В Соединенных Штатах имеется широкий выбор альтернативных видов топлива. Каждое топливо представляет собой вариант замены бензина и снижения выбросов, вызванных сжиганием бензина в транспортных средствах. Некоторые альтернативные виды топлива также имеют промышленное и бытовое применение. Преимущества и ограничения этих видов топлива являются ключом к пониманию того, как можно использовать каждое из этих видов топлива.
Альтернативное топливо — это вещество, которое можно использовать в качестве топлива для транспортных средств, кроме традиционных источников топлива, таких как нефть, уголь, природный газ и пропан. Каждое топливо обладает уникальным сочетанием преимуществ, таких как доступность, совместимость с транспортными средствами, энергоэффективность, стоимость и сокращение выбросов.
Доступные виды альтернативного топлива
Следующие альтернативные виды топлива в настоящее время разрабатываются и исследуются в Соединенных Штатах.
Этиловый спирт
Этанол производят из кукурузы, которая подвергается ферментации и дистилляции. Это одно из наиболее широко используемых альтернативных видов топлива в США.
Американская коалиция за Этанол утверждает , что этанол:
- Обладает высоким октановым числом, благодаря чему повышается КПД двигателя.
- Обладает меньшей энергоемкостью, чем бензин. Это означает, что для прохождения определенного расстояния требуется больше этанола, чем бензина.
- Может использоваться в автомобилях с бензиновым двигателем в США в концентрации до 10 процентов.
- Может использоваться в специализированных легковых и грузовых автомобилях, известных как автомобили с гибким топливом, в концентрациях до 85 процентов.
- Используется как добавка к бензину во многих штатах, в концентрации до 10 процентов.
- Предлагается в штатах Среднего Запада как топливо E85, которое на 85 процентов состоит из этанола и на 15 процентов из бензина.
- Широко используется в качестве альтернативного топлива для сельского хозяйства .
Этанол используется в качестве альтернативного топлива для самолетов. Этанол авиационного качества (AGE-85) представляет собой 85-процентное топливо, смешанное с этанолом, которое начинает заменять 100-октановый авиационный бензин с низким содержанием свинца, который был стандартным топливом для самолетов с поршневыми двигателями со времен Второй мировой войны. Для получения дополнительной информации о AGE-85 посетите страницу альтернативного использования Американской коалиции по этанолу . Этанол широко используется в промышленности в средствах личной гигиены и бытовых чистящих средствах.
Биодизель
Биодизель производится из соевых бобов, растительного масла или отработанного ресторанного жира, в состав которого входит животный жир.
Биодизель:
- Не содержит нефти, но его можно смешивать с нефтяным дизельным топливом для создания биодизельной смеси.
- Может использоваться в дизельном двигателе со смесью 20% биодизеля и 80% бензина без каких-либо модификаций двигателя.
- При использовании в дизельном двигателе производит меньше несгоревших углеводородов и угарного газа, чем дизельное топливо; не содержит серы и не содержит углерода.
- Подсолнечное масло и пальмовое масло используются для производства биодизельного топлива. Их можно использовать в естественном виде в качестве топлива, если в автомобиле установлен топливный нейтрализатор на растительном масле.
Биодизельные смеси для отопления дома:
Биодизельные смеси также можно использовать в стандартных масляных печах или котлах, что делает их альтернативным источником топлива для отопления жилых домов. По данным Amerigreen , если бы все домохозяйства, использующие печное топливо, использовали смесь B5 (5 процентов биодизеля, 95 процентов печного топлива), можно было бы сэкономить 400 000 000 галлонов печного топлива. Небольшие изменения в потреблении ископаемого топлива, если они осуществляются в больших масштабах, могут оказать существенное влияние на сокращение выбросов парниковых газов.
Пропан
Пропан является побочным продуктом производства газа и переработки сырой нефти. Пропан используется в качестве альтернативного топлива с 1912 года и является третьим наиболее распространенным видом топлива в Соединенных Штатах. после бензина и дизеля. Большая часть пропана, используемого в Соединенных Штатах, производится внутри страны, поэтому использование пропана в качестве альтернативы обычному бензину уменьшит зависимость Соединенных Штатов от иностранной нефти и повысит энергетическую безопасность.
Пропан:
- Энергоэффективность всего на 85% меньше, чем у бензина. Это означает, что автомобиль проедет только на 85 % меньше, чем на таком же количестве бензина.
- Конкурентоспособен по цене с бензином
- Производится внутри страны
- Показывает снижение некоторых выбросов парниковых газов
Центр данных по альтернативным видам топлива сообщает, что выбросы от автомобилей, работающих на пропане, имели:
- 20-40-процентное сокращение угарного газа
- 80-процентное сокращение твердых частиц
- Нулевой процент снижения летучих органических соединений (ЛОС)
- Нулевое процентное снижение оксидов азота (NO x )
- 10-процентное увеличение метана
Сжатый природный газ
Природный газ поступает из газовых скважин. Это форма ископаемого топлива, которая не считается возобновляемым ресурсом, однако считается альтернативным топливом, поскольку сгорает намного чище, чем бензин или дизельное топливо. По данным Министерства энергетики США , использование природного газа:
- Сокращает выбросы угарного газа на 90–97 процентов.
- Сокращает выбросы углекислого газа на 25 процентов
- Сокращает выбросы оксидов азота на 35–60 %.
- Потенциально снижает выбросы неметановых углеводородов на 50–75 %.
- Выделяет меньше токсичных и канцерогенных загрязнителей
- Выделяет мало или не выделяет твердых частиц
- Устраняет выбросы в результате испарения
Природный газ:
- Требуется переработка, прежде чем его можно будет использовать в качестве топлива для автомобилей или домов.
- Может производиться по относительно низкой цене
Фрекинг природного газа:
- Это процесс, используемый для добычи природного газа, полученного из сланцевых пород. Воздействие на окружающую среду весьма спорно .
Агентство по охране окружающей среды проверило выбросы легковых автомобилей, работающих на сжатом природном газе, и большегрузных автомобилей, работающих на сжатом природном газе (таких как городские автобусы), чтобы изучить преимущества природного газа в качестве альтернативного топлива. Вы можете прочитать больше о результатах выбросов EPA на веб-сайте Центра данных по альтернативным видам топлива .
Водородные топливные элементы
Большая часть водорода производится из природного газа, но его также можно производить из воды. Топливный элемент использует химическую реакцию между водородом и кислородом для производства электроэнергии. В автомобиле на топливных элементах требуется «стопка» этих топливных элементов.
Преимущества водородного топлива:
- Может производиться внутри страны из нескольких источников, что снижает зависимость от иностранной нефти.
- Производит почти нулевые озонообразующие выбросы, так как выпускает в воздух только водяной пар
С такими невероятными преимуществами в качестве топлива вы можете задаться вопросом, почему все не ездят на автомобилях с водородными топливными элементами. Это связано с тем, что существуют серьезные проблемы, которые необходимо решить, прежде чем водородные топливные элементы смогут заменить бензин в качестве основного источника топлива. На веб-сайте по экономии топлива Министерства энергетики США говорится, что проблемы с водородным топливом включают:
- Это непомерно дорого из-за дороговизны производства.
- Он доступен только в нескольких местах, в основном в Калифорнии.
- Автомобили, оснащенные водородными топливными элементами, слишком дороги для среднего потребителя.
- Требуется значительно большее количество водородного топлива, чтобы проехать такое же количество бензина, что делает хранение топлива на борту большой проблемой.
Будущее использования альтернативного топлива
Широкое признание этих альтернативных источников топлива зависит от стоимости и доступности новых транспортных средств для сжигания этих видов топлива, а также от принятия этих новых видов топлива потребителями. Налоговые льготы, более низкая стоимость использования за милю и широкая доступность будут способствовать принятию потребителями.