Dízel helyett alkohol is lehetne

Szerző: Égő Ákos | 2011.01.13. 15:52

Keveset tudni a dízel járművek alkoholos üzeméről, pedig idén 25 éve, hogy elindult ez első komolyabb kísérlet, és 1989 óta sorozatban gyártanak alkoholra alakított dízel haszongépjármű motort. Az E85 gyakorlathoz hasonlóan két lehetséges irány van: bekeverve és tisztán. A tisztán speciális üzemanyagra és átalakított motorra van szükség, vagyis a biodízeltől eltérően az alkoholt nem lehet átalakítás nélküli a dízelmotorba tankolni.

Az első etanolos buszt 1986-ból

A speciálisan dízelekhez készült üzemanyagot Amerikában XcelPlus International "Dieseno", Európában a Svéd Sekab "ETAMAX D" néven forgalmazza. Ezek nagyjából olyan elnevezések, mint a hazai E85 esetében az E85 GreenPower terméknév, de legtöbb esetben csak E95-ként vagy ED95-ként emlegetik. Európában szabvány nem létezik, a skandinávok az angolszász gyakorlatot követve kicsit rugalmasan kezelik ezt a kérdést. Ha egy gyártó kidolgozza a technológiát, azt fogadják el, nem is szükséges ezt feltétlenül túlbonyolítani. Persze megvan az a hátránya, hogy kizárólag csak ez a bizonyos gyártó állíthatja elő a terméket, amit a svéd gyakorlat is bizonyít, de a Sekab ezt egy csöppet sem bánja. Sőt az üzemanyag egyik fontos alkotóelemét szabadalommal védi, így a kizárólagosság alapjait keményen lerakta. Az ETAMAX D üzemanyag összetételére vonatkozóan viszonylag pontos információk állnak rendelkezésre.

A vízben is oldható szúrós szagú, vöröses színű folyadék, összetétele a következő (az értékek tömeg%-ban értendők):

  • 90,2% - 95%-os vizes alkohol
  • 7,0% - Beraid 3540 (újabban 3555) gyulladássegítő adalék
  • 2,3% - Metil-t-butiléter denaturáló szer
  • 0,5% - Izobutanol denaturáló szer
  • 125 ppm - Korrózió gátló adalék (Morfolin)

Érdekesség, hogy az E85-tel ellentétben nem szükséges vízmentes, 99,8%-os alkohol, a dízelek beérik a vizes 96%-os szesszel. Ez azért fontos, mert az üzemanyag előállítását jóval olcsóbbá teszi.  A felsorolásból kizárólag a Beraid nevű anyag különleges. Azt tudjuk, hogy az alkoholnak rendkívül jó a kompresszió-tűrése, azaz nem megy könnyen az öngyulladás. Ez előny egy benzinesnél, de hátrány a dízelnél, ahol gyakorlatilag az öngyulladásra támaszkodik a motor működése. Ez a tulajdonság csak adalékkal változtatható, az említett Beraid nevű égésjavító adalék ezért kerül bele. Ez az anyag nem más, mint egy polietilén-glikol származék, azaz egy polimer. A svéd AZKO NOBEL festékgyár fejlesztette ki, a pontos összetételét szabadalom védi. Ha valaki alkohol bázisú dízel üzemanyagot szeretne gyártani, akkor ez az adalék gyakorlatilag megkerülhetetlen. Egyes információk szerint a Sekab birtokába került a szabadalom, így az E95 sorsa az ő kezükben van. Az amerikai Diesenol 95,2%-os etanolból és 4,8% Beraid adalékból áll, vagyis majdnem megegyezik a svéd változattal, ennek ellenére az USÁ-ban nem tisztán hanem 15%-ban bekeverve javasolják a használatát.

A bekeverés az alkoholos dízel üzemnek másik útja. A Sekab erre is kínál megoldást ETAMIX D néven. Ez nem más, mit 15% vizes alkohol, némi emulgálószer és hagyományos dízel olaj. Óriási előnye, hogy különösebb varázslat nélkül előállítható, és minden további nélkül alkalmazható átalakítás nélküli dízelmotorokban.

Bérelni lehetett az első alkoholost
Alkoholbusz történelem
1986 - Elkészült az első Scania busz a Sekab saját fejlesztésében. A 11 literes 260 lóerős jármű már akkor tudta a
2001-ben bevezetett Euro 3-as környezetvédelmi normákat. 14 évig közlekedett és több mint 1 millió kilométert futott hibamentesen E95 üzemanyaggal.
1989 - Már 30 etanol busz közlekedett Stockholmban.
1996 - Megjelent a második generációs motor. A 9 literes 230 lóerős motor már akkor Euro 4-es volt (ami csak 2006 óta előírás). A Scania OmniCity buszába szerelték.
2007- Harmadik generációs E95 motor. Természetesen teljesíti az Euro 5-ös és az igen szigorú EEV normát, költséges és bonyolult katalizátor nélkül. 2008- E95 járművel már 8 országban közlekednek.
2009 - Bemutatkozott a Scania alkoholos teherautója. Stockholmban forgalomba álltak ez első etanol-hibrid buszok.

 

Az E95 tiszta használatához a dízelmotor módosítására van szükség. Sorozatban kizárólag csak a Scania gyárt alkoholos üzemre felkészített motorokat, a 90-es évek eleje óta körülbelül 600 darab készült el. A DS-9 és a DSE-9 motorok átalakítása elsősorban a kompresszió növelésére terjed ki, az áttervezett dugattyúkkal a 1:17-es kompresszió-viszonyt 1:28-ra (!) emelik, illetve 50-70%-kal nagyobb fecskendőket alkalmaznak, átprogramozott motorvezérléssel.

Az üzemanyagrendszer egyes elemeit is érinti a változtatás. Normál dízel üzem esetén méretezésekor számítanak a gázolaj kenőképességére, az alkoholos üzemnél a kenőanyag helyett gyakorlatilag hígító kerül a rendszerbe, ami az üzemanyag-ellátó alkatrészek élettartamára komoly hatással van. Kezdetben Bosch rendszerrel szerelték, később áttértek a Cummins-szal közösen fejlesztett, saját nagy (HPI) és az extrém (XPI) nyomású rendszerekre. Érdekes adat, hogy az 1996-ban bevezetett második generációs motor Stockholmban éves 60 000 km futásteljesítmény mellett alig igényelt több karbantartást, mint hagyományos dízel társa. Három befecskendező, egy üzemanyagcső, hat üzemanyagszűrő és hat olajszűrő áll az egy üzemanyagszűrő és három olajszűrővel szemben. Az éves szervizigény mindkét esetben hat alkalom volt.

Stockholmban nincs dizel városi busz

Az E95 működés szinte egyetlen hátránya a megnövekedett fogyasztás. E95-ből a dízelhez képest induláskor 50-70%-kal, országúti használatban 30-50%-kal, városban akár 50-60%-kal fogyaszthatnak többet. Ezeket az értékeket ellenpontozza a rendkívül alacsony károsanyag-kibocsátás. Az E95-tel működő Scania motorok minden fejlesztési fázisban a környezeti kibocsátásukat tekintve tíz évvel megelőzték korukat. E95 használat esetén a NOx -28%-kal a CO -80%-kal a HC-50%-kal a PM -60%-kal lesz kevesebb. Nem véletlen, hogy Stockholmi közlekedési vállalat 2006-ban vásárolta az utolsó hagyományos dízel üzemű buszt, azóta csak az alkoholos illetve a gázos közlekedés hódít Svédország fővárosában.

Dízel-emisszió, nehéz gépjárművek szén-monoxid (CO) tömege g/kWh szénhidrogének (HC) tömege, g/kWh nitrogén-oxidok (NOx) tömege g/kWh részecskék (PT) tömege g/kWh Kipufogógáz m-1 (ún. füstölés)
"EURO 0" jármű (1988-92) 12,3 2,60 15,8

"EURO I" jármű (1993) 4,9 / 4,5 1,23 / 1,1 9,0 / 8,0 0,36
"EURO II" jármű (1996) 4,0 1,1 7,0 0,15
"EURO III" jármű (2000) 2,1 0,66 5,0 0,1 0,8
"EURO IV" jármű (2006) 1,5 0,46 3,5 0,02 0,5
"EURO V" jármű (cca 2009) 1,5 0,46 2,0 0,02 0,5
"EEV" jármű (cca 2012) 1,5 0,25 2,0 0,02 0,5
Scania DSI901 (1996) 0,0 0,1 3,3 0,02 0,13
Scania DC9E02 (2007) 0,0 0,05 1,7 0,01 0,04

 

Legújabb hírek szerint a Scania egyeduralkodásának vége lehet. A Fiat 10 millió eurós beruházás keretében különleges megoldású motorokat fejleszt Brazíliának. Ezek a motorok két üzemanyag-rendszerrel rendelkeznek, kizárólag csak indításkor használják a dízel olajat, a motor folyamatos működése alkohollal történik. Üzemanyag-rendszerét a Bosch biztosítja, és a tervek szerint elsősorban Iveco teherautókba építik bele. Mellékesen jegyzem meg, ilyen működésű motort magyar mérnökök is készítettek az elmúlt években. A fejlesztés nem publikus, de ha lehetőségünk lesz rá, a közeljövőben megpróbáljuk bemutatni.

Személyautó átalakítás
Az egyik elismert svéd tuningcég, a BSR hazai típusok teljesítménynövelésével foglalkozik. 2008-ban készített egy E95 üzemű Saab 9-3 SportCombit. Az eredeti dízel égésterét, üzemanyagellátó-rendszerét módosították, a motorvezérlő szoftvert átprogramozták. Maximális teljesítménye 195 lóerő, nyomatéka 410 Nm (!) lett. Az autó fogyasztása meglepően alacsony maradt, 5 literrel beéri 100 km-en. A károsanyag-kibocsátás tekintetében a szénhidrogének és a nitrogén-monoxid nagymértékben csökkent, a részecske kibocsátás gyakorlatilag megszűnt. Az átalakítás kísérleti céllal történt, sorozatban még sajnos nem rendelhető.


Felvetődhet a kérdés miért ez a sok hókuszpókusz a motorral, az üzemanyaggal, ha ott a biodízel?

A biodízel elsősorban repcéből, másodsorban napraforgómagból kézül. Sajtolás után csak az egyszerűbb dízel rendszerek képesek feldolgozni, modern motorokhoz finomítani, észterezni kell. A finomított biodízel tökéletesen keverhető a hagyományos olajhoz 5-10-20%-ban, a motor semmilyen átalakítást nem igényel. 100%-os biodízel használat esetén a széndioxid megtakarítás sokkal jobban alakul, mint az etanol esetében. Talán kevesen tudják, de a biodízel sokkal agresszívebb anyag, mint a bioetanol. Régebbi dízel motorok esetében valóban cserélni kellett az üzemanyagrendszer alkatrészeit azoknál a fuvarozóknál, akik előszeretettel tankolják a német biodízelt. A modern motorokat már felkészítették a tiszta biodízel üzemre.

A kiváló CO2 megtakarítás mellet több probléma van a biodízellel kapcsolatban.

  • Elsősorban az olaj előállítása viszonylag korlátozott mennyiségben történhet. Amíg alkoholt szinte mindenből lehet készíteni az algától a fűrészporig, addig biodízelt kizárólag olajtartalmú növényekből.
  • A biodízel üzemű gépjármű működésekor rosszabb kibocsátási értékekkel bír, mint hagyományos társai. Például egy Euro 5-ös motor Euro 4-esre esetleg 3-asra minősül vissza biodízellel.
  • Biodízelt kizárólag folyamatosan működő járművekben szabad használni, mert az olaj avasodik, megdermed. Például tűzoltósság nem használhatja.
  • A tisztán biodízel üzemű gépkocsik olajcsere periódusa negyedelődik.
  • Bár Magyarországon termelés és finomítás is történik, nem kapható biodízel, sőt semmilyen szabvány nem vonatkozik rá (kivéve a dízelbe való bekeverés).

Mint látjuk, sajnos komoly akadályokba ütközik a fosszilis dízelolaj kiváltása, pedig a városok légszennyezettségének a mérsékelését nem a Priusok fogják megoldani, az első korlátozásoknak a tömegközlekedést kellene érintenie. Az E95-tel illetve alkohol bekeveréssel a jelenleg futó és kormot okádó Rába motorokon emisszióján is sokat lehetne javítani. További lehetőségek lennének a vasúti és a vízi közlekedés káros anyag kibocsátásának csökkentésében, gyakorlatilag mindenhol ahol dízel olajat használnak. Véleményem szerint a 10-15% alkohol bekeverési százalékkal hazánkban el lehetne indulni az úton. Erre itthon még technológiai és gyártási kapacitás is lenne, csak az első lépést kéne megtenni.