Будущее альтернативных видов топлива — исследование американского перехода от бензина

НЕОБХОДИМОСТЬ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА

С 1970-х годов импорт топлива из США почти утроился. В настоящее время страна импортирует более 12 миллионов баррелей сырой нефти в день. Это чуть больше половины той нефти, которую мы сейчас используем в Америке, или более 20 миллионов баррелей в день. Большая часть этого топлива будет использоваться для перевозки топлива, главным образом в потребительских транспортных средствах. Чем больше Америка зависит от все большего количества нефти, тем больше запасы нефти быстро истощаются. Мы находимся всего в нескольких десятилетиях от того места, когда бензина осталось слишком мало, чтобы бензин стал жизнеспособным топливом. Американцы потребляют газ по цене 4 доллара за галлон, но мы просто сжимаемся. Мы продолжаем платить запрашиваемую цену за единственное топливо, которое может использовать наши автомобили. Но что происходит при 10,00 или 25,00 долларов за галлон? Темпы роста цен на бензин за последние два года показывают нам, что эти крайности становятся все ближе и ближе. [1],

Хотя многие виды топлива начали давать многообещающие результаты, все они, похоже, имеют свои недостатки. Некоторые альтернативы топливу могут быть слишком дорогими, чтобы стать коммерчески жизнеспособной альтернативой бензину. Похоже, что другие более выгодные виды топлива не соответствуют требованиям, предъявляемым потребителями. Немногие из этих источников в настоящее время, по-видимому, способны сбалансировать производство энергии бензином. Наилучшие оценки показывают, что через 40 лет запасы сырой нефти будут достаточно истощены, чтобы сделать бензин непригодным для торговли. Очень важно, чтобы мы быстро нашли приемлемый заменитель бензина.

Кроме того, не требуется большого воображения, чтобы понять уровни загрязнения, вызванные зависимостью нашей страны от нефти. Просто посмотрите на небо над Нью-Йорком или Лос-Анджелесом, чтобы увидеть, где мы находимся за последние сто лет автомобильного путешествия. Легко видеть, что вскоре для замены бензина понадобятся альтернативные виды топлива. Тем не менее, одинаково важно, чтобы следующее топливо, на которое мы полагаемся, больше не загрязняло окружающую среду. В лучшем случае наше следующее национальное топливо должно помочь снизить текущий уровень загрязнения.

ПОЧЕМУ ИНЖЕНЕРАМ НЕОБХОДИМО УХОДИТЬ?

Из-за быстро развивающейся промышленности, создаваемой альтернативными видами топлива, для исследований и разработок потребуется гораздо больше инженеров. Эти инженеры будут играть ведущую роль в величайших достижениях в альтернативных видах топлива нашего существования. Кроме того, инженеры будут необходимы для проектирования новой инфраструктуры, которая будет использоваться для транспортировки и доставки новых топливных систем. В этом контексте крайне важно, чтобы инженеры продолжали вкладывать время и интеллектуальный капитал в научные разработки альтернативных видов топлива. Сегодняшнее исследование будет завтрашним ответом.

КАКОВЫ НАШИ ВАРИАНТЫ?

Исследования в области альтернативных видов топлива являются быстро развивающейся отраслью. Существуют десятки потенциальных видов топлива, которые могут стать жизнеспособной альтернативой ископаемому топливу. Для целей данной статьи мы рассмотрим шесть видов топлива, которые, по нашему мнению, наиболее вероятно заменят традиционные ископаемые виды топлива. Это: биодизель; водород; метанол; л & # 39; этанол; электричество; и природный газ. Каждое из этих видов топлива было тщательно протестировано, чтобы продемонстрировать существенный потенциал в ответ на американские поиски замены бензина.

РАЗМЕРЫ СРАВНЕНИЙ

Для достоверного сравнения важно создать стандартизированную базу оценки и применить ее таким же образом к каждому из шести видов топлива. Для этого мы будем оценивать топливо по следующим критериям:

-Power

-Стоимость и простота производства

-Экологические эффекты

-Renouvrabilité

Мы оценили каждое топливо в каждой из этих категорий по шкале от 1 до 10, причем 10 является самым высоким. Это позволит провести количественное сравнение. Наша сопоставимость двойная, потому что она важна для устойчивого разрешения энергетического кризиса. Ниже вы найдете полный анализ этих шести альтернативных видов топлива по вышеупомянутым параметрам сравнения.

Биодизель

Биодизель — это топливо, созданное из органических масел, таких как растительные масла или семена. В процессе производства используются химические реакции для создания жидкого топлива. Биодизель является альтернативой петродизелю и может заменить бензодизель в большинстве дизельных двигателей с небольшими изменениями или без каких-либо модификаций самого двигателя. Топливо уже обычно добавляется в дизельное топливо в небольших количествах. B20, обычная топливная смесь, на 80% состоит из бензина и 20% биодизеля. Во многих странах уже существуют законы, требующие определенного процента добавок биодизельного топлива в дизельное топливо. [2],

Биодизель: выходная мощность

Биодизель со 100% чистотой (B100) имеет немного меньшую мощность, чем стандартный бензиновый дизель. Номинальная производительность B100 составляет 118 296 БТЕ / галлон, что примерно на 8,5% меньше, чем 129 500 БТЕ / галлон бензинового дизельного топлива. B20 (20% биодизель) имеет номинальную мощность всего на 1,73% ниже, чем у бензодизеля. Поскольку чистый биодизель имеет немного более низкую плотность энергии, чем его эквивалент на основе нефти, требуется немного больший объем биодизеля по сравнению с петродизелем, чтобы пройти то же расстояние. [3], Из-за относительной плотности энергии биодизеля по сравнению с нефтяным топливом мы оценили биодизель в 7 баллов за его энергетический потенциал.

Биодизель: стоимость продукции

Биодизель чаще всего и эффективно производится с помощью процесса, называемого переэтерификацией. При переэтерификации алкоксигруппа органического сложноэфирного соединения заменяется другим спиртом, обычно метанолом или этанолом. Процесс создания биодизеля относительно прост, но не так дешев. По самым лучшим оценкам B100 стоит около $ 3,50 за галлон [4-5], Хотя $ 3,50 в настоящее время сопоставимы с ценами на бензин, необходимо учитывать соотношение эффективности биодизеля и нефтяного топлива. Галлон биодизеля просто не идет так далеко, как галлон петродизеля. В результате биодизель будет дороже, чем бензин. По этим причинам мы дали биодизелю значение 5 для стоимости.

Биодизель и окружающая среда

Биодизель — это топливо, которое уважает окружающую среду. Жидкое топливо само по себе является биоразлагаемым и поэтому не представляет риска, связанного с разливами нефти на масляной основе. Биодизель на самом деле в 10 раз менее токсичен, чем обычная поваренная соль, что делает топливо более безопасным в обращении, чем бензин.

Сжигание биодизеля производит намного меньше вредных выбросов, чем бензодизель.

Выбросы B100 приводят к сокращению несгоревших углеводородов на 67%, токсичности окиси углерода на 48% и твердых частиц на 47% меньше по сравнению с бензином. Тем не менее, биодизель вызывает увеличение примерно на 10% оксидов азота, которые являются важным фактором в создании смога. [6], В связи с сокращением токсичных выбросов мы оценили биодизельное топливо в 8 баллов по его воздействию на окружающую среду. Биодизель имеет много экологических преимуществ, но увеличение выбросов оксида азота не позволяет нам повысить его рейтинг.

Биодизель: возобновляемость

Биодизель является отличным примером возобновляемого ресурса. Материальные компоненты, используемые в создании биодизеля, являются полностью органическими. Кроме того, существуют сотни различных видов растений, которые обладают потенциалом производства биодизеля. Пока существуют заводы по производству нефти, а также органические вещества, необходимые для производства спирта, будет возможно производить биодизельное топливо. Таким образом, мы дали биодизель 9 для возобновляемой категории.

ВОДОРОДА

Топливные элементы, работающие на водороде, часто рекламируются сторонниками альтернативных видов топлива. Фактически, когда кто-то думает о возможностях альтернативных видов топлива, он часто думает о первом изображении водородного автомобиля. Тем не менее, водород имеет проблемы под поверхностью, что может ограничить его дальнейшее использование.

Водород: выходная мощность

Есть два способа использовать энергию водорода. Первый, менее эффективный метод — сжигание водорода, аналогичное сжиганию бензина или дизельного топлива. Наиболее эффективно использование водорода в водородном топливном элементе, в котором водород вступает в реакцию с кислородом с образованием воды и воды. ; электричество. Затем электричество используется для питания электродвигателей, приводящих в движение автомобиль. При таком способе водородный топливный элемент будет на 25% более экономичным, чем бензин. [7], Из-за этой высокой эффективности мы приписали водороду 9 для мощности.

Водород: стоимость производства

Водород можно производить разными способами. Большинство процедур производства водорода включают ископаемое топливо, такое как уголь, природный газ и нефтяной газ. Более возобновляемым методом создания водорода является использование процесса, называемого электролизом, при котором водород выделяется из воды. Это также намного более чистый процесс для сбора водорода [5],

Производство водорода является запретительным. Что еще хуже, самый дешевый метод производства водорода — это использование ископаемого топлива. Использование возобновляемых ресурсов для производства водорода является очень неэффективным процессом, в лучшем случае с эффективностью около 25%. Кроме того, стоимость топливных элементов огромна из-за хрупкости и высокой стоимости редких материалов, таких как платина, которые необходимы для их конструкции.

Некоторые водородные автомобили типа топливных элементов уже находятся в пути благодаря усилиям небольшого числа частных лиц. Некоторые небольшие компании продают изготовленные на заказ автомобили на водородных топливных элементах по понятным шестизначным ценам. Например, начинающая компания предлагает преобразовать Hummer в энергию от водорода с помощью менее эффективного метода внутреннего сгорания по цене 60 000 долларов, не говоря уже о цене Hummer. [8], Из-за неэффективности производства водорода, а также из-за цены только на топливо мы приписали водороду 3 по стоимости.

Водород: воздействие на окружающую среду

Автомобиль, работающий на водородном топливном элементе, не выделяет вредных загрязнителей. Фактически, чистая вода — единственное соединение, которое выходит из выхлопной трубы автомобиля на водородных топливных элементах. Как бы хорошо это ни казалось, мы должны оценить воздействие водорода на окружающую среду «от колыбели до могилы». Самый простой и наиболее распространенный процесс производства водорода, который проходит через ископаемое топливо, на самом деле вызывает больше загрязнения, чем просто вождение автомобиля с тем же самым ископаемым топливом. Следовательно, автомобиль, работающий на водороде, будет производить больше загрязняющих веществ, чем автомобиль, работающий на бензине. [7],

На первый взгляд водород может показаться лучшим альтернативным топливом для окружающей среды. Тем не менее, потребуется значительный технологический прогресс, прежде чем можно будет разработать эффективный процесс производства водорода для устранения вредных выбросов. Из-за общего загрязнения, вызванного водородным процессом, мы относим водород к 4 для окружающей среды. Когда-нибудь может быть экологически чистый и экономически эффективный способ производства водорода. На данный момент этого дня не видно.

Водород: долголетие

Водород является фундаментальным и распространенным элементом на этой планете. Это всегда будет в той или иной форме, и, следовательно, всегда будет возможность для топлива. Однако наиболее распространенные методы сбора водорода используют ископаемое топливо. Это означает, что наступит день, когда единственный способ получения водорода — это использование крайне неэффективного и дорогостоящего возобновляемого процесса гидролиза. На этом этапе будет гораздо разумнее посвятить эту энергию более эффективным средствам транспорта. По этим причинам мы считаем, что водород — это 6 для устойчивости.

ETHANOL

Более 100 лет назад Генри Форд назвал этанол «топливом будущего». Его знаменитая модель Т изначально была разработана для работы с чистым этанолом. Однако из-за запасов нефти, обнаруженных в Техасе, этанол быстро уступил место более дешевому и более эффективному бензиновому бензину. Но так как этанол использовался в качестве топлива в течение столь длительного времени, преимущества хорошо понятны. Учитывая количество дней бензина, этанол начинает выглядеть все более привлекательным и является одним из лидеров в гонке за альтернативные виды топлива. [9],

Этанол: сила

Испытания показывают, что этанол имеет плотность топлива ниже, чем у бензина примерно на 33%. Это означает, что автомобиль, способный достигать 30 миль на галлон бензина, будет только 20 миль на галлон с этанолом [10], Однако производство и затраты, связанные с этанолом, могут помочь компенсировать этот недостаток энергетического потенциала. Это будет обсуждаться более подробно в следующем разделе. Мы присвоили этанолу значение 5 для повышения энергоэффективности.

Этанол: цена и производство

В Соединенных Штатах этанол чаще всего получают из кукурузы, выращиваемой в стране, в соответствии с процессом, в котором сахар растения сбраживается дрожжами. Процесс эффективен между 40 и 50%. Однако количество сельхозугодий, необходимых для выращивания достаточного количества кукурузы, чтобы удовлетворить потребности нашей страны в топливе, огромно. По оценкам, около 70% сельскохозяйственных угодий США, как ожидается, перейдут на производство кукурузы, при этом весь урожай переходит на этанол, а не на потребление или потребление человеком. 39, корм для животных. В то время как кукуруза является основным растением, используемым в производстве этанола в Соединенных Штатах, многие иностранные заводы производят намного более высокие уровни этанола. Например, производство этанола в Бразилии намного эффективнее, чем производство этанола в США, поскольку его бразильский сахарный тростник производит в пять раз больше органических сахаров, чем кукуруза. [5],

Несмотря на свою эффективность, в некоторых климатических условиях может быть трудно управлять автомобилем со 100% чистым этанолом, поскольку топливо не достаточно летучее, чтобы запустить низкотемпературный двигатель. Чтобы бороться с этой проблемой, этанол часто продается в виде смеси 85% этанола и 15% бензина под названием E85. E85 стоит около $ 2,50 за галлон, но цена, вероятно, будет колебаться в зависимости от цен на кукурузу, в зависимости от спроса на этанол. [11], Цифра в 2,50 доллара за галлон уже значительно дешевле бензина, и маржа затрат будет увеличиваться только в случае роста цен на газ. Мы оценили этанол в 7 по производству и затратам.

Этанол: влияние на окружающую среду

Этанол представляет собой небольшую простую биоразлагаемую молекулу и поэтому не представляет такой же угрозы, как нефтяное топливо или сырая нефть, из которой они получены. Выбросы этанола состоят из двух основных продуктов, углекислого газа и воды. Хотя углекислый газ не является токсичным газом, он способствует глобальному потеплению за счет парникового эффекта. Сжигание этанола, однако, уменьшает большую часть вредных выбросов, образующихся при сгорании бензина. По сравнению с бензином этанол образует на 40% меньше окиси углерода, на 20% меньше частиц, на 10% меньше смога с образованием оксидов азота и на 80% меньше выбросов сульфата. [12],

Хотя выбросы этанола в результате сжигания существенно ниже, чем выбросы всех токсичных газов, содержащихся в выбросах бензина, при производстве этанола выделяются загрязнители воздуха. Это необходимо учитывать при общем воздействии этанола на окружающую среду. Учитывая все вышесказанное, мы дали этанол 6 для учета экологических проблем.

Этанол: возобновляемый

Этанол является хорошим примером возобновляемого ресурса. Созданный из растительных сахаров и ферментированный дрожжами, производство этанола является органическим процессом, который можно повторять, пока доступны эти основные строительные блоки. Так что, пока мы можем выращивать кукурузу, у нас есть возможность производить этанол. Мы оценили этанол как 8 для возможности обновления.

МЕТАНОЛ

Метанол — это топливо на спиртовой основе, похожее на этанол. Топливо в основном производится из метана, основного компонента ископаемого природного газа. Однако в последнее время были проведены значительные исследования по использованию различных форм биомассы для создания метанола возобновляемым способом. Это увеличило бы производство возобновляемого метанола.

Метанол: потенциальная сила

Энергетический запас метанола составляет всего около 60% от энергетической емкости бензина. Однако он имеет более высокое октановое число (123) по сравнению с более высоким бензином (93). Это позволяет повысить степень сжатия топлива в цилиндре двигателя, что делает сгорание топлива более горячим и более эффективным. Из-за значительной разницы в потенциальной энергии между метанолом и бензином мы приписали метанолу значение 5 для энергетического потенциала.

Метанол: производство и расходы

Метанол чаще всего производится из метана, часто из природного газа. Тем не менее, также возможно производить метанол из процесса «Биомасса в жидкость» с использованием возобновляемых ресурсов с выходом до 75%. Подобно этанолу, метанол недостаточно летуч, чтобы воспламениться при низких температурах; Для решения этой проблемы была разработана смесь из 85% метанола и 15% бензина (M85). [13],

Метанол в настоящее время стоит примерно на 40% меньше, чем бензин (при условии, что в среднем по стране он составляет 3,50 долл. США за галлон бензина) в равных количествах, но поскольку топливо также примерно на 40% менее эффективно, цена отменена. То есть за 1,00 долл. США можно будет купить больший объем метанола, но это приведет к тому, что бензина будет стоить примерно 1,00 долл. США. Это просто означает, что для того, чтобы автомобиль ездил как можно дальше с бензином, он должен хранить на борту больший объем метанола. [5], Метанол получил 6 баллов за стоимость в нашей рейтинговой системе.

Метанол: экологические проблемы

Метанол в жидком виде чрезвычайно токсичен — в четыре раза более токсичен, чем бензин. Меньше одной чашки достаточно, чтобы вызвать слепоту или смерть. Пары могут вдыхаться во время процесса накачки, а метанол может даже всасываться через кожу непосредственно в кровоток. Топливо также может вызывать коррозию жизненно важных частей двигателя, таких как шланги и инжекторы, а это значит, что вам необходимо обновить компоненты двигателя, чтобы преобразовать бензиновый автомобиль в метанол.

Испытание на выбросы M85 показало, что оно хорошо сокращает токсины, образующиеся при выбросах бензина. По сравнению с бензином, оксиды азота сокращены на 36%, окись углерода — на 53%, а углеводороды — на 74%. [14], Даже если метанол дает хорошие результаты в тестах на выбросы, важно учитывать крайнюю токсичность топлива. Мы оценили метанол как 5 для экологической безопасности.

Метанол: возобновляемый

Поскольку метанол в настоящее время производится за счет использования природного газа на основе ископаемого топлива, этот процесс не возобновляем. Тем не менее, существуют альтернативные методы производства, которые используют биомассу и ферментацию для создания метанола возобновляемым способом. Биомасса, используемая в этом процессе, может даже поступать из бытовых отходов, таких как сточные воды и свалочный газ. Необходимы дальнейшие исследования для дальнейшего расширения базы материалов, которые могут быть включены в этот процесс «Жидкая биомасса», но с КПД 75% до настоящего времени метанол может стать жизнеспособным возобновляемым ресурсом. [13], Мы дали метанол 7 для возможности обновления.

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Транспорт до электричества не нов. Первая электрическая тележка была построена в 1835 году, а через несколько лет появилась электрическая тележка. Технология хорошо известна и постоянно совершенствуется. За последние два десятилетия несколько крупных автопроизводителей, таких как GM, Honda и Toyota, создали несколько моделей и серийных автомобилей, чтобы продемонстрировать осуществимость электромобилей. В будущем электроэнергия может стать одним из самых устойчивых альтернативных видов топлива. [15],

Электрическая мощность

Мощность электромобиля напрямую связана с мощностью аккумулятора. Мощность батареи измеряется в киловаттах, при 100 кВт, что соответствует примерно 135 лошадям. Исторически, электромобили критиковались за их низкое время автономной работы. Многие электромобили, ранее продававшиеся в 1990-х годах, имели заряд 50 или 60 миль. Ожидается, что новые инновационные аккумуляторы, последние из которых — мощные литий-ионные аккумуляторы, значительно увеличат ассортимент электромобилей. Некоторые из последних аккумуляторов имеют емкость более 120 кВт и могут позволить автомобилю преодолевать сотни километров. Мы оценили электричество в 8 для электрического потенциала [16],

Стоимость и производство электроэнергии

В Соединенных Штатах большая часть электроэнергии все еще производится угольными заводами. Однако все больше и больше электроэнергии вырабатывается за счет полностью возобновляемых ресурсов, таких как солнечная энергия, энергия ветра и гидроэлектроэнергия. Производство электроэнергии через электрические компании в Соединенных Штатах стоит дешево. В прошлом году средняя цена на электроэнергию составляла менее 0,10 долл. США за кВтч. Стоимость электричества для электромобилей составляет всего около 25% от стоимости альтернативного жидкого топлива. Кроме того, электродвигатели, отвечающие за механическую мощность электромобилей, достигают производительности около 90%. [17], Из-за высокой эффективности и низкой стоимости электрической энергии мы даем ей 9 баллов за производство и стоимость.

Электроэнергия: воздействие на окружающую среду

Электромобили не производят выбросов. Единственные выбросы, генерируемые электрическим процессом, происходят от производства электроэнергии. Электроэнергия, производимая угольными заводами, продолжает выделять токсичные двуокись серы и двуокись углерода в атмосферу. Тем не менее, когда электроэнергия вырабатывается из возобновляемых ресурсов, нет выбросов ни в процессе производства, ни в использовании электроэнергии в транспортных средствах. электрический. Это означает, что автомобиль может проехать любое расстояние без каких-либо выбросов. [5], В связи с увеличением объема вырабатываемой чистой электроэнергии, а также отсутствием выбросов электроэнергии мы присвоили для электроэнергии рейтинг 9 для окружающей среды.

Электричество не растет на деревьях

Электричество все еще должно быть произведено в той или иной форме. Лучшая надежда для электромобилей будет заключаться в том, чтобы продолжать инвестировать время и ресурсы в поиск возобновляемых источников энергии для производства электрической энергии. Из-за отсутствия электромобилей они могли бы стать лучшей заменой бензина. Потребуется только развивать больше возобновляемой электроэнергии, чтобы иметь полностью безвредные транспортные средства. Мы оцениваем возобновляемую электроэнергию на 9.

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

Природный газ является еще одной альтернативой бензину, который уже используется в автомобилях. Honda создала Civic GX в 2005 году, которая работает на сжатом природном газе и может заряжаться дома с помощью компрессора. Само топливо действительно является жизнеспособной альтернативой бензину, но невозможно скрыть тот факт, что оно все еще является ископаемым топливом, предназначенным для вымирания. [5],

Природный газ: энергоэффективность

Мощность, вырабатываемая природным газом, чуть ниже, чем у бензина, около 1%. Однако более высокое октановое число природного газа (120) обеспечивает более высокие степени сжатия в двигателях внутреннего сгорания, что способствует более эффективному сгоранию топлива и генерирует больше силы Это помогает сделать сжигание природного газа немного чище, чем стандартное сжигание бензина. [18], Мы оценили природный газ как 8 по энергоэффективности

Природный газ: затраты и производство

Природный газ можно получить из многих источников. Он поступает в основном из подземных нефтяных месторождений в растворенной или изолированной форме, а также из собственных отдельных месторождений природного газа и угольных месторождений. Затем газ поступает на очистные сооружения, где удаляются многие его природные компоненты, такие как кислоты, ртуть, сера и вода. Затем газ можно направить для доставки.

Стоимость природного газа в Соединенных Штатах в настоящее время составляет около 7 долларов за тысячу кубических футов. Это составляет около 1 млн. БТЕ. Стоимость одного галлона бензина изменит природный газ примерно до 1,5 доллара за галлон. [19], Относительная простота очистки и транспортировки природного газа, связанная с ценой, эквивалентной бензину, приводит нас к тому, что природный газ имеет 8 для производства и стоимости.

Природный газ: экологические аспекты

Природный газ имеет смешанные преимущества и недостатки в отношении выбросов. Преимущества заключаются в том, что многие из соединений смога и глобального потепления, образующихся при сжигании бензина, в природном газе находятся на гораздо более низких уровнях. Для начала, выбросы природного газа производят примерно на 25% меньше углекислого газа, на 75% меньше оксидов азота и почти не содержат соединений серы или ртути. Однако при сжигании природного газа количество оксида углерода несколько выше, чем у бензина. [18], Учитывая все вышесказанное, мы оценили природный газ в 7 баллов за воздействие на окружающую среду.

Природный газ: возобновляемый

Il ne fait aucun doute que le gaz naturel est un combustible fossile. Une fois que le gaz naturel aura été épuisé, les moteurs fonctionnant au gaz naturel devront être modifiés pour pouvoir être utilisés avec d'autres gaz combustibles si leur utilisation doit être poursuivie. Il n'existe aucun procédé connu capable de produire du gaz naturel de synthèse. Pour cette raison, nous avons classé le gaz naturel à 0 pour sa capacité de renouvellement.

La décision

Après des recherches approfondies et une analyse minutieuse, nous sommes en mesure de prédire l'avenir potentiel de ces carburants, ainsi que leur durabilité à long terme. Nous avons conclu que, même si chacun de ces carburants présente des avantages qui les rendent attrayants sous une forme ou une autre, les deux décennies à venir montreront un glissement vers des voitures fonctionnant au biodiesel et à l’électricité. À terme, nous pensons que les voitures électriques deviendront le moyen de transport le plus utilisé, dépassant les voitures à biocarburant en tant que courant principal utilisé au quotidien.

Cependant, nous prévoyons également que, pendant de nombreuses années, plusieurs sources d’essence alimenteront les transports. Nous pensons qu’il est possible qu’une famille typique dispose de plusieurs voitures à propulsion différente à des fins différentes. Une voiture électrique plus petite pourrait être utilisée pour les trajets quotidiens ou pour aller faire les courses, tandis qu'un VUS alimenté au biodiesel pourrait emmener la famille en vacances ou effectuer d'autres tâches de conduite sur de longues distances. Les différences entre ces carburants se traduisent par des marchés de niche dans lesquels ils s’acquittent bien de leur tâche.

DURABILITÉ: L'AVENIR

Nous prévoyons que le biodiesel continuera à se développer en tant que carburant alternatif et qu’il deviendra une option viable au cours des dix prochaines années pour un carburant polyvalent basé sur ses bonnes performances et ses avantages pour l’environnement. Le B80 deviendra probablement une option d'alimentation courante, car sa production d'électricité est proche de celle de l'essence et son prix continuera de devenir de plus en plus attractif à mesure que les prix de l'essence augmentent. Cependant, notre pays ne sera pas en mesure de produire suffisamment de biodiesel pour en faire le seul carburant de notre pays. En raison de la limite de quantité de biodiesel que nous pouvons produire, il ne sera pas en mesure de remplacer de manière indépendante l'essence en tant que carburant de transport unique de notre pays.

Les piles à combustible fonctionnant à l'hydrogène seraient un excellent moyen de propulser les voitures — si la technologie était disponible. L’utilisation de l’hydrogène continuera de faire l’objet de recherche et développement, mais il faudra attendre au moins 10 à 20 ans pour que les piles à combustible soient couramment vendues dans les voitures, et même dans ces conditions, les prix élevés éloigneront la plupart des acheteurs. L'incorporation lente de stations de ravitaillement en hydrogène ainsi que le coût de l'hydrogène seront également un moyen de dissuasion pour que les voitures à hydrogène deviennent monnaie courante. Nous reconnaissons qu'en théorie, les piles à combustible à l'hydrogène constituent un moyen très efficace de ravitailler les transports. Pour cette raison, ce n'est qu'une question de temps avant que la technologie ne rattrape son retard. Cependant, lorsque les piles à combustible seront suffisamment simples et abordables pour le conducteur quotidien, les voitures électriques deviendront des véhicules de tous les jours sur les routes américaines et leur efficacité pourrait même être meilleure que celle de l'hydrogène.

L'éthanol et le méthanol sont des carburants potentiels, mais un nombre limité de sources de matières premières et une puissance de sortie limitée ne permettront pas à ces carburants à base d'alcool d'être utilisés comme carburant de consommation primaire. Cependant, ils peuvent continuer à vivre comme carburants spéciaux pour les autobus et autres moyens de transport en commun en raison de la baisse de la demande et de la capacité de leurs véhicules de transporter davantage de carburant liquide à bord.

L'électricité alimentera très probablement le transport de l'avenir. En 1996, GM a lancé la EV1, une voiture électrique biplace pouvant être rechargée à la maison en 8 heures et parcourant 150 km en utilisant les batteries disponibles à l'époque. Même si ce n’est pas un succès commercial, car environ 1 000 voitures seulement ont été construites, les EV1 ont prouvé que les voitures électriques pouvaient être produites et utilisées efficacement pour les déplacements quotidiens et constituaient un puissant concurrent des voitures à essence. Les nouveaux développements de batteries augmenteront considérablement la gamme de véhicules électriques tout en préservant l’efficacité et les avantages économiques des voitures. [20],

Le gaz naturel fonctionne bien pour alimenter les voitures d'aujourd'hui. Quelques voitures fonctionnant au gaz naturel ont été produites, ainsi qu'une ligne d'autobus urbains. La technologie fonctionne bien et les émissions constituent une amélioration par rapport à l'essence. Cependant, le gaz naturel ne durera pas. Il finira par rencontrer la même fin intempestive que l’essence et ne constitue donc pas une alternative durable aux véhicules à essence. Le gaz naturel peut toutefois offrir une période de grâce pendant la période de transition loin de l’essence.

Enfin, nous ne pouvons être certains de l’avenir des carburants de substitution. Un certain nombre d'autres facteurs imprévisibles, notamment le changement climatique, la recherche industrielle et l'instabilité politique, pourraient jouer un rôle clé dans la grande course au carburant. Cependant, sur la base de nos connaissances actuelles, nous estimons que nos conclusions représentent des conjectures raisonnables pour l’avenir des carburants de substitution. Une chose est sûre, les ingénieurs seront certainement à la pointe de cette période passionnante et importante de l’histoire.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *