Альтернативное автомобильное топливо — моторное топливо, обеспечивающее работу двигателя, исключая топливо на основе нефти (например, бензин или дизельное топливо) полностью или частично. В более широком смысле — это то топливо, отличное от традиционного нефтяного. В широком смысле к альтернативным источникам энергии для транспорта относят также силовые установки, не использующие углеводородное топливо (электромобили, гибриды, транспорт на солнечных батареях). Из-за сочетания таких факторов, как экологические проблемы с добычей и использованием нефтепродуктов, высокие цены на нефть и потенциальное истощение запасов нефти, разработка более чистых альтернативных видов топлива и передовых систем питания для транспортных средств стала приоритетной задачей для многих государств и производителей транспортных средств в мире.
К видам автомобильного транспорта на альтернативных видах топлива включают: электрические транспортные средства, гибридные электромобили, многотопливные транспортные средства (Flex-fuel vehicle), транспортные средства на сжатом природном газе, электромобили на солнечных батареях, автомобили, работающие на биодизеле и водородные автомобили. В ту же категорию можно включить экспериментальные и малораспространенные наземные транспортные средства, такие как паровой автомобиль или автомобиль, работающий за счёт компактного ядерного источника энергии.
Расчеты показывают, что около 30 % общей потребности в топливе может быть замещено биотопливом без уменьшение производства продуктов питания.Koonin S.E., Science, 2006, 311, 435.
Текущие официальные определения Не все официальные определения совпадают.
Определение в Европейском Союзе В Европейском Союзе альтернативное топливо определяется Директивой 2014/94/ЕС Европейского парламента и Совета от 22 октября 2014 года о развертывании инфраструктуры альтернативных видов топлива.
«альтернативные виды топлива» означают виды топлива или источники энергии, которые служат, по крайней мере частично, заменой источников ископаемого топлива в энергоснабжении транспорта и которые могут способствовать его обезуглероживанию и улучшению экологических показателей транспортного сектора. Среди прочего, они включают: электричество, водород, биотопливо, как определено в пункте (i) статьи 2 Директивы 2009/28/ЕС, синтетические и парафиновые топлива, природный газ, включая биометан, в газообразной форме (компрессированный природный газ (КПГ)) и сжиженной форме (сжиженный природный газ (СПГ)), и сжиженный нефтяной газ (СНГ); — Директива 2014/94/ЕС Европейского парламента и Совета от 22 октября 2014 г. о развертывании инфраструктуры альтернативных видов топлива.
Определение в США В США Агентство по охране окружающей среды (EPA) определяет альтернативное топливо как:
Альтернативное топливо, включая газообразное топливо, такое как водород, природный газ и пропан; спирты, такие как этанол, метанол и бутанол; растительные масла и масла из отходов; и электричество. Эти виды топлива могут использоваться в специальной системе, в которой сжигается одно топливо, или в смешанной системе с другими видами топлива, включая традиционный бензин или дизельное топливо, например, в гибридно-электрических или универсальных транспортных средствах.
— Агентство по охране окружающей среды «Альтернативные виды топлива» . 15 июля 2015 г.
Определение в Канаде В Канаде с 1996 года в Правилах альтернативных видов топлива SOR / 96-453 Закон об альтернативных видах топлива определяет альтернативное топливо:
Для целей определения альтернативного топлива в подразделе 2 (1) Закона следующие виды топлива, используемые в качестве единственного источника энергии прямого движения автомобиля, считаются альтернативными видами топлива:
(а) этанол; (б) метанол; (в) газ пропан; (г) природный газ; (д) водород; (е) электричество; (g) для целей подразделов 4(1) и 5(1) Закона, любое смешанное топливо, содержащее не менее 50 процентов одного из видов топлива, указанных в параграфах (а)-(е); а также (h) для целей подразделов 4(2) и 5(2) Закона, любое смешанное топливо, содержащее одно из видов топлива, упомянутых в параграфах (a)-(e).
— Правила использования альтернативных видов топлива (SOR/96-453)«Сводные федеральные законы Канады, Правила использования альтернативных видов топлива». 22 марта 2006 г.
Смежные концепции К альтернативным видам топлива относятся синтетические и возобновляемые виды топлива, которые часто называют «устойчивыми» топливами (поскольку запасы таких топлив не ограниченны минеральными резервами). Синтетическое топливо производится из угля, природного газа или другого углеводородного сырья, такого как например биомасса, с использованием процесса Фишера-Тропша или через процесс Бергиуса. В первом случае сырье газифицируют для создания смеси монооксида углерода и водорода (синтез-газ), которые затем рекомбинируют с образованием жидкого углеводородного топлива. Процесс Бергиуса т. н. процесс прямого сжижения угля (ПСУ), не включает газификацию. Это является фундаментальным отличием процесса от процесса Фишера-Тропша. В странах богатых углем, конверсия угля в жидкое топливо считается перспективной.
По соображениям необходимости предотвращения глобального потепления такие программы зачастую сочетаются с разработкой технологии улавливания углекислого газа — процесс, включающий отделение СО2 от промышленных и энергетических источников, транспортировку к месту хранения и долгосрочную изоляцию от атмосферы. Также существуют и проекты использования избыточного СО2 для производства синтетического топлива. В некоторых странах с развитым сельскохозяственным сектором более перспективным считается развитие энергетического растениеводства (в том числе лесоводства), которое может быть источником таких топлив как биогаз, биоэтанол, биобутанол и скипидар, неочищенное растительное масло (которое можно использовать в качестве топлива для дизельных двигателей) и биодизель (который получают путем переэтерификации растительного масла). Возобновляемое топливо производится из биологических источников сырья, таких как сахара, растительные липиды, жиры, и масла. Липиды обрабатываются для переэтерификации или гидроочистки для получения реактивного топлива. Синтетические виды топлива как правило имеют состав, аналогичный обычному топливу, и достигают требуемых эксплуатационных характеристик при смешивании обычного и альтернативного топлива. Подобная практика используется для дополнения запасов или замены обычных видов топлива. Другим подходом к категоризации топлива является создание концепции углеродно-нейтрального топлива (топливо, которое не оставляет углеродного следа). В свою очередь предлагаемые углеродно-нейтральные топлива можно в широком смысле разделить на синтетические топлива, которые получают путём химического гидрирования диоксида углерода, и биотоплива, которые производятся с использованием естественных процессов потребления CO2, таких как фотосинтез.
Одним из вариантом вышеупомянутого является электротопливо — новый класс углеродно-нейтральных заменяющих видов топлива, которые производятся с помощью электроэнергии из возобновляемых источников. Они являются альтернативой авиационному биотопливу. В основном представляют собой бутанол, биодизель и водородное топливо, но включают также спирты и углеродсодержащие газы, такие как метан и бутан.
Во многих странах в настоящее время на государственном уровне рассматриваются и внедряются в национальную экономику концепции связанные с переходом на альтернативные источники энергии в том числе и для автотранспорта. Такие концепции как «Энергетический переход» предполагают ускоренное внедрение в жизнь новых технологий даже если таковые пока еще неконкурентоспособны или требуют значительных инвестиций для развития такой промышленности и инфраструктуры. Иногда используется такая терминология: третий энергопереход — расширение использования газа (1930 год — 3 %, 2017 год − 23 %); четвёртый энергопереход — переход к возобновляемым источникам энергии: энергии ветра, Солнца, приливов и т. д. (2017 год — 3 %). По странам: в Германии: Энергетический поворот в США: программа по борьбе с климатическими изменениями.
Текущий переход к возобновляемым источникам энергии и другим видам устойчивой энергетики в значительной степени обусловлен точкой зрения, что глобальные выбросы углерода должны быть сведены к минимуму. Поскольку ископаемое топливо является крупнейшим источником выбросов углерода, объём ископаемых видов топлива, который может производиться, был ограничен Парижским соглашением COP21 от 2015 года, чтобы поддерживать глобальное потепление на уровне ниже 1,5 °C.
В последние годы термин «энергетический переход» используется для обозначения перехода к устойчивой энергетике за счёт более широкой интеграции возобновляемых источников энергии в сферу повседневной жизни (переход к так называемой «зелёной экономике»).
Попытки ускоренного перехода к использованию возобновляемой энергии связаны с рисками (см. Мировой энергетический кризис), вытекающими из нестабильности её выработки и необходимостью увеличения добычи полезных ископаемых (например, металлов для производства аккумуляторов), что само по себе ведёт к ухудшению экологической ситуации. Примером последствий этого является попытка создания в США индустрии целлюлозного этанола, которая провалилась к концy 2010-х годов.
Бензол и бензино-бензольные смеси
Бензол повышает детонационную стойкость бензина. Некоторые ранние локомотивы с двигателями внутреннего сгорания использовали топливо, состоящее в основном из бензола. В начале 20 века, в зависимости от источника и происхождения, бензин был самого разного качества (примерно от 40 октанов) и поэтому не очень подходил для универсального применения без антидетанационных присадок. Специальный автомобильный бензол, с другой стороны, имел сравнительно высокую детонационную стойкость (99 RON, 91 MON) будучи использованным в качестве топлива, но был сравнительно дорог, и двигатели, которые работали с ним, быстро загрязнялись сажей. В результате бензол использовался в качестве бензина только для специальных целей (например во время Первой мировой войны он применялся в авиационных двигателях). В начале 1920-х годов, применение бензино-бензольных смесей предлагало решение этих проблем, путем смешивания дешевого бензина и (более дорогого) бензола для повышения детонационной стойкости такой смеси и создания таким образом топлива, приемлемого как по цене так и по качеству. В Германии и других странах бензол получали коксованием каменного угля. Этот процесс исторически был первым и служил основным источником бензола до Второй мировой войны. В 1923 году в Германии появилась первая бензино-бензольная смесь (немецкая аббревиатура «Bibo») на рынке, разработанная для компании OLEX под наименование «olexin»Rainer Karlsch, Raymond G. Stokes: Faktor Öl. Die Mineralölwirtschaft in Deutschland 1859—1974. S. 130. .
Смесь, разработанная для компании Benzol-Verband (BV) в 1924 году под наименование BV-Aral, (бензол относится к химической группе ароматических соединений, а бензин — к алифатическим) имела в своем составе «6 частей бензина и 4 части бензола». BV, как немецкий производитель бензола использовала эту технологию, чтобы создать еще один канал для продажи своей продукции в дополнение к продажам растворителей лакокрасочным заводам. В зависимости от качества базового бензина (от 40 до 60 RON) октановое число смеси БВ-Арал составляло от 64 до 76 RON.