Βιοκαύσιμα: Υπέρ και κατά

Δεν είναι όλα ρόδινα…
Από τον

Λάζαρο Μαυράκη

3/11/2017

Τα βιοκαύσιμα είναι το νέο… trend στο λεξικό της καθημερινότητάς μας ως αναβατών και οδηγών, ειδικά μετά την πρόσφατη ανακοίνωση του υπουργείου ότι από την 1/1/19 θα είμαστε υποχρεωμένοι ως χώρα να αυξήσουμε το ποσοστό της μίξης των βιοκαυσίμων με την βενζίνη, προκειμένου να εναρμονιστούμε με την ευρωπαϊκή οδηγία περί της μείωσης εκπομπής καυσαερίων.

Τα βιοκαύσιμα δεν είναι μια καινούργια έννοια και αποτελούν πεδίο δοκιμών των επιστημόνων που ασχολούνται με τις εναλλακτικές πηγές ενέργειας και δη των ανανεώσιμων. Η παραγωγή τους γίνεται από φυτικά προϊόντα, όπως το καλαμπόκι και τα ζαχαρότευτλα και σε πολλές χώρες –γι' αυτό άλλωστε μπορούν να χαρακτηριστούν ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας- και τα πιο συνηθισμένα είναι η βιοαιθανόλη (ή αλλιώς αιθανόλη) και το βιοντίζελ. Η χρήση τους γίνεται με την πρόσμιξη με βενζίνη και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτικά καύσιμα για τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Όπως οποιοδήποτε άλλο είδος καυσίμου, συνοδεύονται από πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που θα πρέπει να ληφθούν σοβαρά υπόψιν, και να αξιολογηθούν με ψυχραιμία χωρίς τον πανικό που προσπαθούν κάποιοι να φέρουν, είτε ανακηρύσσοντάς τα ως την σωτηρία του κόσμου, είτε χαρακτηρίζοντάς τα ως ό,τι χειρότερο θα μπορούσε να μας συμβεί!
Ξεκινώντας λοιπόν από τα πλεονεκτήματα, έχουμε το προφανές όφελος της λύσης ενός μεγάλου μέρους της ενεργειακής κρίσης που διαφαίνεται στο μέλλον από τα ορυκτά καύσιμα και της σαφώς μικρότερης ρύπανσης που προκαλεί στο περιβάλλον η καύση τους, αν και αυτό είναι κάτι που όπως θα αναλύσουμε παρακάτω στα μειονεκτήματα, επηρεάζεται από πολλές παραμέτρους.


Το χαμηλότερο κόστος τους είναι κάτι που σαφώς προστίθεται στα συν, ενώ η ευρεία γκάμα φυτικών προϊόντων από τα οποία μπορούν να εξαχθούν το βιοκαύσιμα και η ευκολία της καλλιέργειάς τους, τα καθιστούν σαφώς πιο ελκυστικά από τους περιορισμένους πόρους του πετρελαίου. Τα επιπρόσθετα οφέλη στις οικονομίες των χωρών που τα παράγουν είναι αυτονόητα, καθώς και η σημασία της απεξάρτησής τους από τις πετρελαιοπαραγωγές χώρες.
Σε ό,τι αφορά τη χρήση τους, κι αυτό είναι κάτι που μας αφορά πιο άμεσα ως καταναλωτές, αρκετοί από τους ειδικούς ισχυρίζονται ότι λόγω της έλλειψης θείου επεκτείνουν την διάρκεια ζωής των καταλυτών, όπως και ότι οι λιπαντικές ιδιότητες που διαθέτουν κάνουν καλό στα κινούμενα μέρη του κινητήρα.
Τι λέει όμως η πρακτική εφαρμογή τους όλα αυτά τα χρόνια σε αγορές που τα χρησιμοποιούν ήδη; Πολλές μελέτες που έχουν διεξαχθεί από το 2000 κι έπειτα, δίνουν μια άλλη διάσταση σε ό,τι αφορά τα μειονεκτήματα των βιοκαυσίμων, ενώ και οι αναφορές των οδηγών και των αναβατών που έχουν χρησιμοποιήσει βιοκαύσιμα, δεν μεταφέρουν και μια τόσο ευοίωνη εικόνα.


Για να ξεκινήσουμε από την πιο γενική εικόνα, το θέμα της οικονομίας σηκώνει πολύ συζήτηση. Όπως αποδείχθηκε από μία εμπεριστατωμένη μελέτη του 2005, μια έκταση που καλλιεργεί φυτά για να παράγει βιοκαύσιμα, απαιτεί από 28% ως 118% περισσότερη ενέργεια από αυτή που θα παραχθεί. Για να το κάνουμε πιο παραστατικό, σκεφτείτε ότι για να παραχθούν 100 λίτρα βιοκαυσίμων θα πρέπει τα γεωργικά μηχανήματα να καταναλώσουν 75 λίτρα, άλλα 20 τα φορτηγά που θα μεταφέρουν τα φυτά, ενώ τα μηχανήματα που θα κάνουν την κατεργασία θα χρειαστούν άλλα 40 λίτρα. Αν προσθέσουμε μέσα σε όλα αυτά και την κατανάλωση νερού που απαιτείται, μαζί με τα προϊόντα που χρειάζονται τα φυτά για να προστατευθούν, τότε αρχίζει να προβληματίζει το κατά πόσο αντιρρυπαντικά και ενεργειακά οφέλη έχουν τα βιοκαύσιμα στο σύνολό τους. Είναι κάτι αντίστοιχο με την ηλεκτρική ενέργεια, της οποίας η κατανάλωση μπορεί να έχει μηδενική εκπομπή ρύπων, αλλά για την παραγωγή της απαιτούνται ιδιαίτερα ρυπογόνες διαδικασίες που έχουν τελικά αρνητικό ισοζύγιο σε ό,τι αφορά την περιβαλλοντική ευαισθησία, ενώ επιδρούν και στο κόστος της παραγωγής.
Προσπερνώντας άλλα επί μέρους μειονεκτήματα, όπως τις επιπτώσεις στο έδαφος που έχει η μονοκαλλιέργεια και στην παγκόσμια παραγωγή τροφίμων η χρήση συγκεκριμένων προϊόντων σε μεγάλες εκτάσεις, περνάμε στα πιο ουσιαστικά μειονεκτήματα της χρήσης. Έχουν αναφερθεί πολλές περιπτώσεις που τα βιοκαύσιμα έχουν κάνει ζημιά στις σωληνώσεις από λάστιχο, ενώ λόγω τις ιδιότητάς τους να απομακρύνουν τα κατάλοιπα από τους κινητήρες, αυτά τα κατάλοιπα μαζεύονται στο φίλτρο της βενζίνης και το μπουκώνουν, με αποτέλεσμα να χρειάζεται καθάρισμα ή αλλαγή μετά τις πρώτες ώρες χρήσης βιοκαυσίμου. Επιπλέον, επειδή η πυκνότητα των βιοκαυσίμων είναι διαφορετική (ψηλότερη) από αυτή της βενζίνης, ενδεχομένως να χρειάζονται μετατροπές στους κινητήρες με μπεκ που διαθέτουν πιο μεγάλες οπές (αυτό αφορά κυρίως κινητήρες που χρησιμοποιούν καύσιμα με ελάχιστη πρόσμιξη βενζίνης ή αποκλειστικά βιοκαύσιμα), ενώ τα βιοκαύσιμα που περιέχουν αλκοόλες είναι πιθανό να προξενήσουν οξειδώσεις σε μεταλλικά μέρη των κινητήρων και του συστήματος τροφοδοσίας. Αυτό μάλιστα ήταν κάτι που τόνισε σε ιδιαίτερο ύφος και ο γνωστός δημοσιογράφος-παρουσιαστής και ένας από τους μεγαλύτερους συλλέκτες αυτοκινήτων και μοτοσυκλετών, Jay Leno, λέγοντας πως τα βιοκαύσιμα του έχουν καταστρέψει πολλούς κινητήρες από τη συλλογή του.


Μάλιστα, στην Αμερική, επέβαλαν τα καύσιμα Ε10 και Ε15 (δηλαδή με πρόσμιξη αιθανόλη 10% και 15% αντίστοιχα) και μετά από μελέτες και έρευνες η EPA (η Υπηρεσία Προστασία του περιβάλλοντος στην Αμερική) δημοσίευσε μια λίστα με τα οχήματα που ΔΕΝ πρέπει να εφοδιάζονται με τέτοια καύσιμα. Μέσα σ' αυτή συμπεριλαμβάνονταν ΟΛΕΣ οι μοτοσυκλέτες, μαζί με τα βαρέως τύπου οχήματα, τα σχολικά λεωφορεία, και οποιοδήποτε επιβατικό αυτοκίνητο κατασκευής πριν το 2000.
Ο κύριος λόγος είναι ότι επειδή η αιθανόλη περιέχει κατά ένα τρίτο λιγότερη ενέργεια ανά γαλόνι (3,7 λίτρα) απ' ό,τι η βενζίνη, όταν προστίθεται στην βενζίνη φτωχαίνει σημαντικά το μείγμα με αποτέλεσμα να προκληθούν ζημιές στον κινητήρα. Πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες, αλλά και κατασκευαστές μοτοσυκλετών όπως η Honda που παράγει μοτοσυκλέτες στην Βραζιλία όπου χρησιμοποιείται καύσιμο με 85% περιεκτικότητα αιθανόλης, έχουν κατασκευάσει κινητήρες που τους ονομάζουν "Flex Fuel" ή "Mix Fuel" οι οποίοι ρυθμίζουν αυτόματα τον ψεκασμό προκειμένου να συμβαδίσουν με τις ιδιότητες του συγκεκριμένου καυσίμου. Αυτομάτως γίνεται κατανοητό, ότι στην λίστα με τα οχήματα που δεν πρέπει να καταναλώσουν βιοκαύσιμα είναι και όλες οι μοτοσυκλέτες που διαθέτουν καρμπυρατέρ ή μηχανικούς ψεκασμούς…

 

Ένας ακόμη λόγος είναι πως μεταλλικά εξαρτήματα του συστήματος τροφοδοσίας μπορεί να οξειδωθούν –όπως γράψαμε και παραπάνω- όταν έρθουν σε επαφή με την αλκοόλη. Υπάρχουν κάποια πρόσθετα που λύνουν αυτό το πρόβλημα, αλλά δεν μπορούν να βοηθήσουν τα εξαρτήματα του κυκλώματος που είναι φτιαγμένα από πλαστικό ή ελαστικό, όπως οι τσιμούχες στεγανοποίησης. Επίσης όταν το καύσιμο μείνει για καιρό μέσα στο ρεζερβουάρ, η αλκοόλη τραβάει όλο το νερό και διαχωρίζεται λόγω διαφοράς ειδικού βάρους από την βενζίνη, μένοντας στο κάτω μέρος. Αν αυτό το μείγμα περάσει μέσα στο κύκλωμα της τροφοδοσίας, καταλαβαίνουμε όλοι την ζημιά που μπορεί να προκληθεί…
Στην Αυστραλία επίσης, όπου το Ε10 είναι πολύ περισσότερο διαδεδομένο, το Ομοσπονδιακό Επιμελητήριο Αυτοκινητοβιομηχανίας, μπορούν να χρησιμοποιήσουν το συγκεκριμένο καύσιμο ATV και μοτοσυκλέτες που κατασκευάστηκαν μετά το0 1986 από την BMW, την Harley-Davidson, την Polaris και την Victory. Καμία ιαπωνικής κατασκευής μοτοσυκλέτα ή Piaggio δεν μπορεί να το χρησιμοποιήσει, χωρίς να αναφέρεται κάποια άλλη μάρκα, αλλά γίνεται εύκολα κατανοητό ότι το Ε10 δεν είναι κατάλληλο για όλα τα υπόλοιπα.


Για όλους τους παραπάνω λόγους, η αμερικάνικη μοτοσυκλετιστική ομοσπονδία δίνει μεγάλες μάχες ώστε να μην διαδοθεί το καύσιμο Ε15, έχοντας ως όπλο και την γνωμάτευση της EPA ότι η χρήση του μακροπρόθεσμα μπορεί να καταστρέψει και τους καταλύτες των μοτοσυκλετών και κατ' επέκταση να πάει περίπατο οποιαδήποτε προδιαγραφή ελέγχου των εκπομπών ρύπων.
Σίγουρα η εξέλιξη της τεχνολογίας και οι νέες ανακαλύψεις θα βελτιώσουν, ή και θα εξαλείψουν πολλές από αυτές τις αρνητικές επιπτώσεις, και μένει να δούμε αν τελικά το μέλλον βρίσκεται… στο ποπ κορν!

Ετικέτες

Νέου τύπου δίχρονος περιστροφικός κινητήρας με κόφτη στις 25.000 στροφές!

Με 160 ίππους και μόλις 15 κιλά βάρους ή 340 ίππους και 30 κιλά
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

27/1/2022

Ο περιστροφικός κινητήρας Omega 1 που παρουσίασε (σε σχέδια…) η αμερικάνικη εταιρεία Astron Aerospace έχει βάρος μόλις 15 κιλά (όσο δηλαδή ένας μονοκύλινδρος αερόψυκτος δίχρονος κινητήρας μοτοποδηλάτου!) και μέγιστη ιπποδύναμη που φτάνει τους 160 ίππους στις 25.000 στροφές. Οι αριθμοί πραγματικά ζαλίζουν και κάνουν κάθε άλλου τύπου κινητήρα εσωτερικής καύσης να ντρέπεται. Δεν είναι όμως μόνο οι αριθμοί που δίνουν σοβαρά πλεονεκτήματα στον Omega 1, αλλά και η σχετική απλότητα των μηχανικών μερών του, που μειώνει στο ελάχιστο τα κινούμενα μέρη και δεν έχει κραδασμούς καθώς τίποτα δεν έχει παλινδρομική κίνηση. Την ίδια στιγμή, οι απώλειες τριβών είναι ελάχιστες σε σχέση με έναν εμβολοφόρο κινητήρα και δεν εισχωρεί λιπαντικό στο θάλαμο καύσης, μειώνοντας τις εκπομπές ρύπων.

Επίσης σε αντίθεση με τον κινητήρα Wankel και τους στροβιλοκινητήρες, ο Omega 1 μπορεί να διακόπτει τη διαδικασία καύσης έως και σε μία για κάθε 50 πλήρεις περιστροφές, όταν δουλεύει στο ρελαντί ή στις κατηφόρες και γενικά όταν οι συνθήκες δεν απαιτούν έργο από τον κινητήρα, μειώνοντας ακόμα περισσότερο την κατανάλωση και τις εκπομπές ρύπων.

Πως δουλεύει όμως; Η σχεδίασή του είναι πολύ απλή, σε σημείο μάλιστα που σε κάνει να αναρωτιέσαι πως δεν το σκέφτηκε κανείς άλλος μέχρι σήμερα…

Ουσιαστικά θυμίσει μηχανικό υπερσυμπιεστή με λοβούς και πράγματι ο μισός κινητήρας κάνει ακριβώς την ίδια δουλειά, δηλαδή συμπιέζει τον αέρα έως και τα 14bar. Ναι σωστά διαβάσατε, 14bar και όχι 14psi. Για να έχετε ένα μέτρο σύγκρισης, ένας εμβολοφόρος υπετροφοδοτούμενος κινητήρας βενζίνης (98-100 οκτανίων τουλάχιστον) δύσκολα θα δουλέψει σωστά με πίεση άνω των 2bar, ενώ για να ξεπεράσεις τα 2bar θα πρέπει να καταφύγεις σε καύσιμα με ειδικά πρόσθετα και να βρεις τρόπους να κρατήσεις τις θερμοκρασίες στο θάλαμο καύσης σε λογικά επίπεδα. Κρατήστε το αυτό διότι και στην περίπτωση του Omega 1 δεν αναφέρουν το είδος του καυσίμου.

Έχει πάντως μπουζί, οπότε καίει καύσιμα που αναφλέγονται με σπινθήρα, όμως η Astron λέει ότι τις υψηλές στροφές μπορεί να λειτουργήσει με καύσιμα που “αυταναφλέγονται” σε συνθήκες υψηλής συμπίεσης, όπως το πετρέλαιο, η κηροζίνη κ.τ.λ. δηλαδή ακολουθεί τις αρχές λειτουργίας των αεροπορικών στροβιλοσυμπιεστών. Με άλλα λόγια, θεωρητικά έχει τη δυνατότητα (ανάλογα τη χρήση και τις συνθήκες λειτουργίας) να καίει κάθε μορφής υγρό καύσιμο.

Επιστρέφοντας στα μηχανικά μέρη, ο υπερσυμπιεσμένος αέρας από τη μία μεριά του κινητήρα “αποθηκεύεται” σε έναν προθάλαμο που βρίσκεται στο κέντρο του και μέσω μιας περιστροφικής βαλβίδας διοχετεύεται την κατάλληλη στιγμή στην άλλη πλευρά όπου είναι ο περιστρεφόμενος θάλαμος καύσης, το μπεκ άμεσου ψεκασμού και φυσικά η εξάτμιση.

Σύμφωνα με την Astron, ο δικός τους κινητήρας δεν έχει τα προβλήματα “στεγανοποίησης” του θαλάμου καύσης που έχουν οι περιστροφικοί κινητήρες Wankel, οι οποίοι λόγω των φυσιολογικών φθορών των μετάλλων, χάνουν σταδιακά τη συμπίεση και την απόδοσή τους.

Σε ότι αφορά τους εντυπωσιακούς αριθμούς ιπποδύναμης και ροπής, εμείς θα περιμένουμε να δούμε και σε ποιες στροφές εμφανίζονται αυτοί οι αριθμοί, διότι άλλο πράγμα η οδήγηση τέρμα-γκάζι κι άλλο πράγμα η οδήγηση σε φυσιολογικές συνθήκες καθημερινής χρήσης.

Όπως κι αν έχει, ο Omega 1 της Astron υπόσχεται πάρα πολλά και λόγω μεγέθους  και απλότητας (δεν χρειάζεται καν σύστημα ψύξης) μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κάθε μορφής δίκυκλο. Ελπίζουμε η θεωρία να αποδειχτεί στη πράξη.