Для будущего без выбросов CO2

Топливо
из
будущего

Двигатели DEUTZ используются в самых разных областях по всему миру. Качество топлива имеет решающее значение для срока службы двигателей DEUTZ и минимизации затрат на обслуживание. Топливо также играет ключевую роль в определении уровня выбросов, производимых современными двигателями внутреннего сгорания.

Топливо будущего

Ввиду большой грузоподъёмности и длительного времени работы крупные тягачи и строительная техника нуждаются в источниках энергии с высокой энергетической плотностью и коротким временем заправки. Кроме того, в будущем решающее значение будет иметь углеродно-нейтральная эксплуатация двигателей внутреннего сгорания в связи с ужесточением целей по защите климата, чего можно достичь за счёт использования альтернативных видов топлива, так называемых «ReFuels».

ReFuels производятся на основе возобновляемых источников энергии. К ним относятся водород, синтетические углеводороды и передовые биотоплива, как определено в RED II (Директива о возобновляемых источниках энергии). Передовые биотоплива используют сырье, которое не конкурирует с продовольственными культурами.

Например, дизельные двигатели могут работать на HVO (гидроочищенном растительном масле), которое производится без использования ископаемых ресурсов путем гидрогенизации отходов биологического происхождения, полученных из экологически устойчивых источников. Это позволяет значительно сократить выбросы загрязняющих веществ и CO₂ — до 95 %.

С другой стороны, в будущем возможна даже CO2-нейтральная работа двигателя с использованием так называемых электронных топлив. Электронные топлива — это синтетические топлива, производимые из водорода и углекислого газа с использованием электроэнергии. Синтетические топлива отличаются от традиционных топлив процессом производства и связанным с этим изменением химической структуры. Они могут быть получены из возобновляемых источников и известны как RFNBO (возобновляемые топлива небиологического происхождения).

Обзор различных видов топлива

Традиционные виды топлива

Парафиновое дизельное топливо производится в промышленных масштабах с помощью процесса Фишера-Тропша на основе синтез-газа. В принципе, в этом процессе может использоваться ископаемое сырье, такое как природный газ (GtL - gas-to-liquid) или биомасса (BtL - biomass-to-liquid).

В будущем этот же процесс будет использоваться для производства дизельного топлива eDiesel с регенерацией водорода и CO2 из процессов сгорания или воздуха, что позволит обеспечить CO2-нейтральную работу двигателей внутреннего сгорания. В настоящее время при гидрогенизации устойчивых биогенных нефтесодержащих отходов большая часть парафинового топлива производится в виде HVO. Эти так называемые XtL-топлива характеризуются не только сниженными выбросами CO2, но и более низкими выбросами (NOx, твердые частицы) и лучшим качеством топлива в отношении поведения в холодном состоянии и стабильности окисления по сравнению с обычным дизельным топливом.

Произведенное таким образом топливо / HVO соответствует спецификациям EN 15940 или ASTM D975. Почти все серии DEUTZ соответствуют стандартам выбросов EU V и US Tier 4. Благодаря своему составу, это топливо также может смешиваться с ископаемым дизельным топливом в любом соотношении. Использование HVO во всех существующих двигателях является практически само собой разумеющимся и может - в будущем в дополнение к eDiesel - внести решающий вклад в дефоссилизацию дизельных двигателей.

Дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов. Качество топлива сильно различается в зависимости от страны. В таких странах, как США, Япония или Европейский союз, дизельное топливо оптимизировано для решения особых задач, связанных с низким уровнем выбросов и использованием систем доочистки выхлопных газов. В других странах, однако, все еще существует топливо более низкого качества (содержание серы, смазывающие свойства, загрязненность и цетановое число как мера поведения при сгорании).

Альтернативные виды топлива

Биодизель или FAME (Fatty Acid Methyl Ester) - это так называемое переэтерифицированное растительное масло, которое было адаптировано к свойствам дизельного топлива. В Европе сырьевой базой часто служит рапсовое масло, поэтому часто используется термин рапсовый метиловый эфир (RME). Кроме того, в качестве сырья широко используются переработанные отработанные масла.

В Европе, а также во многих неевропейских странах, таких как США, Мексика, Бразилия, Аргентина, Малайзия и Индонезия, биодизель в основном используется в качестве смеси дизельного топлива и биодизеля в количестве до 40 %, но в некоторых случаях и в качестве чистого топлива.
Все двигатели DEUTZ в Европе и США одобрены для работы на следующих стандартных видах топлива в соответствии с EN 590 и ASTM D975, которые допускают смешивание до 7% и 5% соответственно. Кроме того, существует множество одобрений для двигателей Tier 4, EU IV и V для более высоких смесей биодизеля (например, EN 16734 / EN 16709 / ASTM D7467) и для чистого топлива по EN 14214.

Сжиженный нефтяной газ (LPG) - это смесь пропана и бутана, которая находится в жидком состоянии при комнатной температуре и низком сжатии (< 10 бар). Основными преимуществами LPG являются высокая плотность энергии в газовом баллоне и снижение выбросов CO2 при сгорании в двигателе по сравнению с дизельными двигателями аналогичного размера. LPG обычно производится в процессе переработки сырой нефти. Он также производится в процессе производства HVO (гидроочищенных растительных масел) в качестве Bio-LPG или, в будущем, в качестве ePropane с очень низким потенциалом выбросов парниковых газов.

Основным компонентом природного газа является метан. В зависимости от способа хранения, транспортировки и заправки природного газа используется термин CNG (сжатый природный газ) или LNG (сжиженный природный газ), когда природный газ сжижается путем сильного охлаждения и может оставаться жидким в контейнере для хранения. Благодаря чистоте сгорания и более низким выбросам CO2 по сравнению с дизельными двигателями сопоставимой мощности, природный газ в последние годы становится все более популярным топливом для двигателей внутреннего сгорания. Помимо ископаемых источников газа, метан можно получать путем ферментации биомассы или метанизации возобновляемого водорода с CO2. Этот способ известен как биометан или электронный метан.

Водород производится путем электролиза с использованием возобновляемой электроэнергии. Одним из способов использования водорода для транспорта является производство синтетического газообразного и жидкого топлива. Водород используется в качестве промежуточного продукта при производстве синтетического метана (power-to-gas methane/PtG methane) или электронного топлива (eFuels) (также power-to-liquids/PtL).

HVO (гидроочищенное растительное масло) - это возобновляемое топливо, которое способствует снижению зависимости от ископаемых видов топлива, а также сокращению выбросов CO2 в транспортном секторе. Оно может использоваться практически во всех современных двигателях DEUTZ без модификаций и представляет собой устойчивую альтернативу ископаемому топливу. Его можно использовать в смесях без ограничений. Как правило, на общественных АЗС используются смеси с содержанием до 26% HVO в дизельном топливе, которые соответствуют действующему стандарту дизельного топлива EN 590.

Углеродоемкость возобновляемого пропана - или количество углерода, выделяемого на каждую единицу произведенной энергии, - ниже, чем у обычного пропана, поскольку он производится из биоосновы или возобновляемых источников. Он может быть изготовлен из различных видов возобновляемого сырья. Наиболее распространенной формой возобновляемого пропана сегодня является побочный продукт возобновляемого дизельного топлива (HVO) и экологически чистого авиационного топлива, изготовленного в основном из растительных и растительных масел, животных жиров или отработанного кулинарного жира. Поскольку по молекулярному составу он идентичен обычному пропану, его можно использовать в существующих двигателях, способных работать на пропане, без каких-либо модификаций.