Etanol sa v súčasnosti stal neoddeliteľnou súčasťou moderných palív. Pridáva sa do benzínu a toto palivo sa potom nazýva etanolový benzín alebo tiež bioetanolová zmes. V Európskej únii, vrátane Slovenska, sa najčastejšie používa E5 (obsahuje do 5 % etanolu) a E10 (obsahuje do 10 % etanolu). Dnešné palivá musia zo zákona obsahovať aspoň 5 % bioetanolu, čo vyplýva z európskych klimatických záväzkov a snahy znížiť závislosť od fosílnych palív. Etanol sa pridáva, pretože znižuje emisie a je čiastočne obnoviteľný, keďže sa vyrába z rastlín.
Vlastnosti etanolu a jeho všeobecný vplyv na motor
Bioetanol nie je pre motory žiadnou novinkou. Má však špecifické vlastnosti, ktoré môžu ovplyvniť prevádzku vozidla. Medzi kľúčové vlastnosti patrí jeho hygroskopickosť, nižšia výhrevnosť a detergentný účinok. Napríklad v Brazílii je etanol ako palivo dokonca dominantný, avšak na jeho spaľovanie musí byť motor prispôsobený.
Hygroskopickosť etanolu a jej dôsledky
Etanol je silne hygroskopický, čo znamená, že priťahuje a viaže vodu zo vzduchu. Táto vlastnosť môže mať značné negatívne dopady na palivový systém a samotný motor. Keď sú v kontakte dva nerovnaké kovy (aj keď len minimálne odlišné) a prirátame k tomu vlhkosť, vždy vzniká elektrický článok. A tu vzniká korózia.
Etanol sa časom rozkladá a nasáva vlhkosť zo vzduchu. Následne sa v palivovej nádrži vytvára kal a iné chemické zlúčeniny, ktoré môžu mať na motor vozidla negatívny vplyv. Voda v palive spôsobuje nestabilné spaľovanie, ťažké štarty alebo zhasínanie motora. Táto jeho vlastnosť môže podporovať vznik korózie v palivovej nádrži aj v potrubí. V horšom prípade môže prísť až k poškodeniu palivovej sústavy. Pridanie alkoholu do nádrže v dôsledku spôsobuje väčšie usadzovanie vody v oleji, ako preukázali analýzy v laboratóriu.
V prípade dlhodobého státia vozidla, napríklad cez zimu v garáži, môže nastať problém so štartovaním. Práve tu sa vytvárajú ideálne podmienky pre kondenzáciu vzdušnej vlhkosti vnútri motora. Degradácia paliva znamená tvorbu usadenín a následne zhoršené štartovanie. Navyše hrozí riziko tzv. vodného rázu.
Degradácia motorového oleja a prevencia
V oleji je vždy viac, či menej prítomná voda. K degradácii oleja dochádza aj behom odstávok, hlavne za prítomnosti vlhkosti a paliva. Ak je používanie motora prerušované dlhými prestávkami nevyhnutné, je nutné skrátiť interval výmeny motorového oleja. Vhodná doba výmeny oleja sa potom nestanovuje podľa prejdenej vzdialenosti, ale podľa času prítomnosti oleja v motore. Neváhajte preto olej v takom motore vymeniť po roku, alebo aj skôr. Niektoré moderné vozidlá s elektronickým systémom sledovania akosti motorového oleja v závislosti od prevádzky výmenu vypýtajú samé, avšak nie je vhodné sa na to spoliehať. Ideálne je mať každú jazdu dosť dlhú na to, aby sa olej zahrial až na prevádzkovú teplotu, k tomu dostatočné zaťaženie motora (vyššie otáčky), aby sa olej odparením zbavil vlhkosti a tiež zvyškov paliva, ktoré znižujú jeho viskozitu.
Vplyv na výhrevnosť a výkon motora
Etanol horí horšie než klasický benzín. Jeho výhrevnosť je približne o tretinu nižšia v porovnaní s klasickým benzínom. Čo to znamená v praxi? Slabší ťah, lenivé zrýchlenie a vyššia spotreba. Najmä ak jazdíte v kopcoch, s nákladom alebo máte plne naložené auto, rozdiel si všimnete. Klesá aj točivý moment motora; napríklad pri pridaní 5 % etanolu do motorovej nafty klesol točivý moment motora o 2-3 %. Tento pokles je spôsobený nižšou výhrevnosťou etanolu.
Na druhej strane, etanol má vyššie oktánové číslo (približne 106) ako benzín (91 až 98). Vyššie oktánové číslo umožňuje vyššiu kompresiu a následne lepšiu účinnosť motora. Pre naftové motory je rozhodujúce cetánové číslo paliva. Čím je cetánové číslo nižšie, tým dlhší čas je potrebný pre kompresné zapálenie zmesi. Alkohol (metanol aj etanol) má nižšie cetánové číslo ako nafta.
Agresivita etanolu voči komponentom a opotrebenie motora
Etanol je silne korozívny a detergentný (odstraňuje oleje), čo môže napádať plastické hmoty a palivovú sústavu starších áut, ktoré neboli na jeho použitie prispôsobené. Môže tak postupne rozožierať komponenty. Navyše, hoci pridávaný etanol výrazné zmeny v produkcii uhlíkatých emisií (CO, HC) a dymivosti neprináša, zvyšuje opotrebovanie vstrekovacieho zariadenia pri dieselových motoroch.
Štúdia z roku 1981, ktorú sponzorovalo americké ministerstvo energetiky a armáda Spojených štátov, sa zamerala na vplyv alternatívnych palív na životnosť motora. Testovali sa rôzne palivá vrátane čistého etanolu, 10% etanolu so zvyškom bezolovnatého benzínu (E10) a čistého bezolovnatého benzínu. V prípade opotrebenia motora neexistoval významný rozdiel medzi benzínom, etanolom a etanolovým mixom s benzínom, výrazne sa prejavilo iba použitie metanolu. Etanol obstál v testoch dobre, čo sa týka priameho opotrebenia komponentov motora, aj starším agregátom nespôsobuje podstatné priame opotrebenie. Avšak, palivové sústave starších áut etanol nepochybne škodí kvôli jeho korozívnosti.
Ethanol and Small Engines
Riešenia a prevencia negatívnych vplyvov
Etanol v modernom palive môže spôsobiť vyššiu spotrebu, slabší výkon aj problémy so štartom. Nie všetky staršie vozidlá sú kompatibilné s E10. Väčšina novších áut (vyrobených po roku 2010) ho však zvládne bez problémov. V prípade staršieho vozidla je dobré si overiť, či je na E10 pripravené. Ako uvádza motoristický portál Autoviny.sk, na majiteľov áut tak striehnu skryté riziká.
Na minimalizáciu negatívnych dopadov hygroskopickosti etanolu sú na trhu dostupné riešenia. Ak sa chcete vyhnúť problému s vodou v palive, ideálne je zvoliť prísady, ktoré vlhkosť v palive rozložia na jemnú emulziu. Tú motor dokáže bez problémov a bezpečne spáliť. Tu pomáhajú tzv. urýchľovače spaľovania - prísady, ktoré podporujú lepšie horenie paliva aj s obsahom etanolu. Riešením pri dlhodobom státí je stabilizátor benzínu - prísada, ktorá chráni palivo počas odstávky. Zabraňuje jeho vrstveniu, oxidácii a znižovaniu oktánového čísla. Prísady do paliva predstavujú jednoduchú a zároveň finančne nenáročnú alternatívu k drahým zásahom v opravárenskej dielni.
Vždy platí, že hodnota motorového oleja je k cene motora a možných škôd zanedbateľná. So správnou starostlivosťou o automobil a preventívnym používaním dostupných prísad možno udržať svoje vozidlo v dobrom technickom stave.
Využitie etanolu v dieselových motoroch
Aj keď sa etanol tradične spája so zážihovými motormi, jeho uplatnenie je možné nájsť aj vo vznetových motoroch. Dnes prevažuje využitie etanolu v zmesi označovanej ako E95. Toto palivo sa zatiaľ používa prevažne v uzavretých autoparkoch (napr. mestských autobusoch), ktorého priekopníkom vo využití je firma Scania. Prevádzka týchto motorov vedie k takmer nulovej produkcii emisí HC, CO2 a NOx, a nižšia je aj dymivosť motora. Pokles točivého momentu sa pohybuje v rozmedzí 2-3 % a výrazný problém neprináša.
Avšak, priame pridávanie etanolu do motorovej nafty čelí problému so stabilizáciou tohto zmesného paliva. V bežnej praxi sa nedá počítať s väčším než 15% pridávaním etanolu do dieselových motorov, aj keď alternatívne sa skúma pridávanie butanolu. Ďalšou možnosťou je použitie dvojpalivového systému s oddelenou nádržou, kde sa môže etanol použiť napr. súčasne so vstrekom zapaľovacej dávky motorovej nafty druhým vstrekovačom, alebo nasávaním zápalnej zmesi etanolu so vzduchom nízkotlakým vstrekovaním pred sací ventil.
Globálny kontext a význam etanolu
Doprava sa stáva jedným z hlavných znečisťovateľov ovzdušia. Etanol sa ukázal ako veľmi perspektívna alternatíva paliva, nielen v doprave, ale aj v priemyselnej a sociálnej sfére. Etanol možno vyrábať z viacerých rastlín, napr. cukrová repa, ovocie a iné plodiny, pričom ide o fermentáciu prebiehajúcu na roztokoch cukrov, resp. celulózy. Dnes je jeho výroba efektívnejšia ako výroba benzínu a prináša ekonomické výhody.
Brazília už v 16. storočí zaviedla tzv. „Etanolový program“. Produkcia etanolu v Brazílii stúpla z 0,6 miliardy litrov v roku 1975 na 12 miliárd v roku 1991. Brazília v súčasnosti ročne vyprodukuje približne 8,6 mil. ton cukru a 73 mil. ton melasy, pričom značná časť z toho ide na výrobu etanolu. V USA viedol etanolový program k vytvoreniu asi 40 tisíc pracovných príležitostí a zvýšeniu príjmov obyvateľstva o 1,3 miliardy dolárov. Celkový zisk programu o viac ako 12 miliárd dolárov. Etanol ročne spotrebuje asi 5% z celkovej úrody obilia v USA.
Bioetanol v benzíne je realitou, ktorá s nami zostane. Je to krok smerom k ekologickejšiemu zajtrajšku, no zároveň výzva pre staršie i novšie motory.