Nors Lietuvoje vis dar dominuoja dyzelinu ir benzinu varomi automobiliai, pastaraisiais metais sparčiai auga aplinkai palankesnių transporto priemonių – elektromobilių ir hibridinių automobilių – populiarumas. Transporto sektoriaus keliama tarša mažinama pasitelkiant ir atsinaujinančius degalus, tačiau tai ne visada duoda laukiamų rezultatų: VILNIUS TECH tyrėjo dr. Gabrieliaus Mejero teigimu, bioetanolio naudojimas hibridiniuose automobiliuose taršą gali net padidinti.
Hibridinių automobilių populiarumas auga
Iš išorės įkraunamų hibridinių automobilių skaičius per pastaruosius penkerius metus Lietuvoje šoktelėjo daugiau kaip 17 kartų. „Regitros“ duomenimis, 2025 m. gruodį šalyje buvo registruoti 20307 tokie automobiliai, kai 2020 m. jų skaičius siekė vos 1172. Tiesa, gausa jie vis dar nusileidžia elektromobiliams, tačiau hibridinių automobilių paklausa auga itin stipriai ir, panašu, ši tendencija išliks.
„Kad ir kaip žmonės norėtų pereiti prie elektromobilių, realybė tokia – hibridiniai automobiliai šiuo metu yra geriau pritaikyti vairavimui Lietuvoje ir kelia mažiau problemų. Jų itin daug didžiuosiuose miestuose, nes juos renkasi pavėžėjimo paslaugų teikėjai. Hibridiniai automobiliai niekur nedings ir bus aktualūs dar artimiausius 20–30 metų“, – dalijasi VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakulteto (TIF) mokslo darbuotojas dr. G. Mejeras.
Atsinaujinantys degalai – ne visada vienareikšmis sprendimas
Pasak tyrėjo, ekologinė situacija ir senkantys iškastiniai resursai skatina atsisakyti benzino ir dyzelino ar mažinti jų vartojimą, juos pakeičiant iš vietinių išteklių gaminamais atsinaujinančiais degalais arba juos maišant tarpusavyje.
„Lyginant benziną su bioetanoliu, pastarasis yra mažesnio šilumingumo ir sunkiau garuoja, todėl patekęs į variklį jį vėsina stipriau nei benzinas. Dėl šios priežasties variklyje degimo temperatūra būna žemesnė ir prieš katalizatorių susidaro mažiau azoto oksidų. Vis dėlto, dėl vėsesnių išmetamųjų dujų pats katalizatorius gali veikti nepakankamai efektyviai ir tam tikromis sąlygomis bendras azoto oksidų, anglies monoksido ir angliavandenilių kiekis už katalizatoriaus gali net padidėti. Bendrai, vertinant visą degalų kelią nuo žaliavos iki sudeginimo, CO₂ emisijos gali būti sumažintos maždaug nuo 50 iki 80 proc.“, – aiškina mokslininkas.
Be to, hibridiniuose automobiliuose dalį važiavimo, ypač mieste, atlieka elektrinė pavara, o sustojus vidaus degimo variklis dažnai išjungiamas, dėl to išmetamųjų dujų neutralizavimo sistemos nespėja palaikyti darbinės temperatūros ir atvėsta. Būtent įkaitusios jos efektyviausiai neutralizuoja teršalus, todėl dažni variklio išjungimai ir pakartotiniai užvedimai gali turėti reikšmingos įtakos realioms emisijoms, ypač trumpų kelionių metu.
„Didžiausi iššūkiai kyla naudojant bioetanolį šaltu oru – neutralizavimo sistemos per stipriai atvėsta ir gerai nebeatlieka savo funkcijų. Dėl to, naudojant degalus su biopriedais, į aplinką teršalų gali būti išmetama net daugiau nei naudojant benziną ar dyzeliną“, – paradoksą įvardija dr. G. Mejeras.
Tyrimas – tinkamiausiam degalų mišiniui nustatyti
Šiuo metu Europoje, taip pat ir Lietuvoje, degalinėse dažniausiai parduodami benzino ir bioetanolio mišiniai, kuriuose yra iki 5 proc. (E5) arba iki 10 proc. bioetanolio (E10).
Siekdamas nustatyti, kokiomis proporcijomis sudarytas degalų mišinys yra mažiausiai kenksmingas aplinkai, dr. G. Mejeras atliko tyrimą ir parengė disertaciją „Hibridinio automobilio bioetanoliu varomo kibirkštinio uždegimo variklio eksploatacijos energinių ir ekologinių rodiklių tyrimas“. Tai – jo bakalauro ir magistro studijų darbų tąsa.
„Kolegijoje baigiamąjį darbą rašiau apie degalų su biopriedais pritaikymą seniems, iki 90-ųjų gamintiems varikliams su karbiuratoriais. Magistrantūros studijų metu tyriau, kaip vandenilis veikia variklio darbą, naudojant benzino ir bioetanolio mišinius, o doktorantūroje – kaip šiuos alternatyvius ir ekologiškus degalus pritaikyti būtent hibridiniams automobiliams“, – sako jis.
Doktorantūros metu dr. G. Mejeras tyrė, kaip hibridiniuose automobiliuose esančius kibirkštinio uždegimo variklius (KU) veikia skirtingos sudėties benzino ir bioetanolio mišiniai, ir kokią įtaką tai turi variklio energiniams bei ekologiniams rodikliams.
Dalį bandymų atlikęs VILNIUS TECH Transporto inžinerijos laboratorijose, kitus jis tęsė Čekijoje, Libereco technikos universitete, glaudžiai bendradarbiaujančiame su „Škoda“ gamykla. Nekeisdamas programinių variklio parametrų mokslininkas tikrino, kaip automobilis „sutaria“ su skirtingų sudėčių degalų mišiniais, taikydamas pasaulinį suderintąjį lengvųjų automobilių bandymo ciklą (WLTC). Šis darbas – vienas pirmųjų eksperimentinių tyrimų Lietuvoje, kuriame WLTC važiavimo ciklas pritaikytas praktiniams bandymams.
„Bandymų metu bioetanolio koncentraciją didinau net iki 70 proc. ir stebėjau variklio veikimo pokyčius. Visus bandymus atlikau panašioje – apie +20 °C – temperatūroje, bet net ir šiltu oru, mažų apkrovų režimu – važiuojant lėtai mieste ar stovint kamščiuose – teršalų neutralizavimas mažėjo“, – tvirtina dr. G. Mejeras.
Būtina atsižvelgti į temperatūros pokyčius
Atlikęs tyrimą dr. G. Mejeras nustatė, kad net ir naudojant didesnės koncentracijos bioetanolio mišinius hibridinis automobilis važiuoja sklandžiai, tačiau emisijas mažinančios sistemos veikia kur kas prasčiau.
„Vadinasi, biopriedo koncentracija ne visais atvejais gali būti didelė, nors šiuo metu kaip tik skatinama ją didinti, neatsižvelgiant į tai, ar yra žiema, ar vasara. Biopriedo proporcijos turėtų būti parenkamos atsižvelgiant į metų laiką ir aplinkos temperatūrą. Šaltu oru emisijų mažinimo sistemos dažnai nepasiekia reikiamos darbinės temperatūros ir atvėsta, todėl tarša mieste gali padidėti. Žinoma, biopriedus naudoti galima, juos maišant su iškastiniais degalais, tačiau būtina atidžiai vertinti konkrečių biopriedų naudą ir galimą žalą, ypač – kintant aplinkos temperatūrai“, – sako VILNIUS TECH tyrėjas.
Jis priduria, kad biodegalų ar degalų su biopriedais naudojimas hibridiniuose automobiliuose labiausiai pasiteisina važiuojant greitkeliu arba be dažnų sustojimų, tačiau sukelia problemas vairuojant mieste, kur tenka dažnai sustoti prie pėsčiųjų perėjų, sankryžų, šviesoforų ar ilgai stovėti kamščiuose.
Įvertinimas už praktinį pritaikomumą
Dr. G. Mejero disertacija Susisiekimo ministerijos neseniai buvo pripažinta geriausiu Transporto inžinerijos mokslo krypties doktorantūros baigiamuoju darbu. Pasak jo, nors konkurentų darbai buvo stiprūs ir įdomus, jo tyrimą komisija išskyrė dėl jo pritaikomumo.
„Įvertintas mano tyrimas apie biopriedų kiekio degaluose poveikį ekologiniams parametrams mieste ir praktinis išvadų pritaikomumas. Tiesa, doktorantūros metu sulaukdavau komentarų, kad darbas per daug praktinis, o ne teorinis, tačiau komisija tai įvertino kaip privalumą“, – šypsosi jis.
Dr. G. Mejeras neslepia – toks įvertinimas tikrai skatina judėti toliau ir siekti daugiau. Šiuo metu VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakulteto Automobilių inžinerijos katedroje jis dirba mokslo darbuotoju ir planuoja tęsti savo tyrimus, galbūt – su kitais biopriedais. Tyrėjas tikina, kad nors mokslininko kelias nėra lengvas, eiti juo tikrai verta. Jis yra labai dėkingas savo doktorantūros vadovui, Automobilių inžinerijos katedros profesoriui dr. Alfredui Rimkui, kurio palaikymas buvo itin svarbus disertacijos rašymo laikotarpiu.
„Nors gali tekti nueiti kryžiaus kelius, viskas yra padaroma ir pasiekiama. Jeigu tik geriau sekėsi studijos, ypač – magistrantūra, rekomenduoju rinktis doktorantūrą, nes ji labai praplečia žinias. Galiausiai – atsiranda mokslo daktaro titulas, kuris tikrai niekada nepakenks“, – skatina jaunasis mokslininkas.
Galerija
