Paliwo etanolowe w pojazdach
Etanol jest stosowany między innymi jako biopaliwo. Alkohol ten jest wytwarzany głównie ze zbóż lub innych rodzajów biomasy i wykorzystywany jako paliwo w postaci czystej lub jako domieszka do benzyny (np. Super). Wartość procentowa (np. E5, E10, E20, E85) określa zawartość etanolu w paliwie i wpływa na zużycie oraz wydajność energetyczną na litr. W samochodach wyższa zawartość etanolu zazwyczaj powoduje nieznaczny wzrost zużycia paliwa, ale przy zrównoważonej produkcji może zmniejszyć emisję CO₂. Praktyczne zastosowanie zależy od kompatybilności pojazdu, dostępności oraz pożądanej równowagi między wydajnością energetyczną a wpływem na środowisko.
Podstawy
Etanol jest od lat domieszką do benzyny. Prawie zawsze chodzi o bioetanol z surowców odnawialnych. Jest to jeden z powodów stosowania bioetanolu: bioetanol jest prawie całkowicie neutralny pod względem CO2. Ponadto podczas spalania etanolu uwalnia się znacznie mniej szkodliwych substancji niż podczas spalania benzyny.
Kolejną zaletą jest wyższa liczba oktanowa etanolu, czyli odporność na niekontrolowany samozapłon. Konsekwencją jest lepsze spalanie i moc silnika.
Jednak etanol w paliwie to nie tylko zalety. Etanol ma mniejszą gęstość energetyczną niż benzyna. Im wyższa zawartość etanolu w paliwie, tym większe zużycie, co prowadzi do mniejszego zasięgu. Ma to jednak znaczenie dopiero przy wyższych proporcjach mieszanki: w przypadku E85 rzeczywiste zwiększone zużycie wynosi ok. 30%.
Chociaż zużycie paliwa wzrasta z powodu wysokiej zawartości etanolu, emisja zanieczyszczeń jest niższa niż w przypadku tradycyjnej benzyny o niższym zużyciu.
Kolejną wadą jest to, że etanol powoduje pogorszenie właściwości rozruchu na zimno. Dlatego tylko specjalne silniki mogą jeździć na paliwie o wysokiej zawartości etanolu.
Kolejnym aspektem, który ma niewiele wspólnego z gęstością energetyczną, neutralnością CO2 czy substancjami szkodliwymi, jest pochodzenie bioetanolu.
Istotne jest, czy etanol został pozyskany z odpadów, czy z potencjalnych zasobów żywnościowych, takich jak rzepak, kukurydza lub trzcina cukrowa. Powstaje tu potencjalna konkurencja między żywnością a paliwem, ale także między zależnością a niezależnością od surowców kopalnych.
Silniki Flex-Fuel
Pojazdy Flex-Fuel mają w porównaniu z tradycyjnymi silnikami benzynowymi kilka interesujących ulepszeń, np. w układzie paliwowym lub pierścieniach tłokowych. Silniki te mogą pracować przy dowolnym stosunku mieszanki benzyny i etanolu (lub metanolu). Możliwa jest także praca z czystym etanolem. Stąd pojęcie „Flex-Fuel”. W przypadku Brazylii liczba pojazdów z silnikami Flex-Fuel wynosi ok. 80 %.
Ze względu na nienajlepsze właściwości etanolu podczas rozruchu na zimno w temperaturach poniżej 13 °C silniki Flex-Fuel wyposażone są w dodatkowy układ paliwowy z kolejnym zbiornikiem benzyny. Dodatek benzyny gwarantuje rozruch w każdych warunkach. Po fazie rozgrzewania silnik ponownie pracuje na etanolu.
Udoskonalenie systemu umożliwia rezygnację z dodatkowego zbiornika. Zamiast tego elementy grzejne doprowadzają etanol do wymaganej temperatury.
Ogólnie rzecz biorąc, pojazdy Flex-Fuel są dostosowane do warunków pracy z etanolem w taki sposób, że nie ma żadnych wyraźnych wad w porównaniu z pracą na benzynie.
W połączeniu z niezależnością od typu paliwa, potencjalnymi korzyściami cenowymi i ochroną środowiska, wyższa odporność na spalanie stukowe i moc silnika na etanolu stwarzają dobre warunki do zmniejszania rozmiarów silników.
Zawartość etanolu na świecie
Podczas gdy E5 i E10 są szeroko rozpowszechnione w Europie, E85 jest raczej produktem niszowym. E85 można tankować we Francji i w Skandynawii. W Niemczech przez pewien czas promowano paliwo E85. Po zakończeniu wsparcia paliwo E85 zniknęło z nielicznych stacji benzynowych, które je oferowały.
W Ameryce Północnej, w zależności od regionu i kraju, standardem jest E10. Tam coraz większą popularność zyskują paliwa E15 i E85, przy czym E85 nadaje się wyłącznie do silników Flex-Fuel. Zwłaszcza w USA powszechnie dostępna kukurydza jest wykorzystywana do produkcji bioetanolu.
Silniki Flex-Fuel są najbardziej rozpowszechnione w Brazylii, gdzie można również tankować E100. E100 składa się w 93 % z etanolu i w 7 % z wody. Ogólnie zawartość etanolu w paliwie w Ameryce Południowej jest znacznie wyższa: E25 jest standardem w Brazylii, E12 dopiero od pewnego czasu w Argentynie.
Afryka stanowi dokładne przeciwieństwo, ponieważ tam w paliwie prawie nie ma etanolu – z wyjątkiem kilku krajów i prób.
W Azji sytuacja jest bardziej zróżnicowana, a tendencja sięga od E10 do E20.
Australia i Oceania przypominają natomiast kraje europejskie.
Podsumowując, można stwierdzić, że zawartość etanolu w paliwie na całym świecie stale rośnie. Dzięki temu zmniejsza się zależność od surowców kopalnych i obniżane są emisje.
Wyjątek Brazylii
Brazylia stanowi międzynarodowy wyjątek, jeśli chodzi o zawartość etanolu w paliwie. E100 jest tu szeroko rozpowszechniony, a nawet „zwykła” benzyna o oznaczeniu E25 ma wysoką zawartość etanolu. Ale dlaczego tak jest?
Przyczyny są różnorodne i wynikają przede wszystkim z ceny, opodatkowania oraz dostępnych surowców. Jako surowiec wykorzystywana jest uprawiana na dużych obszarach trzcina cukrowa. Aby skompensować mniejszą gęstość energetyczną (a tym samym zasięg) etanolu, cena czystego etanolu musi być co najmniej o 30 % niższa od ceny benzyny.
Silniki są do tego przystosowane i wykorzystują technologie, które niezawodnie umożliwiają pracę na czystym etanolu. Pionierem w rozwoju technologicznym jest firma VW, bez której nie można sobie wyobrazić Brazylii.
VW sprawił, że silniki Flex-Fuel, które mogą być zasilane zarówno etanolem, jak i benzyną, stały się dostępne dla mas.
Słowa kluczowe
To może Cię również zainteresować