الرئيسية
السيارات المسيرة بالوقود البديل (Vehicles of Alternative Fuels)
المركبات المسيرة بالهيدروجين وخلية الوقود (Hydrogen and Fuel-cell Vehicles):
خلية الوقود هي عبارة عن وحدة كهرو- كيميائية تغذى بالهيدروجين, والتي تنتج كهرباء لتشغيل الموتور الكهربائي للسيارة الكهربائية. الميزة الأساسية لها إنها كفاءتها ضعف كفاءة محرك الاحتراق الداخلي في تحويل الطاقة إلى قدرة, وإنها تقوم بذلك بدون عملية احتراق. وهي الانبعاث من العادم هو حرارة وبخار ماء فقط, بدون الغازات المكونة لظاهرة الصوبات الزجاجية.
محطات تموين وتعبئة غاز الهيدروجين مكلفة للغاية (أكثر من نصف مليون دولار), ولذلك القيام بإنشاء محطات على مستوى البلد هو عملية فيها مخاطرة وتكلفة عالية للغاية.
الصناع في الوقت الراهن في مرحلة التغلب على المشاكل الهندسية لخلية الوقود مثل: الحاجة إلى من 2-30 ثانية لوقت الإضاءة للوحدة لتوليد القدرة القصوى. تعرض السيارة لدرجات حرارة الجو المنخفضة (تحت التجمد) أثناء توقفها تشكل مشكلة أخرى (حيث تتحول المياه التأين في غشاء الخلية إلى ثلج.
والصورة العريضة لنجاح الهيدروجين في المدى البعيد لتقليل الغازات المسببة لظاهرة الصوب الزجاجية تعتمد بدرجة كبيرة على مصدر الطاقة المستخدم في إنتاج الهيدروجين في المقام الأول.
وعلى العكس من خلية وقود الهيدروجين فإن محركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بغاز الهيدروجين فهي سهلة بدأ الإدارة في جميع الأحوال المناخية ولا تحتاج إلى وقت للتسخين.
ويختلف نظام تخزين الهيدروجين بأشكال عدة:
- هيدروجين مسال
- خلايا تخزين الوقود
- غاز هيدروجين مضغوط تحت ضغط في حدود 340 ضغط جوي
وتحتاج سيارات المسيرة بالهيدروجين تصميم مختلف حتى يتناسب مع تعقيدات نظام تخزين والتعامل مع الهيدروجين بالسيارة.
ولكن مازال تكاليف استخراج الهيدروجين من مشتقات وقود الهيدروكربون كالغاز الطبيعي والبنزين يحتاج إلى طاقة كبيرة وستؤدي عملية استخراج الهيدروجين إلى انبعاث غازات ثاني أكسيد الكربون الملوث للبيئة بشكل كبير.
ويتوقع أن يتم أنتاج السيارات المسيرة بالهيدروجين بشكل اقتصادي بإعداد كبير في سنة 2020.
المركبات المسيرة بالبطارية الكهربائية (Battery-powered Electric Vehicles):
المميزات: ليس هناك أي ملوثات ضارة, وتحتاج إلى صيانة وتكاليف تشغيل منخفضة.
العيوب: غالية الثمن, وتسير البطارية السيارة لمسافة 120 ميل (حوالي 200 كم) قبل أن تحتاج إلى شحن البطارية مرة أخرى. ويستغرق وقت الشحن من 4 إلى 8 ساعات لإتمام عملية الشحن. كما أن ثمن البطارية مرتفع في حالة الحاجة إلى استبدالها بعد عدة سنوات تشغيل.
المركبات المسيرة بغاز الإيثونول/ الميثونول (Ethanol/Methanol Vehicles):
هناك نوعين من الكحول (إيثونول و ميثونول) يستخدموا في السيارات كوقود بديل في محركات البنزين المستخدمة حالياً وذلك باستخدام تعديلات طفيفة. الإيثونول هو وقود سائل عالي في رقم الاوكتان, يستخرج من الذرة و الحبوب المختلفة وكذلك من النفايات العضوية. الميثونول هو وقود سائل يستخرج من الغاز الطبيعي في معظم الأحوال ولكن يمكن استخراجه من الفحم والنفايات العضوية. وتخرج مخلفات الاحتراق (العادم) حوالي نصف ضباب الدخان (smog) المنتج من عادم سيارة البنزين المشابهة. وهذين الوقوديين يحتويان على طاقة أقل من الموجودة في نفس كمية وقود البنزين. وهذه بدورها تؤدي إلى تقليل المسافة المقطوعة لنفس كمية الوقود. وللتغلب على ذلك يعمل صناع السيارات المتعددة الوقود (FFV’s- flexible-fuel vehicles)بخزان وقود أكبر.
بالنسبة كوقود لتشغيل المحركات, فإن الإيثونول والميثونول يخلطوا ب 15% بالبنزين, مكونين ما يعرف بـ (أي 85) (E85) و (أم85) (M85) على الترتيب. إضافة هذه النسبة البسيطة من البنزين المقصود منها التغلب على صعوبة بدأ الإدارة لوقود الكحول وكذلك من ناحية السلامة, فإن الكحول بنسبة 100% يحترق بدون لهب مرئي.
المركبات المسيرة بالغاز الطبيعي (Natural Gas Vehicles):
بالنسبة لجميع الأنواع المختلفة من الوقود البديل المستخدم في السيارات والشاحنات فإن الغاز الطبيعي سواء كان غاز مضغوط (CNG- compressed natural gas) أو غاز مسال (LNG- liquefied natural gas)فإنه يقدم أكبر تخفيض في الملوثات بالمقارنة بالبنزين.
السيارات المسيرة على الغاز الطبيعي المضغوط فقط يكون لها مدى سير قصير 120 إلى 200 ميل بالمقارنة بسيارات البنزين. السيارات المسيرة بالغاز تكون ذات سعر مرتفع عن سيارات البنزين بنحو 4000 إلى 5000 دولار. ويمكن تعديل السيارات المسيرة بالبنزين لتوائم سيارات الغاز الطبيعي بتكلفة تقدر بـ 2000 إلى 6000 دولار.
السيارات المسيرة بغاز البروبان (Propane Vehicles):
المعروفة باسم (LPG- liquefied petroleum gas) ويعتبر غاز البروبان كوقود في المرتبة الثالثة بعد البنزين والديزل. بعض الشاحنات الخفيفة مصممة على أن تعمل بغاز البروبان فقط وهناك شاحنات تسير على موديل يستخدم نظام مزدوج للوقود حيث يمكنها أن تعمل بوقود البروبان أو البنزين.
السيارات المسيرة بوقود مسلسل بي (P-series):
وهو وقود خليط بين الغاز الطبيعي المسال وإيثونول و مركبات عضوية أخرى. ويتميز الوقود بأنه بدون لون, ورقم الأوكتان له بين 89-93, ويمكن استخدامه بالسيارات متعددة الوقود (FFV’s) ويمكن استخدام هذا الوقود بدون إضافات أو إضافته إلى البنزين بأي نسبة داخل خزان وقود السيارة متعددة الوقود. هذا الوقود ليس منتشر بشكل كبير ويعتبر محدود الاستعمال في الوقت الراهن.
السيارات المسيرة بوقود بيوديزل (Biodiesel Vehicles):
يصنًع البيوديزل من الزيوت النباتية الجديدة والمستعملة, والدهون الحيوانية, الدهون والشحوم من مخلفات المطاعم. يؤدي إلى تخفيض التلوث مثل ثاني أكسيد الكربون, وذرات الكربون, وأول أكسيد الكربون, والهيدروكربون , وأكاسيد الكبريت. ويمكن إضافة 20% بيوديزل إلى 80% ديزل البترول لتكوين وقود يسمى بي 20 (B20) ويمكن استخدامه في محركات الديزل الغير معدلة. ولكن يجب على المستخدمين استشارة مصنعي المحركات وأيضاً الإطلاع على بنود الضمان للمحرك قبل القيام باستخدام الوقود بي 20 في محركاتهم. ويمكن أيضاً استخدام وقود بيوديزل صافي بدون إضافته إلى الديزل البترولي ويسمي هنا بي 100 (B100) ولكن يحتاج إلى تعديل في المحرك حتى لا يؤدي إلى متاعب في التشغيل والصيانة.
مميزات استخدام بيوديزل:
- يقلل الاعتماد على المنتجات البترولية واستيراد البترول.
- يقلل التلوث وخاصة ثاني أكسيد الكربون فإن الوقود (بي 100) يقلل ثاني أكسيد الكربون في العادم بنسبة 75% كما يخفض الوقود (بي 20) ثاني أكسيد الكربون بنسبة 15%.
- يساهم في إعادة تدوير استخدام الشحوم والدهون النباتية والحيوانية
- أكثر أماناً في الاستخدام والتعامل والتخزين حيث أن نقطة الوميض تكون عند 150 درجة مئوية بالمقارنة بـ 77 درجة مئوية للديزل البترولي (التقليدي).
عيوب استخدام بيوديزل:
- يزيد من نسبة أكاسيد النيتروجين في العادم.
- يؤثر على الأجزاء المطاطية بالمحرك كالليات والحابك.
تحويل السيارات التقليدية إلى سيارات تعمل بالوقود البديل:
يمكن تحويل السيارات التي تستخدم الوقود التقليدي إلى سيارات تعمل على الوقود البديل. ولكن يجب أن يتم ذلك عن طريق رقابة معينة لأخذ تصريح بذلك وضمان الأمن والسلامة للمركبة والركاب. وهناك العديد من الشركات التي تبيع الآن الأجزاء والقطع التي نحتاج لتركيبها بالسيارة لإتمام هذا التحويل. وقبل القيام بعملية التحويل تلك يجب التأكد من أن هناك مصدر تموين وشحن السيارة بالوقود البديل متاح بشكل واسع ومنتشر في البلاد. ويمكن لشركات نقل البضائع ونقل الركاب التي لها محطات بين المدن أن تنشئ محطات التموين الخاصة بها لتموين أسطول الشركة لسيارتها التي تعمل بالوقود البديل.
