Strategii si scenarii

Strategii si scenarii

Inceputul secolului XXI ne intampina cu provocari majore privind siguranta energetica pe plan mondial si schimbarile climatice, care devin tot mai dramatice, la ambele automobilul fiind un actor de marca.

In domeniul transportului rutier, care reprezinta trei sferturi din consumul de energie din transporturi, au aparut in ultimii ani o serie de studii privind strategiile de dezvoltare a sistemului moto-propulsor al autovehiculelor, in scopul asigurarii securitatii energetice si reducerii emisiilor poluante, dintre care trebuie mentionate studiile si strategiile elaborate de unele Agentii ale Organizatiei Natiunilor Unite precum si, pentru cazul particular al transportului rutier, studiile organizatiei EUCAR, care reuneste mari companii producatoare de automobile europene si chiar mondiale.

Principalele tinte sunt:

• Asigurarea resurselor energetice, in conditiile in care la mijlocul secolului XXI, daca nu intervin schimbari esentiale in dezvoltarea automobilului si al carburantilor, hidrocarburile nu vor mai fi disponibile;

• Reducerea emisiilor de CO2, care cresc odata cu marirea parcului de autovehicule contribuind astfel la schimbari climatice, din cauza, mai ales, a amplificarii efectului de sera.

Pentru sistemul moto-propulsor care, intr-o acceptiune mai larga, cuprinde motorul, transmisia, managementul propulsorului, materialele utilizate la constructia automobilului si carburantii utilizati, se preconizeaza o serie de masuri printre care:

• o strategie de diversificare a tipurilor motoarelor conventionale, propulsoare de conceptie avansata, reducerea substantiala a greutatii prin introducerea de materiale usoare, propulsia hibrida (indeosebi cea moderata), utilizarea carburantilor neconventionali - regenerabili si, in final, introducerea celulei de combustibil.

• pornind de la ideea ca aplicarea, in ultimul deceniu, a legislatiei privind reducerea emisiilor poluante (CO, HC, NOX + particule pentru motoare diesel) a dus la reducerea decisiva a acestor poluanti (cu exceptia oxizilor de azot si a particulelor submicronice de la motoarele diesel), reducerea emisiilor de bioxidul de carbon si, implicit, a consumului de carburant devine obiectivul principal in acest domeniu.

Solutii de reducere a noxelor

Principalele tehnologii de reducere a consumului energetic la motoarele cu combustie interna se refera la procesele de combustie avansate cum sunt injectia directa si autoaprinderea controlata (eventual cu asistenta bujiilor), distributia variabila, injectia multipla, reducerea cilindreei, transmisia cu variatie continua, transmisia manual-automata.

Se considera ca, prin implementarea sistemelor avansate la motor, transmisie si constructia autovehiculelor, pana in anul 2050, s-ar putea reduce, cu costuri relativ mici, consumul de carburant cu circa 40%, care insa nu poate compensa cresterea parcului de autovehicule, indeosebi in tarile emergente.

Biocarburantii pot reprezenta o solutie pentru utilizarea imediata de vehicule flexibile, cu consum combinat de hidrocarburi si alcool etilic sau uleiuri vegetale, care pot folosi, cu modificari minime, infrastructura existenta asa cum o dovedeste experienta Braziliei, unde alcoolul etilic din zahar se foloseste pe scara larga de mai multe decenii. Aceasta utilizare, deja rentabila la nivelul pietei ofera securitate energetica si asigura reducerea substantiala a emisiilor de CO2.

Drum lung catre poluare zero

Utilizarea pe piata a vehiculelor hibride sau electrice (cu poluare zero) este o solutie foarte buna care, desi se practica la o scara redusa, se loveste inca de lipsa unor baterii eficiente si ieftine si de costul mai mare al vehiculului.

Pila de combustibil, care reprezinta o celula destinata productiei de energie electrica prin reactia chimica dintre un carburant si oxigen, in prezenta unui catalizator, si hidrogenul, reprezinta solutia optima, care poate fi cheia electrificarii durabile a transporturilor, dar numai dupa depasirea barierelor constituite de stocarea hidrogenului, astfel incat trecerea la productia de serie nu poate avea loc inainte de anul 2020. Mentionam ca, in ceea ce priveste hidrogenul, exista solutia stocarii in stare gazoasa, in recipiente de inalta presiune, la 300 bar, sau in stare lichida, in rezervoare criogene, la o temperatura de –253°C, ambele deosebit de dificile si periculoase, dar sunt in faza de cercetare alte solutii.

In cele ce urmeaza, este ilustrata evolutia acestui tip de propulsie, asa cum este ea apreciata de grupul EUCAR, care depinde insa si de mijloacele financiare disponibile pentru: dezvoltarea pilei de combustie si a infrastructurii necesare, deci de o decizie la nivel global, a grupului celor opt state puternic industrializate.

Scenariile prevazute de ONU pentru sectorul energetic global pot fi rezumate astfel:

• Scenariul de baza (de plecare) pentru anul 2050, care reprezinta evolutia in continuare fara interventii majore, presupune cresterea inacceptabila a emisiilor de CO2 cu 37%, in raport cu anul 2003, cresterea rapida a preturilor la combustibilul conventional, si dublarea consumului de carburant conventional in aceasta perioada;

• Scenariul ACT (the Accelerated Technology), presupune introducerea accelerata a unor noi tehnologii pentru energie, iar pentru autovehicule, diversificarea tipurilor de propulsie conventionale si utilizarea biocarburantilor, ceea ce poate conduce la reducerea la jumatate a consumului de hidrocarburi si numai o crestere usoara a emisiilor de CO2;

• Scenariul TECH Plus, cel mai optimist, presupune, pentru sectorul transportului auto, utilizarea larga a biocarburantilor si a celulelor de combustibil cu hidrogen si va conduce la reducerea cu 16% a nivelului emisiilor de CO2 fata de cele existente acum si mentinerea consumului de hidrocarburi la nivelul actual, in ciuda cresterii rapide a parcului de autovehicule.

Dr. ing. Cornel Armand Vladu (c.vladu@siar.ro)