Аммиачный запах будущего

Дизель во фритюре
В 1900 ГОДУ Рудольф Дизель продемонстрировал свой первый дизельный двигатель на всемирной ярмарке в Париже. Новый тип мотора, в котором топливо загоралось не от искры зажигания, а из-за давления поршня, сразу стал технической сенсацией. Интересно, что первые дизели работали вовсе не на солярке, а на арахисовом масле. На «постном масле» работал и самый первый дизель, созданный изобретателем в 1893 году. Именно с этого года можно начинать историю биодизеля.
Современный биодизельный двигатель работает на растительном масле (в основном рапсовом), модифицированном специальным образом. Первой страной, где биодизель получил распространение, стала Южно-Африканская Республика. Массовое распространение биодизельных двигателей для грузовиков началось там еще в 30-е годы прошлого века. Готовый биодизель — это маслянистая жидкость, в холодную погоду превращающаяся в воскообразное желе.
Американский «биодизельный олигарх» Джин Джеболис был чиновником администрации штата Массачусетс, когда в 1994 году впервые услышал о биодизеле. Бизнесмен Джим Риччи собирался переоборудовать местный химический завод под производство нового топлива. Узнав о перспективном виде бизнеса, Джеболис, по его словам, «влюбился в биодизель». Он ушел с государственной службы и стал работать в компании Риччи. А в 1998 году основал собственную — World Energy Alternatives, LLC. Сегодня она контролирует 50% американского производства биодизельного топлива (250 тыс. тонн). Свой успех Джеболис объясняет новой стратегией. «Мы впервые сосредоточились не на производстве нишевого вида энергии, а на ее дистрибуции, продажах и маркетинге» — говорит он. Сегодня World Energy Alternatives имеет сеть центров дистрибуции в 35 штатах, которой могут позавидовать даже крупные нефтяные компании.
Ставка на маркетинг, сделанная Джеболисом, совершенно оправданна, ведь биодизель — проблемное топливо. В мороз такой двигатель просто не заводится, поэтому растительное топливо обычно смешивают с минеральным. В стремлении распространить экологически чистое биотопливо правительства не останавливаются перед принудительными мерами. «С начала 2004 года предприятия по производству минеральных масел все чаще смешивают обычное топливо с биодизелем,— рассказывает Карин Ретцлаф, представительница Союза германской индустрии биотоплива.— С 2010 года это станет обязанностью: не менее 5,75% примеси рапсового горючего должно быть в дизеле любой марки по всей Европе».
Многие современные дизельные двигатели могут работать на 100-процентном биодизельном топливе без какой бы то ни было модификации. Энергетическая отдача биодизеля примерно такая же, как у петродизеля (так называют соляровое топливо из нефти): на 100 км потребуется чуть больше «растительного масла», чем обычной солярки. А выброс углекислого газа при использовании чистого биодизеля — на 75% меньше.
Производство биодизеля в США в 2005 году составило 75 млн галлонов (250 тыс. тонн), увеличившись за два года в три раза. Евросоюз за тот же год произвел 3,184 млн тонн такого топлива. По прогнозам, в 2007-м мировое производство биодизеля достигнет 7,9 млн тонн. Пока биодизель дороже петродизеля и чуть менее эффективен, но с ростом нефтяных цен этот вид топлива будет более конкурентоспособным по цене. Сейчас цена солярки в США составляет около $3 за галлон, биодизеля — $3–3,5. Так что у биодизеля на новой топливной карте уже сегодня неплохие перспективы.

Футурология на спирту

Этиловый спирт (этанол) в качестве автомобильного топлива — еще один пример «хорошо забытого старого». Первым автомобилем, предназначенным для этого вида топлива, была знаменитая модель Генри Форда, запущенная в производство в 1908 году. Форд создал вариант автомобиля, предназначенный для фермеров, производящих свой собственный этанол. Этанол, как и биодизель, может не завести двигатель в холодную погоду, поэтому спирт применяется в виде смеси с бензином (в соотношении 85% к 15%). Смесь продается на американском и европейском рынках под маркой E85. На этаноле способны ездить, например, Chevrolet Corsa и Astra. Почти все автомобили GM и Saab могут поставляться с так называемым flexible fuel engines, что позволяет им работать и на бензине, и на этаноле.
Сегодня мировое производство этанола — 51 млрд литров в год. Это многомиллиардная индустрия, далеко ушедшая от «сельских самогонщиков» времен Форда. Раньше этанол производили почти исключительно из зерна. Сегодня биотехнологии дают возможность делать его из сельскохозяйственных отходов и целлюлозы.
Топливная эффективность смеси E85 примерно на 25–28% меньше, чем у аналогичного объема бензина. То есть, для того чтобы проехать 100 км, потребуется на 25% меньше чистого бензина, чем смеси E85. При этом у E85 выше октановое число: 105. Это позволяет двигателю развивать большую мощность. Чтобы быть экономически эффективным конкурентом бензина, цена этанола должна быть на 28% ниже. Пока в развитых странах этого не происходит. Так, средняя цена бензина категории премиум в Орегоне — $3,215 за галлон, E85 — $2,77. То есть цена этанола составляет 86% от цены бензина. Для топлива категории regular эта цифра еще выше — 92%. Полной конкурентоспособности этанол мог бы достичь, если бы более эффективно использовал свое «октановое преимущество». Но для этого должны быть созданы специальные двигатели (один из примеров: двигатель Saab B205, который развивает существенно большую мощность на этаноле, чем на бензине).
Еще одна неприятная особенность этанола: он чрезвычайно едок. Бензиновые топливные баки и трубопроводы можно было делать из обычной стали. Для этанола потребуется нержавеющая. Так что полностью адаптированные к этанолу автомобили будут дороже бензиновых. Однако, по оценке Михаила Гулейкова, менеджера отдела маркетинга компании ТНК-BP, перспективы у этанола очень хорошие. В США его потребление составляет 3% от потребления бензина, но быстро растет. В Бразилии, мировом лидере по производству этанола, он уже стал эффективной с точки зрения цены альтернативой бензина. То есть в графе «реалистичность» напротив этанола надо поставить знак плюс.

Янтарные колесницы
ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЭНЕРГИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА для автомобильного транспорта пытаются уже давно. В отличие от этанола или биодизеля, водород, аммиак или метанол — не самостоятельные источники энергии, а по сути лишь способы доставки электрической энергии к автомобилю. Все эти вещества в чистом виде не встречаются в природе и не производятся в сельском хозяйстве. Поэтому водородные и метаноловые автомобили можно объединить с электромобилями в одну рубрику «электрический транспорт».
Самый простой способ доставки электричества — аккумуляторы. Официальная статистика говорит о том, что в США около 60 тыс. машин-гибридов, использующих одновременно аккумулятор и энергию сжигания топлива. По данным IDTechEx, к 2015 году электротранспортный рынок достигнет $227 млрд.
История гибридных автомобилей началась с компании Toyota Motor. До сих пор Prius, расходующие всего 3,2 литра бензина на 100 км,— это одна из наиболее широко распространенных моделей. Заставить машину долго ездить только от аккумулятора пока не удается. Гибриды убыточны для компаний и, чтобы стимулировать их продажи, производители стараются не завышать цену. Главный конкурент Toyota — компания Honda — планирует создать первый прибыльный гибрид к 2009 году. Компания собирается получать прибыль — по $1700 с каждой машины. Но чтобы создать полноценный электромобиль, потребовался бы серьезный научный прорыв в деле создания аккумуляторов. А сейчас в графе «реалистичность» напротив аккумуляторов приходится ставить минус.
Водород можно получать при помощи электролиза воды. Существуют и другие способы, но все они требуют большого количества электрической или тепловой энергии. Эффективность «водородной экономики» будет зависеть от того, удастся ли найти источник электричества, независимый от сжигания углеродного топлива.
Первым, кто сел за руль BMW Hydrogen 7, стал обер-бургомистр Мюнхена Кристиан Уде. Получив ключи от машины, которых во всем мире пока только 100 экземпляров, он сказал: «Я рад, что теперь в каждой поездке могу демонстрировать, насколько успешно в Мюнхене идет работа над экологическими технологиями». Правда, пока водородных заправок, созданных совместно BMW и Total, всего три: две в Берлине, а одна начнет работу в конце года в Мюнхене. Поэтому и Hydrogen 7 — это гибрид, его можно переключить на потребление обычного бензина. В целом, пока не появились альтернативные источники электрической энергии, перспективы водорода надо оценивать отрицательно, хотя в более отдаленном будущем создание «водородной экономики» вполне вероятно.
Метанол и аммиак — наименее известные потенциальные «убийцы» бензина. Метанол — легкий спирт, который можно получать из каменного угля. Аммиак — газ с запахом мочи. Оба вещества теоретически могут применяться в двигателях внутреннего сгорания. Но тут те же проблемы, что и у водорода: где брать энергию для их производства. И еще оба потенциальных вида топлива ядовиты и потребуют особых мер предосторожности. Поэтому опять-таки — минус.
Выход «постиндустриальных» видов топлива из тени — реальность уже сегодняшнего дня. Мы пока точно не знаем, какой будет альтернатива нефти. Но какой бы ни была наступающая эпоха, она почти наверняка не будет нефтяной.

Алексей Гостев, Анастасия Джмухадзе