Stojantiesiems

Žaliasis vandenilis automobiliuose: mitas ar netolima ateitis?

Lapkričio 8, 2024
Nuo 2035 metų įsigalios draudimas gaminti ir parduoti automobilius su vidaus degimo varikliais. Vis dėlto, iš gatvių jie niekur nedings dar keletą dešimtmečių, todėl ir jų naudojamų iškastinių degalų sukeliama tarša toliau didės. Tam, kad šios taršos būtų mažiau, mokslininkai siekia sukurti specialią sistemą, leisiančią įprastuose automobiliuose su vidaus degimo varikliais naudoti tam tikrą kiekį vandenilio vietoje įprastų degalų ir taip sumažinti jų naudojimą. Be to, Lietuvoje vandenilio gamybai numatoma ir nemažai perspektyvų.
 
Dviguba ekologinė nauda
 
Šiuo metu VILNIUS TECH mokslininkai  kuria vandenilio ir  įprastų degalų maitinimo sistemą, leisiančia keisti vandenilio ir įprastų degalų proporciją pagal poreikį.
 
„Jau keletą metų laboratorijose tiriame, kaip ir kiek vandenilio būtų galima naudoti kartu su  įprastais degalais – benzinu arba dyzeliu – vidaus degimo varikliuose, kad gautume efektyviausią rezultatą.  Taip pat siekiame išsiaiškinti, kaip tai veikia vienokio ar kitokio tipo variklyje ir kaip paveikia įvairias su vandeniliu kontaktuojančias detales. 
 
Panašių bandymų jau esama pasaulyje, tačiau kadangi Lietuvoje vandenilio gamybai numatoma daug perspektyvų, vienas iš jo panaudojimo būdų galėtų būti vidaus degimo varikliuose. Naudojant vandenilį iš atsinaujinančių šaltinių, – dar kitaip vadinamą žaliąjį, – būtų galima mažinti klimato kaitą naudojant mažiau iškastinio kuro“, – pasakoja Automobilių katedros vedėjas  doc. dr. Saugirdas Pukalskas.
 
Vandenilis, naudojamas kartu su iškastiniais degalais, yra gera išeitis siekiant dekarbonizuoti atmosferą, kadangi vandenilio degimo metu į aplinką pasklinda ne CO2 dujos, o  vandens garai. Dalį iškastinių degalų pakeičiant vandeniliu, būtų galima ženkliai sumažinti taršą anglies monoksido ir anglies dioksido dujomis bei kietosiomis dalelėmis, o tai būtų didžiulis ekologinis šuolis, teigia mokslininkas.
 
Vis dėlto, dirbant su vandeniliu yra nemažai  iššūkių, dėl kurių vis dar sunku tai pritaikyti praktiškai.
 
Vienas tokių niuansų – vandenilio tankis. Kadangi jis yra labai mažas, vandenilį tenka  stipriai suslėgti, todėl degalų tiekimo sistema turi būti itin atspari šiam slėgiui. Kita problema – vandeniliui uždegti reikalingas nedidelis kiekis energijos, todėl kyla pavojus saugumui. Vis tik, ekspertas šiuo atveju tikina, kad dėl mažo vandenilio tankio labai maža tikimybė, kad kokioje nors erdvėje vandenilis sudarytų tinkamą koncentraciją ore sprogiam mišiniam susidaryti.
 
„Esame atlikę nemažai tyrimų, ir parengę disertacijų šia tema, todėl  galime teigti, jog rezultatai yra gana neblogi, tad šiuo metu kartu su partneriais siekiame, jog tai būtų pradėta naudoti praktikoje“, – sako doc. dr. S. Pukalskas.
 
Ar naujovė bus įperkama?
 
VILNIUS TECH docentas toliau aiškina, jog jeigu lygintume įprastą automobilį, kuris 100–tui kilometrų sunaudoja 10 litrų benzino su tuo, kuris naudoja vandenilį ir benziną, tai pastarajam prireiktų apie 5 litrų benzino ir apie pusė kilogramo vandenilio (1 kg vandenilio – apie 11 m3).
 
Tačiau tai nereiškia, kad šiuolaikiniai automobiliai su vidaus degimo varikliu, varomu iškastiniais degalais ir vandeniliu, negalės važiuoti šiam pasibaigus – jie galės toliau važiuoti naudodami įprastus degalus.
Tačiau ar ši naujovė netaps prabangos dalyku, o žaliasis vandenilis – neįperkamas žemesnes ar vidutines pajamas gaunantiems automobilių savininkams? Ekspertas tikina, jog taip įvykti neturėtų. Be to, tikėtina, jog ir valstybė bei ES prisidės prie automobilių pritaikymo šiai technologijai diegti.
 
„Šiandien 1 kilogramas vandenilio kainuoja apie 15 eurų. Tai nėra pigu, tačiau, atsiradus didesnei paklausai, kaina turėtų mažėti, nebent jo nebus pakankamai pagaminama laiku. Tačiau iš to, kiek Lietuva investuoja į šią perspektyvią degalų rūšį ir jos infrastruktūrą, galime tikėtis, jog vandenilio kainos neturėtų būti didelės. Tai labiausiai priklausys nuo to, kiek Lietuvoje turėsime atsinaujinančios energijos ir kaip sparčiai bus vystoma jos infrastruktūra. 
 
Jeigu ši vystysis lėčiau nei vandenilio gamyba, tuomet jį gali tekti pirkti iš užsienio. Vis dėlto, tikimės, jog jau po keleto metų į gatves išriedės pirmieji žaliuoju vandeniliu ir įprastais degalais varomi automobiliai, prisidėsiantys prie aplinkos ekologizavimo“, – teigia VILNIUS TECH docentas dr. S. Pukalskas.

 

Galerija

Panašios naujienos

Nauja daktaro disertacija
Nauja daktaro disertacija
VILNIUS TECH didžiuojasi savo doktorantų disertacijomis, todėl VILNIUS TECH Biblioteka kviečia sekti skelbiamas naujas apgintas disertacijas. Šiandien pristatoma disertacija  „Pluoštais armuotų polimerų ekstruzijos sukeltų deformacijų analizė ir modeliavimas“ („Analysis and modeling of deformations induced by the extrusion of fiber-reinforced polymers“), kurią parengė doktorantas Mahmoud Samy Mahmoud Mohammed Farh. Disertacija rengta 2021–2026 metais Vilniaus Gedimino technikos universitete, vadovas – prof. dr. Viktor Gribniak. Disertacija ginama viešame Medžiagų inžinerijos mokslo krypties disertacijos gynimo tarybos posėdyje 2026 m. birželio 10 d. 14 val. Vilniaus Gedimino technikos universiteto Aula Doctoralis posėdžių salėje. Polimerų 3D spausdinimas sudaro galimybę pritaikyti gamybą sudėtingos geometrijos objektams. Vis dėlto jų konstrukcinį pritaikymą riboja spausdintos medžiagos anizotropinės mechaninės savybės, gamybos metu susidarantys mikrostruktūros defektai ir liekamieji įtempiai, sukeliantys matmenų netikslumus bei formos iškraipymus. Šioje disertacijoje tiriamos 3D spausdintos polilaktido (PLA) medžiagos: grynasis ir dalinai perdirbtas PLA, ištisine aramido gija ir trumpais plaušais armuoti kompozitai. Tyrimo tikslas – sukurti kombinuotą eksperimentinę ir skaitmeninę metodiką, leidžiančią įvertinti armavimo efektyvumą ir numatyti gamybos metu atsirandančias liekamąsias deformacijas. Tyrimo objektas apima spausdintų PLA kompozitų termomechanines ir viskoelastines savybes bei terminio virsmo parametrai. Tyrimų metodika apima tempimo ir lenkimo bandymus, termomechaninių savybių tyrimus, skenuojančiąją elektroninę mikroskopiją ir baigtinių elementų modeliavimą. Sukurta ištisine aramido armuoto polilaktido gija pritaikyta 3D spausdinimo technologijai padidino tempiamųjų bandinių laikomąją galią 67 %, tačiau armavimo efektyvumą ribojo gijos išdėstymo netiesiškumas, sukibimo defektai ir įtempimo trūkumas 3D spausdinimo metu. Trumpais plaušais armuoti polimero kompozitai pasižymėjo skirtingu plaušų poveikiu: anglies plaušai didino kompozito standumą, o medienos plaušai – kristalizavimo laipsnį, standumą ties stiklinimo temperatūra, tąsumą ir matmenų pastovumą. Lyginant su grynuoju PLA, medienos plaušai sumažino bandinio kraštų išlinkį 43 %, o anglies plaušai – 14 %. Sukurtas kombinuotas baigtinių elementų modelis, kuriame termomechaninio uždavinio sprendimas pažingsniui atkuria 3D spausdinimo, aušinimo ir pačio objekto atskyrimo nuo gamybos platformos etapus. Gauti liekamųjų įtempių ir deformacijų pasiskirstymo laukai eksportuojami į mechaninį modelį. ABAQUS modeliavimo aplinkoje grynojo PLA išlinkis apskaičiuotas su 8,2–10,6 % vidutine paklaida, o Digimat aplinkoje sudarytas modelis nustato trumpais plaušais armuotų kompozitų deformacijas su 14,3–17,9 % paklaida. Toks modeliavimas trumpais plaušais armuotiems kompozitams atliktas pirmą kartą. Disertaciją sudaro įvadas, trys pagrindiniai skyriai, bendrosios išvados ir literatūros sąrašas. Pirmajame skyriuje pateikta 3D spausdinimo armuoto polimero kompozitų literatūros apžvalga, aptariant medžiagų sandarą, armavimo ir modeliavimo būdus. Antrajame skyriuje aprašytos pasirinktos medžiagos, bandymo programa ir skaitinio modeliavimo principai. Trečiajame skyriuje pateikti bandymų ir modeliavimo rezultatai. Bendrosiose išvadose pateikti svarbiausi darbo rezultatai. Disertacijos tyrimo pagrindu paskelbtos keturios mokslinės publikacijos, iš kurių trys straipsniai – Web of Science žurnaluose su citavimo rodikliais, ir keturi pranešimai pristatyti mokslinėse konferencijose. Mokslo darbą galite rasti VILNIUS TECH Virtualiojoje bibliotekoje.
Plačiau