ВОЗМОЖНЫЕ ЗАМЕНИТЕЛИ НЕФТЯНЫХ ТОПЛИВ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ.

Наиболее полноценными заменителями нефтяных топлив могут быть бензин и дизельное топливо, получаемые из каменного угля или горючих сланцев. Применение их не требует никаких изменений в конструкции существующих автомобильных двигателей. В этом главное их преимущество. Но технология получения таких топлив достаточно сложна, требует больших, энергозатрат, в связи с чем массового промышленного их производства пока нет.

Топлива из каменного угля и сланцев, несомненно, перспек­тивны, но появление их в ощутимых масштабах можно ожидать в достаточно отдаленном будущем. Одним из современных заме­нителей нефтяных автомобильных топлив являются углеводо­родные газы, точнее, два их вида. Первый вид — это сжижае­мые газы, т. е. такие, которые при обычных температурах и небольшом давлении (выше 0,75 МПа) могут находиться в жид­ком состоянии. Второй вид — несжимаемые в обычных услови­ях. Из газов первого вида интерес представляет пропан в смеси с бутаном, а второго — природные газы, метан, этан и др.

Сжижаемые газы получили небольшое применение. Промышленностью выпускаются газобаллонные автомобили на сжиженных газах: ЗИЛ-138, ГАЗ-53-07. Но ресурсы пропана ограничены и поставка его для транспорта не будет значительной.

Применение газов второго вида начиналось в Москве в 1938 г. Но в послевоенные годы не возобновлялось вследствие чрезмерно большой массы баллонов высокого давления (20,0МПа). Однако этот недостаток может быть частично уст­ранен использованием облегченных высокопрочных баллонов из легированной стали, а также применением газа в охлажденном виде в изотермических баллонах. Автомобили с двигателями, работающими на природном газе, требуют создания сети соот­ветствующих газонаполнительных станций с компрессорами и ресиверами высокого давления (до 35,0 МПа), тем не менее расширение их использования является вполне перспективным, учитывая практически неограниченные запасы таких газов.

Возможными заменителями нефтяных топлив на автомобилях могут также стать: метанол (метиловый спирт), этанол (этило­вый спирт), аммиак, водород и др. Все они обладают физико-химическими свойствами, существенно отличными от бензина и дизельного топлива. Спирты имеют значительно более низкую теплоту сгорания, гигроскопичны и применение их требует специальных мер по облегчению пуска двигателя; водород труднотранспорта­белен на автомобиле; стоимость заменителей относительно вы­сока. Тем не менее в зарубежных странах ведутся исследования возможностей применения для автомоби­лей заменителей всех видов как в чистом виде, так и в виде добавок к нефтяным топливам. Имеются сведения об уже прак­тическом применении этилового спирта в качестве добавки к бензину в Бразилии, США, Канаде, Австралии и других стра­нах. Метиловый спирт получил применение в ФРГ в качествё добавки к бензину в количестве до 15 %.

Особого внимания заслуживает проблема применения водорода. Его запасы в природе практически неограниченны. Он имеет наиболее высокую теплоту сгорания, хорошо воспламеняется, быстро и полностью сгорает, а продукты горения даже при использовании в качестве окислителя атмосферного воздуха, содержащего азот, могут быть практически безвредными в экологическом отношении.

Водород может использоваться в качестве топлива в поршневых двигателях при сравнительно небольшом конструктивном их изменении, а также путем прямого преобразования его энер­гии в электрическую в электрохимическом топливном элементе.

Для развития практического применения энергии водорода на транспорте требуется решение ряда проблем и проведение большого объема исследований. Одной из этих проблем являет­ся хранение водорода на автомобиле. В газообразном сжатом состоянии требуется чрезмерно большая масса баллонов высо­кого давления, около 116 кг на 1 кг водорода. В жидком состоя­нии при температуре —253^ºС масса криогенного топливного бака, хотя и будет вполне приемлемой (7—12 кг на 1 кг водо­рода), но стоимость сжиженного водорода и всей системы пита­ния двигателя существенно возрастет (в 5—7 раз), заправка водородом и эксплуатация усложнятся. Наиболее перспективной формой хранения водорода на транспортных средствах может быть использование металлогидридов. Стоит проблема изыска­ния такого широкодоступного металлогидрида, в котором содер­жание водорода по массе было бы как можно большим. Пока что наиболее доступным является железо-титановый металлогидрид, но содержание водорода в нем меньше -2%. Сущест­вующие металлогидриды с высоким содержанием водорода лантановый (до 12 %) и магниевый (7,7%) —для широкого использования недоступны.