В будущем необходимо перейти на возобновляемые, экологически чистые виды топлива. В рамках уникального проекта компания Volvo Trucks стремится превратить ДМЭ в действительно выгодное биотопливо.
Е
сли только вы не проспали последние 15 лет, то вам, очевидно, должно быть известно, насколько плохо обстоят дела на сегодня. Полезные ископаемые – основные источники энергии в мире – на исходе. Уголь, нефть и природный газ не только заканчиваются, они еще и в большой мере усугубляют проблему парникового эффекта, а также подвержены раздражающим перепадам в цене и поставках.
Вероятно, вы слышали о работе, которая ведется с целью поиска альтернативных видов топлива. По всему миру вкладываются огромные средства в поиск источников энергии, которые бы не только не угрожали климату и экологии, но и были бы более экономичными и коммерчески выгодными, чтобы окупить интенсивные инвестиции на начальных стадиях их разработки.
Транспортная индустрия не исключение. В корпорации Volvo Trucks эта работа ведется уже десятилетиями, и не последним показателем этого является тот факт, что современные грузовые автомобили Volvo экологически более чем в 100 раз чище – при 40-процентном снижении выбросов углекислого газа – соответствующих грузовых автомобилей, выпущенных всего 30 лет назад.
Активная экологическая деятельность совершила большой шаг вперед два года назад, когда Volvo Trucks представил на рынок семь новых моделей грузовых автомобилей, которые не выделяли углекислый газ. Их двигатели приводились в действие семью различными видами биотоплива.
«Нашей целью было продемонстрировать, что мы обладаем технологиями для всех видов экотоплива. Главная трудность состоит не столько в разработке необходимых технологий для двигателей, сколько в производстве качественных и жизнеспособных в коммерческом смысле альтернативных видов топлива», – рассказывает Матц Францен, главный конструктор двигателей в Volvo Trucks.
Среди различных видов экотоплива, обладающих потенциалом для будущей эксплуатации, выделяется только одна многообещающая альтернатива: ДМЭ (диметилэфир). Однако, это топливо требует кардинальных изменений в инфраструктуре для того, чтобы стать жизнеспособной альтернативой. В то же самое время, во всем жизненном цикле этого топлива отсутствуют негативные аспекты влияния на окружающую среду.
«Именно экологически чистый процесс сгорания делает ДМЭ таким жизнеспособным. От скважины и до топливного бака, иными словами начиная с производства топлива и заканчивая его применением в двигателе, ДМЭ – это наиболее экономичное топливо из всех, что у нас есть. По сравнению с биодизелем, вы можете покрыть в пять раз большее расстояние на ДМЭ с той же площади, которая потребовалась бы для производства биодизеля», – говорит Матц Францен.
ДМЭ производится из синтетического газа и выделяет только воду и углекислый газ при сгорании в двигателе, то есть в химическом смысле выхлопные газы абсолютно чисты. На сегодняшний день он в первую очередь используется как сжатый газ в аэрозольных баллончиках, горючее для зажигалок и базовый химикат для производства пластмасс.
Тем не менее, как подчеркивает Матц Францен, в Volvo Trucks заинтересованы ДМЭ как биотопливом будущего в первую очередь не по причине чистых выхлопных газов.
«15 лет назад, когда мы начали размышлять в этом направлении, у качества выхлопных газов были абсолютно другие критерии. С двигателями Евро 5 мы начинаем приближаться к нулевым выбросам, как твердых частиц, так и азота. Наш интерес к ДМЭ основывается не столько на улучшении качества атмосферы, сколько на стремлении к полной нейтрализации транспортных выбросов СО2», - объясняет он.
Синтетический газ может производиться из природного газа или из энергетически богатого черного щелока, который является продуктом переработки в деревообрабатывающей промышленности. В последнем процессе не участвует углекислый газ, а именно это и является одним из направлений, по которым движется Volvo Trucks относительно экотоплива.
Недавно начались работы в рамках уникального проекта при участии ЕС, Шведской энергетической организации, датской химической компании Haldor Topsoe, топливных гигантов Total и Preem, а также производителя экотоплива Chemrec, над разработкой оптимизированной с точки зрения влияния на климат инфраструктуры для ДМЭ, которая смогла бы эффективно функционировать на всех этапах – от лесозаготовки до двигателя грузовика.
«Мы долго обсуждали этот вопрос здесь в Volvo, а теперь делаем более конкретные шаги», – говорит Матц Францен и добавляет:
«Нам в Volvo Trucks придется произвести ряд изменений в наших дизельных двигателях, чтобы эта система работала с надлежащей производительностью. При комнатной температуре ДМЭ имеет газообразную форму, но мы превратим его в жидкость путем нагнетания под давлением. Это потребует, например, создания дополнительных уплотнений в системе подачи топлива в двигатель, чтобы технология могла функционировать эффективно».
В рамках этого проекта, который начался в прошлом сентябре и по плану будет длиться в целом четыре года, создаются 14 тестовых автомобилей, которыми будут управлять выбранные клиенты в различных частях Швеции. Частью процесса разработки продукта будут регулярные и тщательные техосмотры, целью которых станет определить, как двигатели на ДМЭ работают в обычных дорожных условиях.
Для Евросоюза, который ежегодно поддерживает большое количество подобных проектов, направленных на разработку различных видов экотоплива, на данный момент этот – один из самых многообещающих.
«ДМЭ замечателен тем, что это чистое топливо. Трудность заключается в том, что он требует значительных инвестиций для реализации его широкомасштабного применения. В данный момент, Volvo Trucks ведет исследования в этой области, но если испытания окажутся успешными, я уверен, другие производители автомобилей последуют этому примеру», – говорит Кириакос Маниатис, глава Отдела энергетических исследований Директората Еврокомиссии по вопросам энергоснабжения.
Производитель горючего Chemrec также усматривает значительный потенциал в данном проекте. Компания будет производить ДМЭ-топливо на своем газификационном комбинате в Питео. Для обеспечения максимальной рентабельности при серийном выпуске комбинат по производству ДМЭ будет интегрирован с уже функционирующим целлюлозным заводом.
«Мы получаем от них черный щелок. Применяя синтетический газ, мы преобразуем выделяемую биомассу, содержащуюся в щелоке, в топливо и затем получаем выход пищевых химикатов, которые также присутствуют в щелоке. Это закрытый цикл с потрясающей производительностью. Когда это топливо используется в оптимизированной дизельной системе, совокупная производительность агрегата имеет особенно высокие показатели», – говорит Патрик Лувнерц, директор по продажам Chemrec.
Он подчеркивает, что использование черного щелока для производства топлива никоим образом не увеличит расходы на производство в целлюлозной промышленности. На сегодняшний день, целлюлозные заводы пока еще используют черный щелок для обогрева и в других целях, но в будущем ожидается, что ветви, корни и другие традиционные отходы производства будут применяться в тех же целях.
Нефтяная компания Preem, которая будет заниматься дистрибуцией топлива с завода в Питео, в рамках этого проекта строит четыре заправочные станции в различных частях Швеции, и возлагает большие надежды на долгосрочную жизнеспособность ДМЭ как топлива.
«Мы определили пять параметров, которым должно соответствовать биотопливо будущего: оно должно быть в значительной мере экологичным и высокоэкономичным, в то же самое время оно не должно ущемлять производство продуктов питания, права человека и биологическое разнообразие. ДМЭ с легкостью соответствует всем параметрам», – говорит Гида Рефслунг, директор по развитию бизнеса в Preem, и продолжает: «Такое впечатление, будто мы высиживаем золотое яйцо – теперь только от нас зависит, расскажем ли мы всему миру об этом открытии, чтобы начать значительно сокращать объемы вредных выбросов!»
В качестве целевого рынка Volvo Trucks изначально избрал Скандинавию. На первом этапе фирмы с большой долей поездок на дальние расстояния образуют основную целевую группу.
«Мы хотим использовать эту технологию в случаях, когда мы потребляем много топлива, предпочтительно для дальнобойных грузовиков, работающих в две смены. Они постоянно перевозят тяжелые грузы и редко простаивают. Именно для этого транспорта, в первую очередь, мы и хотим применить решения без СО2», – рассказывает Матц Францен, и добавляет: «А на Скандинавии мы решили сфокусироваться, потому что именно там у нас есть ресурсы топлива. Если там у нас все пойдет хорошо, то постепенно мы сможем оттуда пойти дальше. В первую очередь нам нужно дождаться начала производства топлива и в то же время удостовериться, чтобы рынок запчастей шел в ногу с этими изменениями”. ■