Cos'è il carburante alternativo per le auto?

Il motore a combustione interna a benzina ha rivoluzionato lo sviluppo di veicoli semoventi. Nel tempo, le auto sono passate dal lusso alla necessità.

Il consumo moderno di risorse naturali è aumentato così tanto che le scorte non hanno il tempo di reintegrarsi. Ciò costringe l'umanità a sviluppare carburanti alternativi. In questa recensione, prenderemo in considerazione sviluppi già pronti che vengono utilizzati su molti veicoli.

Carburanti alternativi

Oltre al calo delle riserve petrolifere, lo sviluppo di carburanti alternativi ha molte altre ragioni.

Uno di questi è l'inquinamento ambientale. Durante la combustione, la benzina e il gasolio emettono sostanze nocive che distruggono lo strato di ozono e possono causare malattie respiratorie. Per questo motivo, gli scienziati stanno ancora lavorando alla creazione di una fonte di energia pulita che avrebbe un impatto minimo sull'ambiente, sia in fase di estrazione che durante il funzionamento del motore.

La seconda ragione è l'indipendenza energetica dello stato. Tutti sanno che le riserve di petrolio sono solo alcuni stati sotterranei. Tutti gli altri devono tollerare la politica dei prezzi stabilita dai monopolisti. L'uso di carburanti alternativi aiuterà a uscire dall'oppressione economica di tali poteri.

Ai sensi della legge sulla politica energetica degli Stati Uniti, i carburanti alternativi sono:

• Gas naturale;
• biocarburante;
• etanolo;
• Biodiesel;
• Idrogeno;
• Energia elettrica;
• Installazione ibrida.

Naturalmente, ogni tipo di carburante ha i suoi fattori positivi e negativi. Sulla base di queste informazioni, sarà più facile per gli automobilisti navigare, in cui può scendere a compromessi acquistando un veicolo unico.

Gas naturale

La gassificazione ubiquitaria ha spinto gli ingegneri a pensare se può essere usato come combustibile alternativo. Si è scoperto che questa risorsa naturale si esaurisce completamente e non emette le stesse sostanze nocive della benzina o del diesel.

Nel territorio dello spazio post-sovietico, un motore convertito in gas è diventato un fenomeno familiare. Alcuni addirittura acquistano un'auto economica, pongono la domanda: c'è motivo di tradurla in gas.

Di recente, alcuni produttori hanno equipaggiato le auto con apparecchiature a gas dalla fabbrica. Un esempio di questo è la Skoda Kamiq G-Tec. Il produttore completa il modello di un motore a combustione interna funzionante a metano. I vantaggi e gli svantaggi di propano e metano sono descritti in un altro articolo. E anche dentro una recensione racconta varie modifiche delle apparecchiature a gas.

biocarburanti

Questa categoria di combustibile alternativo appare come risultato della trasformazione delle colture. A differenza della benzina, del gas e del gasolio, il biocarburante non emette anidride carbonica, che era precedentemente nelle viscere della terra, durante la combustione. In questo caso, viene utilizzato il carbonio assorbito dalle piante.

Per questo motivo, i gas a effetto serra non superano la quantità rilasciata durante la vita di tutti gli organismi viventi. I vantaggi di un tale combustibile includono la possibilità di rifornimento di carburante nelle normali stazioni di servizio.

Il carburante in questione è una categoria piuttosto che un carburante separato. Ad esempio, nella lavorazione di rifiuti animali e vegetali, si formano metano ed etanolo. Nonostante l'economicità e la facilità di preparazione (non sono necessarie piattaforme petrolifere con sofisticate apparecchiature di elaborazione), questo carburante ha i suoi svantaggi.

Uno degli svantaggi significativi è che, al fine di produrre una quantità sufficiente di combustibile, sono necessarie grandi piantagioni dove è possibile coltivare piante speciali contenenti un'alta percentuale di sostanze adatte. Tali raccolti esauriscono il terreno, il che rende incapace di dare un raccolto di qualità ad altre piante coltivate.

etanolo

Sviluppando motori a combustione interna, i progettisti hanno testato diverse sostanze, sulla base delle quali l'unità poteva funzionare. E l'alcol non è l'ultimo nell'elenco di tali sostanze.

Il vantaggio dell'etanolo è che può essere ottenuto senza esaurire le riserve naturali della terra. Ad esempio, può essere ottenuto da piante con un alto contenuto di zucchero e amido. Tali colture includono:

• Canna da zucchero;
• Grano;
• mais;
• Patata (usata meno spesso delle precedenti).

L'etanolo può giustamente prendere uno dei primi posti nella classifica dei carburanti alternativi a basso costo. Ad esempio, il Brasile ha esperienza nella produzione di questo tipo di alcol. Grazie a ciò, un paese può avere indipendenza energetica dagli stati nel cui territorio viene estratto gas naturale o petrolio.

Per funzionare con alcool, il motore deve essere fatto di metalli resistenti a questa sostanza. E questo è uno degli svantaggi significativi. Alcune case automobilistiche creano motori che possono funzionare sia a benzina che a etanolo.

Tali modifiche sono chiamate FlexFuel. Una caratteristica di tali unità di potenza è che il contenuto di etanolo nella benzina può variare dal 5 al 95 percento. La designazione di tali veicoli utilizza la lettera E e la percentuale massima ammissibile di alcol nel carburante.

Questo carburante sta guadagnando popolarità grazie al restringimento degli esteri di benzina. Uno degli svantaggi della sostanza è la formazione di condensa d'acqua. Inoltre, durante la combustione, emettono meno energia termica, il che riduce significativamente la potenza del motore se ha funzionato a benzina.

Biodiesel

Oggi questo tipo di combustibile alternativo è uno dei promettenti. Il biodiesel è prodotto da piante. A volte questo combustibile è chiamato etere metilico. La principale materia prima utilizzata per la produzione di carburante è la colza. Tuttavia, questa non è l'unica cultura che è una risorsa per la creazione di biodiesel. Può essere fatto con oli delle seguenti colture:

• Germogli di soia;
• Girasole;
• Palme

Gli esteri degli oli, come gli alcoli, hanno un effetto devastante sui materiali con cui sono realizzati i normali motori. Per questo motivo, non tutti i produttori vogliono adattare i loro prodotti a questo carburante (il basso interesse per tali auto, che riduce il motivo della creazione di un grande lotto e la produzione di versioni limitate con carburante alternativo non è redditizio).

Di recente, alcuni produttori consentono di mescolare prodotti petroliferi con biocarburanti. Si ritiene che un contenuto di estere di grasso del 5 percento non danneggi il motore.

Lo sviluppo dei rifiuti agricoli presenta un significativo svantaggio. Per motivi di benefici economici, molti agricoltori possono riqualificare la loro terra per coltivare esclusivamente quelle colture da cui provengono i biocarburanti. Ciò può contribuire a un aumento significativo dei prezzi dei prodotti alimentari.

idrogeno

Provano anche a usare l'idrogeno come combustibile economico. Mentre tali sviluppi sono troppo costosi per l'utente medio, ma sembra che tali sviluppi abbiano un futuro.

Un tale elemento è interessante perché è il più conveniente del pianeta. L'unico rifiuto dopo la combustione è l'acqua che, dopo una semplice pulizia, può anche essere bevuta. In teoria, la combustione di tale combustibile non forma gas serra e sostanze che distruggono lo strato di ozono.

Tuttavia, questa è ancora una teoria. La pratica dimostra che l'uso dell'idrogeno è molto più dannoso della benzina in un'auto senza catalizzatore. Il problema è che una miscela di aria non pura e idrogeno brucia nei cilindri. Nella camera di lavoro del cilindro c'è una miscela di aria con azoto. E questo elemento durante l'ossidazione costituisce una delle sostanze più dannose - NOx (ossido nitrico).

BMW X-5 su un motore a idrogeno

Un altro problema nell'uso dell'idrogeno è la sua conservazione. Per utilizzare il gas in un'auto, il serbatoio deve essere realizzato sotto forma di una camera criogenica (-253 gradi in modo che il gas non si accenda spontaneamente) o un cilindro progettato per una pressione di 350 atm.

Un altro avvertimento è la produzione di idrogeno. Nonostante il fatto che ci sia molto di questo gas in natura, ma per la maggior parte è in una sorta di composto. Nel processo di produzione dell'idrogeno, una quantità sufficientemente grande di anidride carbonica viene rilasciata nell'atmosfera (quando si combinano acqua e metano, questo è il modo più semplice per ottenere idrogeno).

Dati i fattori di cui sopra, i motori a idrogeno rimangono i più costosi di tutte le modifiche che funzionano con carburante alternativo.

elettricità

Le più popolari sono le auto elettriche. Non inquinano l'ambiente, poiché il motore elettrico non ha alcuno scarico. Tali auto sono silenziose, molto comode e abbastanza potenti (ad esempio, Nio EP9 accelera a centinaia in 2,7 secondi e la velocità massima è di 313 km / h).

Grazie alle caratteristiche del motore elettrico, l'auto elettrica non ha bisogno di un cambio, che riduce i tempi di accelerazione e facilita il processo di guida. Sembrerebbe che tali veicoli abbiano solo vantaggi. Ma in realtà, tali auto non sono prive di aspetti negativi, a causa delle quali si trovano in una posizione inferiore alle auto classiche.

Uno degli svantaggi significativi è la capacità della batteria. Una carica con prestazioni di altissima qualità dura un massimo di 300 km. Per "fare rifornimento", anche utilizzando la ricarica rapida, è necessario trascorrere diverse ore.

Maggiore è la capacità della batteria, più pesante è l'auto. Rispetto a un modello convenzionale, un analogo elettrico può pesare 400 chilogrammi in più.

Per aumentare la distanza di guida senza ricaricare, i produttori stanno sviluppando sofisticati sistemi di recupero che raccolgono piccole quantità di energia (ad esempio, quando si scende da una collina o durante la frenata). Tuttavia, tali sistemi sono estremamente costosi e le loro prestazioni non sono così evidenti.

L'unica opzione che ti consente di ricaricare la batteria durante la guida è installare un generatore alimentato dallo stesso motore a benzina. Sì, questo ti consente di risparmiare notevolmente sul carburante, ma affinché il sistema funzioni, devi comunque ricorrere al carburante classico. Un esempio di tale auto è la Chevrolet Volt. È considerata un'auto elettrica a tutti gli effetti, ma con un generatore a benzina.

Installazione ibrida

Come compromesso che riduce al minimo il consumo di carburante classico, i produttori equipaggiano l'unità di potenza con unità ibride. Può essere un sistema ibrido morbido o completo.

L'unità di alimentazione principale in tali modelli è un motore a benzina. In aggiunta, vengono utilizzati un motore a bassa potenza (o diversi) e una batteria separata. Il sistema può aiutare il motore principale all'avvio a ridurre al minimo il carico e, di conseguenza, la quantità di sostanze nocive nello scarico.

Altre modifiche delle auto ibride possono percorrere una certa distanza esclusivamente sulla trazione elettrica. Questo può tornare utile se il conducente non ha calcolato la distanza dalla stazione di servizio.

Gli svantaggi degli ibridi includono l'impossibilità del recupero di energia mentre l'auto è nel traffico. Per risparmiare elettricità, è possibile spegnere il sistema (si avvia molto rapidamente), ma ciò influisce negativamente sui giunti di dilatazione del motore.

Nonostante le carenze, le versioni ibride di auto famose stanno guadagnando popolarità. Ad esempio, Toyota Corolla. La versione a benzina nel ciclo combinato consuma 6,6 litri ogni 100 km. L'analogo ibrido è due volte più economico: 3,3 litri. Ma allo stesso tempo costa quasi 2,5 mila dollari in più. Se un'auto del genere viene acquistata per motivi di risparmio di carburante, deve essere utilizzata in modo molto attivo. E poi un tale acquisto si giustificherà solo dopo pochi anni.

Come puoi vedere, la ricerca di carburanti alternativi sta dando risultati. Ma a causa dell'elevato costo di sviluppo o estrazione di risorse, questi tipi di vettori energetici rimangono ancora diverse posizioni inferiori rispetto ai carburanti convenzionali.

Domande e risposte:

Quali combustibili sono classificati come combustibili alternativi? Sono considerati combustibili alternativi: gas naturale, elettricità, biocarburanti, propano, idrogeno, etanolo, metanolo. Tutto dipende da quale motore viene utilizzato nell'auto.

In che anno è apparsa la benzina? La produzione di benzina iniziò negli anni '1910. All'inizio era un sottoprodotto della distillazione dell'olio, quando fu creato il cherosene per le lampade a cherosene.

L'olio può essere sintetizzato? L'olio sintetico può essere ottenuto aggiungendo catalizzatori a base di idrogeno al carbone e ad una pressione di circa 50 atmosfere. I metodi di estrazione del carbone relativamente economici rendono la tecnologia efficiente dal punto di vista energetico.