16° C, ясно небе
Биогаз, електричество, водород, масла: това са горивата, които могат да изместят нефтените продукти в близка и по-далечна перспектива
Кратък обзор на прототипните машини и техническите и икономически спирачки за тяхното внедряване представя френското сп. France Agricole
Какъв парадокс: цената на дизелово гориво за извънпътна техника, или т.нар. дизел за земеделие, не е била никога толкова достъпна, както сега! И ето че точно сега зачестиха алтернативните решения с предимствата за захранване на трактори с гориво без нефтен продукт. При тези условия е трудно да се намери икономическото основание за подобни надцаквания. Но в дългосрочна перспектива козовете на играта ще бъдат в ръцете на производителите на трактори, защото никой не може да се обзаложи, че цената на дизела за земеделие ще се задържи на сегашното равнище. Най-напред, защото геополитическата игра на покер между страните производителки на петрол може да провокира брутален "взрив" в цената на петрола. От друга страна, политическата воля за намаляване зависимостта от изкопаеми горива може да пренареди картите в полза на алтернативните решения.
Трактори, отхвърлили дизела като гориво, могат да се видят в действие във фермите на Франция, както и в други страни на Европа. Те представляват в по-голямата си част прототипи, които са в процес на изпитание по отношение на часовете за работа и за да подскажат какви са пречките за масовото им внедряване в практиката. Френското специализирано сп. France Agricole предлага кратък обзор на заместителите на дизела в близка и по-далечна перспектива.
Биогаз: най-напредничавият
Изминаха почти десет години, откогато тракторите, работещи на биогаз, бяха представени на международни изложения и салони. Две гигантски корпорации са особено активни в разработките: американската AGCO с адаптирана версия на трактор Valtra и мултинационалната CHN Industrial с първия прототип на австрийската Steyr, а след това на New Holland. Именно нейният трактор Т6.180 с щемпела Methane Power преминава тест в много френски стопанства.
Трябва да се отбележи, че той е оборудван с девет газови резервоара, поместени в задната част на кабината. Действието на този мотор е подобен на двигателите с искрово запалване, които притежават въртящ момент и отдаване на мощност, твърде различни от дизеловите модели.
Компанията New Holland предпочете да оборудва трактора с по-проста скоростна кутия, защото "ако се избере по-сложно решение, трябва да се препрограмира взаимодействието мотор - скоростна кутия и да се преизчислят диаграмите на въртящия момент в зависимост от скоростта и натоварването", обяснява Никола Морел. Той е шеф на производство на трактори и следи разработките на Methane Power (въз основа на метаново гориво), както "своята сянка". Първите френски изпитатели са Кристиан и Давид Петершмит, фермери и производители на биогаз, включени в мрежата близо до град Белфор, област Бургундия. Двамата братя използват част от този газ за зареждане на трактора чрез малка тяхна станция, инсталирана в близост до производителя на метан.
Спирачки: логистиката, или управление на доставката на гориво. Невъзможно е да се изкара пълен работен ден с едно зареждане на резервоара. "В най-добрия случай горивото стига за пет часа, уточнява един от братята. - А зареждането после на всичките резервоари продължава цели шест часа. Отделни по-скъпи газостанции се справят по-бързо, но това, което ни притеснява най-вече, е, че не можем да зареждаме на полето. Трябва да се връщаме във фермата."
Електричеството: най-желаното
Успехът на фирмата Tesla на автомобилния пазар дава идеи и на други производители на трактори. Задвижването с електричество на малки трактори бе постигнато от корейската фирма Tym, която представи прототипите си на последното изложение за селскостопанска техника Sima в Париж. Проблеми възникват при мощните трактори, консумиращи огромни количества енергия. John Deere показва трактор, снабден с батерии Li-Ion, поддържащ мощност 130 kW. Той запазва класическата си трансмисия с директно включване (Direct Drive). Основният мотор се използва за тяга, вторият задвижва силоотводния вал и хидравличната система.
При необходимост двата електрически мотора могат да обединят мощността си.
Спирачки: батериите. За да предостави 175 к.с. на своя трактор, John Deere увеличи броя на акумулаторите под капака. Както и другите играчи на този пазар, американският производител се надява на прелом в развитието на технологиите, с цел да се намали пренасищането на трактора с оборудване.
Водород: най-привлекателният
Принципът на действие на този двигател е изнесен в отделен блок (Сх. 1). Вземайки за образец модела на Fiat Panda, моделът NH2 на New Holland разби много закостенели представи при представянето си през 2009 година. Идеята е проста: тъй като не е възможно да се съхранява електричество в неговата изходна форма, водородът служи за посредник. Той се произвежда във фермата от електроенергия, генерирана от фотоволтаични панели или биореактори (на базата на метанол). Внесен в резервоарите на трактора, водородът превръща енергията си в електрическа, която задвижва двигателя и силоотводния вал.
Този трактор, създаден на базата на Т6.140, се тества в момента в стопанство на фамилията Аниели (собственици на империята Фиат), близо до Торино.
Спирачки: цената. Инсталацията за производство на водород във ферма, газостанцията за зареждане и технологичните съоръжения, с които е оборудван тракторът, нямат нищо общо с обикновения модел Т6, поради което вдигат цената на прототипа до небето. Необходимо е техниката да продължи да се усъвършенства, за да се създаде един рентабилен двигател.
Масла: най-старият метод
При него двигателят е в състояние да работи чрез изгаряне на множество горива от растителни масла. Търсенето на енергийна автономност през 90-те години накара френски фермери, заедно с кооперациите за ползване на земеделска техника (Cuma) да инвестират в преси за производство на гориво от маслодайните култури рапица и слънчоглед в самите ферми. Тази практика е незаконна, но разпространена. Появяват се моторите Tier 3 и Tier 4 с тяхното твърде високо налягане на инжектираната смес, на която не издържат чистите растителни масла. Вследствие, много от поклонниците на тази практика се отказаха от своите преси. Но привърженици все още има, машини също. Водещите фирми като John Deere и Deutz-Fahr продължават да работят за трактори multifioul, способни да зареждат както с дизелово гориво, така и с растителни масла.
Спирачки: регламентацията. Горивата от маслодайни култури не са сред регламентирани видовете във Франция и трактори, произведени на тази база, не се продават.
Принцип на действие на горивната клетка
Водородът е универсален енергоносител. Най-ефективното му използване е преобразуването на неговата химична енергия в електрическа. Извършва се в горивната клетка, която работи подобно на батерия. Тя има два електрода - анод и катод, разделени с мембрана. Кислородът преминава през единия електрод, а водородът през другия. Водородът реагира с катализатора на анода, който го превръща в отрицателно заредени електрони и положително заредени йони. При водородната горивна клетка химичната реакция е окисление (загуба на електрони) на анода и редукция (увеличаване на електроните) при катода. Електролитът при полимерната мембрана е чиста киселина. Тя е разредена с вода, за да може да се осъществи транспортът на йони. При анода водородните молекули първо влизат в контакт с платинения катализатор. След като водородните молекули се разделят, окислението може да продължи. Всеки атом водород освобождава своя електрон, който започва да се движи около катода.
При катода кислородните молекули влизат в контакт с платинения катализатор на електродната повърхност. Кислородните молекули се разпадат и се свързват с платинената повърхност. Всеки кислороден атом след това напуска платинения катализатор, като се свързва с два електрона и два протона (които се движат през мембраната), за да формират една молекула вода. Електронният поток излиза от клетката, за да се използва като електрическа енергия. Водородните йони се движат през електролита на мембраната към катода, където те се комбинират с кислорода и електроните, като отпадният продукт е екологично чиста вода. За разлика от батериите, горивната клетка никога не се изтощава.
Телескопичен товарач хибрид
През 2013 г. фирмата Merlo създава прототипаTurbofamer - телескопичен товарач хибрид с дължина 7 м.
Под капака на трактора са инсталирани двигател с вътрешно горене с мощност 75 к.с. и два мотора, задвижвани с ток от батерии. Хибридът има три режима на работа: 100% само дизелово гориво, 100% на батерии и смесено - комбинация от двете. На електричество машината работи само два часа. От своя страна, фирма Manitou монтира два хидравлични акумулатора, инсталирани между кабината и мотора, които възстановяват енергията си при работа и рекуперират в режим на спиране.
Коментари