Keveset tudni a dízel járművek alkoholos üzeméről, pedig idén 25 éve, hogy elindult ez első komolyabb kísérlet, és 1989 óta sorozatban gyártanak alkoholra alakított dízel haszongépjármű motort. Az E85 gyakorlathoz hasonlóan két lehetséges irány van: bekeverve és tisztán. A speciálisan dízelekhez készült üzemanyagot Amerikában XcelPlus International “Dieseno”, Európában a Svéd Sekab “ETAMAX D” néven forgalmazza. Ezek nagyjából olyan elnevezések, mint a hazai E85 esetében az E85 GreenPower terméknév, de legtöbb esetben csak E95-ként vagy ED95-ként emlegetik. Európában szabvány nem létezik, a skandinávok az angolszász gyakorlatot követve kicsit rugalmasan kezelik ezt a kérdést.
Ha egy gyártó kidolgozza a technológiát, azt fogadják el, nem is szükséges ezt feltétlenül túlbonyolítani. Persze megvan az a hátránya, hogy kizárólag csak ez a bizonyos gyártó állíthatja elő a terméket, amit a svéd gyakorlat is bizonyít, de a Sekab ezt egy csöppet sem bánja. Sőt az üzemanyag egyik fontos alkotóelemét szabadalommal védi, így a kizárólagosság alapjait keményen lerakta. Érdekesség, hogy az E85-tel ellentétben nem szükséges vízmentes, 99,8%-os alkohol, a dízelek beérik a vizes 96%-os szesszel. Ez azért fontos, mert az üzemanyag előállítását jóval olcsóbbá teszi. A felsorolásból kizárólag a Beraid nevű anyag különleges.
Azt tudjuk, hogy az alkoholnak rendkívül jó a kompresszió-tűrése, azaz nem megy könnyen az öngyulladás. Ez előny egy benzinesnél, de hátrány a dízelnél, ahol gyakorlatilag az öngyulladásra támaszkodik a motor működése. Ez a tulajdonság csak adalékkal változtatható, az említett Beraid nevű égésjavító adalék ezért kerül bele. Ez az anyag nem más, mint egy polietilén-glikol származék, azaz egy polimer. A svéd AZKO NOBEL festékgyár fejlesztette ki, a pontos összetételét szabadalom védi. Ha valaki alkohol bázisú dízel üzemanyagot szeretne gyártani, akkor ez az adalék gyakorlatilag megkerülhetetlen. Egyes információk szerint a Sekab birtokába került a szabadalom, így az E95 sorsa az ő kezükben van. Az amerikai Diesenol 95,2%-os etanolból és 4,8% Beraid adalékból áll, vagyis majdnem megegyezik a svéd változattal, ennek ellenére az USÁ-ban nem tisztán hanem 15%-ban bekeverve javasolják a használatát. A bekeverés az alkoholos dízel üzemnek másik útja. A Sekab erre is kínál megoldást ETAMIX D néven. Ez nem más, mit 15% vizes alkohol, némi emulgálószer és hagyományos dízel olaj.
Alkalmazás hajtóanyagként Az így előállított etanolhoz a világ más-más tájain különböző mértékben kevernek benzint, hogy a hidegindítás könnyebb legyen. (Az etanol párolgáshője 904 kJ/kg, szemben a benzin 293-418 kJ/kg értékével, így könnyebben kicsapódik a hengerfalra, aminek következtében nem jön létre a megfelelően dús keverék). Világszerte szabványokban írják elő a keverési arányt, például E95, E85 vagy E70 - utalva az etanol részarányára a tüzelőanyagban. Manapság a hagyományos motorbenzin is tartalmaz legalább 5% etanolt, ez szintén előírás. Európában és így hazánkban is az E85-ös jelölésű bioetanollal találkozhatunk, amely a leginkább megfelelő az itteni éghajlatnak. Ez annyit jelent, hogy az év melegebb szakaszában 85% az etanol aránya a hajtóanyagban, a téli hidegebb időszakban azonban ez a rész 80%-ra esik vissza, csökkentve ezzel a hidegindítási problémákat.
Az, hogy milyen összetételű a tankolt tüzelőanyag, kis mértékben befolyásolhatja a motor teljesítményét. Az E85 oktánszáma nagyobb a hagyományos benzinénél - a manapság kapható 95, 98 és akár 100-as benzinnel ellentétben ennek 105. Ez jótékony hatással lehet, ha a motor képes kihasználni ezt az előnyt. Mivel ennek az anyagnak kisebb a fűtőértéke (29 200 kJ/kg), mint a benziné (43 850 kJ/kg), ezért azonos mennyiségű beszívott levegőhöz nagyobb mennyiségre van belőle szükség. A benzinüzemű motorok ideális keverési aránya 14,7:1, E85 esetén pedig csupán 9,85:1. Ez a majdnem 50%-os különbség azonban a valóságban csupán 20-35%-os dúsítást igényel azonos teljesítmény eléréséhez. Tehát ennyivel kell többet adagolnunk az égéstérbe, hogy az ideális keveréket megkapjuk. A fogyasztás is nő, de nem tér el jelentősen a dúsítás mértékétől. Cserébe kevesebbet kell fizetnünk a töltőállomásokon, hiszen már most is majdnem 100 forinttal olcsóbb literje ennek a tüzelőanyagnak a benzinénél. Ez 2012 végéig biztosan így maradhat, mivel jogszabályba vették, hogy a legalább 70% bioetanol-tartalmú tüzelőanyagok árát csökkentett jövedéki adó terhelje (N 234/2006 számú Állami Támogatás, Magyarország).
A valódi működés kihívásai és megoldásai
A köztudatban elterjedt az a tévhit, hogy a gumi alkatrészeket erős maróhatása miatt az etanol tönkreteszi. A benzinnek szintén van maróhatása, bár kétségtelen, hogy az alkoholok erősebbek, azonban ez az eltérés a valóságban nem érzékelhető. Ha jó minőségű gumicsövek találhatók az autón, hosszú távon nem jelentkezik károsító hatás. Van azonban egy másik tulajdonsága, ami valóban káros, méghozzá a tüzelőanyag-szivattyúra. Mivel jobb a vezetőképessége, így elektromos korróziója nagyobb a benzinénél. Ezt a gyári flexifueles autókban egy más anyagokat tartalmazó szivattyú beépítésével orvosolják. Ebben a szivattyúban az elektromotor kommutátora grafitalapú anyagból van, szemben a hagyományosan alkalmazott rézzel, így nem gyakorol káros hatást rá az alkohol. Egyes belső súrlódáscsökkentő műanyagokat pedig poliamidból készítenek, amelynek szintén nem árt az etanol. Ezeket a tüzelőanyag-szivattyúkat be lehet szerezni és utólagosan kicserélhetőek, de aki hagyományos benzines AC-t használ, annak is csupán futásteljesítmény-csökkenéssel kell számolnia. Az új autók esetében a garancia csak abban az esetben érvényes, ha az előírt hajtóanyaggal közlekedünk.
A két autó átállítása az alkoholos üzemre különböző módon történt. Opel Vectra2000-16v esetében nagyobb injektorokat és állítható tüzelőnyagnyomás-szabályozót építettek be, a dúsítás 17%-os volt, hidegindítás egy kapcsolóval történik, és egy potméterrel hamisítható a jel. BMW E36 328i esetében egy erre a célra fejlesztett átalakító került be, amely a injektorok nyitási idejét növeli, és tartalmaz hidegindítási algoritmust. A nyomás 3,5 barról 4,4 bar-ra emelve növelte a teljesítményt, és a teljes átalakítás a gyártó által javasolt elektronikai modul segítségével történt.
A valódi teljesítmény- és károsanyag-kibocsátási mutatók
A mérések MAHA LPS 3000 fékpadon zajlottak Budakalászon. Opel esetén a dúsítás mindössze 17% volt, mégis elérte a gyári teljesítményt, sőt kis többletet is hozott etanollal. A legnagyobb teljesítmény 2 kW-tal nőtt, a nyomaték pedig 5,3 Nm-rel magasabb lett. A BMW esetében 100% E85 mellett 6 LE-nek megfelelő növekedést mértek, és a tölünk a görbéket tekintve a benzines fölé emelkedtek a középmagas fordulat-tartományokban. A 50/50 és 25/75 arányú keverékeknél a teljesítmény és a nyomaték egyaránt kedvezőtlenebb volt, és a károsanyag-kibocsátás jelentősen csökkent. A tüzelőanyag-összetétel tehát meghatározó a teljesítmény- és emissziós mutatók alakulásában.
A fogyasztásmérés során kiderült, hogy az Opel esetében mindkét útszakaszon 20%-os fogyasztástöbblet jelentkezett, így a leolvasott költség előnyösebb lehet etanol használatával. A BMW-nél a fogyasztási többlet szintén hasonló volt, és 50/50 vagy 25/75 keverékkel a megtakarítások kevésbé fenntarthatóak a magasabb üzemanyag-árak miatt.
Vélemények a biodízel és a bioetanol viszonyáról
Miért nem biodízelt használunk tömegével? A biodízelt repcéből vagy napraforgómagból készítik, és bár 5-20% közötti keverésben könnyen használható, a 100%-os biodízelnél a széndioxid megtakarítás nagyobb, mint az etanol esetében. Ugyanakkor a biodízelt agresszívebb anyag, régebbi dízel motoroknál alkatrészeket kellett cserélni, és az általános kibocsátási értékek rosszabbak lehetnek. Emellett a biodízel előállítása korlátozott és kizárólag olajtartalmú növényekből történik. Európában az élelmiszerárakat és az agrárpolitikát érintő kérdések miatt a bioetanol szerepe felértékelődhet, és új útvonalak nyílhatnak a cellulózalapú etanol gyártás felé. Magyarországon is megkezdődtek 2006-2007 óta a bioetanol-gyárak fejlesztései, és a kukorica felesleg hasznosítására jó alap lehet a bioetanol.
Denaturált szesz használata dízel üzemanyagban télen. Denaturált szesz olyan etanol, amelyhez adalékokat kevernek, hogy fogyasztói élés ne legyen, de a felhasználásra mégis lehetőséget adjon. Ez a megoldás a téli hidegben segíthet megelőzni a fagyst, mert az alkohol kiegyenlíti a víz fagyásveszélyét, így a rendszer nem válik leállásossá. Ugyanakkor a denaturált szesz mérgező lehet, és a szűrő alján lerakódó víz rendszeres leengedése is szükséges.
Gyakorlati következtetések és jövőbeli kilátások
Az alkoholtartalmú dízel üzemanyagokkal kapcsolatosan számos kihívás adódik: a motorok átalakítása szükséges, a kenőanyag-használat megváltozik, a hidegindítás és vízdízel problémák befolyásolják a használatot. Ugyanakkor a környezeti előnyök kiemelkedők lehetnek: NOx, CO és részecske kibocsátás csökkentése jelentős mértékben elérhető E95 használatával. A jövőben több gyártó és fejlesztő dolgozik azon, hogy minimális módosításokkal és intelligens elektronikai megoldásokkal lehetővé tegye az alkoholos dízel üzemeket, és a bioetanol-szektorra való nyitottság növekszik. A különböző járműkategóriákban (autók, haszongépjárművek, buszok, közlekedési eszközök) egyre több flexifuel vagy E85-tel kompatibilis megoldás jelenik meg, és a kutatók a hidrogén- és elektromos alternatívákkal együtt tekintenek erre a technológiára, mint részben megvalósítható útvonalra a fosszilis dízel kiváltására.
Összegzésként elmondható, hogy az E95/ED95 és kapcsolódó technológiák jelentős környezeti és gazdasági előnyöket kínálnak, ugyanakkor technikai és gazdasági kihívásokat is magukban hordoznak. A biodízel alternatívája és a bioetanol-alapú üzemanyagok hazai alkalmazásának tervezése összetett feladat, amelyhez részletesen vizsgálni kell a gyártástól a felhasználásig terjedő teljes életciklusokat, az energia-mérlegeket és a gazdasági érdekeket is.
