Есть ли будущее у газогенераторных автомобилей?

Газогенераторный автомобиль

Газогенераторный автомобиль

Продолжение, начало статьи здесь

В 1990-х годах водород рассматривали в качестве альтернативного топлива будущего. Затем большие надежды возлагались на биотопливо. Позже большое внимание привлекло развитие электрических технологий в автомобилестроении. Если и эта технология не получит дальнейшего продолжения (тому есть объективные предпосылки), тогда наше внимание вновь сможет переключиться на газогенераторные автомобили.

Несмотря на высокое развитие промышленных технологий, использование древесного газа в автомобилях, представляет интерес с экологической точки зрения, по сравнению с другими альтернативными видами топлива. Газификация древесины несколько более эффективна, по сравнения с обычным сжиганием древесины, так как при обычном сжигании теряется до 25 процентов содержащейся энергии. При использовании газогенератора в автомобиле возрастает потребление энергии в 1,5 раза по сравнению с автомобилем работающем на бензиновом топливе (включая потери на предварительный нагрев системы и увеличение веса самой машины). Если принять к сведению, что необходимая для нужд энергия транспортируется, а затем вырабатывается из нефти то и газификация древесины остается эффективна по сравнению с бензином. Так же следует учитывать, что древесина является возобновляемым источником энергии, а бензин нет.

Преимущества газогенераторных автомобилей

Самое главное преимущество газогенераторных автомобилей заключается в том, что в нем используется возобновляемое топливо без какой-либо предварительной обработки. А на преобразование биомассы в жидкое топливо, такое как этанол или биодизель, может расходоваться энергии (в том числе и СО2) больше, чем содержится в изначальном сырье. В газогенераторном автомобиле для производства топлива энергия не используется, за исключением порезки и рубки древесины.

Юха Карелан (Juha Kaarelan) установил газогенераторную установку на свой Volvo в конце 2008 года

Газогенераторный автомобиль не нуждается в мощных химических аккумуляторных батареях и это является преимуществом перед электромобилем. Химические аккумуляторы имеют свойство саморазряжаться и нужно не забывать их заряжать перед эксплуатацией. Устройства, вырабатывающие древесный газ являются, как бы, натуральными аккумуляторами. Отсутствует необходимость в высокотехнологичной обработке отработавших и неисправных химических аккумуляторных батарей. Отходами работы газогенераторной установки является зола, которая может быть использована в качестве удобрения.

Правильно сконструированный автомобильный газогенератор значительно меньше засоряет воздушное пространство, чем бензиновый или дизельный автомобиль.

Газификация древесины значительно чище, чем непосредственное сжигание древесины: выбросы в атмосферу сопоставимы с выбросами при сжигании природного газа. При эксплуатации электромобиль не засоряет атмосферу, но позже, для зарядки аккумуляторов нужно приложить энергию, которая, пока что добывается традиционным путем.

Недостатки газогенераторных автомобилей

Несмотря на многие преимущества в эксплуатации газогенераторных автомобилей, следует понимать, что это не самое оптимальное решение. Установка, производящая газ, занимает много места и весит несколько сотен килограммов – и весь этот «завод» приходится возить с собой и на себе. Газовое оборудование имеет большой размер из-за того, что древесный газ имеет низкую удельную энергию. Энергетическая ценность древесного газа составляет около 5,7 МДж / кг, по сравнению с 44 МДж / кг у бензина и 56 МДж / кг у природного газа.

Газовое оборудование газогенераторной установки

При работе на газогенераторном газе не удается достигнуть скорости и ускорения, как на бензине. Так происходит потому, что древесный газ состоит примерно из 50 процентов азота, 20 процентов окиси углерода, 18 процентов водорода, 8 процентов двуокиси углерода и 4 процента метана. Азот не поддерживает горение, а углеродные соединения снижают горение газа. Из-за высокого содержания азота двигатель получает меньше топлива, что приводит к снижению мощности на 30-50 процентов. Из-за медленного горения газа практически не используются высокие обороты, и снижаются динамические характеристики автомобиля.

Opel Kadett оснащенный генератором древесного газа
Опель Кадет, оснащенный газогенераторной установкой

Автомобили с небольшим объемом двигателя тоже можно оборудовать генераторами древесного газа (например, Opel Kadett на рисунке выше), но все же лучше оснащать газогенераторами большие автомобили с мощными двигателями. На маломощных двигателях, в некоторых ситуациях, наблюдается сильная нехватка мощности и динамики двигателя.

Сама газогенераторная установка может быть изготовлена и меньшего размера для небольшого автомобиля, но это уменьшение не будет пропорциональным размеру автомобиля. Были сконструированы газогенераторы и для мотоциклов, но их габаритные размеры сопоставимы с мотоциклетной коляской. Хотя этот размер значительно меньше, чем устройства для автобуса, грузовика, поезда или корабля.

Удобство использования газогенераторного автомобиля

Еще одна известная проблема газогенераторных автомобилей заключается в том, что они не очень удобны в использовании (хотя и значительно улучшились по сравнению с технологиями, используемыми во время войны). Тем не менее, несмотря на улучшения, современному газогенератору требуется около 10 минут, чтобы выйти на рабочую температуру, поэтому не получится сесть в автомобиль и немедленно уехать.

Кроме того, перед каждой последующей заправкой необходимо извлечь лопаткой золу – отработку предыдущего горения. Образование смол уже не так проблематично, чем это было 70 лет назад, но и сейчас это очень ответственный момент, так как фильтры должны очищаться регулярно и качественно, что требует дополнительного частого обслуживания. В общем, газогенераторный автомобиль требует дополнительных хлопот, полностью отсутствующих в работе бензинового автомобиля.

При запуске газогенератора и выходе на рабочий режим должно быть открытое пламя.

Высокая концентрация смертельного угарного газа требует дополнительных мер предосторожности и контроля от возможной протечки в трубопроводе. Если установка находится в багажнике, то не следует экономить на датчике СО в салоне автомобиля. Нельзя запускать газогенераторную систему в помещении (гараже), так как при запуске и выходе на рабочий режим должно быть открытое пламя (рисунок слева).

Массовое производство газогенераторных автомобилей

Газогенераторный автомобиль вольксваген жук в заводском исполнении
Газогенераторный Volkswagen Beetle, выпускаемый на заводе

Все транспортные средств, описанные выше, построены инженерами любителями. Можно предположить, если бы было решено выпускать газогенераторные автомобили профессионально в заводских условиях, то, скорее всего, многие недостатки были бы устранены, а преимуществ стало бы больше. Такие автомобили могли бы выглядеть более привлекательно.

Газогенераторный Volkswagen Typ 82, 1944 года выпуска Схема расположения газогенераторного механизма в Volkswagen Beetle

Например, в автомобилях Volkswagen, выпускаемых в заводских условиях во время Второй мировой войны, весь газогенераторный механизм был скрыт под капотом. С передней стороны в капоте находился только люк для загрузки дров. Все остальные части установки не были видны.

Еще один вариант газогенераторного автомобиля выпускаемого в заводских условиях – Mercedes-Benz. Как видно на фотографии ниже, весь механизм газогенератора скрыт под капотом багажника.

Газогенераторный Mercedes-Benz 230, выпускаемый на заводе
Газогенераторный Mercedes-Benz 230, выпускаемый на заводе

Вырубка леса

К сожалению, увеличение использования древесного газа и биотоплива может привести к образованию новой проблемы. И массовое производство газогенераторных автомобилей может усугубить эту проблему. Если начать значительно увеличивать количество автомобилей, использующих древесный газ или биотопливо, то в таком же количестве начнут снижаться запасы деревьев, а сельскохозяйственные земли будут принесены в жертву для выращивания культур, перерабатываемых на биотопливо, а это может привести к образованию голода. Использование газогенераторной техники во Франции во время Второй мировой войны стало причиной резкого уменьшения лесных запасов. Так же и другие технологии производства биотоплива приводят к уменьшению выращивания полезных для человека растений.

Хотя, наличие газогенераторного автомобиля может привести к более умеренному его использованию:
прогревать в течении 10 минут газогенератор или использовать велосипед для перемещения в магазин за продуктами – скорее всего выбор будет сделан в пользу последнего;
рубить в течении 3-х часов дрова для поездки на пляж или воспользоваться поездом – вероятно выбор будет в пользу последнего.

На запуск и разогрев газогенератора нужно потратить около 10 минут времени
На запуск и разогрев газогенератора нужно потратить минимум 10 минут времени

Как бы там ни было, газогенераторные автомобили не могут равняться с бензиновыми и дизельными автомобилями. Только глобальная нехватка нефти или очень большое удорожание ее сможет заставить нас пересесть на газогенераторный автомобиль.

---

Комментарии:

  1. Газогенераторы с автоматической подачей гранулированного топлива, например соломенно-древесных паллет, могут изготавливаться в несколько раз компактнее и соответственно легче традиционных газогенераторов. Запуск как у обычного авто за счет баллона с пропан-бутаном либо биогазом, тем же синтез газом. Повышение мощности, на отдельных участках, за счет впрыска мазута в газогенератор. При желании все недостатки газогенераторных двигателей достаточно легко устранимы.

    — Георгий · фев 9, 19:09 · #

  2. В Cоветском Cоюзе также выпускались газогенераторные автомобили на базе “полуторки”, но расход дров в 1кг на 1км пробега был чересчур. Интереснее была разработка и опытные образцы “Победы” (ГАЗ 20) с паровым двигателем, прошедшие успешные испытания в 1957г, но не запущенные в серию, т.к. в стране наладилось положение с топливом (http://alterfuel.ucoz.ru/).

    Денис · мар 26, 23:39 · #

  3. Более подробно с историей возникновения и развития газогенераторного транспорта можно ознакомиться, скачав файл по данной ссылке: http://narоd.ru/disk/64442611001.аeс34dc4fcd91f87abe18a433d4c75a3/%D0%93%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D1%8B_%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%B2%D1%8F%D1%89%D1%91%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D1%83_%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82%D1%83.pdf.html

    — Вадим · апр 2, 13:27 · #

  4. Очень даже согласен с Георгием. Установки уже могут быть компактнее, а комбинированная система может избавить от некоторых недостатков, таких как ожидание разогрева и нехватка мощности на отдельных участках переключая в это время систему на традиционные: газ или бензин

    — В. Попов · апр 11, 15:30 · #

  5. Количество гранулированного топлива на 100 км будет невыгодным или мало выгодным,если учесть его стоимость и большой расход. Стоит ли терпеть неудобства,что бы выиграть 5% из затрат на бензин на тот же километраж пробега?.Посчитайте,если на 100 км необходимо минимум 25 кг древесного топлива в гранулах. Его стоимость примерно 2 гривны за кг в Украине. Итого 50 гривн на 100 км. При расходе бензина 7 литров на 100 км. и цене бензина 11 гривн получаем 77 гривн на 100 км ,если ехать на бензине. Итого экономия в деньгах равна 27 гривн.Т.е. примерно 30% от затрат на бензин. Устраивает – делайте. ))

    — Ульянов Александр · май 5, 13:48 · #

  6. Хотелось бы увидеть чертежи такой установки!Узнать насколько сложно изготовление !Можно-ли изготовить в домашних условиях?Очень интересно!!!Буду очень рад,если будет положительная информация.

    — Николай · сен 12, 12:28 · #

  7. Куплю усовершенсвованые чертежи каторые реально-альтернативно работают

    — сергей · ноя 22, 05:38 · #

  8. К идее автомобилей с газогенераторами отношусь скептически. Мне больше нравится идея стационарных газогенераторов с электростанциями. Чтобы тепло выхлопных газов утилизировалось в холодное время года в грубе, чтобы и тепло было и электроснабжение автономное. А особенным интересным было бы такое сочетание для предприятий по переработке древесины, чтобы достаточно мощная электростанция (десятки и сотни киловатт) обеспечивала автономное электроснабжение предприятия и автономное же отопление в цехах. И при этом одно и другое как бы бесплатно.

    — Irisman · май 2, 18:29 · #

 

---