Kui kaua peavad sisepõlemismootorid töötama?
Aruteluartikkel keskkonnasõbralikest autodest ja sisepõlemismootori tulevikust. Artikli lõpus – huvitav video autode keskkonnareostusest.
Artikli sisu:
- Maailm on keskkonna kaitsmiseks
- Eksperimendid roheliste autodega
- Vesinikautod
- Kas sisepõlemismootorid jäävad minevikku?
- Video autode õhusaaste kohta
Üha enam Euroopa riike mõtleb sisepõlemismootorite põhjustatud keskkonnakahjude probleemile. Nii teatas Prantsusmaa kõikehõlmavate keskkonnamuutuste minister meetmete väljatöötamisest, et keelata täielikult seda tüüpi mootoritega sõidukite kasutamine. Kuigi tema kõne sisaldas 2040. aasta plaani, räägib juba nii kõrge ametniku mure tema kavatsuste tõsidusest.
Maailm on keskkonna kaitsmiseks
Pariisis ei lubata kesktänavatele juba enne 1997. aastat toodetud autosid ja mootorrattaid, et mitte oma väljalasketorudega pealinna õhku mürgitada. Rikkujaid karistatakse rahatrahviga kuni 70 eurot.
Varem tõstatas selle teema ka Norra valitsus ning keeluseaduse eelnõu poolt on juba sõna võtnud 4 peamist erakonda. Kui ülejäänud saadikud nõustuvad oma argumentidega, siis selles põhjariigis ei paigaldata autodele sisepõlemismootoreid enam varemgi – 2025. aastaks. Paradoksaalsel kombel võidakse keelustada ka hübriidid, mis kombineerivad sisepõlemismootoreid alternatiivse mootoriga, kuigi praegu on nende müügis liider Norra. Autotootjad peavad oma mudelite mootorid täielikult asendama vesinikuga või üle minema elektrisõidukitele.
Holland, Saksamaa ja ka mitmed Põhja-Ameerika osariigid on valmis eelnimetatud riikidega ühinema. Igaüks neist tegutseb Pariisi kliimakokkuleppe rakendamise raames, mis nõuab süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamist kuni 95%. Ekspertide arvutuste kohaselt aitab sisepõlemismootoriga autode keeld sellele heale missioonile suuresti kaasa, kuna sellised sõidukid toodavad umbes 1/5 kõigist globaalsetest heitkogustest.
Eksperimendid roheliste autodega
Ülemaailmse transpordiplaani ümber käiv hüpe on sundinud avalikkust, analüütikuid ja insenere autotootmise probleemi sügavamalt uurima. Hoolimata asjaolust, et praegu on 97% kõigist Euroopa autodest varustatud sisepõlemismootoriga, on peaaegu kõik suuremad autotootjad panustanud elektrisõidukite tootmisse maksimaalselt ressursse. Ainuüksi Volkswagen plaanib järgmise kümnendi jooksul välja tuua kuni 3 miljonit sellist autot aastas. Ja Daimler kavandab tervet rida elektriautosid, mis koosnevad kahest sedaanist ja kahest maasturist. Suurim konsultatsioonifirma PwC ennustab, et aastaks 2028 koosneb Euroopa autoturg 30% ulatuses elektrisõidukitest. Kumbki 28% läheb klassikalistele bensiini- ja diiselmootoritele, ülejäänud 14% jaotatakse ühtlaselt muude katseliste transpordiliikide vahel.
Isegi Nõukogude Liidus püüdsid insenerid katsetada erinevate energiasalvestusseadmetega, saavutades 45% säästu. Idee automehhanismi irratsionaalsusest on teadlaste meeli pikka aega vaevanud. Tõepoolest, mis mõte on raisata pidurdusenergiat õhu ja pidurisüsteemi soojendamiseks. Palju mõistlikum on selle jaoks välja töötada omamoodi akumulaator, millena prooviti isegi surugaasi kasutada. Kahjuks osutusid kõik sellised eelmiste aastate skeemid liiga primitiivseteks, massiliseks pealekandmiseks mittesobivateks. Kuid idee hübriidautost, mis suudab salvestada pidurdamisel tekkivat energiat spetsiaalsetesse akudesse, on paljude riikide insenere ja teadlasi tõsiselt hämmingus.
Esimeseks tõsiseks arenguks selles vallas võib nimetada Toyota Priust, mis ilmus 1997. aastal. Sellel oli 1,5-liitrine bensiinimootor, mis töötas koos elektrimootori ja generaatoriga. Üheskoos oli kogu see struktuur ühendatud planetaarülekandega ja reguleeritud ülikeerulise elektroonikaga ning saadud energia akumuleeriti nikkel-metall hübriidakusse.
Nüüd on kummaline tajuda infot, et Prius kasutas generaatorit ja elektrimootorit eraldi, kaasaegsed elektrimasinad aga kombineerivad need iseenesest. Avalikkus võttis Toyota välja töötatud uudsuse entusiastlikult vastu, eriti pärast innukat võitlust keskkonnakaitse eest. Auto eelised olid ilmsed:
- keskkonnakasu,
- linnarežiimis katsete käigus näidatud sääst,
- hind võrreldav traditsiooniliste bensiini esindajatega.
"Avastuse" mõju oli nii suur, et nad eelistasid puudusi ignoreerida, kuigi need polnud vähem ilmsed:
- Aku koos kogu muu hädavajaliku elektripagasiga kaalus autot veel 300 kg, mis maanteel stabiilselt sõites muutus kasutuks kaubaks. Kuigi kokkuhoid oli empiiriliselt tõestatud, ei tundnud tavalised autoomanikud, kes said keerulise ja raske agregaadi omanikuks, kütusekulu käegakatsutavat vähenemist.
- Riigi toetus, mille eesmärk oli suurendada huvi uute keskkonnasõbralike transpordivahendite vastu, tekitas enamikus kodanikes negatiivse reaktsiooni. Kuna omanikud said hübriidide ostmiseks ja käitamiseks maksusoodustusi ja teatud toetusi, tuli eelarvet täiendada maksude tõstmisega teistele traditsioonilisi autosid eelistavatele autojuhtidele.
- Kasvava elektrisõidukite nõudluse rahuldamiseks tuleb luua eraldi tööstusharu, mis varustab autotööstust piisavalt akudega. Ja paralleelselt on vaja lahendada kasutatud patareide ringlussevõtu probleem, et mitte uuesti põhjustada keskkonnakatastroofi.
Seniks võib hübriidautodega pilti kirjeldada kui kommunikatsioonidega, kuid ilma igasuguse taristuta üüritud elamut, mille kallal veel palju aastaid tööd teha.
Vaheetapp sisepõlemismootoritelt täiustatud sõidukitele üleminekul võiks olla laetav hübriid. Disaini põhiolemuses on see sama elektriauto, mis aku ülimadala tühjenemise korral käivitab väikese sisepõlemismootori, mis laadib kiiresti peamootori. Chevrolet ja Opel töötasid sarnaste mudelite kallal, kuid müük ei näidanud muljetavaldavaid tulemusi. Huvipuudus tulenes sellest, et sisepõlemismootorile ja gaasipaagile antud kohta sai täita lisaaku, et saada päris täisväärtuslik elektriauto. Tegelikult osutus see mitte eriti selgeks ja mitte kõige funktsionaalsemaks kombinatsiooniks, mis ei leidnud autojuhtide südames vastust.
Vesinikautod
Suure Isamaasõja ajal otsustati vesinikmootoriga töötavate paisuõhupallide näitel kasutada seda gaasi klassikalise sisepõlemismootori asemel. Meede oleks olnud kasulik laialdase bensiinipuuduse tingimustes, eriti ümberpiiratud Leningradis, kus olukord oli katastroofiline. Kuigi vesinikmootorid lagunesid liiga kiiresti, kulus kütust ennast oluliselt säästlikumalt.
Jaapan võttis teatepulga üle – esimese vesinikul töötava seeriahübriidauto lasi välja sama progressiivne Toyota. Kõrgtehnoloogilisel Mirai’l on ka võimalus pidurdusenergiat akudesse salvestada. Kaks vesinikupaaki asuvad auto ees ja taga ning on mõeldud 60-liitrise mahuga, mis võimaldab ilma tankimata läbida 650 kilomeetrit distantsi kiirusega 180 km/h.
Masin on keskkonnasõbralik, vaikne ja selle töö ainus toode on tekkiv vesi. Sellest lähtuvalt ulatub ainulaadse mudeli hind 60 tuhande dollarini, isegi kui võtta arvesse kõiki maksusoodustusi ja muid toetusi.
Siiski on alati vähemalt mõni puudus. Antud juhul pole see vesiniku tootmiseks kuigi hästi arenenud süsteem. Kui seda toodetakse elektrolüüsi teel, siis suures koguses kulutatud energia on otstarbekam otse elektriautosse joosta.
Metaani võiks kasutada, kuid see on taastumatu loodusvara, mille säilitamise nimel ökoloogid ja teadlased aktiivselt võitlevad.
Kas sisepõlemismootorid jäävad minevikku?
Hetkel tuleb tõdeda, et kui kõik olemasolevad tavalisel sisepõlemismootoril töötavad autod asendada elektriautodega, siis nende laadimiseks ei piisa isegi kõigist maailma elektrijaamadest.
Sellele järgneb juba mainitud probleem kompaktsete ja suure võimsusega autoakude masstootmisest koos nende hilisema utiliseerimisega.
Seega pole lähiaastatel vanale heale ICE-le ratsionaalset alternatiivi oodata. Kogu olemasolev infrastruktuur – tööstuslik, sotsiaalne ja majanduslik – on liiga tihedalt seotud nafta kasutamisega. Tahaks muidugi loota, et maailma parimad pead mõtlevad välja, kuidas vältida kõigi loodusvarade täielikku hävimist. Kuid kõik juhtivate autotootjate praegused katsed näitavad soovimatust alternatiivsetele transpordiliikidele üle minna.
