Qu'est-ce qu'un carburant alternatif pour les voitures

Le moteur à combustion interne à essence a révolutionné le développement des véhicules automoteurs. Au fil du temps, les voitures sont passées du luxe à la nécessité.

La consommation moderne de ressources naturelles a tellement augmenté que les stocks n'ont pas le temps de se reconstituer. Cela oblige l'humanité à développer des carburants alternatifs. Dans cette revue, nous considérerons les développements prêts à l'emploi qui sont utilisés sur de nombreux véhicules.

Carburants alternatifs

Outre la baisse des réserves de pétrole, le développement de carburants alternatifs a plusieurs autres raisons.

L'un d'eux est la pollution de l'environnement. Pendant la combustion, l'essence et le carburant diesel émettent des substances nocives qui détruisent la couche d'ozone et peuvent provoquer des maladies respiratoires. Pour cette raison, les scientifiques travaillent toujours à la création d'une source d'énergie propre qui aurait un impact minimal sur l'environnement, à la fois au stade de l'extraction et pendant le fonctionnement du moteur.

La deuxième raison est l'indépendance énergétique de l'État. Tout le monde sait que les réserves de pétrole ne sont que quelques États souterrains. Tout le monde doit accepter la politique de prix établie par les monopoles. L'utilisation de carburants alternatifs permettra de sortir de l'oppression économique de tels pouvoirs.

Aux termes de la Energy Policy Act des États-Unis, les carburants alternatifs sont définis comme suit:

• Gaz naturel;
• Biocarburant;
• L'éthanol;
• Biodiesel;
• Hydrogène;
• Électricité;
• Installation hybride.

Bien sûr, chaque type de carburant a ses facteurs positifs et négatifs. Sur la base de ces informations, il sera plus facile pour l'automobiliste de naviguer, dans lequel il pourra faire des compromis en acquérant un véhicule unique.

Gaz naturel

La gazéification omniprésente a incité les ingénieurs à se demander s'il pouvait être utilisé comme carburant alternatif. Il s'est avéré que cette ressource naturelle s'épuise complètement et n'émet pas les mêmes substances nocives que l'essence ou le diesel.

Sur le territoire de l'espace post-soviétique, un moteur converti au gaz est devenu un phénomène familier. Certains achètent même une voiture économique, posent la question: est-il utile de la traduire en gaz?

Récemment, certains constructeurs ont équipé les voitures d'équipements à gaz de l'usine. Un exemple de ceci est le Skoda Kamiq G-Tec. Le constructeur complète le modèle d'un moteur à combustion interne fonctionnant au méthane. Les avantages et les inconvénients du propane et du méthane sont décrits dans un autre article. Et aussi dans une critique raconte diverses modifications de l'équipement à gaz.

Biocarburant

Cette catégorie de carburant alternatif apparaît à la suite de la transformation des cultures. Contrairement à l'essence, au gaz et au diesel, le biocarburant n'émet pas de dioxyde de carbone, qui était auparavant dans les entrailles de la terre, lors de la combustion. Dans ce cas, le carbone absorbé par les plantes est utilisé.

Pour cette raison, les gaz à effet de serre ne dépassent pas la quantité qui est libérée pendant la vie de tous les organismes vivants. Les avantages d'un tel carburant incluent la possibilité de faire le plein dans les stations-service ordinaires.

Le carburant en question est une catégorie plutôt qu'un carburant distinct. Par exemple, dans le traitement des déchets animaux et végétaux, du méthane et de l'éthanol se forment. Malgré le prix abordable et la facilité de préparation (les plates-formes pétrolières avec un équipement de traitement sophistiqué ne sont pas nécessaires), ce carburant a ses inconvénients.

L'un des inconvénients importants est que pour produire une quantité suffisante de carburant, de grandes plantations sont nécessaires où des plantes spéciales contenant un pourcentage élevé de substances appropriées peuvent être cultivées. Ces cultures appauvrissent le sol, ce qui le rend incapable de donner une récolte de qualité à d'autres plantes cultivées.

éthanol

En développant des moteurs à combustion interne, les concepteurs ont testé différentes substances, sur la base desquelles l'unité pouvait fonctionner. Et l'alcool n'est pas le dernier de la liste de ces substances.

L'avantage de l'éthanol est qu'il peut être obtenu sans épuiser les réserves naturelles de la terre. Par exemple, il peut être obtenu à partir de plantes à forte teneur en sucre et en amidon. Ces cultures comprennent:

• Canne à sucre;
• Blé;
• Maïs
• Pomme de terre (utilisée moins souvent que les précédentes).

L'éthanol peut à juste titre occuper l'une des premières places dans le classement des carburants alternatifs bon marché. Par exemple, le Brésil a de l'expérience dans la fabrication de ce type d'alcool. Grâce à cela, un pays peut avoir une indépendance énergétique vis-à-vis des États sur le territoire desquels du gaz naturel ou du pétrole est extrait.

Pour fonctionner à l'alcool, le moteur doit être en métaux résistants à cette substance. Et c'est l'un des inconvénients importants. Certains constructeurs automobiles créent des moteurs qui peuvent fonctionner à la fois à l'essence et à l'éthanol.

Ces modifications sont appelées FlexFuel. Une caractéristique de ces unités de puissance est que la teneur en éthanol de l'essence peut varier de 5 à 95%. La désignation de ces véhicules utilise la lettre E et le pourcentage maximal autorisé d'alcool dans le carburant.

Ce carburant gagne en popularité en raison du resserrement des esters d'essence. L'un des inconvénients de la substance est la formation de condensats d'eau. De plus, pendant la combustion, ils émettent moins d'énergie thermique, ce qui réduit considérablement la puissance du moteur s'il fonctionnait à l'essence.

Le biodiesel

Aujourd'hui, ce type de carburant alternatif est l'un des plus prometteurs. Le biodiesel est fabriqué à partir de plantes. Parfois, ce carburant est appelé éther méthylique. La principale matière première utilisée pour la fabrication du combustible est le colza. Cependant, ce n'est pas la seule culture qui est une ressource pour la création de biodiesel. Il peut être fabriqué à partir d'huiles des cultures suivantes:

• Soja;
• Tournesol;
• Palmiers.

Les esters d'huiles, comme les alcools, ont un effet dévastateur sur les matériaux à partir desquels les moteurs ordinaires sont fabriqués. Pour cette raison, tous les constructeurs ne souhaitent pas adapter leurs produits à ce carburant (faible intérêt pour de telles voitures, ce qui réduit la raison de créer un grand lot et de produire des versions limitées sur du carburant alternatif n'est pas rentable).

Récemment, certains fabricants vous permettent de mélanger des produits pétroliers avec des biocarburants. On pense qu'une teneur en ester gras de 5% n'endommagera pas le moteur.

Le développement des déchets agricoles présente un inconvénient important. Pour des avantages économiques, de nombreux agriculteurs peuvent recycler leurs terres pour cultiver exclusivement les cultures à partir desquelles les biocarburants sont fabriqués. Cela peut contribuer à une augmentation significative des prix des denrées alimentaires.

hydrogène

Ils essaient également d'utiliser l'hydrogène comme carburant bon marché. Certes, de tels développements sont trop chers pour l'utilisateur moyen, mais il semble que de tels développements aient un avenir.

Un tel élément est intéressant car il est le plus accessible de la planète. Le seul déchet après la combustion est l'eau qui, après un simple nettoyage, peut même être bue. En théorie, la combustion de ce carburant ne produit pas de gaz à effet de serre ni de substances qui détruisent la couche d'ozone.

Cependant, c'est toujours une théorie. La pratique montre que l'utilisation d'hydrogène est beaucoup plus nocive que l'essence dans une voiture sans catalyseur. Le problème est qu'un mélange d'air non pur et d'hydrogène brûle dans les cylindres. Dans la chambre de travail du cylindre, il y a un mélange d'air avec de l'azote. Et cet élément lors de l'oxydation forme l'une des substances les plus nocives - NOx (oxyde nitrique).

BMW X-5 sur un moteur à hydrogène

Un autre problème dans l'utilisation de l'hydrogène est son stockage. Pour utiliser du gaz dans une voiture, le réservoir doit être réalisé soit sous la forme d'une chambre cryogénique (-253 degrés, afin que le gaz ne s'enflamme pas spontanément), soit d'une bouteille conçue pour une pression de 350 atm.

Une autre mise en garde est la production d'hydrogène. Malgré le fait qu'il y a beaucoup de ce gaz dans la nature, mais pour la plupart, il se trouve dans une sorte de composé. Dans le processus de production d'hydrogène, une quantité assez importante de dioxyde de carbone est libérée dans l'atmosphère (lorsque l'eau et le méthane sont combinés, le moyen le plus simple d'obtenir de l'hydrogène).

Compte tenu des facteurs ci-dessus, les moteurs à hydrogène restent les plus chers de toutes les modifications fonctionnant avec un carburant alternatif.

Électricité

Les plus populaires sont les voitures électriques. Ils ne polluent pas l'environnement, car le moteur électrique n'a aucun échappement. Ces voitures sont silencieuses, très confortables et assez puissantes (par exemple, Nio EP9 accélère à des centaines en 2,7 secondes, et la vitesse maximale est de 313 km / h).

Grâce aux caractéristiques du moteur électrique, la voiture électrique n'a pas besoin de boîte de vitesses, ce qui réduit le temps d'accélération et facilite le processus de conduite. Il semblerait que ces véhicules n'ont que des avantages. Mais en fait, ces voitures ne sont pas dépourvues d'aspects négatifs, à cause desquelles elles sont une position plus basses que les voitures classiques.

L'un des inconvénients importants est la capacité de la batterie. Une charge dans des performances de la plus haute qualité dure au maximum 300 km. Pour faire le plein, même en utilisant une charge rapide, vous devez passer plusieurs heures.

Plus la capacité de la batterie est grande, plus la voiture est lourde. Comparé à un modèle conventionnel, un analogue électrique peut peser 400 kilogrammes de plus.

Pour augmenter la distance de conduite sans recharger, les constructeurs développent des systèmes de récupération sophistiqués qui collectent de petites quantités d'énergie (par exemple, lors de la descente d'une colline ou lors du freinage). Cependant, de tels systèmes sont extrêmement chers et leurs performances ne sont pas si visibles.

La seule option qui vous permet de recharger la batterie pendant la conduite est d'installer un générateur alimenté par le même moteur à essence. Oui, cela permet de réaliser des économies de carburant significatives, mais pour que le système fonctionne, il faut quand même recourir au carburant classique. Un exemple d'une telle voiture est la Chevrolet Volt. Elle est considérée comme une voiture électrique à part entière, mais avec un générateur à essence.

Installations hybrides

En tant que compromis qui minimise la consommation de carburant classique, les fabricants équipent le groupe motopropulseur d'unités hybrides. Il peut s'agir d'un système hybride doux ou complet.

L'unité d'alimentation principale de ces modèles est un moteur à essence. En complément, un moteur basse consommation (ou plusieurs) et une batterie séparée sont utilisés. Le système peut aider le moteur principal au démarrage à minimiser la charge et, par conséquent, la quantité de substances nocives dans les gaz d'échappement.

D'autres modifications des voitures hybrides peuvent parcourir une certaine distance uniquement sur la traction électrique. Cela peut être utile si le conducteur n'a pas calculé la distance jusqu'à la station-service.

Les inconvénients des hybrides incluent l'impossibilité de récupérer l'énergie lorsque la voiture est en circulation. Pour économiser l'électricité, vous pouvez éteindre le système (il démarre très rapidement), mais cela affecte négativement les joints de dilatation du moteur.

Malgré les lacunes, les versions hybrides de voitures célèbres gagnent en popularité. Par exemple, Toyota Corolla. La version essence en cycle mixte consomme 6,6 litres aux 100 km. L'analogue hybride est deux fois plus économique - 3,3 litres. Mais en même temps, c'est près de 2,5 mille dollars plus cher. Si une telle voiture est achetée dans un souci d'économie de carburant, elle doit alors être utilisée très activement. Et puis un tel achat ne se justifiera qu'au bout de quelques années.

Comme vous pouvez le constater, la recherche de carburants alternatifs donne des résultats. Mais en raison du coût élevé de développement ou d'extraction des ressources, ces types de vecteurs d'énergie restent encore plusieurs positions inférieurs aux carburants conventionnels.

Questions et réponses

Quels carburants sont classés comme carburants alternatifs ? Les carburants alternatifs sont considérés : gaz naturel, électricité, biocarburants, propane, hydrogène, éthanol, méthanol. Tout dépend du moteur utilisé dans la voiture.

En quelle année l'essence est-elle apparue ? La production d'essence a commencé dans les années 1910. Initialement, c'était un sous-produit de la distillation du pétrole, lorsque le kérosène a été créé pour les lampes à kérosène.

Le pétrole peut-il être synthétisé ? L'huile synthétique peut être obtenue en ajoutant des catalyseurs à base d'hydrogène au charbon et à une pression d'environ 50 atmosphères. Les méthodes d'extraction du charbon relativement bon marché rendent la technologie efficace sur le plan énergétique.