Nors Lietuvoje vis dar daugiausia važinėjama dyzelinu ir benzinu varomais automobiliais, pastaraisiais metais sparčiai auga aplinkai palankesnių transporto priemonių – elektromobilių ir hibridinių automobilių – populiarumas.
Transporto sektoriaus keliama tarša mažinama ir naudojant atsinaujinančius degalus, tačiau rezultatai ne visuomet tokie, kokių tikimasi: VILNIUS TECH tyrėjas dr. Gabrielius Mejeras nustatė, kad bioetanolio naudojimas hibridiniuose automobiliuose kai kuriais atvejais gali net padidinti taršą.
Iš išorės įkraunamų hibridinių automobilių skaičius Lietuvoje per pastaruosius penkerius metus išaugo daugiau kaip 17 kartų. „Regitros“ duomenimis, 2025 m. gruodį šalyje buvo registruoti 20 307 tokie automobiliai, kai 2020 m. jų buvo vos 1 172. Nors pagal skaičių jie vis dar nusileidžia elektromobiliams, hibridinių automobilių paklausa auga itin sparčiai ir panašu, kad ši tendencija artimiausiu metu nesikeis.
„Kad ir kaip žmonės norėtų pereiti prie elektromobilių, realybė tokia, kad hibridiniai automobiliai šiuo metu geriau pritaikyti vairavimui Lietuvoje ir kelia mažiau praktinių problemų. Jų ypač daug didžiuosiuose miestuose, nes juos renkasi pavėžėjimo paslaugų teikėjai. Hibridiniai automobiliai niekur nedings ir išliks aktualūs dar artimiausius 20–30 metų“, – teigia VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakulteto (TIF) mokslo darbuotojas dr. G. Mejeras.
Atsinaujinantys degalai – ne visada vienareikšmis sprendimas
Pasak tyrėjo, prastėjanti ekologinė situacija ir senkantys iškastiniai ištekliai skatina atsisakyti benzino bei dyzelino arba bent jau mažinti jų vartojimą, juos pakeičiant iš vietinių žaliavų gaminamais atsinaujinančiais degalais arba maišant tarpusavyje.
„Lyginant benziną su bioetanoliu, pastarasis yra mažesnio šilumingumo ir sunkiau garuoja, todėl patekęs į variklį jį labiau vėsina nei benzinas. Dėl to variklyje degimo temperatūra būna žemesnė ir prieš katalizatorių susidaro mažiau azoto oksidų. Vis dėlto dėl vėsesnių išmetamųjų dujų pats katalizatorius gali veikti nepakankamai efektyviai, o tam tikromis sąlygomis už katalizatoriaus bendras azoto oksidų, anglies monoksido ir angliavandenilių kiekis gali net padidėti. Vertinant visą degalų grandinę – nuo žaliavos iki sudeginimo – CO₂ emisijos gali būti sumažintos maždaug 50–80 procentų“, – aiškina mokslininkas.
Jis atkreipia dėmesį, kad 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. Efektyviausiai jos veikia būtent įkaitusios, todėl dažni variklio išjungimai ir pakartotiniai užvedimai gali turėti didelės įtakos realioms emisijoms, ypač trumpų kelionių metu.
„Didžiausi iššūkiai kyla naudojant bioetanolį šaltuoju metų laiku – neutralizavimo sistemos per stipriai atvėsta ir nebepajėgia tinkamai atlikti savo funkcijų. Dėl to naudojant degalus su biopriedais į aplinką gali būti išmetama net daugiau teršalų nei važiuojant benzinu ar dyzelinu“, – paradoksalią situaciją apibendrina 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. (E10) bioetanolio.
Siekdamas nustatyti, kokios sudėties degalų mišinys yra mažiausiai kenksmingas aplinkai, dr. G. Mejeras atliko išsamų 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“, – pasakoja mokslininkas.
Doktorantūros metu dr. G. Mejeras analizavo, kaip hibridiniuose automobiliuose esantys kibirkštinio uždegimo (KU) varikliai reaguoja į skirtingos sudėties benzino ir bioetanolio mišinius ir kokią įtaką tai turi variklio energiniams bei ekologiniams rodikliams.
Dalį bandymų jis atliko VILNIUS TECH Transporto inžinerijos laboratorijose, o kitus tęsė Čekijoje, Libereco technikos universitete, glaudžiai bendradarbiaujančiame su „Škoda“ gamykla. Nekeisdamas programinių variklio parametrų, tyrėjas tikrino, kaip automobilis „sutaria“ su skirtingos sudėties degalų mišiniais, taikydamas pasaulinį suderintąjį lengvųjų automobilių bandymo ciklą (WLTC). Tai – vienas pirmųjų eksperimentinių tyrimų Lietuvoje, kuriame WLTC važiavimo ciklas pritaikytas praktiniams bandymams.
„Bandymų metu bioetanolio koncentraciją didinau net iki 70 procentų ir stebėjau variklio veikimo pokyčius. Visus bandymus atlikau panašioje – apie +20 °C – temperatūroje, tačiau net ir šiltu oru, esant mažoms apkrovoms – važiuojant lėtai mieste ar stovint kamščiuose – teršalų neutralizavimo efektyvumas mažėjo“, – tvirtina jis.
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 gerokai prasčiau.
„Vadinasi, biopriedo koncentracija ne visada gali būti didelė, nors šiuo metu kaip tik skatinama ją didinti, neatsižvelgiant į tai, ar yra žiema, ar vasara. Biopriedo proporcijos turėtų būti parenkamos įvertinus 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“, – pabrėžia VILNIUS TECH tyrėjas.
Jis priduria, kad biodegalai ar degalai su biopriedais hibridiniuose automobiliuose labiausiai pasiteisina važiuojant greitkeliu arba ten, kur nereikia dažnai stoti, tačiau kelia problemų vairuojant mieste, kur nuolat tenka stoti prie pėsčiųjų perėjų, sankryžų, šviesoforų ar ilgai laukti spūstyse.
Įvertinimas už praktinį pritaikomumą
Dr. G. Mejero disertacija neseniai buvo pripažinta geriausiu transporto inžinerijos mokslo krypties doktorantūros baigiamuoju darbu, kurį įvertino Susisiekimo ministerija. Pasak mokslininko, nors ir kitų kandidatų darbai buvo stiprūs ir įdomūs, jo tyrimą komisija išskyrė dėl praktinio pritaikomumo.
„Buvo įvertintas mano tyrimas apie biopriedų kiekio degaluose poveikį ekologiniams parametrams mieste ir praktinis išvadų pritaikomumas. Doktorantūros metu dažnai girdėdavau pastabų, kad darbas per daug praktinis, o ne teorinis, bet komisija tai laikė privalumu“, – pasakoja jis.
Pasak dr. G. Mejero, toks įvertinimas skatina judėti toliau ir siekti daugiau. Šiuo metu jis dirba mokslo darbuotoju VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakulteto Automobilių inžinerijos katedroje ir planuoja tęsti tyrimus, galbūt – su kitų rūšių biopriedais. Tyrėjas pripažįsta, kad mokslininko kelias nėra lengvas, tačiau, jo įsitikinimu, verta juo eiti. Jis ypač dėkingas savo doktorantūros vadovui, Automobilių inžinerijos katedros profesoriui dr. Alfredui Rimkui, kurio palaikymas buvo itin svarbus rengiant disertaciją.
„Nors kartais tenka nueiti tikrus kryžiaus kelius, viskas yra įmanoma ir pasiekiama. Jeigu studijos, ypač magistrantūra, sekėsi gerai, labai rekomenduoju rinktis doktorantūrą – ji smarkiai praplečia žinias. Galiausiai gaunamas mokslo daktaro laipsnis, kuris tikrai niekada nepakenks“, – skatina jaunasis mokslininkas.
