Ezekkel mind mehet az autó benzin és gázolaj helyett

Alternatív üzemanyagok

2022.07.07. 06:05

A hagyományos folyékony üzemanyagok helyettesítése réges-régi probléma. Egy időben tényleges elérhetetlenségük (háborúk), más esetben ugrásszerű megdrágulásuk (olajválságok) vezettek a helyettesítők kutatásához, míg később a környezetvédelem előtérbe kerülése sarkallta arra még a szakembereket is, hogy kisebb károsanyag-kibocsátással elégethető üzemanyag-pótlékokat keressenek. Mára számos ilyet találtak, azonban felhasználhatóságuk közel sem egyforma.

Nem kell feltétlenül világtörténelmi esemény ahhoz, hogy az ember azon kezdje törni a fejét, miféle, nem a benzinkutakon beszerezhető anyaggal hajtsa járgányát. Kamaszként például a korosztályos pénztelenség hajtott minket arra, hogy a kétütemű kismotorjainkba találjunk valami benzinpótlékot. Én petróleummal kísérleteztem, más festékhígítóval, végül a legjobb eredményre fénymásoló-gép tisztító folyadékkal jutottunk. Ami persze drágább volt a benzinnél, de mivel ingyen sikerült hozzájutni, ezért nem hatott negatívan a pénzügyi mérlegünkre.

Később, már egy Trabant kormánya mögött ülve sem volt természetesen közömbös, mennyit kell üzemanyagra költeni. Az idősebbek talán még emlékeznek a megoldásra, úgy hívták mosóbenzin. Budapest tizenharmadik kerületében, a Kucsma utcában hosszú, kannákkal felszerelkezett sor kígyózott a hivatalosan tisztításra szánt folyadékért, ami némi kompromisszumokkal azonban alkalmas volt autók hajtására. Mivel az oktánszáma még az akkori 86-osétól is bőven elmaradt, ezért rendesen csörgött vele még a Trabant kétütemű motorja is. A teljesítmény is csökkent, de bőven kárpótolt ezért a megfeleződött benzinszámla. Az igazán profik a hengerfejtömítés megvastagításával és a gyújtás átállításával az alacsonyabb oktánszámhoz hangolták a motort, ami ugyan nem segített a teljesítmény csökkenésén, a csörgési hajlam viszont akár el is tűnt.

Mosóbenzinhez hasonló anyagot egyébként ma is kapni, többnyire benzines folttisztító néven. Oktánszáma azonban ugyanúgy nincs, miközben drágább a kúton kapható benzinnél, így nem igazi alternatíva. Ráadásul használata adócsalásnak minősül, mert fennálló törvényeink szerint üzemanyagtartályba csak jövedéki adóval terhelt üzemanyag tölthető. Tulajdonképpen a régi mosóbenzinezés is az volt, ezért ha nem is rakétasebességgel, de pár hónap alatt hivatalos úton beszüntették a mosóbenzin nyílt árusítását.

Ugyanekkor a dízelesek a háztartási tüzelőolajat használták alternatív üzemanyagként. Ez azonban csak adóügyi szempontból volt csalás, technikai értelemben viszont nem, hiszen a háztartási tüzelőolaj összetételét tekintve teljesen azonos volt a gázolajjal. Csak az különböztette meg, hogy színezőanyagot kevertek hozzá, épp azért, hogy ellenőrizhető legyen, nem adómentes anyaggal autózik-e a tulajdonos.

Mára ez a probléma az árak kiegyenlítése miatt éppúgy a múlté, mint a hivatalos LPG helyett a propán-bután gázpalack a csomagtartóban. A propán-bután gáz is alternatív üzemanyag, ráadásul még környezetbarát is, mert tisztán ég: amikor egyesül a levegővel csak szén-dioxid és vízpára keletkezik. Közvetlenül azonban nem használható fel az autóban, tárolására külön tartályt kell beépíteni, a motort pedig fel kell szerelni megfelelő adagoló berendezéssel. Ennek költsége sokakat eltántorít attól, hogy használja a 370 forintos árával egyébként a benzinnél olcsóbb és környezetbarátabb üzemanyagot.

Az eddigi példákon keresztül is talán látszik, hogy az alternatív üzemanyagok felhasználhatósága nagyban függ a motor technikájától. Erre talán a legszélsőségesebb módon az úgynevezett mindenevő motorok mutatnak rá. Ilyen például az amerikai Abrams harckocsi motorja, csakhogy arról tudni kell, hogy valójában gázturbina. Ebből következően folyékony üzemanyagok széles skálájával képes működni a benzinektől kezdve a petróleumon és a kerozinon keresztül a gázolajig. Hasonlóképp mindenevőként tartják számom a régi, szívó, soros adagolós dízelmotorokat, azonban rájuk ez nem teljesen igaz. Ugyan képesek gázolaj helyett motorolajjal, vagy akár étolajjal is működni, csak olyan üzemanyag használható hozzájuk, amelyik képes kenni a befecskendező rendszer részeit – vagyis már a kerozin is kiesik, nemhogy a petróleum, vagy a benzinek.

A benzinmotorokra is igaz bizonyos fokig, hogy minél régebbi, vagyis minél egyszerűbb a technikája, annál toleránsabb a különböző üzemanyagokkal szemben, illetve annál könnyebb átalakítani másfajta üzemanyag felhasználására. Ez látszott például az LPG átalakító csomagok árán is, a karburátoros motorokat olcsóbban lehetett átalakítani, mint az akár szívócső, akár közvetlen befecskendezőseket. A dízelmotorokhoz képest a benzinmotoroknál további különbség, hogy többféle halmazállapotú üzemanyaggal hajthatók. A folyékony mellett gáznemű anyagok is felsorakozhatnak, sőt, még szilárd üzemanyag is, igaz, ahhoz átalakító berendezés felszerelése szükséges az autóra.

Benzines, azaz szikragyújtású motoroknál maradva visszatekintve érdekes, hogy annakidején épp a denaturált szesz nem jutott eszünkbe. Ez azért izgalmas így, a mából visszanézve, mert a denaturált szesz nem más, mint annak az etil-alkoholnak, vagy más nevén etanolnak az emberi fogyasztásra alkalmatlanná tett változata, ami valamilyen formában ma minden benzinnek összetevője. Ma már nem emlékszem, de lehet, hogy az ára rettentett vissza, pedig, mint az ma már nyilvánvaló, az etanol remekül használható autómotorok hajtására. Ez egyébként már korábban is ismert volt, a második világháború előtt - a motor és az alkohol szavak összevonásával létrehozott - motalko néven forgalmaztak a benzinnél olcsóbb benzin-etanol keveréket.

Az etil-alkohol esetében amúgy épp a keverési arány a kérdéses. Az E10-es, azaz 10 százalékos bekeverési arányú üzemanyag bevezetésekor kitört felzúdulás mutatott rá arra, hogy egyes típusok esetében már ez a tíz százalék is sok lehet. Ugyanakkor megfelelő módosítással 85, vagy akár 100 százalékos arányú etanollal is működhetnek benzinmotorok, példa erre a brazil autópark.

Egy másik alkoholfajta is alkalmas elvi szinten üzemanyagként. A metil-alkoholt vagy metanolt a salakmotorosok és a modellezők iparszerűen használják, de módosítások után autóban is felhasználható, mint azt bizonyítják a nyolcvanas-kilencvenes évek amerikai kísérletei, amikor még a benzinkutakon is lehetett metanolt venni. A metil-alkohol hátránya, hogy az etil-alkoholhoz hasonlóan elégé agresszív és szereti magába szívni a vizet, amiből kifolyólag eléggé korrozív. Az etanolhoz képest különbség, hogy erőteljesen mérgező hatású, és másként történik az előállítása is.

Az etanolt többnyire körülbelül úgy gyártják, mint az alkoholos italokat, vagyis arra alkalmas mezőgazdasági terményt, többnyire kukoricát erjesztik, majd a kapott erjedt, alkoholos oldatot lepárolják (desztillálják). A metil-alkoholt ezzel szemben úgy állítják elő, hogy szén-monoxidot és hidrogént egyesítenek katalizátoranyag jelenlétében. A szén-monoxid származhat földgázból, vagy szénből. További és lényegében eredeti előállítási módja a fa lepárlása volt, innen is ered magyar elnevezése: faszesz.

A fa azonban eredeti, szilárd formájában, azaz közvetlenül is alkalmas lehet autó hajtására. Bár ez sem teljesen közvetlen, hiszen nem dobálhatunk fahasábokat a motor hengereibe, de az átalakító szerkezetet az autó magával viheti. A berendezés a hasábra vágott fát, vagy a fabrikettet gázzá alakítja, ami némi kezelés után már tökéletesen alkalmas szikragyújtású motorok táplálására. Bizonyíték erre, hogy a második világháború benzinínséges napjaiban egyedül Németországban félmillió jármű közlekedett fagázzal.

A fagázgenerátor egyik nem is olyan apró hibája, hogy eléggé ormótlan szerkezet. Leginkább talán egy elektromos vízmelegítő bojlerre, vagy egy régi kályhára emlékezet. Utóbbihoz való hasonlósága nem véletlen, mert körülbelül olyan folyamat zajlik le benne, mint a kályhában. De csak körülbelül, mert a lényeg éppen az, hogy a gázgenerátorban nem az a cél, hogy egyszerűen elégessük a fát, hanem az, hogy gázzá alakítsuk. Ehhez épp azt kell tenni, amitől minden lakásmelegítő kályha használatánál nyomatékosan óvnak a katasztrófavédők: levegőszegény környezetben kell izzítani a fát.

Jelen esetben ugyanis éppen az az előny, ami a kályha esetében az életveszélyt okozó probléma. A fa teljes elégetéséhez szükségeshez képest kevesebb levegő jelenléte miatt az égés tökéletlen, vagyis szén-dioxid helyett halálosan mérgező szén-monoxid keletkezik. A szén-monoxid kedvező tulajdonsága azonban, hogy további levegő hozzávezetése mellett – például a motorban - képes tovább égni szén-dioxiddá, miközben energia szabadul fel. Ám nem csupán szén-monoxid keletkezik a folyamat közben, hanem metán, és a levegő, illetve a fa víztartalmából következően hidrogén is. Mivel levegővel keveredve a metán és a hidrogén is jól ég, ezért alkalmazható a keletkező gáz szikragyújtású motorok üzemanyagaként.

Apró probléma, hogy ha a fagázt közvetlenül vezetnénk a motorba, záros határidőn belül tönkremenne. A gázzal együtt ugyanis kátrány és hamu is keletkezik, ami végzetes a motor számára. Ráadásul a gáz hőmérséklete is túl magas. Ezért a gázfejlesztőből kilépő gázt egy hűtőbe vezetik, ami után egy ülepítő és egy szűrőrendszer következik, a gáz csak azután kerülhet a motorba, hogy ezeken áthaladt. Bár maga a gázfejlesztő kályha a legnagyobb és legterjedelmesebb egység, a többi sem kicsi és könnyű, így végül a teljes rendszer tömege meghaladhatja a kétszáz kilót. Emiatt előfordult, hogy ha közvetlenül az autóra építették, akkor a gázfejlesztőt hátra, a többi egységet pedig előre szerelték a jobb egyensúly miatt. De éppen a nagy tömeg miatt gyakran megtörtént az is, hogy inkább utánfutóra tették, így ha éppen benzinnel akartak tovább haladni, akár le is csatolhatták. Pick-upoknál ötletesen a platóra telepítették az egész rendszert.

A nagy terjedelem és súly azonban csak az egyik a benzinüzemhez képest kimutatható hátrányok közül. Szintén probléma, hogy fagáz üzemben a motor teljesítménye a felére-kétharmadára csökken. Ennek oka, hogy a gáz energiatartalma körülbelül hetede a benzinének. A gáz ugyanis még a korlátozott levegő hozzávezetés ellenére is jelentős arányban, azaz körülbelül 50 százalékban tartalmaz nitrogént, ami az égésben nem vesz részt. Csakúgy, mint a körülbelül 8 százalék szén-dioxid sem. Csak a gáz többi része, a mintegy 20 százaléknyi szén-monoxid, a 18 százalék hidrogén és a 4 százalék metán az, ami éghető, és részt vesz az energiaátalakulásban. Ráadásul a hatásfok is gyengébb, körülbelül kétharmada annak, mint benzines üzemmódban.

Azért előnyök is akadnak, amelyek azonban hátrányokkal összehasonlítva nem feltétlenül képesek átbillenteni a mérleget. Ilyen előny például már önmagában az, hogy a fa megújuló erőforrás, ráadásul úgy, hogy nem igényel további, energiaigényes feldolgozást, mint az etanol vagy metanolgyártás. A fa közvetlenül, aprítás után felhasználható. Egy másik előny, hogy a kipufogón távozó gáz kevesebb káros anyagot tartalmaz, mint akár a benzin-, akár a dízelmotoros autóké.

Érdekes tétel a költségszámítás. Az utóbbi időben épített fagáz-generátoros autók fogyasztása elég szélsőségesen alakult, akadt olyan, amely kevesebb, mint 30 kiló fával is beérte 100 kilométerre, de olyan is, amely több mint 50 kilót igényelt. Igaz, utóbbi benzinből is simán elnyelt 20 litert ugyanekkora távra. Ha 30 kilóval és fabrikettel számolunk, amelynek kilója a cikk írásakor 129 forintba került, akkor 3870 forintos üzemanyagköltség adódik, ami az ársapkás 480 forintos benzinárral kalkulálva épp 8 liter benzin ára. A fa árán azonban nincs sapka, és ha a benzinnél is anélküli árral számolnánk, azaz 770 Ft/literrel, akkor 4,9 litert kell fogyasztania annak a benzines autónak, amelyik ugyanannyi pénzből akar eljutni 100 kilométerre.

A fagázhoz hasonló tulajdonságú, autó hajtására alkalmas gáz szénből is előállítható. Sőt, más célra korábban szinte kizárólag szénből és kokszból állítottak elő éghető gázt. Az egyik ilyen gáz a generátorgáz, ami a fagázhoz hasonlóan állítható elő, és ahhoz hasonlóan főleg szén-monoxidot tartalmaz éghető gázként. A másik a vízgáz, ami abban különbözik a generátorgáztól, hogy az égéstérbe vízgőzt adagolnak, ami az izzó szénen felbomlik. Emiatt a gáz a szén-monoxid mellett hidrogénben is feldúsul, amitől jelentősen megnő a fűtőértéke. Korábban ezt hívták városi gáznak, amit a földgáz elterjedése előtt például az Óbudai Gázgyár állított elő fűtési és főzési célokra. Tulajdonságai miatt a vízgáz még jobban használható lenne autóban, mint a fagáz, de autóban való előállítása a gőzadagolás miatt problémás, és a kőszenes gázgenerátor is egy sokkal nehézkesebb szerkezet. Faszenet ellenben lehet fagázgenerátorban felhasználni és abból gázt előállítani.

Ha már a gázoknál tartunk, illene szót ejteni a földgázról is, már csak azért is, mert elégetése során semmilyen káros anyag nem keletkezik, csupán szén-dioxid – de abból is kevés - és vízpára. De nemcsak ezért tekinthető környezetbarát üzemanyagnak, hanem azért is, mert fő alkotóeleme, a metán előállítható kémiai úton a levegő szén-dioxidjából és vízgőzből. Alternatív üzemanyagként azonban hátránya, hogy szemben az LPG-vel, a meglehetősen terjedelmes rendszer utólag nem szerelhető be az autóba, arra kizárólag a gyártás során az autógyárban van mód. Vagyis ha valaki nem gázos autót vett eleve, utána már nincs lehetőség az átalakításra.

Ami pedig a folyadékokat illeti, azok egy részével az a gond, hogy lehet, hogy valahogy elégnének a motorban, de tökéletlenül és lerakódásokat okozva, így rövid úton a motor tönkremenne tőlük a motor. Ezeket talán az Abrams tank gázturbinája lenne képes megemészteni. Az olyan elméletileg használhatóak, mint például a hajdanán oktánszám javítására is használt benzol, vagy toluol, pedig azért nem jöhetnek szóba, mert jóval drágábbak, mint a benzinkutaknál kapható benzinek. További gond velük, hogy tankba töltésük legalább jövedéki adócsalásnak számít, így büntetendő cselekmény. Jogi szempontból a fagáz helyzete lehet érdekes, hiszen a fahasábokat nem lehet az üzemanyagtartályba tölteni, mint ahogy például a villanyáramot sem.