვე ბენზინის ძრავებს შეუძლიათ კარგად იმუშაონ მეთანოლზე, ხოლო ძრავის ტექნიკური მახასიათებლები გაუმჯობესებულია. .
ეს არის, უპირველეს ყოვლისა: დეტონაციის მაღალი წინააღმდეგობა, ძრავის გოგირდის კოროზიის აბსოლუტური არარსებობა და გოგირდისა და ჭვარტლის გამონაბოლქვი გამონაბოლქვი, ნახშირბადის მინიმალური წარმოქმნა ძრავში, წვის პროდუქტების 50%-ით ნაკლები ტოქსიკურობა, გაზრდილი ეფექტურობა შიდა გაგრილების გამო. და გაზრდილი შეკუმშვის კოეფიციენტი; ცილინდრის შევსების მაღალი კოეფიციენტი აალებადი ნარევი (ბენზინთან შედარებით, სიმძლავრის მომატება მეთანოლზე მუშაობისას აღწევს 10%) და ა.შ. მეთანოლის ამ უპირატესობებმა განაპირობა ის, რომ იგი დიდი ხანია გამოიყენება როგორც საწვავი სარბოლო მანქანებისა და თვითმფრინავების მოდელებში, სპორტულ მოტოციკლებში, სადაც საჭიროა კომპაქტური, მაგრამ ძლიერი ძრავები. ბევრი კვლევითი ინსტიტუტი მას მომავლის საწვავად თვლის.
თუმცა, მეთანოლს ასევე აქვს უარყოფითი მხარეები. უწყლო მეთანოლი კარგად ერევა ბენზინს ნებისმიერი თანაფარდობით, მაგრამ როდესაც ტენიანობა შედის საწვავის ავზში, საწვავი სტრატიფიცირებულია და ავზში მიიღება ორი შეურევადი სითხე; ამის აღმოსაფხვრელად მიზანშეწონილია ავზის დამატება ფილტრ-საშრობით ან დამონტაჟება. ცალკე ავზი საწვავის ხაზით.
მეთანოლის კიდევ ერთი მინუსი არის მისი დაბალი არასტაბილურობა, ვიდრე ბენზინზე, რაც ართულებს ძრავის გაშვებას სიცივეში. ცივი დაწყების გასაუმჯობესებლად აუცილებელია ცივი საწვავის (ყველაზე ხშირად ელექტრო) საწყისი მოცულობის გაცხელება ან ძრავის გაშვება ბენზინზე. მეთანოლის წვისთვის საჭიროა ნახევარი ჰაერი, ვიდრე ბენზინზე, ამიტომ სუფთა მეთანოლზე მუშაობისას საჭიროა ბენზინის ძრავის კარბუტერის ხელახლა მორგება.
მეთანოლის უარყოფითი თვისება მისი ტოქსიკურობაა, თუმცა ბევრი ქიმიკოსი, თვითმფრინავის მოდელიერი და მრბოლელი, რომლებიც ათწლეულების მანძილზე მჭიდროდ ეპყრობოდნენ მას (ბუნებრივია, უსაფრთხოებისა და სანიტარული წესების დაცვით) საკუთარი ჯანმრთელობისთვის ყოველგვარი შედეგების გარეშე, არ კლასიფიცირებენ მას, როგორც. განსაკუთრებით ტოქსიკური ნივთიერება და ეჭვი, რომ მისი საშიშროება განზრახ არის გაბერილი რუსი ხალხის ტენდენციის გამო, მოიხმაროს ყველაფერი, რაც ალკოჰოლის სუნი აქვს და ცისფერი ალი იწვის. ავტომობილში გამოყენებული ბევრი ნივთიერება საფრთხის მხრივ აღემატება მეთანოლს. ტოქსიკურობის თვალსაზრისით მეთანოლი ჩამორჩება გაგრილების სისტემაში გამოყენებულ სითხეს (ეთილენგლიკოლის ლეტალური დოზა დაახლოებით 100 მლ) და ბატარეის ელექტროლიტს. მეთანოლზე უფრო საშიშია ტეტრაეთილის ტყვია, რომელიც გამოიყოფა დიდი რაოდენობით ბენზინის გამონაბოლქვიდან, რომლის მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია (MPC) ჰაერში არის 0,005 მგ/მ3, ხოლო მეთანოლის MPC 5 მგ/მ3. ცუდად ვენტილირებადი ოთახში, სადაც მანქანა მუშაობს, ადამიანი შეიძლება მოკვდეს მოწამვლისგან ძრავის გამონაბოლქვი აირებით, რომლებიც შეიცავს სასიკვდილო ნახშირბადის მონოქსიდს (CO, ნახშირბადის მონოქსიდი, სისხლის შხამი) და აზოტის ოქსიდებს.
მეთანოლთან მუშაობისას სანიტარიული წესები კრძალავს: მეთანოლზე ლაქების დამზადებას; ყოველდღიურ ცხოვრებაში გამოყენებული და სადისტრიბუციო ქსელში გამოშვებული პროდუქტების (მასტიკები, ნიტრო ლაქები, ადჰეზივები და სხვ.) წარმოება, რომელშიც შედის მეთანოლი; მეთანოლის გამოყენება გათბობის მოწყობილობების გასანათებლად; მეთანოლის, როგორც გამხსნელის გამოყენება. მეთანოლის გამოყენება შიგაწვის ძრავებისთვის საწვავად გამოსაყენებლად არ არის აკრძალული სანიტარული წესებით.
თუმცა, სიფრთხილეა საჭირო მეთანოლთან მუშაობისას. ქიმიური ნივთიერებების საშიშროების კლასის მიხედვით, მეთანოლი კლასიფიცირდება როგორც ზომიერად საშიში. დროული სამედიცინო დახმარების გარეშე პერორალურად მიღებისას 100%-იანი მეთანოლის ლეტალური დოზა შეადგენს 100-150 მლ. მეთანოლის უფრო დაბალი დოზების გამოყენებისას შესაძლებელია მხედველობის ნერვის დაზიანების გამო სიბრმავე.
გაცილებით ნაკლები ზომით, ეს ნაკლოვანებები გვხვდება ბენზინ-მეთანოლის ნარევებში.
შეერთებულ შტატებში ახლა გამოიყენება საწვავი M-85, რომელიც შეიცავს 85% მეთანოლს და 15% ბენზინს და უფრო მცირე მოცულობებში სუფთა მეთანოლს.

ახლა სამთავრობო მეთანოლის პროგრამები არსებობს იაპონიაში, ჩინეთში, ევროპაში, შეერთებულ შტატებსა და ზოგიერთ სხვა ქვეყანაში.

მეთანოლის მაღალი დარტყმის საწინააღმდეგო თვისებები, მისი არაზეთოვანი ნედლეულისგან წარმოების შესაძლებლობასთან ერთად, შესაძლებელს ხდის განიხილოს ეს პროდუქტი, როგორც საავტომობილო ბენზინის პერსპექტიული მაღალი ოქტანური კომპონენტი. მეთანოლის ოპტიმალური დამატებაა 5-დან 20%-მდე; ასეთ კონცენტრაციებში ბენზინი-ალკოჰოლური ნარევი ხასიათდება დამაკმაყოფილებელი საოპერაციო თვისებებით და იძლევა შესამჩნევ ეკონომიკურ ეფექტს. მეთანოლის დამატება ამცირებს საწვავის წვის სითბოს და სტოქიომეტრულ კოეფიციენტს ნარევის წვის სითბოს უმნიშვნელო ცვლილებებით.

სტოქიომეტრიული მახასიათებლების ცვლილების გამო, 15% მეთანოლის დანამატის (M15 ნარევი) გამოყენება ელექტრომომარაგების სტანდარტულ სისტემაში იწვევს ჰაერ-საწვავის ნარევის დაახლოებით 7%-ით ამოწურვას. ამავდროულად, მეთანოლის შეყვანა ზრდის საწვავის ოქტანურ რაოდენობას (საშუალოდ 3-8 ერთეულით 15% დანამატისთვის), რაც შესაძლებელს ხდის ენერგოეფექტურობის გაუარესების კომპენსირებას შეკუმშვის კოეფიციენტის გაზრდით. ამავდროულად, მეთანოლი აუმჯობესებს საწვავის წვის პროცესს რადიკალების წარმოქმნის გამო, რომლებიც ააქტიურებენ ჟანგვის ჯაჭვურ რეაქციებს. ბენზინი-მეთანოლის ნარევების წვის გამოკვლევებმა ერთცილინდრიან ძრავებში სტანდარტული და ფენა-ფენა ნარევის ფორმირების სისტემებით აჩვენა, რომ მეთანოლის დამატება ამცირებს აალების შეფერხების პერიოდს და საწვავის წვის ხანგრძლივობას. ამ შემთხვევაში, სითბოს მოცილება რეაქციის ზონიდან მცირდება, ხოლო ნარევის გამოფიტვის ზღვარი ფართოვდება და ხდება მაქსიმალური სუფთა მეთანოლისთვის.

მეთანოლის საოპერაციო თვისებების თავისებურებები ვლინდება აგრეთვე ბენზინთან ნარევში გამოყენებისას. მაგალითად, ძრავის ეფექტური ეფექტურობა და მისი სიმძლავრე იზრდება, მაგრამ საწვავის ეფექტურობა უარესდება. ერთცილინდრიან ქარხანაზე მიღებული მონაცემების მიხედვით, e = 8,6 და n = 2000 წთ-1 M20 (20% მეთანოლი) ნარევის k = 1,0-1,3 რეგიონში, ეფექტური ეფექტურობა იზრდება დაახლოებით 3-ით. %, სიმძლავრე - 3-4%-ით, ხოლო საწვავის მოხმარება იზრდება 8-10%-ით.

ცივად დასაწყებად ძრავა გამოიყენება საწვავის ნარევში მეთანოლის მაღალი შემცველობით ან დაბალ ტემპერატურაზე, გამოიყენება ჰაერის ან ჰაერ-საწვავის ნარევის ელექტრო გათბობა, ცხელი გამონაბოლქვი აირების ნაწილობრივი რეცირკულაცია, აქროლადი კომპონენტების საწვავის დანამატები და სხვა ზომები.

ბენზინზე მეთანოლის დამატება ზოგადად აუმჯობესებს ავტომობილის ტოქსიკურობას. მაგალითად, 14 მანქანის ჯგუფზე ჩატარებულ კვლევებში, რომელთა გარბენი 5000-დან 120000 კმ-მდე იყო, 10% მეთანოლის დამატებამ შეცვალა ნახშირწყალბადების ემისიები 41%-ით ზემოთ და 26%-ით ქვევით, რაც საშუალოდ 1-ს შეადგენდა. % მატება.¬ნია. ამავდროულად, CO და NOx გამონაბოლქვი მანქანების მთელ ჯგუფში საშუალოდ 38 და 8%-ით შემცირდა.

ერთ-ერთი ყველაზე სერიოზული პრობლემა, რომელიც აფერხებს მეთანოლის დანამატების გამოყენებას, არის ბენზინი-მეთანოლის ნარევების დაბალი სტაბილურობა და მათი განსაკუთრებით მგრძნობელობა წყლის მიმართ. ბენზინისა და მეთანოლის სიმკვრივის განსხვავება და ამ უკანასკნელის წყალში მაღალი ხსნადობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ ნარევში წყლის თუნდაც მცირე რაოდენობით შეყვანა იწვევს მის დაუყოვნებელ სტრატიფიკაციას და წყალ-მეთანოლის ფაზის დალექვას. დელამინაციის ტენდენცია იზრდება ტემპერატურის კლებით, წყლის კონცენტრაციის მატებასთან და ბენზინში არომატული ნივთიერებების შემცველობის შემცირებით. მაგალითად, საწვავის ნარევში წყლის 0.2-დან 1.0%-მდე (მოც.) შემცველობით, დალაგების ტემპერატურა იზრდება -20-დან + 10 ° C-მდე, ანუ ასეთი ნარევი პრაქტიკულად გამოუსადეგარია მუშაობისთვის. ქვემოთ მოცემულია წყლის Ccr შემზღუდველი კონცენტრაციები ბენზინ-მეთანოლის სხვადასხვა ნარევებში:

ბენზინ-მეთანოლის ნარევების სტაბილიზაციისთვის გამოიყენება დანამატები - პროპანოლი, იზოპროპანოლი, იზობუტანოლი და სხვა სპირტები. 600 ppm წყლის შემცველობით, ჩვეულებრივი M15 ნარევის სიმღვრივე იწყება უკვე -9 ° C, -17 ° C, ნარევი სტრატიფიცირებულია და -20 ° C-ზე, თითქმის სრული დესტაბილიზაცია ხდება. 1% იზოპროპანოლის დამატება ამცირებს გამოყოფის ტემპერატურას თითქმის 10 ° C-ით, ხოლო 25% დამატებით ინარჩუნებს M15 ნარევების სტაბილურობას თუნდაც ბენზინში არომატული ნაერთების დაბალი შემცველობით თითქმის -40 ° C-მდე წყლის ფართო სპექტრში. შინაარსი.

ბენზინი-მეთანოლის ნარევებისთვის სტაბილიზატორების მაღალი ღირებულებისა და შეზღუდული წარმოების გამო, შემოთავაზებული იყო ალკოჰოლების, ძირითადად იზობუტანილის, პროპანოლისა და ეთანოლის ნარევის გამოყენება. ასეთი სტაბილიზირებული დანამატი შეიძლება მიღებულ იქნეს მეთანოლისა და უმაღლესი სპირტების ერთობლივი წარმოების ერთ ტექნოლოგიურ ციკლში. მეთანოლის თუნდაც მცირე რაოდენობით დამატება ცვლის საწვავის ფრაქციულ შემადგენლობას. შედეგად, იზრდება საწვავის მიწოდების ხაზებში ორთქლის საცობების წარმოქმნის ტენდენცია, თუმცა სუფთა მეთანოლთან ერთად ეს პრაქტიკულად გამორიცხულია აორთქლების მაღალი სიცხის გამო. გათვლებით, მეთანოლის 10% ბენზინთან ნარევისთვის, ორთქლის საცობების წარმოქმნა შესაძლებელია გარემოს ტემპერატურაზე 8-11 ° C-ით დაბალი, ვიდრე საბაზისო საწვავი. საბაზისო საწვავის ფრაქციული შემადგენლობის კორექტირება შესაძლებელია მსუბუქი კომპონენტების შემცველობის შემცირებით, მეთანოლის შემდგომი დამატების გათვალისწინებით.

ბენზინი-მეთანოლის ნარევების კოროზიული აქტივობა გაცილებით დაბალია ვიდრე სუფთა მეთანოლის, მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში ეს მნიშვნელოვანია და ძლიერ არის დამოკიდებული წყლის არსებობაზე. მაგალითად, ნარევებში, რომლებიც შეიცავს 10-15% მეთანოლს, ფოლადი, სპილენძი და სპილენძი არ კოროზირდება, ხოლო ალუმინი ნელა კოროზირდება ფერის ცვლილებით.

საზღვარგარეთ, კარბურატორულ ძრავებში პრაქტიკაში გამოიყენება 10-20% ეთანოლის ნარევები ნავთობის ბენზინებთან, სახელწოდებით „გაზოჰოლი“. აშშ-ს ალკოჰოლური საწვავის ეროვნული კომისიის მიერ შემუშავებული ASTM სტანდარტის მიხედვით, გაზოჰოლი 10% ეთანოლთან ერთად ხასიათდება შემდეგი პარამეტრებით: სიმკვრივე 730-760 კგ/მ3, დუღილის ტემპერატურის დიაპაზონი 25-210°C, წვის სითბო 41,9 მჯ/ კგ, აორთქლების სითბო 465 კჯ/კგ, გაჯერებული ორთქლის წნევა (38 ° C) 55–110 კპა, სიბლანტე (-40 ° C) 0,6 მმ2/წმ, სტოქიომეტრიული კოეფიციენტი 14. ამრიგად, უმეტესი პარამეტრების მიხედვით, ბენზჰოლი შეესაბამება საავტომობილო ბენზინს. .

გარემოს დაბალი ტემპერატურის პირობებში მორწყული ეთანოლის გამოყენებისას, სტრატიფიკაციის თავიდან ასაცილებლად, აუცილებელია ნარევში სტაბილიზატორების შეყვანა, როგორიცაა პროპანოლი, წამ-პროპანოლი, იზობუტანოლი და ა. ეთანოლის ნარევის სტაბილურობა, რომელიც შეიცავს 5% წყალს, ბენზინთან ერთად ტემპერატურაზე -20 ° C-მდე.

გაზოჰოლი ყველაზე ფართოდ არის გავრცელებული ბრაზილიაში, სადაც 1975 წლიდან განხორციელდა სამთავრობო პროგრამა ეთანოლის წარმოებისთვის მცენარეული ნედლეულის განახლებადი წყაროების გამოყენებისა და მანქანის საწვავად გამოყენებისთვის. ეთანოლზე და გაზოჰოლზე მომუშავე მანქანების რაოდენობა ამ ქვეყანაში იყო 1980 წელს. 2411 და 775 ათასი ცალი. შესაბამისად. 2000 წლისთვის ბრაზილიის სამგზავრო მანქანების პროგნოზირებული ფლოტიდან 19-24 მილიონი ერთეული. ალკოჰოლურ საწვავზე უნდა იმუშაოს 11-დან 14 მლნ. აშშ-ში 1000 დისპენსერი 20 შტატში, მანქანები ივსება 10-20% ეთანოლის შემცველი გაზოჰოლით.

ევროპის ქვეყნებში, რომლებსაც აქვთ ეთანოლის წარმოების შეზღუდული შესაძლებლობები და მისი მაღალი ღირებულება, მეტი ინტერესი იჩენს მეთანოლის დანამატების გამოყენებას. მეთანოლის, როგორც საავტომობილო საწვავის და მისი კომპონენტების ყველაზე დიდი გამოყენება იქნა მიღებული გერმანიის ფედერაციულ რესპუბლიკაში. ალტერნატიული ენერგიის წყაროების სამწლიანი ფედერალური კვლევის პროგრამის ფარგლებში 1979-1982 წლებში. გერმანიის ფედერაციულ რესპუბლიკაში 1000-ზე მეტი მანქანა მუშაობდა ალტერნატიულ საწვავზე, ძირითადად მეთანოლზე და ბენზინ-მეთანოლის ნარევებზე. M15 ნარევზე მუშაობისთვის გადაიარაღება 850 მანქანა, M100-120 ნარევებზე და 100 მანქანა დიზელის საწვავზე მეთანოლის დამატებით. M100 ნარევი არის 95% მეთანოლი, დანარჩენი 5% მოიცავს მსუბუქი ბენზინის ფრაქციებს (ჩვეულებრივ იზოპენტანს), რომლებიც აუცილებელია ძრავის გაშვების გასაადვილებლად. ზამთრის მუშაობისთვის ბენზინის ფრაქციების შემცველობა იზრდება 8-9%-მდე, ხოლო ნარევში წყლის შემცველობა ნებადართულია არაუმეტეს 1%-ისა.

ბენზინის ფრაქციების 85%-იანი M15-ის ნარევი შეიცავს არომატულ ნახშირწყალბადებს მინიმუმ 45%-ს; ნარევში ტეტრაეთილის ტყვიის შემცველობა არ აღემატება 0,15 გ/კგ-ს, ხოლო წყლის შემცველობა 0,10%-ის ფარგლებშია (პრაქტიკულად 0,05-0,06%). ნარევი M15 ასევე შეიცავს ანტიკოროზიულ დანამატებს.

რიგ ქვეყნებში მეთილის ტერტ-ბუტილ ეთერი (MTBE) გამოიყენება როგორც დანამატი, რომელიც აფართოებს მაღალი ოქტანური ბენზინის რესურსებს. მისი დარტყმის საწინააღმდეგო ეფექტურობა 3-4-ჯერ აღემატება ალკილის ბენზინს, რის გამოც ეთერის დახმარებით შესაძლებელია უტყვი მაღალი ოქტანის ბენზინების ფართო სპექტრის მიღება. მეთილის ტერტ-ბუტილის ეთერი ხასიათდება შემდეგი პარამეტრებით: სიმკვრივე 740 - 750 კგ / მ3, დუღილის წერტილი 48 - 55 ° С, გაჯერებული ორთქლის წნევა (25 ° С) 32,2 კპა, წვის სითბო 35,2 MJ / კგ, ოქტანური ნომერი 95. -110 (საავტომობილო მეთოდი) და 115-135 (კვლევის მეთოდი). ეთერი ავლენს უდიდეს დარტყმის ეფექტურობას პირდაპირი ბენზინის შემადგენლობაში და ჩვეული რეჟიმის კატალიზურ რეფორმირებაში.

შიდა ბენზინი A-76 და Ai-92 8 და 11% მეთილის ტერტ-ბუტილ ეთერის დანამატებით, შესაბამისად, აკმაყოფილებს GOST 2084-77 მოთხოვნებს ყველა თვალსაზრისით და აჩვენა საუკეთესო შესრულება კვალიფიკაციის შეფასების მეთოდების კომპლექტის თვალსაზრისით. ეთერის დანამატებით ბენზინი ხასიათდება კარგი სასტარტო თვისებებით და დაბალი ძრავის სიჩქარით აქვთ უფრო მაღალი რეალური ოქტანური რიცხვი კომერციულ ბენზინებთან შედარებით.

ძრავის საწვავის ეფექტურობა და სიმძლავრის მაჩვენებლები ეთერთან ბენზინზე მუშაობისას კომერციული ბენზინის დონეზეა. ამავდროულად, გამონაბოლქვი აირების ტოქსიკურობა გარკვეულწილად მცირდება, ძირითადად ნახშირბადის მონოქსიდის გამოყოფის შემცირების გამო. ცვლილებები და დარღვევები ძრავის სისტემების მდგომარეობასა და მუშაობაში ეთერთან ბენზინის გამოყენებისას არ შეინიშნება.