Porovnání jednotlivých způsobů pohonu motorových vozidel (technologií):

Transkript

1 Porovnání jednotlivých způsobů pohonu motorových vozidel (technologií): 1. Spalovací motor 2. CNG 3. LPG 4. LNG 5. Vodík 6. Elektromobil 1. Spalovací motor Spalovací motor je mechanický tepelný stroj, který vnitřním nebo vnějším spálením paliva přeměňuje jeho chemickou energii na energii tepelnou a na mechanickou energii působením na píst, lopatky turbíny, nebo s využitím reakční síly. Motor vykonává mechanickou práci a jako takový slouží coby pohon jiných strojních zařízení. Spalovací motory všech typů nalezly největší uplatnění zejména v dopravních a mobilních mechanizačních prostředcích všech druhů (nezávislá trakční vozidla, resp. lokomotivy, plavidla hladinová i ponorná neboli ponorky, motorová vozidla, letadla, stavební a zemědělské stroje, vojenská a jiná speciální vozidla, nouzové generátory elektrického proudu atd.). Vysoké emise CO2 surovinová závislost 2. CNG CNG (anglicky Compressed Natural Gas) je stlačený zemní plyn (metan). Používá se jako palivo pro pohon motorových vozidel a je považován za relativně čistější alternativu k benzínu a motorové naftě, ale také k LPG. Variantou metanu jako paliva je LNG, což je zkapalněný zemní plyn. CNG je na rozdíl od LPG součástí koncepce ministerstva dopravy ČR na podporu ekologických paliv. Podpora a rozvoj infrastruktury pro CNG bude v nejbližších letech

2 směřovat k masivnějšímu nasazení osobních, nákladních aj. užitkových vozidel (autobusy, manipulační technika), dle současného stanoviska až k 10% podílu CNG vozidel na celkovém počtu vozidel v ČR. Některé zdroje uvádí, že koncepce je zmanipulovaná a znevýhodňuje účelově dosud rozšířenější LPG (propan butan), jiné zdroje odkazují více na to, že je to důsledkem spojitosti zpracování ropy a výroby LPG. Oproti spalovacím motorům jsou emise CO2 nižší o pouhých 20 % Surovinová závislost. 3. LPG (zkapalněný ropný plyn) LPG (z angličtiny Liquefied Petroleum Gas) neboli zkapalněný ropný plyn je směs uhlovodíkových plynů používaná jako palivo do spalovacích spotřebičů a vozidel. V posledních desetiletích se však zkapalněný propan butan stal pod zkratkou LPG oprávněně palivem skutečně populárním. Využití nalézá v zážehových motorech osobních automobilů. Někdy jde o původně benzinové, na LPG přestavěné motory. Čím dál častěji jde ale o zážehové motory, které jsou k pohonu na LPG připraveny už od výrobce. Nízké emise vznikající při spalování LPG si získaly přívlastek ekologicky čisté palivo. Pokud takto hovoříme o zkapalněném ropném plynu LPG, jedná se z hlediska kvality samozřejmě o zcela jinou jakost, než jakou má propan butan v bombách na vaření. Propanbutanové bomby používané při kempování (nebo jinde) k vaření, obsahují různé nečistoty, kaly i kondenzovanou vodu. Co je únosné na ohřátí oběda, není samozřejmě vhodné pro palivový systém automobilu. Jestliže se rozhodnete používat k pohonu auta místo benzinu či nafty raději propanbutanový plyn LPG, získáte řadu výhod. I přes dílčí limity a některá specifika provozu vozidel poháněných plynem jsou výhody jízdy na plyn LPG tak jednoznačné, že počet provozovatelů vozidel s pohonem na LPG neustále roste. Základní statistické údaje o rozšířenosti LPG pro pohon vozidel k : Počet vozidel s pohonem LPG na území ČR: cca Počet LPG čerpacích stanic na území ČR: cca 900. Počet LPG čerpacích stanic na území Evropy: cca

3 Výhody pohonu na plyn LPG Nízká cena LPG Ve srovnání s naftou nebo benzinem je prodejní cena plynového paliva LPG cca poloviční. Rychlá návratnost do přestavby motoru (úspora cca Kč na ujetých kilometrů). Firemní vozidla LPG jsou osvobozena od silniční daně. Úspornější provoz Nezcizitelnost LPG nelze na rozdíl od nafty či benzinu odcizit. Interval výměny motorového oleje je delší, protože nedochází k jeho ředění, díky LPG takto ušetříte další výdaje za olej. Výborné mísení plynu se vzduchem Úplné a úsporné spalování bez kouře. Spalování bez pachu a sazí. Na svíčkách, pístech a ventilech se neusazuje karbon. Další výhody LPG Nižší hlučnost a větší klid motoru (díky vysokému oktanovému číslu ). Dostatečně hustá síť čerpacích stanic LPG v ČR i v celé Evropě. Ekologičtější provoz z důvodů výše uvedených. 4. LNG (Zkapalněný zemní plyn) V současné době jsou pro pohon automobilů nejvíce využívanými plyny propan butan a zemní plyn, ten především stlačený CNG, v menší míře pak zkapalněný LNG (Liquefied Natural Gas). Na LNG dnes ve světě jezdí přibližně několik tisíc vozidel, nejvíce v USA. Nárůst využívání LNG je v nejbližších letech očekáván v Asii (Čína, Korea) a v Evropě (Anglie, Německo, Španělsko). Vlastnosti: Zkapalněný zemní plyn je % metan (se zbytky etanu, propanu, vyšších uhlovodíků, dusíku ), který je zchlazen na 162 C při atmosférickém tlaku.

4 Zkapalněný zemní plyn je studená, namodralá, průzračná kapalina bez zápachu, nekorozívní, netoxická, s malou viskozitou. Výhody LNG: Větší dojezd vozidla na LNG oproti CNG (jedna z hlavních nevýhod CNG), na srovnatelnou úroveň s klasickými pohonnými hmotami. Pozn. Pro srovnání: 1,5 litru LNG energeticky odpovídá 1 litru benzínu 1,7 litru LNG energeticky odpovídá 1 litru nafty Vysoce čisté palivo s minimem škodlivých emisí. Vysoká hustota energie (srovnatelná s ropnými látkami). Nepříliš těžká palivová nádrž. Doba plnění srovnatelná s klasickými palivy. Bezpečnější provoz (vyšší zápalná teplota LNG oproti benzínu)., Oproti CNG zmenšení objemu palivových nádrží a tím zvětšení úložného prostoru ve vozidle. Nevýhody LNG: Uchovávání za velmi nízkých teplot. Odpar z nádrže při delší odstávce vozidla. Složitější a nákladnější technologie v porovnání se stlačeným zemním plynem. Jiná technologie plnění vozidel a nová rizika při tankování. 5. Vodík Očekává se, že těžba fosilních paliv (zejména ropy a zemního plynu) klesne a jejich ceny porostou. Jedním z náhradních paliv by mohl být vodík, jehož zásoby ve vodě jsou téměř nevyčerpatelné. Zatím ale ještě není jasné, která z technologií výroby vodíku je nejvýhodnější, jak lze vodík skladovat ve velkém, jak nejlépe ho bez nebezpečí výbuchu dopravovat na velké vzdálenosti, z čeho a jak by se měly konstruovat vodíkové motory, kam by se měly umístit palivové nádrže a kolik to všechno bude stát. Téma výzkumu a vývoje vodíkové energetiky se objevuje v prestižních časopisech a zabývají se jím velké nadnárodní firmy.

5 Přednosti vodíku jako paliva: Zásoby vodíku ve vodě jsou téměř nevyčerpatelné. Vodík má vysokou hustotu energie (vztaženo na jednotku hmotnosti) a dá se transportovat i skladovat. Z hlediska ochrany životního prostředí je spalování vodíku čistší než spalování fosilních paliv, vznik vody není provázen toxickými sloučeninami ani skleníkovými plyny. Problémem zůstávají oxidy dusíku vznikající ve spalovacím prostoru vodíkového motoru. Jejich množství závisí na přebytku kyslíku, teplotě, tlaku a době zdržení spalin při vysokých teplotách ve spalovacím prostoru. Co se týče exhalací oxidu uhličitého a uhlíkatých sloučenin z vodíkového motoru, ukázaly analýzy, že jsou minimálně o tři řády nižší než u stejně silného motoru spalujícího benzin, naftu či zemní plyn. Všechny exhalace ve vodíkovém motoru přitom pocházejí z tepelného rozkladu motorových olejů ulpívajících na stěnách válců, popřípadě mazacích a těsnicích turbinových olejů. Nevýhody vodíku jako paliva: Nelze však opomenout, že z charakteru hoření, které je u vodíku výrazně rychlejší, vyplývá poměrně vysoká, dle provozních podmínek motoru až o řád vyšší koncentrace nenasycených uhlovodíků (zejména benzenu) ve spalinách. 6. Elektromobil (elektrické vozidlo zkratka EV; někdy též bateriové elektrické vozidlo BEV) je automobil na elektrický pohon. Je poháněn elektromotorem a jako zdroj energie využívá obvykle akumulátor, který musí být před jízdou nabit a hlavně na jeho kapacitě závisí dojezdová vzdálenost elektromobilu. Elektromobil je vozidlo poháněné elektrickou energií baterií, palivových článků nebo solárních panelů. Neobsahuje spalovací motor, převodovku, výfukový systém, olej, zapalovací svíčky, rozvody, spojku, atp.

6 zdroj: Výhody: Náklady na provoz elektromobilu jsou zejména v ceně vlastní elektrické energie a jsou srovnatelné s cenou fosilních paliv bez spotřebních daní a zbytek provozní ceny pak tvoří amortizace akumulátorů. V přepočtu nákladů na km jsou náklady na provoz elektromobilu v porovnání se spalovacím motorem výrazně nižší. Elektromobily neprodukují svým provozem výfukové plyny. Další výhodou je v podstatě bezúdržbový provoz trakčního systému, je li vozidlo vybavené BMS (Battery Management System) a tepelnou ochranou akumulátorových článků. Účinnost elektromotoru i dobíjení akumulátorů dosahuje až 90 %. Celková Nevýhody: účinnost pohonu závisí na účinnosti výroby elektřiny pro pohon z primárního zdroje a energetické účinnosti použitých akumulátorů či palivových článků (ta se pohybuje kolem % podle použité technologie olovo, NiMH, Li ion, Li pol). Na rozdíl od běžného automobilu lze ale zvyšovat využití energie tzv. rekuperací, v praktickém provozu až o přibližně 25 % to je možné zvláště v městském provozu nebo členitém terénu. Nevýhodou je vysoká nákupní cena (hlavně akumulátorů), nižší dojezdová vzdálenost a delší doba potřebná pro nabíjení. Lze předpokládat, že se elektromobily budou v budoucnosti stále více využívat z důvodu ochrany životního prostředí a růstu cen fosilních paliv. Dojezd a dobíjení cng.ochranamotoru.cz/auta jizda slapni na plyn ropny lpg propan butan.htm pohonne hmoty 126/ palivem budoucnosti