Этаноловое топливо в автомобилях

Этанол уже много лет добавляют в бензин. При этом почти всегда речь идет о биоэтаноле, который получают из возобновляемого сырья. Это одна из причин, по которой используется биоэтанол: биоэтанол почти полностью нейтрален с точки зрения выбросов CO2. Кроме того, при сжигании этанола выделяется значительно меньше вредных веществ, чем при сжигании бензина.

Еще одним преимуществом является более высокое октановое число этанола, то есть его устойчивость к самовоспламенению. Это способствует более полному сгоранию топлива и повышению мощности двигателя.

Однако добавление этанола в топливо имеет не только преимущества. Этанол обладает меньшей энергетической плотностью, чем бензин. Чем выше содержание этанола в топливе, тем больше расход топлива, что приводит к уменьшению запаса хода. Однако это проявляется только при более высоких соотношениях смеси: при использовании топлива E85 фактическое увеличение расхода составляет около 30 %.

Несмотря на то, что расход топлива увеличивается из-за высокого содержания этанола, выбросы вредных веществ оказываются ниже, чем при использовании обычного бензина с меньшим расходом.

Еще одним недостатком является то, что этанол ухудшает характеристики холодного запуска двигателя. Поэтому на топливе с высоким содержанием этанола могут работать только специальные двигатели. 

Другой аспект, который мало связан с энергетической плотностью, углеродной нейтральностью или выбросами вредных веществ, — это происхождение биоэтанола.

Важно то, как был получен этанол — из отходов или из потенциальных продовольственных культур, таких как рапс, кукуруза или сахарный тростник. Здесь возникает потенциальная конкуренция между продовольствием и топливом, а также между зависимостью и независимостью от ископаемого сырья.

По сравнению с обычными автомобилями с бензиновыми двигателями автомобили с двигателями Flex Fuel имеют ряд интересных модификаций, например, топливной системы или поршневых колец. Двигатели могут работать при любом соотношении бензина и этанола (или метанола). Кроме того, двигатели способны работать на чистом этаноле. Отсюда и происходит термин «Flex Fuel». В Бразилии, например, доля автомобилей с двигателями Flex Fuel составляет около 80 %. 

Из-за плохих характеристик холодного запуска на этаноле при температуре ниже 13 °C двигатели Flex Fuel оснащены дополнительной топливной системой с дополнительным бензобаком. Добавление бензина позволяет обеспечить запуск в любых условиях. После фазы прогрева двигатель продолжает работать на этаноле. 

Усовершенствованная версия топливной системы позволяет отказаться от дополнительного бак. Вместо него предусмотрены нагревательные элементы, которые нагревают этанол до необходимой температуры.

В целом автомобили с двигателями Flex Fuel адаптированы к условиям эксплуатации на этаноле, благодаря чему по сравнению с эксплуатацией на бензине они не имеют каких-либо заметных недостатков.

В сочетании с независимость от типа топлива, потенциальными ценовыми преимуществами и экологичностью повышенная детонационная стойкость и мощность двигателя, работающего на этаноле, создают благоприятные условия для уменьшения рабочего объема двигателей.

В то время как бензин марок E5 и E10 широко распространены в Европе, топливо E85 является скорее нишевым продуктом. E85 можно заправить во Франции и в Скандинавии. В Германии на протяжении некоторого времени предоставлялись льготы на использование топлива E85. После отмены льгот топливо E85 исчезло с тех немногих заправок, где оно продавалось.

В Северной Америке, в зависимости от региона и страны, топливо E10 является стандартом. Там бензин марок E15 и E85 становится все более популярным, при этом E85 подходит только для двигателей Flex Fuel. Именно в США доступная в больших объемах кукуруза используется для производства биоэтанола.

Наибольшее распространение двигатели Flex Fuel получили в Бразилии, где можно заправляться даже топливом E100. В составе топлива E100 93 % этанола и 7 % воды. В целом содержание этанола в топливе в Южной Америке значительно выше: в Бразилии стандартным является бензин E25, а в Аргентине топливо E12 появился лишь недавно.

 Африка представляет собой полную противоположность, поскольку там в топливе практически нет этанола, за исключением некоторых стран и экспериментальных проектов.

В Азии ситуация выглядит более разнообразной: здесь диапазон марок топлива составляет от E10 до E20.

Австралия и Океания, напротив, схожи с европейскими странами. 

В заключение можно отметить, что содержание этанола в топливе неуклонно растет во всем мире. Благодаря этому снижается зависимость от ископаемого сырья и сокращаются выбросы.