Egy fenntartható versenyüzemanyag!

 

 

GEM Fuel – egy fenntartható versenyüzemanyag!

A GEM üzemanyag a szokásos versenybenzineket két fronton múlja felül, a járműteljesítmény terén és bolygónk szempontjából.

A GEM üzemanyag koncepciójának fejlesztésére, átfogó tesztelésére és szabadalmaztatására 2011-ben került sor a Lotus Engineering és a BioMCN együttműködésének köszönhetően. A 2012-es év elején a BioMCN a GUTTS-szal karöltve megkezdte az előállítást. A Holland Nemzeti Autósport Szövetséggel (KNAF) történt konzultációkat követően a GEM üzemanyag lett a BioMCN 350Z Challenge hajtóanyaga.

A motorteljesítményre vonatkozó előnyt megfelelő alkalmazás esetén két jellemző biztosítja: a GEM üzemanyagnak magas az oktánszáma, valamint kopogásgátló tulajdonsága van, ami lehetővé teszi a nagyobb motorkompressziót. Másodsorban az alkohol magas százalékaránya miatt hűtő hatása van mind a szívó-, mind a kipufogóoldalon, ami kisebb hőmérsékletű és nagyobb fajsúlyú szívási ütemet és hengertöltést eredményez. Mindkét jellemző alacsonyabb hőmérsékleten leadott nagyobb motorteljesítményt jelent.

A hatékony motorüzemen túl a GEM üzemanyag energiatárolás szempontjából is kedvezőbb, mint az ismert alternatívák többsége. Kezelhetősége egyszerű; minden autónak szüksége van arra, hogy energiát tároljon, függetlenül a feladatának ellátásától, a szükségleteihez tárolt energia mennyisége pedig meghatározza a hatótávolságot. A kulcsfeladat, hogy minél több fenntartható energiát vigyünk járművünkkel, amikor el akarunk jutni A pontból B pontba.

A GEM üzemanyag a fenntarthatóság szempontjából két területen múlja felül a szokásos versenybenzineket: CO2 csökkenést eredményez a fenntartható alapanyagok használatával, valamint a megnövelt biomassza határral. A teljesítmény csökkenését nem feláldozva a GEM üzemanyag kettős szempontból is fejlett bioüzemanyag, ami a fenntartható lehetőségekből kínál optimális felhasználást.

 

Andrew

 

Fogalmak

 

1. Motorteljesítmény

Az „alternatív” üzemanyagoknál nem megszokott módon az etanol és a metanol rendelkeznek azzal a lehetőséggel, hogy a benzinhez képest növeljék a motorteljesítményt és a hatásfokot. Ezt több faktor biztosítja:

- magasabb oktán érték,

- párolgáshő,

- gyulladási sebesség,

- a légnemű anyag egységnyi energiája,

- a reagens anyagok moláris aránya,

- az éghető anyagok hőkapacitása a háromatomos és a kétatomos molekuláknak köszönhetően.

Megfelelő használat esetén növelt nyomaték és teljesítmény az eredmény. Az alkohol alapú üzemanyagok a nagyobb mutatókat egyedi karakterisztikájukkal érik el:

- a metanol és az etanol kisebb sztöchiometrikus levegő/üzemanyag aránnyal párosuló magasabb párolgáshője nagyobb mértékű hengerhűtést eredményez az üzemanyag elpárolgásakor;

- a növelt töltési fok mellett érzékelhető hatása van a motor kopogási hajlamának csökkenésére is, ami a nagyobb oktánszámú üzemanyagok mellékhatása is egyben.

Az alacsonyabb lobbanási hőmérsékletnek (ez csökkenti a hengerfalon keletkező hőveszteségeket) vannak másodlagos hatásai is, nagyobb a reagens anyagok aránya (a robbanási ütemben nagyobb nyomást előidézve) és laminárisabb a gyulladási sebesség. Utóbbi tulajdonság teszi lehetővé az oldószerek nagyobb arányú alkalmazását, ami viszont tovább növeli a kopogási határt. Szignifikáns terület áll rendelkezésre a motorok fajlagos hőteljesítményének javítására a magas alkoholkoncentrációjú anyag elégetésének optimalizálásával, ami meghaladja azt a szintet, mint ami a dízelmotorokban jelenleg megvalósul, ugyanakkor fenntartja a gyújtógyertyás motorok szignifikáns költségelőnyeit és a kipufogógázainak utókezelő rendszerét.

 

2. Energiatárolás

A könnyű alkoholok általában kiváló üzemanyagok, főként a gyújtógyertyával üzemelő motorokhoz. A dízel erőforrásokhoz is használhatóak ezek a motor módosításával vagy gyulladássegítővel (vagy mindkettővel). Az alkoholok gyújtógyertyával üzemelő belsőégésű motorokban történő használatának legnagyobb előnye a magas oktánszámukból és az oktán érzékenységből adódik, ami a benzinek esetében nagymértékű látens hővel párosul. Ez kedvezően befolyásolja az alacsony sztöchiometrikus levegő/üzemanyag arányt is.

Amíg az alkoholok részben oxidált állapota csökkenti a benzin és a gázolaj energiasűrűségét, a metanol és az etanol a hidrogénhez képest kétszeres-háromszoros, a fejlett akkumulátorokhoz viszonyítva 15-20-szoros gravimetrikus járműenergia tárolási kapacitással rendelkezik.

A kibocsátás csökkentése vagy a fenntartható szállítás fogalmi szintjén az a legfőbb feladat, hogy minél több fenntartható energiát vigyünk járművünkkel, amikor el akarunk jutni A pontból B pontba. A kulcs az energiasűrűség!

 

3. Nyersanyagkészlet

A három alkotóelemből kettőnek (etanol és metanol) szigorú tanúsításokon kell átesni a fenntarthatóság szempontjából. Az üzemanyag alkotóelemeként használt bioetanol úgynevezett fejlett bioüzemanyag, ami táplálkozásra nem alkalmas búzaterményből, hulladékokból, szalmából és más biomassza származékokból áll.

A biometanol  nagy mennyiségben előforduló, természetes zsiradékhulladékból származó nyers glicerinből  készül. Mindkét alkotóelem rendelkezik az Európai Unió legszigorúbb jóváhagyási eljárásának, a Megújuló Energia Direktívának (Renewable Energy Directive – RED) megfelelő tanúsítvánnyal, a Nemzetközi Fenntarthatósági és Karbon Jóváhagyással (International Sustainability and Carbon Certification – ISCC), és 70 százalékos vagy annál nagyobb CO2 kibocsátás csökkentéssel rendelkezik az általános üzemanyagokkal összehasonlítva.

 

4. Biomassza határ

A gyártási folyamattól függetlenül a biológiailag előállított etanol (vagy bioetanol) esetében létezik egy biomassza határ, és a nyersolaj is egy véges energiaforrás. A második generációs bioetanol előállítására léteznek törekvések (ignocellulóz folyamatok, melyek nem étkezési terményeket, municipális hulladékot használnak), ami nagyobb mennyiségű etanol használatát teszi lehetővé , de a nyersanyagkészletnek még így is van egy felső határa.

Kívánatos, hogy a megújuló üzemanyagok mennyiségének növelésére eszközöket találjunk, aminek a bevezetése az energia biztonság és az üvegházhatású gázkibocsátás miatt fontos. Ez az autókhoz használt bioüzemanyagok biomassza határának növelésével valósítható meg, és pontosan ez az, amit a három alkotóelemből álló kevert hajtóanyagok és a GEM üzemanyag biztosít. A nyersanyagkészlet  legkülönfélébb komponenseit alkalmazza ez, így növeli a biomassza határt és csökkenti a Földre gyakorolt hatást.

A metanol szintetikus úton majdnem minden olyan anyagból előállítható, ami tartalmaz szenet és hidrogént, ez biztosítja, hogy ennek az üzemanyagnak nincsen biomassza határa (nem úgy, mint az etanolnak). A metanol készülhet kőszénből, természetes gázokból, glicerinből, fahulladékból vagy bármilyen olyan alapanyagból, mint ami az etanolhoz kell (legtöbbször nagyobb energetikai és konverziós hatásfokkal); szintetikus úton előállítható szénmonoxidból vagy széndioxidból és hidrogénből, biztosítva a gyakorlatilag határtalan nyersanyagkészletet.

A GEM üzemanyag három alkotóelemből áll: a benzint (gasoline – G), etanolt (E) és metanolt (M) százalékarányosan keverik össze, hogy nagyobb teljesítményt és alacsonyabb üvegházhatású gázkibocsátást érjenek el. Technikai szempontból a FlexFuel-ek hasonló hatással vannak az E85-re, mint a különböző GEM keverékekre. Ez a képesség teszi lehetővé azt, hogy a metanol mennyiségének növelésével a biomassza határon túl menjenek.

 

Andrew

 

A ralisport új üzemanyaga

Az FIA fenntartható autósportok irányzatának eredményeképpen a rali világbajnokság junior versenyzők számára kiírt sorozata benzinről bioüzemanyagra váltott. Az Akropolisz Rally-n a sorozat mind a tíz versenyzője ilyen üzemanyagot használt már. A jóváhagyás érdekében Edward Goossens működött együtt az FIA-val, aki most arról beszél, miért is pozitív ez a lépés a sportág számára.

- A GEM üzemanyag három összetevőből áll: benzinből, bioetanolból és biometanolból. A sportág számára az a fontossága ennek, hogy eddig ilyen módon sosem alkalmaztak ennyire fejlett bioüzemanyagot a rali világbajnokságon. A fő cél az, hogy bevezessük az üzemanyagot, megnézzük, hogyan teljesít és megtudjuk, milyen módosításra van szükség az autót illetően, a biztonság tekintetében, logisztikai szempontból és így tovább. Mindenki, akit bevontuk, kíváncsi arra, hogy mit tanulunk ebből.

- Milyen különbségeket szül ez, mit kell módosítani, van-e ennek hatása az üzemanyag fogyasztásra?

- Van néhány különbség a kocsiban, például bizonyos O-gyűrűket és tömítéseket ki kellett cserélni olyan változatra, ami ellenáll a GEM üzemanyagnak. A fogyasztás kissé nagyobb, mint a normál benzin esetében, ami nem is annyira teljesítmény szempontú kérdés, hanem logisztikai, a raliversenyek szervezőivel együtt kell kiszámolnunk, hová kell telepítenünk kiegészítő tankoló zónákat.

- Jelent ez a hajtóanyag teljesítménynövekedést?

- Az üzemanyag alacsonyabb hőmérsékleten ég el, így kisebb a szívó oldalon a motor hőmérséklete, ami némi teljesítménynövekedést biztosít. Hogy ez pontosan mennyi, azt a szezon során fogjuk kiszámítani.

- A motor magasabb hőmérsékleten működik?

- Nem, alacsonyabbon. Ez hasonló ahhoz, mintha alkoholos törlőkendővel törölnéd meg a kezed, rögtön azt érzed ilyenkor, hogy hideg lett a kezed. Az alkohol gyorsan párolog, hőt von el a fémtől vagy bármilyen más felülettől. Ez egy nagyon érzékeny alkohol, a motor hidegebben üzemel vele, mint a hagyományos üzemanyaggal.

- Mi a helyzet a költségekkel, a versenyzőknek mennyit kell ezért fizetniük?

- Nagyon versenyképesek az áraink a normál versenybenzinekhez képest. A junior világbajnokság résztvevői tekintetében nehéz ezt megmondani, hiszen ők a teljes költséget fizetik, amibe a bajnoki csomag részeként beleszámít a logisztika is. A teljes bajnoki csomag három százalékkal olcsóbb idén, mint tavaly volt.

- Ez egy növénytermesztésen, semmint olajgyártáson alapuló üzemanyag?

- Nem. Az alapanyagok, az úgynevezett üzemanyag számára betáplált nyersanyagok a jelen lévő kis mennyiségű benzin kivételével kizárólag és száz százalékig hulladékból, egyes esetekben a növénytermesztés hulladékából származnak. Bármilyen zsiradékot tartalmazó hulladék – növényi vagy állati – használható arra, hogy kivonjuk belőle a glicerint, amiből üzemanyag gyártható. Semmi esetre sem befolyásolja ennek a fajta üzemanyagnak az előállítása az élelmiszerek árazását, az élelmiszeripart, vagy bármi ilyesmit. Ehhez egyszerűen olyan hulladékot használunk, ami kidobásra vagy elégetésre kerülne.

- Mit gondolsz, mit hoz ez, mi a következő cél?

- Következő célként szeretném azt látni, hogy ezt az üzemanyagot az autósportok más ágai is elkezdik használni, és remélhetőleg ez odáig jut, olyan érdeklődést generál, ami által a gyári csapatok is elkezdik ezt használni.

- Mi az előnye és a hátránya ennek a többi, környezetbarát üzemanyaggal szemben?

- A nagy előnye, hogy technológiailag hasonlít az E85-ös etanolra. A motor szempontjából többé-kevésbé ugyanazokat a beállításokat lehet használni, ugyanakkor mivel az etanol egy részét biometanolra cseréltük, a széndioxid kibocsátás drasztikusa mértékben csökkent. A másik előny, hogy az alapanyagkészlet végtelen. Bármilyen hulladék, aminek van vagy zsír-, vagy cukortartalma, alkalmas ilyen üzemanyag előállítására.

 

Andrew

 

Bio-Fiesták

 

A Ford Fiesta R2-esekkel versenyző junior világbajnoki mezőny az Akropolisz Rally-n tankolta először a GEM által gyártott bioüzemanyagot a benzin helyett.

Az autók fogyasztása huszonöt százalékkal nőtt a korábban használt üzemanyaghoz képest, ami azt eredményezte, hogy a versenyen köztes tankoló zónák telepítésére is szükség volt.

Teljesítményváltozás szempontjából mindössze egy lóerős többlet volt tapasztalható, ami kevesebb, mint az Írországban és Skandináviában E85-ös üzemanyaggal versenyeztetett Fiesták esetében mért két-három lóerős érték.

 

Andrew