Спирт в бензине: как Америка экономит на кукурузе, а Россия теряет деньги

Юга.ру
  • азс © Фото ЮГА.ру

Идея добавлять спирт в бензиновое топливо появилась в Европе и Америке после Первой мировой войны. Она остаётся актуальной и в настоящее время.

Некоторые страны, такие как США и Бразилия, всерьёз рассматривают вопрос об увеличении объёмов спирта, используемого для приготовления смесевых бензинов.

Разбираемся, как обстоят дела с топливным спиртом в мире и в России, какие у него преимущества и недостатки.


Опыт США и Бразилии

С Америкой всё и так ясно: переработка кукурузы в этанол давно поддерживается государственными мандатами и субсидиями. Фермерское и этаноловое лобби активно борется за сохранение этих льгот.

В Бразилии большая часть личного и общественного транспорта ездит на этаноле или бензине с высокой долей этанола. Там заоблачные цены на бензин делают рентабельным производство спиртовых смесей.


Ситуация в России

В России довольно долго производство топливного этанола считалось экономически невыгодным. А вот метанол — самый простой из алкоголятов, производство которого стоит на порядок дешевле питьевого этанола. При этом на метанол не нужно расходовать дорогостоящее зерно, сахарсодержащие культуры или ценную древесину.

ПараметрЭтанолМетанол
Сырьё Зерно, сахар, древесина Уголь, газ, органические отходы
Стоимость производства Высокая Низкая
Ограничение содержания в бензине До 5% До 1%
Октановое число Высокое ~120

Современная технология позволяет получать метанол из угля, газа или просто органических отходов. Существуют и компактные модульные установки по производству метанола небольшой мощности.

Правда, для современных товарных бензинов существуют ограничения по содержанию метанола или этанола: 1% и 5% соответственно. Но для бензинов класса 2 подобные ограничения отсутствуют.


Особенности использования метанола

У метилового спирта есть огромное преимущество — очень высокое октановое число (около 120 единиц). Это делает его желанной добавкой в бензин: повышается октановое число и увеличивается тяга.

Влияние на выхлоп:

  • снижает выбросы угарного газа, несгоревших углеводородов и сажи;

  • увеличивает выбросы формальдегида и других альдегидов — веществ токсичных и, по ряду данных, канцерогенных.

Плюсы метанолаМинусы метанола
Высокое октановое число (~120) Высокая токсичность паров
Снижение выбросов CO и сажи Образование формальдегида и альдегидов
Меньше отложений на клапанах и поршнях Лёгкость испарения из смеси (проблемы с хранением)
Снижение канцерогенов (бензопиренов) Низкая теплотворная способность (почти вдвое ниже бензина)

При этом теплотворная способность метанола ниже, чем у бензина, почти в два раза. Но за счёт более высокой степени сжатия и более ранних углов зажигания тяга двигателя на такой смеси может быть даже выше, чем на чистом бензине. Однако для использования метанол-бензиновых смесей придётся перенастраивать алгоритмы работы и производительность всей топливной системы.


Проблемы, которые создают топливные спирты

На Западе идею использовать топливный спирт в качестве эрзац-бензина преподносят как лучший способ борьбы с загазованностью улиц. Однако оказалось, что это не совсем так. Продукты сгорания метилового и этилового спиртов содержат формальдегид, уксусную и муравьиную кислоты, а также другие коррозионно-активные соединения.

Что страдаетПоследствия
Выпускной коллектор, глушитель, катализатор Требуются материалы из нержавеющей стали
Топливная система (бак, трубопроводы, насос, форсунки) Нужны химически стойкие материалы
Впускной коллектор и ГБЦ Коррозия алюминиевых сплавов (требуется никелирование)
Резиновые уплотнения (прокладки, манжеты) Набухание и разрушение при контакте со спиртом

Коррозия и стойкость материалов:

  • выпускной коллектор, глушитель и корпус катализатора приходится делать из более стойких материалов, вплоть до нержавеющей стали;

  • топливную систему, включая бак, трубопроводы, насос и форсунки, нужно изготавливать из химически стойких материалов;

  • алюминиевые сплавы ГБЦ в контакте со спиртом корродируют — для защиты применяют никелирование.

Резиновые уплотнения: этанол и метанол растворяют резину. Набухают все прокладки, манжеты и резиновые уплотнения, контактирующие со спиртом. Исключение — фторопласт и специальные сорта химически стойких полимеров. Для защиты от растворяющего действия разработаны специальные присадки, но их эффективность ещё далека от идеала.


Инфраструктурные проблемы

Особенные свойства спирта означают, что под раздачу попадает не только автомобиль, но и вся существующая инфраструктура заправок и бензохранилищ. Нужно будет всё менять и перестраивать — а это немалые средства.

Что требует измененийПочему
Заправочные станции Материалы не стойки к спиртам
Бензохранилища Коррозия и утечки
Топливные системы автомобилей Резиновые уплотнения и алюминиевые детали

Главное, что нужно запомнить

АспектВывод
Октановое число У метанола ~120, что делает его отличным компонентом для повышения детонационной стойкости
Токсичность Пары метанола токсичны, требуется осторожность при хранении и заправке
Коррозия Требуются специальные материалы для топливной системы и двигателя
Выхлоп Снижает CO и сажу, но увеличивает формальдегид и альдегиды
Инфраструктура Требует масштабной перестройки заправочных сетей и бензохранилищ
Экономика В России метанол дешевле этанола, но его использование связано с серьёзными техническими вызовами

Итог

Топливные спирты — это не панацея. Они имеют серьёзные преимущества (высокий октан, снижение некоторых выбросов), но и создают множество проблем: коррозия материалов, растворение резины, токсичность, необходимость перестройки инфраструктуры. В России использование метанола сдерживается техническими и экономическими ограничениями, хотя технологии его производства из дешёвого сырья уже существуют.

Пока массовый переход на спиртовые смеси в России маловероятен без серьёзных изменений в автопроме и топливной инфраструктуре, пишет Автовод со стажем.