Vetitë e larta kundër goditjes së metanolit, të kombinuara me mundësinë e prodhimit të tij nga lëndë të para jo vajore, bëjnë të mundur që ky produkt të konsiderohet si një përbërës premtues me oktan të lartë të benzinës motorike. Shtimi optimal i metanolit është nga 5 në 20%; në përqendrime të tilla, përzierja benzinë-alkool karakterizohet nga veti të kënaqshme funksionale dhe jep një efekt të dukshëm ekonomik. Shtimi i metanolit zvogëlon nxehtësinë e djegies së karburantit dhe koeficientin stoikiometrik me ndryshime të parëndësishme në nxehtësinë e djegies së përzierjes.

Për shkak të ndryshimit në karakteristikat stoikiometrike, përdorimi i një aditiv metanol 15% (përzierje M15) në sistemin standard të furnizimit me energji elektrike çon në një varfërim të përzierjes ajër-karburant me rreth 7%. Në të njëjtën kohë, me futjen e metanolit, numri i oktanit të karburantit rritet (mesatarisht me 3-8 njësi për një aditiv 15%), gjë që bën të mundur kompensimin e përkeqësimit të performancës së energjisë duke rritur raportin e ngjeshjes. . Në të njëjtën kohë, metanoli përmirëson procesin e djegies së karburantit për shkak të formimit të radikalëve që aktivizojnë reaksionet e zinxhirit të oksidimit. Hetimet e djegies së përzierjeve benzinë-metanol në motorët me një cilindër me sisteme formimi të përzierjes standarde dhe shtresë pas shtrese kanë treguar se shtimi i metanolit redukton periudhën e vonesës së ndezjes dhe kohëzgjatjen e djegies së karburantit. Në këtë rast, largimi i nxehtësisë nga zona e reagimit zvogëlohet, dhe kufiri i varfërimit të përzierjes zgjerohet dhe bëhet maksimal për metanolin e pastër.

Veçoritë e vetive funksionale të metanolit manifestohen gjithashtu kur përdoret në një përzierje me benzinë. Për shembull, efikasiteti efektiv i motorit dhe fuqia e tij rriten, por efikasiteti i karburantit përkeqësohet. Sipas të dhënave të marra në një instalim me një cilindër, në e = 8.6 dhe n = 2000 min-1 për një përzierje të M20 (20% metanol) në rajonin k = 1.0-1.3, efikasiteti efektiv rritet me rreth 3 %, fuqia - me 3-4%, dhe konsumi i karburantit rritet me 8-10%.

Për të ndezur të ftohtë motorin me një përmbajtje të lartë metanoli në përzierjen e karburantit ose temperatura të ulëta, përdoren ngrohje elektrike të ajrit ose përzierjes ajër-karburant, riqarkullim i pjesshëm i gazrave të nxehtë të shkarkimit, aditivë në karburantin e përbërësve të paqëndrueshëm dhe masa të tjera.

Shtimi i metanolit në benzinë ​​në përgjithësi përmirëson toksicitetin e automjeteve. Për shembull, në studimet e kryera në një grup prej 14 makinash me një kilometrazh prej 5,000 deri në 120,000 km, shtimi i metanolit 10% ndryshoi emetimet e hidrokarbureve me 41% lart dhe poshtë me 26%, të cilat, mesatarisht, arritën në 1. % rritje.¬nia. Në të njëjtën kohë, emetimet e CO dhe NOx janë ulur mesatarisht përkatësisht me 38 dhe 8%, për të gjithë grupin e automjeteve.

Një nga problemet më serioze që pengon përdorimin e aditivëve të metanolit është qëndrueshmëria e ulët e përzierjeve benzinë-metanol dhe veçanërisht ndjeshmëria e tyre ndaj ujit. Dallimi në densitetin e benzinës dhe metanolit dhe tretshmëria e lartë e këtij të fundit në ujë çojnë në faktin se futja e sasive të vogla të ujit në përzierje çon në shtresimin e menjëhershëm të tij dhe reshjen e fazës ujë-metanol. Tendenca për delaminim rritet me uljen e temperaturës, rritjen e përqendrimit të ujit dhe uljen e përmbajtjes aromatike në benzinë. Për shembull, me një përmbajtje prej 0,2 deri në 1,0% (vol.) të ujit në përzierjen e karburantit, temperatura e delaminimit rritet nga -20 në + 10 ° C, domethënë, një përzierje e tillë është praktikisht e papërshtatshme për funksionim. Më poshtë janë përqendrimet kufizuese të ujit Ccr në përzierjet e ndryshme benzinë-metanol:

Për të stabilizuar përzierjet benzinë-metanol, përdoren aditivë - propanol, izopropanol, izobutanol dhe alkoole të tjera. Me një përmbajtje uji prej 600 ppm, turbullimi i një përzierjeje konvencionale M15 fillon tashmë në -9 ° C, në -17 ° C, përzierja shtresohet dhe në -20 ° C, ndodh destabilizimi pothuajse i plotë. Shtimi i 1% izopropanol redukton temperaturën e ndarjes me pothuajse 10 ° C, ndërsa shtimi i 25% ruan stabilitetin e përzierjeve M15 edhe me një përmbajtje të ulët të përbërjeve aromatike në benzinë ​​deri në pothuajse -40 ° C në një gamë të gjerë përmbajtjen e ujit.

Për shkak të kostos së lartë dhe prodhimit të kufizuar të stabilizuesve për përzierjet benzinë-metanol, u propozua përdorimi i një përzierje alkoolesh, kryesisht izobutanol, propanol dhe etanol. Një aditiv i tillë stabilizues mund të merret në një cikël të vetëm teknologjik të prodhimit të përbashkët të metanolit dhe alkooleve më të larta. Shtimi i sasive edhe të vogla të metanolit ndryshon përbërjen fraksionale të karburantit. Si rezultat, tendenca për formimin e prizave të avullit në linjat e furnizimit me karburant rritet, megjithëse me metanolin e pastër kjo praktikisht përjashtohet për shkak të nxehtësisë së lartë të avullimit. Sipas llogaritjeve, për një përzierje 10% të metanolit me benzinë, formimi i prizave të avullit është i mundur në temperaturat e ambientit me 8-11 ° C më të ulëta se sa për karburantin bazë. Korrigjimi i përbërjes së pjesshme të karburantit bazë është i mundur duke reduktuar përmbajtjen e përbërësve të lehtë, duke marrë parasysh shtimin e mëvonshëm të metanolit.

Aktiviteti korroziv i përzierjeve benzinë-metanol është shumë më i ulët se ai i metanolit të pastër, por në disa raste është i rëndësishëm dhe varet fuqishëm nga prania e ujit. Për shembull, në përzierjet që përmbajnë 10-15% metanol, çeliku, bronzi dhe bakri nuk korrodohen, ndërsa alumini korrodohet ngadalë me një ndryshim të ngjyrës.

Jashtë vendit, në motorët me karburatorë, janë përdorur në praktikë përzierjet e etanolit 10-20% me benzinat e naftës, të quajtura "gazohol". Sipas standardit ASTM, i zhvilluar nga Komisioni Kombëtar i Karburanteve të Alkoolit të SHBA-së, gasohol me 10% etanol karakterizohet nga parametrat e mëposhtëm: dendësia 730-760 kg / m3, diapazoni i temperaturës së vlimit 25-210 ° C, nxehtësia e djegies 41,9 MJ / kg, nxehtësia e avullimit 465 kJ / kg, presioni i avullit të ngopur (38 ° C) 55–110 kPa, viskoziteti (-40 ° C) 0,6 mm2 / s, koeficienti stekiometrik 14. Kështu, nga shumica e parametrave, benzina korrespondon me benzinat motorike .

Kur përdorni etanol të ujitur në kushte të temperaturave të ulëta të ambientit, për të parandaluar shtresimin, është e nevojshme të futen stabilizues në përzierje, si propanol, sec-propanol, izobutanol, etj. Kështu, shtimi i 2,5-3,0% të izobutanolit siguron qëndrueshmëria e përzierjes së etanolit, që përmban 5% ujë, me benzinë ​​në temperatura deri në -20 ° C.

Shpërndarja më e madhe e gazoholit është në Brazil, ku, që nga viti 1975, është zbatuar një program qeveritar për përdorimin e burimeve të rinovueshme të lëndëve të para bimore për prodhimin e etanolit dhe përdorimin e tij si lëndë djegëse automjetesh. Numri i makinave që qarkullonin me etanol dhe gazohol në këtë vend ishte në vitin 1980. 2411 dhe 775 mijë copë. përkatësisht. Deri në vitin 2000, nga flota e parashikuar e makinave të pasagjerëve në Brazil, 19-24 milion njësi. në karburantet e alkoolit duhet të operohen nga 11 në 14 milion. Në Shtetet e Bashkuara në 1000 dispenzues në 20 shtete, makinat mbushen me gazohol që përmban 10-20% etanol.

Në vendet evropiane me kapacitet të kufizuar për prodhimin e etanolit dhe me kosto të lartë të tij, më shumë interes tregohet për përdorimin e aditivëve të metanolit. Përdorimi më i madh i metanolit si lëndë djegëse motorike dhe përbërësve të tij është marrë në Republikën Federale të Gjermanisë. Si pjesë e një programi kërkimor federal trevjeçar për burimet alternative të energjisë në periudhën 1979-1982. në Republikën Federale të Gjermanisë, më shumë se 1000 automjete përdoreshin me lëndë djegëse alternative, kryesisht metanol dhe përzierje benzinë-metanol. Për të operuar në përzierjen M15, u konvertuan 850 automjete, në përzierjen M100-120 dhe 100 automjete me karburant dizel me shtimin e metanolit. Përzierja M100 është 95% metanol, 5% e mbetur përfshin fraksione të lehta të benzinës (zakonisht izopentan), të cilat janë të nevojshme për të lehtësuar ndezjen e motorit. Për funksionimin e dimrit, përmbajtja e fraksioneve të benzinës rritet në 8-9%, ndërsa përmbajtja e ujit në përzierje lejohet jo më shumë se 1%.

Një përzierje e M15 prej 85% të fraksioneve të benzinës përmban të paktën 45% hidrokarbure aromatike; përmbajtja e plumbit tetraetil në përzierje nuk kalon 0,15 g / kg, dhe përmbajtja e ujit është brenda 0,10% (praktikisht 0,05-0,06%). Përzierja M15 përmban gjithashtu aditivë kundër korrozionit.

Në një numër vendesh, metil tert-butil eteri (MTBE) përdoret si një aditiv që zgjeron burimet e benzinës me oktan të lartë. Efikasiteti i tij kundër goditjes është 3-4 herë më i lartë se ai i benzinës alkil, për shkak të së cilës është e mundur të merret një gamë e gjerë benzinash pa plumb me oktan të lartë me ndihmën e eterit. Metil tert-butil eteri karakterizohet nga parametrat e mëposhtëm: dendësia 740 - 750 kg / m3, pika e vlimit 48 - 55 ° С, presioni i avullit të ngopur (25 ° С) 32,2 kPa, nxehtësia e djegies 35,2 MJ / kg, numri oktan 95 -110 (metoda motorike) dhe 115-135 (metoda e kërkimit). Eteri shfaq efikasitetin më të madh kundër goditjes në përbërjen e benzinës së drejtpërdrejtë dhe reformimin katalitik të mënyrës së zakonshme.

Benzinat shtëpiake A-76 dhe Ai-92 me shtesa përkatësisht 8 dhe 11% metil tert-butil eter, plotësojnë kërkesat e GOST 2084-77 në të gjitha aspektet dhe treguan performancën më të mirë për sa i përket një sërë metodash të vlerësimit të kualifikimit. Benzinat me aditivë eter karakterizohen nga cilësi të mira të nisjes dhe me shpejtësi më të ulëta të motorit kanë një numër oktanesh më të lartë në krahasim me benzinat komerciale.

Treguesit e efikasitetit të karburantit dhe fuqisë së motorit kur funksionojnë me benzinë ​​me eter janë në nivelin e benzinës komerciale. Në këtë rast, toksiciteti i gazrave të shkarkimit reduktohet disi, kryesisht për shkak të reduktimit të emetimeve të monoksidit të karbonit. Ndryshimet dhe parregullsitë në gjendjen dhe funksionimin e sistemeve të motorit kur përdorni benzinë ​​me eter nuk vërehen.

Kur përdoret metanoli si lëndë djegëse, duhet të theksohet se përmbajtja e energjisë vëllimore dhe masive e metanolit është 40-50% më pak se ajo e benzinës, megjithatë, prodhimi i nxehtësisë së përzierjeve të karburantit ajër-alkool dhe benzinë-ajër gjatë djegies së tyre në motori ndryshon pak për faktin se vlera e lartë e nxehtësisë së metanolit të avullimit përmirëson mbushjen e cilindrave të motorit dhe zvogëlon densitetin e tij të nxehtësisë, gjë që çon në një rritje të plotësisë së djegies së përzierjes alkool-ajër. Si rezultat, rritja e fuqisë së motorit rritet me 10-15%. Motorët e makinave të garave që funksionojnë me metanol me një shkallë oktani më të lartë se benzina kanë raporte kompresimi më të mëdha se 15: 1, ndërsa ICE-të konvencionalë të ndezjes me shkëndijë zakonisht kanë një raport kompresimi prej 11,5: 1 për benzinën pa plumb. Metanol mund të përdoret si në motorët klasikë me djegie të brendshme ashtu edhe në qelizat speciale të karburantit për të gjeneruar energji elektrike.

Disavantazhet:

• metanol gdhendje alumini. Problemi është përdorimi i karburatorëve të aluminit dhe sistemeve të injektimit për furnizimin me karburant në motorin me djegie të brendshme.
• hidrofiliteti. Metanol tërheq ujë, gjë që shkakton bllokimin e sistemeve të furnizimit me karburant në formën e depozitave toksike të ngjashme me pelte.
• metanol Ashtu si etanoli, ai rrit kapacitetin e transmetimit të avullit plastik të disa plastikës. Kjo veçori e metanolit rrit rrezikun e rritjes së emetimeve të VOC, gjë që mund të çojë në një ulje të përqendrimit të ozonit dhe një rritje të rrezatimit diellor.
• paqëndrueshmëria e reduktuar në mot të ftohtë: Motorët me metanol mund të kenë probleme me nisjen dhe konsumojnë më shumë karburant përpara se të arrijnë temperaturën e funksionimit.

Niveli i ulët i papastërtive të metanolit mund të përdoret në karburantet ekzistuese të automjeteve duke përdorur frenuesit e duhur të korrozionit. T. n. Direktiva evropiane për cilësinë e karburantit lejon përdorimin e deri në 3% metanol me një sasi të barabartë aditivësh në benzinën e shitur në Evropë. Kina sot përdor mbi 1000 milion gallon metanol në vit si karburant automjeti në përzierjet e nivelit të ulët të përdorur në automjetet ekzistuese, si dhe përzierjet e nivelit të lartë në automjetet e dizajnuara për të përdorur metanolin si lëndë djegëse. Përveç përdorimit të metanolit si alternativë ndaj benzinës, ekziston një teknologji e përdorimit të metanolit për të krijuar një suspension qymyri mbi bazën e tij, i cili në SHBA ka emrin tregtar "metacol". Kjo lëndë djegëse ofrohet si një alternativë për naftën, e cila përdoret gjerësisht për ngrohjen e ndërtesave. Një pezullim i tillë, ndryshe nga karburanti ujë-karbon, nuk kërkon kaldaja speciale dhe ka një konsum më të lartë të energjisë. Nga pikëpamja mjedisore, lëndë djegëse të tilla kanë një gjurmë më të ulët të karbonit sesa karburantet tradicionale sintetike që rrjedhin nga qymyri duke përdorur procese ku një pjesë e qymyrit digjet gjatë prodhimit të lëndëve djegëse të lëngshme.

Sinteza e metanolit nga gazi natyror është një nga proceset teknologjike ekzistuese më efikase dhe miqësore me mjedisin. Impiantet moderne për konvertimin e gazit natyror në metanol mund të funksionojnë me efiçencë termike mbi 71% dhe janë pothuajse të vetë-mjaftueshme. Ato janë aq të pastra sa një furnizues i procesit pretendon se shumica e emetimeve në ajër gjenerohen nga kamionët dhe furgonët e transportit me benzinë ​​dhe naftë që i shërbejnë uzinës, në vend të vetë uzinës.

Përveç kësaj, impiantet e metanolit të konfiguruara siç duhet mund të ofrojnë përfitime reale duke konsumuar dioksid karboni nga burime të tjera, gjë që duhet të rrisë në mënyrë të arsyeshme pranueshmërinë e tyre për ambientalistët.

Metanoli është ndërmjetësi i dytë kimik më i rëndësishëm pas etanit/etilenit. Rëndësia e saj është rritur vitet e fundit për shkak të ndryshimeve të konfigurimit të rafinerisë, pasi nafta bruto në mbarë botën po bëhet gradualisht, por në mënyrë të pashmangshme, më e rëndë. Metanoli është shumë i rëndësishëm si lëndë e parë kimike, por përdorimi i tij si lëndë djegëse motorike është më premtues.

Në këtë artikull, ne do të hedhim poshtë dy mite rreth metanolit si lëndë djegëse automjetesh: 1) që metanoli është më toksik se karburantet e tjera motorike dhe 2) se energjia më e ulët specifike e metanolit është një problem serioz.

Shëndeti, siguria dhe mjedisi - përfitimet e metanolit

Disa ekspertë e kanë identifikuar metanolin si një neurotoksinë, megjithëse etanoli është gjithashtu një neurotoksinë e njohur, siç janë disa nga substancat që gjenden zakonisht në benzinë. Shumë do të habiten kur mësojnë se si etanoli ashtu edhe benzina janë zakonisht fatale në doza më të ulëta se metanoli. Përveç kësaj, metanoli tenton të jetë më i mirë në të gjitha aspektet e tjera të shëndetit, sigurisë dhe mbrojtjes së mjedisit. Në ujërat nëntokësore, ajo ka një gjysmë jetë 1-7 ditë, e cila është 10-100 herë më pak se ajo e disa substancave që përmbahen në benzinë.

Karburanti metanol është miratuar për pistë, kryesisht për arsye sigurie; performanca e tyre superiore ishte vetëm një bonus shtesë. Metanoli digjet pesë herë më ngadalë se benzina dhe shuhet shumë më lehtë. EPA vlerëson se përdorimi i metanolit do të rezultojë në një ulje prej 95 për qind të numrit të vdekjeve nga zjarret e automjeteve.

Automjetet me metanol me temperaturë më të ulët emetojnë pak më pak dioksid karboni, dukshëm më pak hidrokarbure dhe shumë më pak NOx se sa homologët e tyre me benzinë. Kjo është veçanërisht tërheqëse pasi NOx është kriteri më i rreptë për reduktimin e ndotjes. Karburanti metanol mund të eliminojë sistemet e mëdha të reduktimit katalitik selektiv që konsumojnë ure që gjenden aktualisht në shumicën e motorëve me naftë.

Energji specifike

Një trillim tjetër i zakonshëm është se energjia më e ulët specifike e metanolit i jep atij një status më të ulët midis karburanteve të mundshëm motorikë. Me optimizimin e duhur të sistemit, disa lëndë djegëse, veçanërisht metanoli, mund të shndërrohen në energji mekanike me efikasitet shumë më të lartë se të tjerët.

Edhe ato automjete që janë projektuar të jenë automjete me benzinë ​​ose me shumë karburant duhet të jenë në gjendje të përfitojnë pjesërisht nga numri i lartë i oktanit të metanolit dhe të arrijnë më shumë përfitime në kilometrazh se sa parashikohet vetëm nga intensiteti i energjisë. Një qytetar e konvertoi makinën e tij në 100 për qind metanol duke rregulluar softuerin e menaxhimit të motorit dhe duke e zëvendësuar me një vulë karburanti 41 cent. Fuqia e kësaj makine u rrit me 10%, dhe ekonomia e karburantit në dollarë për milje u rrit me 40% në krahasim me benzinën. Automjetet e pajisura (d.m.th. jo karburantet konvencionale me shumë karburant ose të konvertuar) duhet të performojnë shumë më mirë.

Disa shoferë të kamionëve i rinovojnë automjetet e tyre me sisteme të injektimit të metanolit / ujit në motorë dizel të pamodifikuar ndryshe, duke korrur kursime të konsiderueshme prej 20 deri në 30% mbi naftën! Kjo është një sasi e konsiderueshme për makinat që përdorin afërsisht 20,000 gallon karburant në vit. Fuqia e matur është rritur deri në 75% dhe çift rrotullimi me 65%: shifra vërtet befasuese.

Automjetet e specializuara të bazuara në metanol mund të punojnë 25-30% më me efikasitet se motorët tradicionalë me benzinë ​​dhe me pothuajse të njëjtin efikasitet si motorët me naftë. Çmimet aktuale të metanolit, duke marrë parasysh barazinë e niveleve të energjisë, janë ekuivalente me 2,60 dollarë / gallon benzinë ​​me shumicë. Por nëse metanoli është 25% më efikas se benzina, çmimi përkatës i shitjes me shumicë për metanolin në ekuivalentin e benzinës është 2,09 dollarë. Në kohën e këtij shkrimi, çmimi me shumicë i benzinës është 3,10 dollarë. Por si krahasohet metanoli me karburantet konkurruese?

Metanoli kundrejt gazit natyror të lëngshëm (LNG)

CNG pa dyshim mund të lëvizë automjetet. Megjithatë, në rastin e makinave të pasagjerëve të konsumit me çmimin e peshës më të madhe, diapazonit më të ulët, kohëzgjatjes së karburantit si dhe ngarkesave më të ulëta, kostove dukshëm më të larta të automjeteve dhe ripërpunimit dhe investimeve të mëdha të nevojshme për infrastrukturën e karburantit. Kalimi i makinave në LNG është pothuajse 30-40 herë më i shtrenjtë se metanoli. E vetmja makinë e pasagjerëve e disponueshme komerciale me energji CNG, Honda Civic GX, shitet për 7,500 dollarë më shumë se një Civic e pajisur në mënyrë të ngjashme me benzinë. Stacionet e mbushjes me LNG kushtojnë rreth dyfishin e çmimit të stacioneve të mbushjes së lëngjeve.

Metanol kundrejt etanolit

Etanoli është i krahasueshëm me metanolin në performancën e tij të transportit të konsumatorit, por nuk ka asnjë proces të provuar për konvertimin e gazit në etanol, i krahasueshëm në efikasitet me konvertimin e gazit në metanol. Si entuziazmi publik ashtu edhe subvencionet e qeverisë për etanolin me bazë misri janë duke u pakësuar.

Celanese ka njoftuar një teknologji që premton efikasitet nga gaz në etanol të krahasueshëm me teknologjitë ekzistuese të gazit në metanol. Por ajo mbetet e patestuar në një shkallë komerciale si një teknologji e pronarit. Ndërkohë, teknologjia shumë efikase e gazit në metanol është e disponueshme nga disa furnizues dhe është vërtetuar komercialisht për shumë vite.

Metanoli kundrejt karburanteve motorike konvencionale

Mbetet pyetja nëse metanoli mund të konkurrojë me karburantet tradicionale të benzinës dhe naftës. Në mjedisin aktual, përgjigja është një po e pakushtëzuar. Interesi modern për metanolin filloi në 1976 si një zëvendësim për plumbin si një përforcues oktani. Një rezultat është programi i automjeteve me metanol M85 në Kaliforni (85% metanol, 15% aditiv, zakonisht benzinë) që funksionoi nga 1982 deri në 2005. Fillimisht, këto ishin automjete të specializuara të bazuara në metanol (jo me shumë karburant), që mbulonin të gjithë gamën nga makinat tek furgonët dhe autobusët.

Është kryer mirëmbajtje dhe regjistrim i kujdesshëm si për automjetet me metanol ashtu edhe për grupin e kontrollit për automjetet me benzinë. Largësia e metanolit ishte më e ulët, por performanca e emetimit të automjeteve me metanol ishte e njëjtë ose më e mirë.

Shkarkimet e metanolit u gjetën të jenë më pak të favorshme për sa i përket formimit të ozonit. Përshpejtimi i automjeteve me metanol nga 0 në 100 km / orë ishte pothuajse një sekondë më i shpejtë se automjetet me benzinë, gjë që ishte një përmirësim i dukshëm.

Programi u ndërpre në vitin 2005. Disa citojnë fundin e programit të Kalifornisë si provë se metanoli nuk është karburant automjetesh, por në fakt, pronarët e automjeteve ishin të kënaqur me performancën e automjeteve të tyre. Kundërshtimi i tyre kryesor ishte mungesa e pikave të karburantit - vetëm 100 u instaluan në të gjithë vendin. Si rezultat, në vitin 1992 programi kaloi në automjete me karburant M85. Pa dyshim ishte e vështirë të mbahej programi në një kohë kur çmimet e naftës ishin në rënie ose të ulëta. Ndoshta mungesa e metanolit në natyrë, në krahasim me etanolin me bazë misri, ishte faktori më domethënës. Në vitin 1989, EPA e vuri metanolin në disavantazh duke ulur kërkesat e emetimit për etanolin, por jo metanolin. Nuk ka asnjë justifikim për këtë veprim.

Teknikisht, deri në 15% metanol mund të përdoret në benzinë ​​pa asnjë modifikim dhe deri në 100% me një kosto të vlerësuar prej vetëm 210 dollarë për automjetet e reja me shumë karburant (megjithëse, siç u përmend, e njëjta gjë mund të bëhet me një kosto shumë më të ulët ). Këto kosto modeste ka të ngjarë të jenë të papërfillshme në prodhimin masiv të automjeteve me metanol. Meqenëse metanoli është një lëng, si karburantet aktualisht në përdorim, infrastruktura ekzistuese e karburantit mund të shndërrohet në metanol me modifikime të vogla. Stacionet e reja të mbushjes me metanol ka të ngjarë të jenë vetëm një fraksion më të shtrenjta se ato tradicionale.

Megjithëse ky artikull fokusohet te makinat e pasagjerëve, ku metanoli mbizotëron qartë mbi alternativat dhe është të paktën në gjendje të konkurrojë me karburantet konvencionale, ne vërejmë propozimet për të zëvendësuar motorët e rëndë me naftë me motorët me metanol me djegie të brendshme të ndezur nga shkëndija. Vlerësimi jashtëzakonisht i lartë i oktanit të metanolit mund të ketë motorë të barabartë me gjysmën e zhvendosjes së gjigantëve të sotëm të naftës, duke rezultuar në kursime në peshë dhe përmirësim të efikasitetit në rrugë prej 4 deri në 9%.

SHBA dhe Kina

Shtetet e Bashkuara aktualisht po rrisin prodhimin e metanolit. Që nga rritja e çmimeve të gazit natyror në vitet 2000, industria dikur e klasit botëror të metanolit në SHBA tani importon rreth 80% të kërkesës së brendshme. Por tani, me çmimet më të ulëta të gazit natyror jashtë Lindjes së Mesme, Shtetet e Bashkuara do të bëhen sërish prodhuesi kryesor i metanolit. Dy uzina u rifilluan, një u zhvendos nga Kili dhe një konsumator i madh i metanolit njoftoi ndërtimin e një fabrike të re.

Deri në vitin 2015, SHBA-ja do të jetë afër të jetë në gjendje të plotësojë kërkesën e saj. Njoftime të tjera për impiantet e reja ka të ngjarë të bëhen në muajt në vijim, gjë që mund të bëjë që SHBA të prodhojë sërish metanol për eksport.

Ndërsa SHBA po lufton me etanolin me bazë misri, Kina po ecën përpara me një ritëm të shpejtë në prodhimin e karburantit motorik metanol. Përzierjet e metanolit janë të disponueshme nga M5 në M100, me M15 që është më i popullarizuari. Në vitin 2007, kishte 770 stacione mbushjeje metanoli; shifrat aktuale ka të ngjarë të jenë shumëfishi i këtij numri. Rritja nxitet nga kompanitë e vogla dhe rajonale - PetroChina dhe Sinopec tregojnë pak interes për shkak të kapacitetit të tyre të tepërt të rafinimit. Por vëllimet aktuale ka të ngjarë të tejkalojnë shumë kërkesën zyrtare për lëndë djegëse motorike metanol, pasi ekonomia e përzierjeve të karburantit me metanol është shumë tërheqëse. Dihet se tregu i lirë në Kinë është i gjallë dhe i shëndetshëm. Është turp që në Shtetet e Bashkuara, metanoli është i bllokuar nga varësia dhe barrierat ndaj etanolit. Pavarësisht qëndrimit mjaft të vakët, dhe ndoshta edhe kundërshtimit nga kompanitë e mëdha vendase, në Kinë, tregu me rritje më të shpejtë për karburantet motorike në botë, standardet M15 dhe M85 u zbatuan.

Përfitime të tjera. e ardhmja

Cili është potenciali që metanoli, që rrjedh nga gazi natyror, t'i japë një goditje të rëndësishme importeve amerikane të hidrokarbureve të lëngëta? Duke dhuruar 17% të gazit natyror të prodhuar aktualisht për prodhimin e metanolit, ju mund të hiqni qafe 10% të importeve amerikane të lëngjeve. Kjo do të kërkonte ndërtimin e 43 impianteve të metanolit me vlerë rreth 53 miliardë dollarë.Buxheti i investimeve të SHBA-së në industrinë e rrjedhës së poshtme për periudhën 2005-2010 ishte rreth 53 miliardë dollarë. Por ndryshe nga automjetet e bazuara në energjinë e rinovueshme ose LNG, me çmimet aktuale të benzinës, metanoli dhe gazi natyror nuk kanë nevojë të aplikojnë për subvencione dhe impiantet mund të paguajnë në 3 deri në 5 vjet duke vazhduar të gjenerojnë fitime të shkëlqyera gjatë jetës së tyre të vlerësuar 30-vjeçare. Dhe kjo pa marrë parasysh të gjitha kostot e lidhura me prodhimin e naftës në Lindjen e Mesme.

Lëndët djegëse motorike metanol të prodhuara nga gazi natyror janë të tashmen tonë dhe mund të ketë opsione të tjera në të ardhmen. Metanoli prodhohet kryesisht nga gazi natyror, por mund të prodhohet edhe nga biomasa - shumë më efikase se etanoli. Emetimet ekuivalente të dioksidit të karbonit për prodhimin e metanolit nga biomasa vlerësohen në një të dhjetën e etanolit të misrit. Kohët e fundit, automjetet me qeliza karburanti janë parë si shpëtimtarët e tregut të karburantit motorik.

Është e njohur gjerësisht se sfida më e madhe për automjetet me qeliza karburanti është tranzicioni shumë kompleks dhe i vështirë në një infrastrukturë të karburantit me hidrogjen. Por metanoli është një burim i shkëlqyer energjie për qelizat e karburantit, dhe infrastruktura për furnizimin me karburant është shumë më e lehtë për t'u organizuar. E ardhmja e qelizave të karburantit mund të mos jetë aq e largët, por prodhimi i metanolit nga gazi natyror tashmë ekziston sot.

Metanoli si lëndë djegëse në motorët me djegie të brendshme (ICE)

Ndryshe nga benzina, e cila është një përzierje komplekse e hidrokarbureve të ndryshme që përmbajnë disa aditivë, metanoli është një përbërje e thjeshtë kimike. Për sa i përket përmbajtjes së energjisë, ajo është dy herë më e ulët se benzina. Kjo do të thotë se 2 litra metanol përmbajnë të njëjtën sasi energjie si 1 litër benzinë. Megjithatë, megjithëse metanoli përmban më pak energji se benzina, numri i tij oktan (100) është më i lartë se ai i benzinës. Ky numër është mesatarja e vlerësimeve të oktanit të kërkimit (107) dhe motorit (92). Kjo do të thotë që përzierja e djegshme mund të kompresohet në një vëllim më të vogël përpara ndezjes. Kjo lejon që motori të funksionojë me një raport më të lartë kompresimi (10-11) / 1 [krahasuar me (8-9) / 1 për një motor benzine] dhe kështu përmirëson efikasitetin në krahasim me një motor benzinë. Efikasiteti rritet gjithashtu duke rritur "shpejtësinë e flakës", e cila lejon djegie më të shpejtë dhe më të plotë të karburantit në cilindra. Bazuar në këta faktorë, mund të shpjegohet pse për një motor me të njëjtën fuqi nuk është e nevojshme të merret dy herë më shumë metanol se benzina, megjithëse për sa i përket densitetit të energjisë metanoli është dy herë më i keq se benzina. Ky rregull ndiqet edhe për ata motorë që nuk janë projektuar posaçërisht për karburant metanol, por janë motorë benzine pak të modifikuar. Megjithatë, motorët e projektuar për karburant metanol sigurojnë kursime më të mëdha të karburantit. Nxehtësia latente e avullimit të metanolit është afërsisht 3.7 herë më e lartë se ajo e benzinës, prandaj, kur kalon nga një gjendje e lëngshme në një gjendje të gaztë, metanoli thith shumë më tepër nxehtësi. Kjo lehtëson largimin e nxehtësisë nga motori dhe bën të mundur përdorimin e ftohësve të ajrit për ftohje në vend të sistemeve më të rënda të veshur me ujë.

Mund të pritet që në të ardhmen, makinat e dizajnuara për të punuar me metanol, të pajisura me një bllok cilindrash më të vogël dhe më të lehtë, do të bëhen një zëvendësim ekuivalent për makinat me motorë benzinë. Ata do të kenë kërkesa më të buta për ftohje, përshpejtim më të mirë dhe rreze më të mirë. Përveç kësaj, automjetet me metanol kanë emetim të ulët të ndotësve në ajër si hidrokarburet, NO x, SO 2 dhe grimcat.

Disa probleme, që lindin kryesisht nga veçoritë e vetive kimike dhe fizike të metanolit, janë ende në pritje të zgjidhjes. Metanoli, si etanoli, përzihet me ujin në çdo raport. Ka një moment të madh dipoli si dhe një konstante të lartë dielektrike dhe për këtë arsye është një tretës i mirë për komponimet me lidhje jonike si acidet, bazat, kripërat (të cilat të gjitha përkeqësojnë problemet e korrozionit) dhe disa plastikë. Nga ana tjetër, duhet pasur parasysh se benzina, siç e kemi theksuar tashmë, është një përzierje komplekse hidrokarburesh, shumica e të cilave karakterizohen nga një moment i ulët dipoli, konstante e ulët dielektrike dhe pamundësi për t'u përzier me ujin. Prandaj, benzina është një tretës i mirë për përbërjet jopolare që formojnë lidhje kovalente.

Është e sigurt të thuhet se për shkak të dallimeve në vetitë kimike të benzinës dhe metanolit, disa materiale të përdorura për mbushjen dhe ruajtjen e benzinës, për prodhimin e pajisjeve dhe elementeve lidhëse, shpesh do të rezultojnë të papërshtatshme për të punuar me metanol. Për shembull, metanoli mund të gërryejë disa metale, duke përfshirë aluminin, zinkun dhe magnezin, megjithëse nuk ka asnjë efekt mbi çelikun ose gize. Metanoli gjithashtu mund të reagojë me disa plastikë, goma dhe guarnicione, duke bërë që ato të zbuten, të fryhen ose të bëhen të brishtë dhe të degradohen, duke çuar përfundimisht në rrjedhje ose keqfunksionime. Prandaj, sistemet e krijuara për të përdorur vetëm metanol duhet të jenë të ndryshme nga sistemet e krijuara për të përdorur benzinë, megjithëse diferenca në çmim nuk ka gjasa të jetë e dukshme. Tashmë ka disa lloje të vajrave dhe lubrifikantëve të motorit që janë në përputhje me metanolin, por zhvillimi i këtyre materialeve duhet të vazhdojë.

Me metanolin e pastër, mund të lindin probleme me ndezjen e ftohtë, sepse lëndë djegëse të tilla nuk përmbajnë përbërës të paqëndrueshëm (butan, izobutan, propan) që gjenden në benzinë ​​dhe që i japin motorit avuj të ndezshëm edhe në kushtet më të ftohta. Ky problem më së shpeshti zgjidhet duke shtuar më shumë përbërës të paqëndrueshëm në metanol. Për shembull, në automjetet me një sistem karburanti fleksibël, përdoret një përzierje e M85, që përmban 15% benzinë. Përmbajtja e tij e avullit është e mjaftueshme për të ndezur motorin edhe në klimat më të ftohta. Një tjetër opsion parashikon krijimin e një pajisjeje shtesë për avullimin ose spërkatjen e metanolit në pika të vogla që janë më të lehta për t'u ndezur. Problemet teknike lindin gjithmonë kur zhvillohet ndonjë teknologji e re. Megjithatë, vështirësitë teknike që pengojnë futjen e metanolit si një përbërës i përzierjeve të karburantit ose si zëvendësues i benzinës në automjetet me motorë me djegie të brendshme janë ndër problemet mjaft të zgjidhshme dhe, për më tepër, zgjidhjet për shumicën e problemeve tashmë janë gjetur. gjetur.

Kur përdorni metanol si lëndë djegëse, duhet të theksohet se intensiteti i energjisë vëllimore dhe masive (nxehtësia e djegies) e metanolit (nxehtësia specifike e djegies = 22,7 MJ / kg) është 40-50% më pak se ai i benzinës, megjithatë, në në të njëjtën kohë, prodhimi i nxehtësisë i përzierjeve alkool-ajër dhe benzinë ​​karburant-ajër gjatë djegies së tyre në motor, ndryshon pak për faktin se vlera e lartë e nxehtësisë së avullimit të metanolit përmirëson mbushjen e cilindrave të motorit dhe zvogëlon densitetin e tij të nxehtësisë, gjë që çon në një rritje të kompletimit të djegies së përzierjes alkool-ajër. Si rezultat, fuqia e motorit rritet me 7-9%, dhe çift rrotullimi me 10-15%. Motorët e makinave të garave që punojnë me metanol me një shkallë oktani më të lartë se benzina kanë një raport kompresimi më të madh se 15:1 [ burimi nuk është specifikuar 380 ditë], ndërsa në një ICE konvencionale me ndezje shkëndijash, raporti i kompresimit për benzinën pa plumb është zakonisht më pak se 11.5: 1. Metanoli mund të përdoret si në motorët klasikë me djegie të brendshme ashtu edhe në qelizat speciale të karburantit për të prodhuar energji elektrike.

Më vete, duhet të theksohet një rritje në efikasitetin e treguesit kur një ICE klasik punon me metanol në krahasim me funksionimin e tij në benzinë. Një rritje e tillë shkaktohet nga një ulje e humbjeve të nxehtësisë dhe mund të arrijë disa përqind

disavantazhet

Metanol etchant alumini. Problemi është përdorimi i karburatorëve të aluminit dhe sistemeve të injektimit të karburantit për motorët me djegie të brendshme. Kjo vlen kryesisht për metanolin e papërpunuar, i cili përmban sasi të konsiderueshme të papastërtive të acidit formik dhe formaldehidit. Metanol teknikisht i pastër që përmban ujë fillon të reagojë me aluminin në temperatura mbi 50 ° C, por nuk reagon fare me çelikun e zakonshëm të karbonit.

Hidrofiliteti. Metanoli tërheq ujë, gjë që shkakton shtresimin e përzierjeve të karburantit benzinë-metanol.

Metanoli, si etanoli, rrit përshkueshmërinë e avullit plastik të disa plastikës (p.sh. HDPE). Kjo veçori e metanolit rrit rrezikun e një rritje të emetimit të substancave organike të avullueshme, gjë që mund të çojë në një ulje të përqendrimit të zonës dhe një rritje të rrezatimit diellor.

Paqëndrueshmëria e reduktuar në mot të ftohtë: motorët që punojnë me metanol të pastër mund të kenë probleme me fillimin në temperatura nën + 10 ° C dhe të kenë rritur konsumin e karburantit përpara se të arrijnë temperaturën e funksionimit. Megjithatë, ky problem mund të zgjidhet lehtësisht duke shtuar 10-25% benzinë ​​në metanol.

Niveli i ulët i papastërtive të metanolit mund të përdoret në karburantet ekzistuese të automjeteve duke përdorur frenuesit e duhur të korrozionit. T. n. Direktiva Evropiane e Cilësisë së Karburantit lejon përdorimin e deri në 3% metanol me një sasi të barabartë aditivësh në benzinën e shitur në Evropë. Kina sot përdor mbi 1,000 milion gallon metanol në vit si karburant automjeti në përzierjet e nivelit të ulët të përdorur në automjetet ekzistuese, si dhe përzierjet e nivelit të lartë në automjetet e projektuara për të përdorur metanolin si lëndë djegëse.

Përveç përdorimit të metanolit si alternativë ndaj benzinës, ekziston një teknologji e përdorimit të metanolit për të krijuar mbi bazën e tij një suspension qymyri, i cili në SHBA quhet komercialisht "metacoal". Kjo lëndë djegëse ofrohet si një alternativë për naftën djegëse, e cila përdoret gjerësisht për ngrohjen e ndërtesave (Fuel oil). Një pezullim i tillë, ndryshe nga karburanti ujë-karbon, nuk kërkon kaldaja speciale dhe ka një konsum më të lartë të energjisë. Nga pikëpamja mjedisore, lëndë djegëse të tilla kanë një gjurmë më të ulët të karbonit sesa karburantet tradicionale sintetike që rrjedhin nga qymyri duke përdorur procese ku një pjesë e qymyrit digjet gjatë prodhimit të lëndëve djegëse të lëngshme.