Què és el combustible alternatiu per als cotxes?

El motor de combustió interna de gasolina ha revolucionat el desenvolupament dels vehicles autopropulsats. Amb el pas del temps, els cotxes han passat d’una categoria de luxe a una necessitat.

El consum actual de recursos naturals ha augmentat tant que les reserves no tenen temps de reposar-se. Això obliga la humanitat a desenvolupar combustibles alternatius. En aquesta revisió, considerarem els desenvolupaments ja fets que s’utilitzen en molts vehicles.

Combustibles alternatius

A més de la disminució de les reserves de petroli, el desenvolupament de combustibles alternatius té diverses altres raons.

Un d’ells és la contaminació ambiental. En cremar-se, la gasolina i el gasoil alliberen substàncies nocives que destrueixen la capa d’ozó i poden provocar malalties respiratòries. Per aquest motiu, els científics segueixen treballant per crear una font d’energia neta que tingui un impacte mínim sobre el medi ambient, tant durant la fase d’extracció com durant el funcionament del motor.

El segon motiu és la independència energètica de l’Estat. Tothom sap que només uns pocs països tenen reserves de petroli sota terra. Tothom ha de suportar la política de preus establerta pels monopolistes. L’ús de combustibles alternatius permetrà sortir de l’opressió econòmica d’aquestes potències.

Segons la Llei de política energètica dels Estats Units, els combustibles alternatius es defineixen com:

• Gas Natural;
• Biocombustibles;
• Etanol;
• Biodièsel;
• Hidrogen;
• Electricitat;
• Instal·lació híbrida.

Per descomptat, cada tipus de combustible té els seus propis factors positius i negatius. Basant-se en aquesta informació, serà més fàcil per als entusiastes del cotxe navegar pel que pot comprometre comprant un vehicle únic.

Gas Natural

La gasificació omnipresent ha impulsat els enginyers a considerar si es pot utilitzar com a combustible alternatiu. Va resultar que aquest recurs natural es crema completament i no emet les mateixes substàncies nocives que la gasolina o el gasoil.

Al territori de l’espai post-soviètic, un motor convertit en gas s’ha convertit en un lloc comú. Alguns, fins i tot comprant un cotxe econòmic, es pregunten si té sentit canviar-lo a gas.

Recentment, alguns fabricants han equipat els cotxes amb equips de gas de la fàbrica. Un exemple d'això és el Skoda Kamiq G-Tec. El fabricant completa el model d’un motor de combustió interna que funciona amb metà. Els avantatges i desavantatges del propà i el metà es descriuen a la secció un altre article... I també a una revisió explica les diferents modificacions dels equips de gas.

Biocarburants

Aquesta categoria de combustible alternatiu apareix com a resultat del processament de cultius agrícoles. A diferència de la gasolina, el gas i el gasoil, els biocombustibles no emeten diòxid de carboni, que anteriorment es localitzava a les entranyes de la terra, quan es cremava. En aquest cas, s’utilitza el carboni que ha estat absorbit per les plantes.

Gràcies a això, els gasos d’efecte hivernacle no superen la quantitat que s’allibera durant la vida de tots els organismes vius. Els avantatges d’aquest combustible inclouen la possibilitat de proveir-se de combustible a les benzineres habituals.

El combustible en qüestió és una categoria més que un combustible separat. Per exemple, el processament de residus animals i vegetals produeix metà i etanol. Tot i el seu baix cost i la seva facilitat de producció (no són necessàries plataformes petrolieres amb equips de processament complexos), aquest combustible té els seus inconvenients.

Un dels desavantatges significatius és que, per produir una quantitat suficient de combustible, es requereixen grans plantacions on es puguin cultivar plantes especials que contenen un alt percentatge de substàncies adequades. Aquests cultius esgoten el sòl, cosa que fa que sigui incapaç de produir cultius de qualitat per a altres cultius.

Etanol

Mentre desenvolupaven motors de combustió interna, els dissenyadors van provar diverses substàncies sobre la base de les quals podria funcionar la unitat. I l’alcohol no és l’últim de la llista d’aquestes substàncies.

L’avantatge de l’etanol és que es pot obtenir sense esgotar els recursos naturals de la terra. Per exemple, es pot obtenir a partir de plantes riques en sucre i midó. Aquests cultius inclouen:

• Canya de sucre;
• Blat;
• Blat de moro;
• Patates (s’utilitzen amb menys freqüència que les anteriors).

L’etanol pot ocupar, amb raó, un dels primers llocs del rànquing de combustibles alternatius barats. Per exemple, el Brasil té experiència en la fabricació d’aquest tipus d’alcohol. Gràcies a això, el país pot tenir independència energètica de les potències en el territori de les quals es produeix gas natural o petroli.

Per funcionar amb alcohol, el motor ha de ser fabricat amb metalls resistents a aquesta substància. I aquest és un dels desavantatges significatius. Diversos fabricants d'automòbils estan construint motors que poden funcionar tant amb gasolina com amb etanol.

Aquestes modificacions s’anomenen FlexFuel. La peculiaritat d’aquestes unitats de potència és que el contingut d’etanol a la gasolina pot variar del 5 al 95 per cent. En la designació d’aquests vehicles s’utilitzen la lletra E i el percentatge màxim d’alcohol permès en el combustible.

Aquest combustible guanya popularitat a causa del reforçament dels èsters de la gasolina. Un dels desavantatges de la substància és la formació de condensació d’aigua. A més, quan es cremen, alliberen menys energia tèrmica, cosa que redueix significativament la potència del motor si funcionava amb gasolina.

Biodièsel

Avui dia aquest tipus de combustible alternatiu és un dels més prometedors. El biodièsel es fabrica a partir de plantes. Aquest combustible de vegades s’anomena èter metílic. La principal matèria primera utilitzada per a la fabricació de combustible és la colza. Tot i això, aquest no és l’únic cultiu que és un recurs per al biodièsel. Es pot fer a partir d’olis dels següents cultius:

• Soja;
• Gira-sol;
• Palmeres.

Els èsters d’olis, com els alcohols, tenen un efecte devastador sobre els materials a partir dels quals es fabriquen els motors convencionals. Per aquest motiu, no tots els fabricants volen adaptar els seus productes a aquest combustible (poc interès en aquests cotxes, cosa que redueix la raó de crear un lot gran i no té cap avantatge en produir versions limitades de combustibles alternatius).

Recentment, alguns fabricants han permès la barreja de productes derivats del petroli amb biocombustibles. Es creu que un 5% d’èsters grassos no perjudicarà el motor.

Els desenvolupaments basats en residus agrícoles presenten un inconvenient significatiu. Per obtenir beneficis econòmics, molts agricultors poden recalificar les seves terres per cultivar només aquells cultius a partir dels quals es produeixin biocombustibles. Això pot contribuir a un augment significatiu dels preus dels aliments.

Hidrogen

També s’intenta utilitzar l’hidrogen com a combustible barat. Tot i que aquests desenvolupaments són massa cars per a l’usuari mitjà, sembla que aquests desenvolupaments tenen futur.

Aquest element és d’interès perquè és el més accessible del planeta. L’únic residu després de la combustió és l’aigua, que fins i tot es pot beure després d’una simple neteja. En teoria, la combustió d'aquests combustibles no forma gasos d'efecte hivernacle i substàncies que esgoten la capa d'ozó.

Tot i això, això encara és en teoria. La pràctica demostra que l’ús d’hidrogen és molt més nociu que la gasolina en un cotxe sense catalitzador. El problema és que una barreja d’aire no pur i d’hidrogen crema als cilindres. La cambra de treball del cilindre conté una barreja d’aire i nitrogen. I aquest element, quan s’oxida, forma una de les substàncies més nocives: els NOx (òxid de nitrogen).

BMW X-5 amb motor d’hidrogen

Un altre problema a l’hora d’utilitzar l’hidrogen és el seu emmagatzematge. Per utilitzar gas en un cotxe, el tanc s’ha de fabricar en forma de cambra criogènica (-253 graus, de manera que el gas no s’encengui per si mateix), o bé un cilindre dissenyat per a una pressió de 350 atm.

Un altre matís és la producció d’hidrogen. Tot i que hi ha molt gas a la natura, però en la seva major part es troba en algun tipus de compost. En el procés de producció d’hidrogen, s’emet a l’atmosfera una quantitat bastant gran de diòxid de carboni (quan es combinen aigua i metà, la forma més senzilla d’obtenir hidrogen és).

Tenint en compte els factors enumerats anteriorment, els motors d’hidrogen continuen sent els més cars de tots els combustibles alternatius.

Electricitat

Els vehicles elèctrics són els més populars. No contaminen el medi ambient ja que el motor elèctric no té gens d’escapament. Aquests cotxes són silenciosos, molt còmodes i prou potents (per exemple, el Nio EP9 accelera fins a cent en 2,7 segons i la velocitat màxima és de 313 km / h).

Gràcies a les peculiaritats del motor elèctric, el vehicle elèctric no necessita cap caixa de canvis, cosa que redueix el temps d’acceleració i facilita la conducció. Sembla que aquests vehicles només tenen avantatges. Però, de fet, aquests cotxes no manquen d’aspectes negatius, per la qual cosa estan una posició per sota dels cotxes clàssics.

Un dels principals inconvenients és la capacitat de la bateria. Una càrrega en el rendiment de màxima qualitat és suficient per a un màxim de 300 km. Es triga diverses hores a "repostar" fins i tot amb càrrega ràpida.

Com més gran sigui la capacitat de la bateria, més pesarà el vehicle. En comparació amb el model convencional, l’analògic elèctric pot pesar 400 quilograms més.

Per augmentar la distància de conducció sense recarregar, els fabricants desenvolupen sofisticats sistemes de recuperació que recullen petites quantitats d’energia (per exemple, quan es baixa o es frenen). Tanmateix, aquests sistemes són extremadament cars i el seu rendiment no és tan notable.

L’única opció que us permet recarregar la bateria mentre conduïu és instal·lar un generador alimentat pel mateix motor de gasolina. Sí, això us permet estalviar significativament en combustible, però perquè el sistema funcioni, cal recórrer al combustible clàssic. Un exemple d’aquest vehicle és el Chevrolet Volt. Es considera un vehicle elèctric de ple dret, però amb un generador de gasolina.

Instal·lacions híbrides

Com a compromís que minimitza el consum de combustible clàssic, els fabricants equipen la unitat de potència amb unitats híbrides. Pot ser un sistema híbrid suau o complet.

La unitat de potència principal d’aquests models és un motor de gasolina. Com a suplement, s’utilitzen un motor de baixa potència (o diversos) i una bateria independent. El sistema pot ajudar el motor principal quan comença a minimitzar la càrrega i, com a resultat, la quantitat de substàncies nocives a l'escapament.

Altres modificacions de vehicles híbrids poden recórrer certa distància només per tracció elèctrica. Això pot ser útil si el conductor no ha calculat la distància fins a la benzinera.

Els desavantatges dels híbrids inclouen la impossibilitat de recuperar energia mentre el cotxe es troba en un embús. Per estalviar electricitat, podeu apagar el sistema (s’inicia molt ràpidament), però això afecta negativament els compensadors del motor.

Tot i les mancances, les versions híbrides de cotxes famosos guanyen popularitat. Per exemple, Toyota Corolla. La versió gasolina del cicle combinat consumeix 6,6 litres per cada 100 km. L’analògic híbrid és el doble de econòmic: 3,3 litres. Però, al mateix temps, és gairebé 2,5 mil dòlars més car. Si es compra un cotxe així pel consum d’estalvi, s’ha d’utilitzar de forma molt activa. I després aquesta compra només es justificarà al cap d’uns anys.

Com podeu veure, la cerca de combustibles alternatius està donant resultats. Però a causa de l’elevat cost de desenvolupament o extracció de recursos, aquest tipus de recursos energètics continuen sent diverses posicions inferiors als combustibles convencionals.

Preguntes i respostes:

Quins combustibles es classifiquen com a combustibles alternatius? Es consideren combustibles alternatius: gas natural, electricitat, biocombustibles, propà, hidrogen, etanol, metanol. Tot depèn del motor que s'utilitzi al cotxe.

Quin any va aparèixer la gasolina? La producció de gasolina va començar a la dècada de 1910. Al principi, era un subproducte de la destil·lació del petroli, quan es va crear querosè per a làmpades de querosè.

Es pot sintetitzar l'oli? El petroli sintètic es pot obtenir afegint catalitzadors a base d'hidrogen al carbó i a una pressió d'unes 50 atmosferes. Els mètodes de mineria del carbó relativament barats fan tecnologia eficient energèticament.