Дизели оказались экологичнее электромобилей
Признаться, мы давно подозревали и даже говорили об этом, но теперь появилось официальное подтверждение нашим страхам и сомнениям. Не так давно профессор Кристоф Бухаль (пусть фамилия вас не смущает – он немец) из Института ИФО (IFO, Institute for Economic Research) в Мюнхене опубликовал итоги своего исследования, в результате которого выяснилось, что электромобили значительно грязнее столь ненавистных всему прогрессивному человечеству дизелей.
В среднем от использования электромобилей на 20 % больше выбросов СО2, чем от дизельных машин
Понятно, что сами по себе электромобили ничего в атмосферу не выбрасывают, но электроэнергия в аккумуляторах под их полом не возникает из ниоткуда – её вырабатывают электростанции. А в прошлом году, просто для справки, 50 % электричества Германии, одной из самых экономически развитых стран, всё ещё состояло из ископаемого топлива. Впрочем, энергия для зарядки – это только вершина айсберга. Гораздо больше энергии требуется для добычи и обработки лития, марганца и кобальта – основных химических элементов, из которых делаются батарейки.
Таким образом, если предположить, что аккумуляторы в электромобиле прослужат 10 лет, а среднегодовой пробег равен 15 000 км, то выбросы СО2, которые будут приходиться на долю одного из самых популярных электромобилей – Tesla Model 3, будут равны 156–181 г/км. Для сравнения, дизельный Mercedes-Benz С220d (машина того же класса и оснащения, что и Tesla) выбрасывает в атмосферу всего от 117 до 137 г/км СО2, то есть примерно на четверть меньше. А если взять бензиновый Mercedes-Benz C300, то его выбросы составят 158 г/км, а это нижняя грань Tesla той же мощности. Вот так сюрприз, не правда ли!
При этом выбросы, которые приходятся на электромобили, делятся примерно 50 на 50. Одна половина приходится на добычу металлов и производство аккумуляторов, другая – на их подзарядку. Короче говоря, электромобиль – абсолютно точно не вариант. Всё, что делают электромобили, это переносят источник загрязнений из мегаполисов за город. Только это и больше ничего! Так что же, забыть про электромобили и продолжать ездить на бензиновых и дизельных машинах? Казалось бы, да, но на самом деле это тоже не вариант. В 2030 году будут введены новые экологические нормы – «Евро-7» или «Евро-10», не так важно, и им не сможет удовлетворить ни один из существующих и даже модернизированных двигателей внутреннего сгорания, потому что предел выбросов СО2 будет на уровне 59 г/км, то есть эквивалентен расходу в 2,2 л дизеля или 2,6 л бензина на 100 км. Иными словами, неосуществимо технически.
Какие ещё варианты? Некоторые учёные рекомендуют двигатели на метане. Метан чище, экологичнее, у него выше октановое число, в двигателе будет меньше отложений, да и выхлопные газы не столь ядовиты. Но метан тоже не вариант. Метан – простой и быстрый способ выйти из положения, но он не решает проблему, а лишь откладывает её. Это примерно то же, что экономить туалетную бумагу, подтираясь клочком, сложенным в 10 раз. Мало того, что в этом мало приятного, так ещё и рулон однажды всё равно закончится. Вообще, подобная проблема возникала перед человечеством уже дважды. Первый раз это произошло 40 лет назад, когда учёные впервые обвинили машины в том, что на планете стало рождаться слишком много двухголовых детей. Тогда было предложено два решения: каталитический нейтрализатор и технология обеднённой топливной смеси. Каталитический нейтрализатор был изобретён одним французом в 1950-х годах и доведён до ума американцами в начале 1970-х. А технология обеднённой смеси показалась всем не то слишком сложной, не то слишком скучной. Короче говоря, выбор пал на каталитический конвертор, который хоть и дорог, зато был простым и быстрым решением. Но это только на первый взгляд. После того как каталитические нейтрализаторы полюбили во всём мире, количество углекислого газа, выделяемого мировым автопарком, поползло вверх. Даже не поползло, а взлетело. Дело в том, что в катализаторе оксиды азота распадаются на азот и кислород, а монооксид углерода превращается в диоксид – тот самый углекислый газ, или, проще говоря, СО2.
На рубеже веков, когда стало понятно, что катализаторы не панацея и человечество выбрало не тот путь, на сцену вышли гибриды. Гибриды понравились американцам почти так же, как когда-то каталитические нейтрализаторы. Они тоже были простым и быстрым решением. Но вот беда – гибридам всё равно нужна нефть плюс энергия на изготовление аккумуляторов. Короче говоря, сегодня, похоже, история повторяется, и во второй раз человечество выбирает не ту дорожку. Если в ближайшие годы машины повсеместно перейдут на газ, то через некоторые время мы (или наши дети) снова окажемся там же, где находимся сейчас, то есть снова придётся выбирать между быстрым и простым решением и небыстрым, непростым и недешёвым.
У меня на этот счёт есть несколько соображений. Первое – водород. Да, его сложно получать, но запустить человека в космос тоже было непросто. Все мы, включая производителей, знаем, что водород – это решение, потому что на выходе получается дистиллированная вода и никаких выбросов. Плюс ко всему водород – самый распространённый химический элемент во Вселенной.
Другой вариант – атом. Мирный атом, разумеется. Небольшой кусочек урана или тория – и ты обеспечен топливом на сто лет вперёд. Да, есть проблемы с радиацией и безопасностью, но, решив их, появится шанс на светлое будущее. В противном случае мы будем похожи на мух, бьющихся о стекло в надежде, что в следующий раз оно исчезнет и откроет нам путь к бесконечной свободе.
Правда ли, что дизельный мотор экологичнее бензинового, а газовое топливо — экологичнее бензина?
По сути дизельный мотор представляет собой обычный двигатель внутреннего сгорания с поршнями. В основе его работы лежит классический принцип самовоспламеняющегося топлива при воздействии горячего воздуха. По такому принципу работает огромное количество автомобилей и даже некоторые корабли позаимствовали эти особенности. Топливо для дизельных двигателей в таком случае тоже может быть весьма разным, но изготавливается оно в основном из продуктов природного происхождения.
Именно поэтому дизельный двигатель в итоге при выхлопе дает меньше вредных веществ. В бензиновом топливе, чтобы уравновесить этот показатель, дополнительно используют каталитические нейтрализаторы. Но в любом случае уже визуально видно, что при использовании дизельного двигателя черного дыма при выхлопе меньше. Но так ли все однозначно, как кажется на первый взгляд? Что еще нужно учитывать, оценивая уровень вреда от дизельных двигателей для экологии нашей планеты?
Многие говорят о том, что машины загрязняют атмосферу. Для нашей страны это такое же справедливое утверждение, как и для всех остальных. Огромное количество выхлопных газов попадает в атмосферу из грузовиков и автобусов старого типа. И ладно бы речь шла только о выхлопных газах, но есть еще оксиды азота и частицы сажи. Все это вместе сказывается на здоровье легких сильнее курения и негативно влияет на сердечно-сосудистую систему в целом. В дизельных моторах предусмотрены специальные фильтры, которые должны задерживать «тяжелые» и особо опасные частицы, но помогает ли это общему горю?
Альтернативное решение
Для начала стоит учесть, что полностью безопасных моторов в принципе не существует. Даже сегодня многие именитые компании ловили на фальсификации результатов при измерении уровня выбросов выхлопных газов в атмосферу. В этих скандалах даже в какой-то момент засветилась даже такая известная компания как Volkswagen, тогда все подстроили с помощью специального программного обеспечения, и скандал получился знатным. Но все же, стоит учитывать, что все двигатели внутреннего сгорания работают с различными продуктами нефтепереработки. Некоторые, беспокоясь за экологию, переходят на газ, но такое решение подойдет отнюдь не для всех автомобилей. Придется внести множество доработок в стандартную конструкцию машины, чтобы разместить специальное оборудование. Для некоторых автомобилей это невозможно в силу особенностей конструкции.
В первую очередь устанавливается специальный электромагнитный клапан, отключающий бензин. Газ при этом спокойно хранится в специальном баллоне под давлением в багажнике. Его подача контролируется с помощью специального клапана под давлением, и внутрь он поступает уже в виде жидкости. В процессе движения газ просто испаряется, поступая через дозатор и смешиваясь с воздухом.
Газ при этом не выбрасывает в атмосферу никаких особенно вредных веществ, а попросту распадается на метан и пропан, водорода в газе вообще минимальное количество, а различных примесей, которые присутствуют в бензине и дизельном топливе, вовсе нет.
Проверка фактов. Дизель против бензина: что больше портит воздух?
Причиной тому главным образом распространившееся мнение об их экологической вредности.
Представители отрасли утверждают, что современные дизели на самом деле исключительно чистые, и обвиняют правительства и борцов за охрану окружающей среды в предубеждениях.
Действительно ли дизельные двигатели опаснее бензиновых, или их просто демонизируют в прессе.
Меньше, но хуже
Однозначного ответа нет, говорят независимые эксперты. Все зависит от конкретной марки автомобиля.
И дизельные, и бензиновые двигатели переводят химическую энергию в механическую путем сжигания топлива, но делают это по-разному.
Дизель потребляет в целом меньше горючего и соответственно выбрасывает в атмосферу меньше двуокиси углерода, чем бензиновый двигатель такой же мощности. Но выделяемые им мельчайшие частицы сажи считаются особо вредными для человека.
"Они проникают очень глубоко в легкие, вызывая раздражение, оседают на поверхностях, с которых кровь поглощает кислород, и способны попадать в саму кровь. Это повышает риск инсульта, сердечных приступов и астмы, особенно у людей, которые к ним предрасположены", — говорит Мэтью Локхэм, исследователь токсичных воздействий загрязнения атмосферы из университета Саутгемптона.
Однако новейшие дизели оборудуются специальными фильтрами.
"Фильтры задерживают до 99% мельчайших частиц, так что для современных дизелей этой проблемы больше не существует", — утверждает глава независимого исследовательского центра Emissions Analytics Ник Молден.
Автор фото, Getty Images
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
Конец истории Реклама подкастов
Возглавляемая им группа известна тем, что тестирует машины на ходу, тогда как автопроизводители проводят в основном стендовые испытания и на их основании получают сертификаты.
Кроме частиц сажи, дизели по сравнению с бензиновыми моторами выбрасывают больше двуокиси азота, продолжительный контакт с которой ухудшает функцию легких и провоцирует аллергию.
К счастью, современные технологии позволяют добиться хорошего результата и здесь. Экологический стандарт Евро 6, вступивший в силу в сентябре 2015 года, предусматривает снижение выбросов двуокиси азота вдвое для дизельных машин, выпущенных позже этого срока.
Британская ассоциация автопроизводителей и автодилеров в связи с этим утверждает, что современные дизели в экономическом отношении в основном соответствуют бензиновым по воздействию на окружающую среду.
Группа Emissions Analytics замечает, что ситуация все же не столь однозначна. Дело в том, что на дороге выбросы двуокиси азота резко, порой в 15 раз, превышают результаты стендовых испытаний. В целом, по оценке экспертов, бензиновые двигатели все-таки чище, но очень многое зависит от конкретной модели.
"Если взять 10% самых "чистых" дизелей и 10% самых "грязных" бензиновых двигателей, то разница будет, конечно, в пользу первых, и весьма существенная", — замечает Ник Молден.
С сентября прошлого года проверки на экологичность в реальных условиях сделались обязательными для новых моделей, производимых в ЕС. По словам специалистов, это должно дать более объективную картину.
Чтобы повысить экономичность бензиновых моторов, производители все шире используют технологию так называемого прямого впрыскивания, но это отрицательно сказывается на экологичности.
Дизель или бензин — что лучше?
Неприхотливость, надёжность и прекрасные тяговые качества дизельных моторов стали уже практически легендарными. Начиная уже с времён Великой Отечественной Войны, когда наши Т-34, оснащённые дизелями, успешно противостояли бензиновым «Пантерам», сжигая их, при выборе силового агрегата для тяжёлых машин конструкторы единодушно останавливают свой выбор на дизельном варианте.
Сейчас дизельные моторы устанавливаются и на легковые авто. Современный дизель претерпел немало изменений, чтобы составить конкуренцию бензиновому собрату, но споры о том, что лучше – дизель или бензин, не являются беспредметными.
Поэтому сделаем попытку сопоставить эти моторы, основываясь на реальном опыте их эксплуатации в далеко не идеальных условиях.
Чем отличается дизель от бензина
Принципиальная схема сгорания топлива дизельного и бензинового двигателей.
Именно особенности процесса горения в дизеле обеспечивают ему хорошие тяговые качества на низких оборотах.
Прежде всего, принципиальная разница этих двигателей заключается в способе воспламенения топливной смеси.
В бензиновом моторе смесь поджигается от электрического разряда между электродами свечи зажигания, в дизельном же горючая смесь вспыхивает в результате её сильного и динамичного сжимания самопроизвольно. В результате сама конструкция мотора исключает применение в нём какой-либо системы зажигания.
Такие разные способы поджига смеси требуют и применения разного топлива.
Сам процесс сгорания происходит неодинаково – дизельное топливо сгорает не так быстро, в результате чего давление расширяющихся газов на днище поршня примерно одинаково на протяжении такта рабочего хода. Такой особенности процесса горения и обязан дизель своими хорошими тяговыми качествами на низких оборотах. При изготовлении дизтоплива добиваются необходимого «правильного» его горения, критерием для определения которого служит цетановое число.
Вспышка бензиновой топливной смеси больше напоминает взрыв, в результате которого очень много высвобожденной энергии «тратится» на детонацию, т.е. на излишнее воздействие на детали двигателя, которое не только непродуктивно, но и является разрушительным. В целях уменьшения детонации в бензин добавляют присадки, изменяющие октановое число топлива, являющееся важнейшей характеристикой бензина.
Почему дизельный автомобиль дороже бензинового
Дизельное топливо впрыскивается в цилиндры под большим давлением, что требует более дорогой топливной аппаратуры.
Для того, чтобы смесь дизельного топлива и воздуха смогла воспламениться, её нужно очень сильно сжать – намного сильнее, чем смесь воздуха и бензина. Вследствие этого нагрузки на детали двигателя значительно увеличиваются и во избежание их разрушения к основным механизмам шатунно-поршневой группы выдвигаются более высокие требования к прочности. А это, в свою очередь, обуславливает большие, чем для бензиновых двигателей, расходы на материалы.
К тому же, топливо впрыскивается в цилиндры под большим давлением, что требует применения более дорогой топливной аппаратуры, чем для бензиновых моторов.
Вдобавок ко всему, современные экологические нормы требуют установки на автомобили с дизельными двигателями противосажевых фильтров, что автоматически привело к удорожанию машин.
Дизель или бензин – плюсы и минусы
Для того, чтобы избежать излишней субъективности в оценке того или иного двигателя, попытаемся сравнить их, сопоставляя различные характеристики бензиновых и дизельных ДВС, избегая конкретных цифр – последние, как показывает опыт, могут быть подтасованы в угоду автопроизводителей.
Что экологичнее – бензин или дизель
Дизельные агрегаты, безусловно, обладают изначальными преимуществами в этом вопросе.
Благодаря иной, чем у бензинового мотора, динамике процесса сгорания топлива, дизель максимально использует энергию топлива, благодаря чему оно сгорает полнее. Вдобавок, для увеличения октанового числа бензина используются присадки, губительно сказывающиеся на экологии. В перспективе, для дизелей вполне возможно массовое использование сортов топлива, изготавливаемого из природного растительного сырья – испытания опытных образцов имели положительные результаты. Сажа, выбрасываемая дизелями в атмосферу, представляет не что иное, как соединения углерода, в краткие сроки «усваивающиеся» природой, как её неотъемлемый элемент. Чего нельзя сказать о соединениях свинца, содержащихся в «выхлопе» бензиновых двигателей – они, бесспорно – для природы отрава.
Что экономичнее – дизель или бензин
При иной динамике процесса сгорания топлива, дизель максимально использует энергию топлива, благодаря чему оно сгорает полнее.
Учитывая высокий КПД дизельных двигателей, можно уверенно сказать, что они являются более экономичными. Но характеристики современных двигателей зачастую определяются управляющей ими электроникой. К тому же создатели бензиновых моторов постоянно совершенствуют свои «детища». Пример тому – двигатели TSI, имеющие двойной наддув воздуха и непосредственный впрыск. Применение в конструкции моторов «дизельных» решений позволило добиться хороших тяговых характеристик бензиновых ДВС на низких и средних оборотах.
Но изначально, если не брать в расчёт электронную «начинку» и остальные «навороты», дизели являются более экономичными.
Что мощнее – бензин или дизель
Мощность двигателей измеряется при определённом числе оборотов. Бензиновые моторы могут достигать больших значений числа оборотов коленвала в минуту, поэтому может ошибочно показаться, что они являются более мощными. Но высокооборотные моторы имеют массу недостатков, в числе которых повышенные требования к качеству материалов и точности обработки деталей.
Пока, учитывая более высокую скорость сгорания бензина по сравнению с соляркой, на вопрос, что быстрее – бензин или дизель, можно сказать, что первенство за бензиновым мотором. Но вот о мощности этого сказать нельзя, если не брать в расчёт «рекордные» её значения. Изначально дизели являются более мощными, так как применение двигателей в режиме повседневной эксплуатации не требует использования максимальной мощности. Учитывая высокие тяговые свойства дизелей, можно сказать, что в различных режимах работы они являются в целом более мощными.
Бензин или дизель – что выбрать
Что выбрать дизель или бензин?
Современные дизели гораздо более «капризны» в обслуживании и предполагают использование хорошего дизтоплива.
Применение в конструкции дизельных агрегатов новых технических решений привело к тому, что установленный на легковой автомобиль дизель может «дать форы» бензиновому мотору. Значительно снизилась и шумность работы двигателей – теперь современный «легковой» дизель не определить по характерному звуку, издаваемому работающим двигателем.
С учётом вышесказанного, казалось бы, ответ на вопрос: – «какой двигатель лучше – бензиновый или дизельный?», – будет однозначно решён в пользу дизеля. Но, к сожалению, на практике это не всегда оправдано. Современные дизели гораздо более «капризны» в обслуживании. Связано это с тем, что их конструкции предполагают использование хорошего дизтоплива. Пока же ситуация такова, что отечественная солярка годится лишь для неприхотливых двигателей отечественных тракторов.
Современные системы питания дизельных моторов позволяют добиться максимальной отдачи от двигателя, но потеря давления всего лишь в одной форсунке приводит к отказу работы всего двигателя. Происходит это почти всегда из-за некачественного топлива. Забитую форсунку можно прочистить лишь на специальном стенде – зачастую для этого нужно подать на неё давление более 50 кг/см2. Стенд же стоит около 5 000 000 рублей, что по карману не каждому автосервису.
Казалось бы, для будущего владельца внедорожника или кроссовера не должно стоять вопроса, что лучше – дизель или бензин, – первый обладает несомненными преимуществами. Тем не менее, наиболее искушённые автолюбители всё чаще отдают предпочтение бензиновому мотору. Даже в тех случаях, когда владелец машины не стеснён в средствах, необходимых для «оживления» дизеля, сам факт простоя авто на ремонте может послужить причиной оправданного раздражения.
Чтобы вы могли дать самому себе однозначный ответ, что выбрать – бензин или дизель – при покупке определённой модели авто, можно лишь посоветовать предпринять провести самостоятельное изучение этого вопроса. Причём не нужно принимать за истину советы официальных дилеров или сравнивать технические характеристики автомобилей с различными моторами по документам. Никто не скажет об авто правдивее реального владельца, поэтому можно посоветовать узнать побольше о конкретной модели на автофорумах.