Paliwa przyszłości
Ze względu na duże ładowności i długi czas pracy duże ciągniki i maszyny budowlane wymagają źródeł energii o wysokiej gęstości energetycznej i krótkim czasie tankowania. Ponadto ze względu na bardziej rygorystyczne cele w zakresie ochrony klimatu kluczowe znaczenie będzie miało w przyszłości neutralne pod względem emisji CO2 działanie silników spalinowych, co można osiągnąć poprzez stosowanie paliw alternatywnych, tzw. paliw odnawialnych.
Paliwa re-fuel są produkowane w oparciu o energie odnawialne. Należą do nich wodór, syntetycznie wytwarzane węglowodory i zaawansowane biopaliwa zgodnie z definicją zawartą w dyrektywie RED II (dyrektywa w sprawie energii odnawialnej). Zaawansowane biopaliwa wykorzystują surowce, które nie konkurują z uprawami spożywczymi.
Na przykład silniki wysokoprężne mogą wykorzystywać HVO (hydrokrakowany olej roślinny), który jest produkowany bez użycia zasobów kopalnych poprzez uwodornienie zrównoważonych pozostałości biogenicznych. Pozwala to znacznie ograniczyć emisję zanieczyszczeń i CO2 nawet o 95%.
Z drugiej strony, w przyszłości możliwe będzie nawet neutralne pod względem emisji CO2 działanie silników dzięki tak zwanym e-paliwom. E-paliwa to paliwa syntetyczne wytwarzane z wodoru i dwutlenku węgla przy użyciu energii elektrycznej. Paliwa syntetyczne różnią się od paliw konwencjonalnych procesem produkcji i wynikającą z tego zmianą struktury chemicznej. Mogą być pozyskiwane ze źródeł odnawialnych i są znane jako RFNBO (paliwa odnawialne pochodzenia niebiologicznego).
Paliwa konwencjonalne
Parafinowe paliwa dieslowe są produkowane na skalę przemysłową w procesie Fischera-Tropscha w oparciu o gaz syntezowy. Zasadniczo proces ten może wykorzystywać surowce kopalne, takie jak gaz ziemny (GtL – gas-to-liquid) lub biomasę (BtL – biomass-to-liquid).
W przyszłości ten sam proces będzie wykorzystywany do produkcji eDiesla z wykorzystaniem wodoru wytwarzanego w sposób regeneracyjny oraz CO2 pochodzącego z procesów spalania lub powietrza, umożliwiając neutralną pod względem emisji CO2 pracę silników spalinowych. Obecnie, poprzez uwodornianie zrównoważonych biogenicznych odpadów zawierających olej, duża część paliwa parafinowego jest produkowana jako HVO. Te tak zwane paliwa XtL charakteryzują się nie tylko zmniejszoną emisją CO2, ale także niższą emisją (NOx, cząstki stałe) i lepszą jakością paliwa pod względem zachowania w niskich temperaturach i stabilności utleniania w porównaniu z konwencjonalnym paliwem dieslowskim.
Paliwo / HVO produkowane w ten sposób spełnia wymagania norm EN 15940 lub ASTM D975. DEUTZ posiada prawie wszystkie serie spełniające normy emisji spalin EU V i US Tier 4. Ze względu na swój skład paliwa te można również mieszać z olejem napędowym pochodzenia kopalnego w dowolnych proporcjach. Zastosowanie HVO we wszystkich istniejących silnikach jest praktycznie oczywiste i może – w przyszłości uzupełnione o eDiesel – w decydujący sposób przyczynić się do odejścia od paliw kopalnych w silnikach wysokoprężnych.
Olej napędowy jest mieszaniną węglowodorów. Jakość paliwa różni się znacznie w zależności od kraju. W krajach takich jak Stany Zjednoczone, Japonia czy Unia Europejska oleje napędowe są optymalizowane pod kątem szczególnych wyzwań związanych z niską emisją spalin i stosowaniem układów oczyszczania spalin. W innych krajach nadal stosuje się jednak paliwa o niższej jakości (zawartość siarki, smarowność, zanieczyszczenia i liczba cetanowa jako miara właściwości spalania).
Paliwa alternatywne
Biodiesel lub FAME (ester metylowy kwasów tłuszczowych) to tak zwany transestryfikowany olej roślinny, który został dostosowany do właściwości oleju napędowego. W Europie surowcem bazowym jest często olej rzepakowy, dlatego często używa się terminu ester metylowy rzepaku (RME). Oprócz tego na dużą skalę jako surowiec wykorzystuje się również oleje odpadowe pochodzące z recyklingu.
W Europie, ale także w wielu krajach pozaeuropejskich, takich jak USA, Meksyk, Brazylia, Argentyna, Malezja i Indonezja, biodiesel jest stosowany głównie jako mieszanka oleju napędowego i biodiesla w proporcji do 40%, ale w niektórych przypadkach również jako czyste paliwo.
Wszystkie silniki DEUTZ w Europie i USA są dopuszczone do pracy na następujących standardowych paliwach zgodnie z normami EN 590 i ASTM D975, które dopuszczają mieszanki odpowiednio do 7% i 5%. Ponadto istnieje wiele homologacji dla silników Tier 4, EU IV i V dla wyższych mieszanek biodiesla (np. EN 16734 / EN 16709 / ASTM D7467) oraz dla czystych paliw zgodnie z normą EN 14214.
Skroplony gaz ropopochodny (LPG) to mieszanka propanu i butanu, która w temperaturze pokojowej i przy niskim ciśnieniu (< 10 barów) ma postać płynną. Głównymi zaletami LPG są wysoka gęstość energii w zbiorniku gazu oraz zmniejszona emisja CO2 podczas spalania w silniku w porównaniu z silnikami wysokoprężnymi o podobnej wielkości. LPG jest zazwyczaj wytwarzany podczas rafinacji ropy naftowej. Jest on również produkowany podczas produkcji HVO (hydrokrakowanych olejów roślinnych) jako Bio-LPG lub, w przyszłości, jako ePropan o bardzo niskim potencjale emisji gazów cieplarnianych.
Głównym składnikiem gazu ziemnego jest metan. W zależności od sposobu przechowywania, transportu i tankowania gazu ziemnego, termin CNG (sprężony gaz ziemny) lub LNG (skroplony gaz ziemny) jest używany, gdy gaz ziemny jest skraplany poprzez silne schłodzenie i może pozostać w stanie ciekłym w zbiorniku magazynowym. Ze względu na czyste spalanie i niższą emisję CO2 w porównaniu z silnikami wysokoprężnymi o porównywalnej mocy, gaz ziemny stał się w ostatnich latach coraz bardziej popularnym paliwem do silników spalinowych. Oprócz kopalnych źródeł gazu, metan można również wytwarzać poprzez fermentację biomasy lub metanizację wodoru odnawialnego z CO2. Jest to tzw. biometan lub e-metan.
Wodór jest wytwarzany w procesie elektrolizy przy użyciu energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Jednym ze sposobów wykorzystania wodoru w transporcie jest produkcja syntetycznych paliw gazowych i płynnych. Wodór jest następnie wykorzystywany jako produkt pośredni w produkcji syntetycznego metanu (metan typu power-to-gas/PtG) lub e-paliw (również power-to-liquids/PtL).
HVO (olej roślinny poddany obróbce wodorem) jest paliwem odnawialnym, które przyczynia się do zmniejszenia zależności od paliw kopalnych, a także do redukcji emisji CO2 w sektorze transportowym. Może być stosowany w prawie wszystkich nowoczesnych silnikach DEUTZ bez konieczności modyfikacji i stanowi zrównoważoną alternatywę dla paliw kopalnych. Można go stosować w mieszankach bez ograniczeń. Zazwyczaj publiczne stacje benzynowe stosują mieszanki zawierające do 26% HVO w oleju napędowym, które spełniają aktualną normę EN 590 dotyczącą oleju napędowego.
Intensywność emisji dwutlenku węgla przez propan odnawialny — czyli ilość dwutlenku węgla emitowanego na każdą jednostkę wyprodukowanej energii — jest niższa niż w przypadku propanu konwencjonalnego, ponieważ jest on wytwarzany ze źródeł biologicznych lub odnawialnych. Można go wytwarzać z różnych surowców odnawialnych. Najpopularniejszą obecnie formą propanu odnawialnego jest produkt uboczny powstający podczas produkcji odnawialnego oleju napędowego (HVO) i zrównoważonego paliwa lotniczego, wytwarzanego głównie z olejów roślinnych, tłuszczów zwierzęcych lub zużytego oleju spożywczego. Ponieważ pod względem molekularnym jest identyczny z propanem konwencjonalnym, może być stosowany w istniejących silnikach przystosowanych do propanu bez żadnych modyfikacji.
Wymagania dotyczące paliwa DEUTZ
