Motori diesel che emettono meno CO2

Quali carburanti alternativi possono essere utilizzati per un motore diesel?

Abbiamo testato il GTL puro (Gcome To Liquido), un diesel "artificiale" che attualmente viene prodotto principalmente dal gas naturale; tuttavia, il GTL può essere prodotto anche dal monossido di carbonio e dall'idrogeno dell'aria. Un ulteriore vantaggio è che il GTL non contiene aromatici, che causano fuliggine durante la combustione. Abbiamo anche utilizzato una miscela di 20 per cento di GTL e 80 per cento di diesel.
Abbiamo anche testato una miscela di OME (ossimetilene dimetil etere) al 7 e 15 percento e diesel al 93 e 85 percento rispettivamente. L'OME può essere prodotto anche dall'aria o dalla biomassa e sarebbe quindi un combustibile a base di CO₂-neutrale. Abbiamo anche testato l'HVO (olio vegetale idrogenato, un carburante per così dire rinnovabile) e una miscela di HVO, OME e uno stabilizzatore. Quest'ultimo è potenzialmente rinnovabile al 100% e lo abbiamo chiamato R100.
A scopo di confronto, abbiamo misurato con il diesel puro.

Cosa viene ottimizzato sul motore? ? possibile farlo durante il funzionamento?

I motori diesel più moderni contengono un software che ammette diverse modalità di funzionamento del motore. Abbiamo misurato con un motore standard monocilindrico a 4 tempi. Oltre al motore, i componenti del turbocompressore e del sistema di post-trattamento dei gas di scarico sono fondamentali per il funzionamento del motore. A sua volta, la temperatura di esercizio è molto importante per tutti e tre i componenti. Volevamo scoprire in che misura i diversi carburanti modificano i processi ad alta pressione nel motore in funzione e in che modo il funzionamento del motore può essere ulteriormente ottimizzato in base a ciò. Ad esempio, il motore può funzionare in modo diverso se la fuliggine prodotta durante la combustione del carburante è minore. Parametri come la pressione di carica e di iniezione, il tempo di iniezione e il tasso di ricircolo dei gas di scarico sono particolarmente importanti nel processo di combustione.

Finora nelle stazioni di servizio è disponibile solo il diesel. Tuttavia, la situazione potrebbe cambiare nel prossimo futuro.

Sì, alcune delle miscele di carburante citate soddisfano i requisiti normativi per il diesel. Le miscele con il 7 per cento di OME nel diesel, il diesel con il 20 per cento di GTL o HVO, così come l'R100, in linea di principio sarebbero già commercializzabili oggi e potrebbero essere offerte in qualsiasi stazione di servizio.

Tra queste miscele, già oggi ammesse, spicca l'R100.

Sì, per quanto riguarda le emissioni di fuliggine. Queste sono state notevolmente ridotte aggiungendo circa il 15% di OME all'HVO - più lo stabilizzatore - molto più che con il GTL puro come carburante. Gli ossimetilene eteri esistono in diverse varianti. Si tratta di composti chimici che contengono ossigeno, i cosiddetti combustibili ossigenati. Migliorano il processo di combustione e garantiscono una forte riduzione della fuliggine. Con alcuni composti ossigenati e a seconda della proporzione nel gasolio, ciò comporta un aumento degli ossidi di azoto, anch'esso indesiderabile. Gli ossidi di azoto hanno un effetto negativo sui polmoni umani, sul clima e sulla formazione di smog e ozono. Inoltre, l'efficienza del motore può essere ridotta. Di solito ci troviamo di fronte a questa apertura tridimensionale: efficienza, fuliggine, ossidi di azoto. Se uno è buono, l'altro peggiora. Con alcune varianti dell'OME, è possibile ridurre sostanzialmente sia gli ossidi di azoto che la fuliggine, mantenendo un livello di efficienza accettabile. L'OME può essere utilizzato anche senza dover apportare modifiche sostanziali ai motori e alle infrastrutture di rifornimento attuali. ? semplicemente costoso.

Le aziende che producono questi carburanti sono state coinvolte nel progetto?

Sì, Neste Oil ci ha fornito l'HVO. ASG Analytics ci ha fornito l'OME a prezzo ridotto e lo stabilizzatore. Lavoriamo anche all'ETH con le spin-off combustion and flow solutions GmbH e Vir2sense GmbH. FPT e Liebherr sono coinvolte in progetti simili con OME.

Il progetto è finanziato dall'Ufficio federale dell'energia (UFE). Oltre all'Istituto di tecnologia energetica dell'ETH di Zurigo, è coinvolto anche l'EMPA.

Quali altre aziende potrebbero essere interessate alla piattaforma?

In primo luogo i produttori di motori e tutti coloro che utilizzano motori diesel. Si pensi ai centri di calcolo, ad esempio, che hanno grandi motori diesel come back-up per garantire l'alimentazione elettrica.

I risultati di ReVerDi possono contribuire a ridurre le emissioni di CO₂-Ridurre le emissioni delle flotte di veicoli esistenti. Questo è il grande vantaggio rispetto a tecnologie come l'elettromobilità.