اختبار وقود السيارة: وقود الديزل الحيوي الجزء 2
كانت الشركات الأولى التي قدمت ضمانات لمحركات الديزل الحيوي الخاصة بها هي الشركات المصنعة للزراعة والنقل مثل Steyr و John Deere و Massey-Ferguson و Lindner و Mercedes-Benz. في وقت لاحق ، تم توسيع نطاق توزيع الوقود الحيوي بشكل كبير ليشمل الآن حافلات النقل العام وسيارات الأجرة في بعض المدن.
تؤدي الخلافات حول منح أو التنازل عن الضمانات من قبل مصنعي السيارات فيما يتعلق بملاءمة المحركات للعمل على وقود الديزل الحيوي إلى العديد من المشكلات والغموض. مثال على سوء الفهم هذا هو الحالات المتكررة عندما لا تضمن الشركة المصنعة لنظام الوقود (توجد مثل هذه سابقة مع Bosch) سلامة مكوناته عند استخدام وقود الديزل الحيوي ، وتعطي الشركة المصنعة للسيارة ، بتثبيت نفس المكونات في محركاتها ، مثل هذا الضمان ... مشاكل حقيقية في مثل هذا الجدل في بعض الحالات ، تبدأ بظهور عيوب لا علاقة لها بنوع الوقود المستخدم.
نتيجة لذلك ، يمكن اتهامه بارتكاب خطايا لا ذنب فيها ، أو العكس - مبررة عندما تكون كذلك. في حالة تقديم شكوى ، يقوم المصنعون (مثل فولكس فاجن مثال نموذجي في ألمانيا) في معظم الحالات بغسل أيديهم من الوقود ذي النوعية الرديئة ، ولا يمكن لأحد إثبات خلاف ذلك. من حيث المبدأ ، يمكن للشركة المصنعة دائمًا العثور على الباب وتجنب المسؤولية عن أي ضرر ادعى سابقًا أنه مدرج في ضمان الشركة. لتجنب سوء الفهم والخلافات من هذا النوع على وجه التحديد في المستقبل ، طور مهندسو فولكس فاجن مستشعر مستوى الوقود (الذي يمكن دمجه في Golf V) لتقييم نوع وجودة الوقود ، والذي يشير ، إذا لزم الأمر ، إلى الحاجة إلى التصحيح في اللحظة. إلكترونيات حقن الوقود التي تتحكم في العمليات في المحرك.
المزايا
كما ذكرنا سابقًا ، لا يحتوي وقود الديزل الحيوي على الكبريت ، لأنه يتكون بالكامل من دهون طبيعية ومعالجة كيميائيًا لاحقًا. من ناحية أخرى ، يعد وجود الكبريت في وقود الديزل الكلاسيكي مفيدًا لأنه يساعد في تليين عناصر نظام الطاقة ، ولكنه من ناحية أخرى ضار (خاصة لأنظمة الديزل الدقيقة الحديثة) ، لأنه يشكل أكاسيد وأحماض الكبريت الضارة بعناصرها الصغيرة. انخفض محتوى وقود الديزل من الكبريت في أوروبا وأجزاء من أمريكا (كاليفورنيا) بشكل كبير في السنوات الأخيرة لأسباب بيئية ، مما أدى بدوره إلى زيادة تكلفة التكرير حتماً. تدهورت زيوتها أيضًا مع انخفاض محتوى الكبريت ، ولكن يمكن تعويض هذا العيب بسهولة عن طريق إضافة المواد المضافة ووقود الديزل الحيوي ، والذي يتضح في هذه الحالة أنه دواء رائع.
يتكون وقود الديزل الحيوي بالكامل من هيدروكربونات برافيني مستقيمة ومتفرعة ولا يحتوي على هيدروكربونات عطرية (أحادية ومتعددة الحلقات). يعد وجود المركبات الأخيرة (المستقرة وبالتالي منخفضة السيتاني) في وقود الديزل البترولي أحد الأسباب الرئيسية للاحتراق غير الكامل في المحركات وإطلاق المزيد من المواد الضارة في الانبعاثات ، وللسبب نفسه ، فإن عدد السيتان من وقود الديزل الحيوي أعلى من المعيار. ديزل. تشير الدراسات إلى أنه نظرًا للخصائص الكيميائية المحددة ، فضلاً عن وجود الأكسجين في جزيئات وقود الديزل الحيوي ، فإنه يحترق بشكل كامل ، كما أن المواد الضارة التي يتم إطلاقها أثناء الاحتراق تكون أقل بكثير (انظر الجدول).
تشغيل محرك الديزل الحيوي
وفقًا لعدد كبير من الدراسات التي أجريت في الولايات المتحدة وبعض الدول الأوروبية ، فإن الاستخدام طويل الأمد للديزل الحيوي يقلل من تآكل عناصر الأسطوانة مقارنة بالحالات التي يتم فيها استخدام الديزل التقليدي الذي يحتوي على نسبة منخفضة من الكبريت. نظرًا لوجود الأكسجين في جزيئه ، يحتوي الوقود الحيوي على محتوى طاقة أقل قليلاً مقارنة بالديزل البترولي ، لكن نفس الأكسجين يزيد من كفاءة عمليات الاحتراق ويعوض تمامًا تقريبًا محتوى الطاقة المنخفض. تؤدي كمية الأكسجين والشكل الدقيق لجزيئات إستر الميثيل إلى بعض الاختلاف في عدد السيتان ومحتوى الطاقة لوقود الديزل الحيوي اعتمادًا على نوع المادة الأولية. في بعضها ، يزيد الاستهلاك ، لكن المزيد من الوقود المحقون المطلوب لتوفير نفس الطاقة يعني انخفاض درجات حرارة العملية ، فضلاً عن زيادة لاحقة في كفاءتها. المعلمات الديناميكية لتشغيل المحرك على وقود الديزل الحيوي الأكثر شيوعًا في أوروبا المنتج من بذور اللفت (ما يسمى ببذور اللفت "التقنية" المعدلة وراثيًا وغير المناسبة للأغذية والأعلاف) ، هي نفسها المستخدمة في زيت الديزل. عند استخدام بذور عباد الشمس الخام أو الزيت المستخدم من مقالي المطاعم (التي هي في حد ذاتها خليط من الدهون المختلفة) ، هناك ما متوسطه من 7 إلى 10٪ انخفاض في الطاقة ، ولكن في كثير من الحالات يمكن أن يكون الانخفاض أكبر من ذلك بكثير. كبير. من المثير للاهتمام ملاحظة أن محركات الديزل الحيوي غالبًا ما تتجنب زيادة الطاقة عند الحمل الأقصى - بقيم تصل إلى 13٪. يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أنه في هذه الأوضاع يتم تقليل النسبة بين الأكسجين الحر والوقود المحقون بشكل كبير ، مما يؤدي بدوره إلى تدهور كفاءة عملية الاحتراق. ومع ذلك ، فإن وقود الديزل الحيوي ينقل الأكسجين ، مما يمنع هذه الآثار السلبية.
مشاكل
ومع ذلك ، بعد العديد من المراجعات الجيدة ، لماذا لا يصبح وقود الديزل الحيوي منتجًا رئيسيًا؟ كما ذكرنا من قبل ، فإن أسباب ذلك تعود في الأساس إلى البنية التحتية والنفسية ، ولكن يجب إضافة بعض الجوانب الفنية إليها.
آثار هذا الوقود الأحفوري على أجزاء المحرك ، وخاصة على مكونات النظام الغذائي ، لم يتم تحديدها بشكل قاطع ، على الرغم من الدراسات العديدة في هذا المجال. تم الإبلاغ عن حالات حيث أدى استخدام تركيزات عالية من وقود الديزل الحيوي في المزيج الكلي إلى تلف الأنابيب المطاطية وبطء تحللها وبعض اللدائن اللينة والحشيات والحشيات التي أصبحت لزجة وناعمة ومنتفخة. من حيث المبدأ ، من السهل حل هذه المشكلة عن طريق استبدال الأنابيب بالبلاستيك ، لكن لم يتضح بعد ما إذا كانت شركات صناعة السيارات ستكون جاهزة لمثل هذا الاستثمار.
تحتوي المواد الأولية للديزل الحيوي المختلفة على خواص فيزيائية مختلفة عند درجات الحرارة المنخفضة. لذلك ، تعد بعض أنواع وقود الديزل الحيوي أكثر ملاءمة للاستخدام في فصل الشتاء من غيرها ، ويضيف مصنعو وقود الديزل الحيوي إضافات خاصة إلى الوقود تقلل نقطة السحابة وتساعد على تسهيل البدء في الأيام الباردة. مشكلة أخرى خطيرة للديزل الحيوي هي زيادة مستوى أكاسيد النيتروجين في غازات العادم للمحركات التي تعمل على هذا الوقود.
تعتمد تكلفة إنتاج وقود الديزل الحيوي بشكل أساسي على نوع المادة الأولية ، وكفاءة الحصاد ، وكفاءة مصنع الإنتاج ، وقبل كل شيء ، مخطط ضرائب الوقود. على سبيل المثال ، نظرًا للإعفاءات الضريبية المستهدفة في ألمانيا ، فإن وقود الديزل الحيوي أرخص قليلاً من الديزل التقليدي ، وتشجع حكومة الولايات المتحدة على استخدام وقود الديزل الحيوي كوقود في الجيش. في عام 2007 ، سيتم إدخال الوقود الحيوي من الجيل الثاني الذي يستخدم كتلة النبات كمواد وسيطة - في هذه الحالة ، ما يسمى بعملية الكتلة الحيوية إلى السائل (BTL) التي يستخدمها كورين.
يوجد في ألمانيا بالفعل العديد من المحطات حيث يمكن صب الزيت النظيف ، وأجهزة التعبئة حاصلة على براءة اختراع من قبل الشركة الهندسية SGS في آخن ، وتقدمها شركة التحويل Aetra من Paderborn لكل من مالكي محطات النفط والأفراد. استعمال. أما بالنسبة للتكيف الفني للسيارات فقد تم إحراز تقدم كبير في هذا المجال مؤخرًا. إذا كان معظم مستهلكي الزيت حتى يوم أمس هم من محركات الديزل المسبقة الصنع من الثمانينيات ، فإن محركات الحقن المباشر اليوم تتحول بشكل أساسي إلى الزيوت النباتية ، حتى تلك التي تستخدم وحدات الحقن الحساسة وآليات السكك الحديدية المشتركة. يتزايد الطلب أيضًا ، ويمكن للسوق الألماني مؤخرًا تقديم تعديلات مناسبة تمامًا لجميع السيارات ذات المحركات التي تعمل على مبدأ الإشعال الذاتي.
تهيمن على المشهد بالفعل شركات جادة تقوم بتركيب مجموعات تعمل بشكل جيد. ومع ذلك ، فإن التطور المدهش يحدث في ناقل الطاقة نفسه. ومع ذلك ، من غير المرجح أن ينخفض سعر الدهون إلى أقل من 60 سنتًا للتر ، والسبب الرئيسي لهذه العتبة هو أن نفس المواد الخام تُستخدم في إنتاج وقود الديزل الحيوي.
النتائج
لا يزال وقود الديزل الحيوي وقودًا مثيرًا للجدل ومشكوكًا فيه. ألقى المعارضون باللوم على خطوط الوقود والأختام المتآكلة والأجزاء المعدنية المتآكلة ومضخات الوقود التالفة ، ونأت شركات السيارات نفسها حتى الآن عن البدائل البيئية ، ربما لراحة البال. لم تتم الموافقة بعد على اللوائح القانونية لاعتماد هذا الوقود ، وهو أمر مثير للاهتمام بلا شك لأسباب عديدة.
ومع ذلك ، يجب ألا ننسى أنه ظهر في السوق مؤخرًا - لا يزيد عن عشر سنوات تقريبًا. سيطر على هذه الفترة انخفاض أسعار الوقود البترولي التقليدي ، والذي لم يحفز بأي حال من الأحوال الاستثمار في تطوير التكنولوجيا وتحسين البنية التحتية لتحفيز استخدامها. حتى الآن ، لم يفكر أحد في كيفية تصميم جميع عناصر نظام وقود المحرك بحيث تكون غير معرضة تمامًا لهجمات وقود الديزل الحيوي العدواني.
ومع ذلك ، يمكن أن تتغير الأمور بشكل كبير وجذري - مع الارتفاع الحالي في أسعار النفط ونقصه ، على الرغم من الصنابير المفتوحة تمامًا لدول وشركات أوبك ، يمكن أن تنفجر أهمية البدائل مثل وقود الديزل الحيوي. ثم سيتعين على شركات صناعة السيارات والسيارات تقديم الضمانات المناسبة لمنتجاتهم عند التعامل مع البديل المطلوب.
وكلما أسرع كان ذلك أفضل ، لأنه قريبًا لن تكون هناك بدائل أخرى. في رأيي المتواضع ، سيصبح الديزل الحيوي و GTL قريبًا جزءًا لا يتجزأ من المنتج ، والذي سيتم بيعه في محطات الوقود على شكل "ديزل كلاسيكي". وستكون هذه مجرد البداية ...
Camilo Holebeck-Biodiesel Raffinerie Gmbh ، النمسا: "يمكن تشغيل جميع السيارات الأوروبية المصنعة بعد عام 1996 بسلاسة على وقود الديزل الحيوي. يحتوي وقود الديزل القياسي الذي يملأه المستهلكون في فرنسا على 5٪ ديزل حيوي ، بينما في جمهورية التشيك يحتوي ما يسمى ب "Bionafta على 30٪ ديزل حيوي".
Terry de Vichne ، الولايات المتحدة الأمريكية: "يقلل وقود الديزل منخفض الكبريت من التشحيم والميل إلى الالتصاق بالأجزاء المطاطية. بدأت شركات النفط الأمريكية في إضافة وقود الديزل الحيوي لتحسين التزييت. تضيف شل 2٪ من وقود الديزل الحيوي الذي يحمل الأكسجين ويقلل من الانبعاثات الضارة. يميل الوقود الحيوي ، باعتباره مادة عضوية ، إلى الامتصاص بالمطاط الطبيعي ، ولكن في السنوات الأخيرة تم استبدال هذا الأخير ببوليمرات أخرى ".
مارتن ستايلز ، مستخدم إنجلترا: "بعد قيادة منجم فولفو 940 (بمحرك VW خماسي الأسطوانات سعة 2,5 لترًا) على وقود حيوي محلي الصنع ، تم تفكيك المحرك لمسافة 50 كيلومتر. لم يكن هناك سخام وسخام على رأسي! كانت صمامات السحب والعادم نظيفة وعملت الحاقنات بشكل جيد على منصة الاختبار. لم تكن هناك آثار للتآكل أو السخام عليها. كان تآكل المحرك ضمن الحدود الطبيعية ولم تكن هناك علامات على مشاكل وقود إضافية ".
