مركبة وقود بديلة هي مركبة تعمل على وقود غير الوقود التقليدي للبترول (بنزين أو وقود ديزل) ؛ ويشير أيضا إلى أي تكنولوجيا لتشغيل محرك لا ينطوي على النفط فقط (مثل السيارات الكهربائية ، والمركبات الكهربائية الهجينة ، تعمل بالطاقة الشمسية). وبسبب وجود مجموعة من العوامل ، مثل المخاوف البيئية وارتفاع أسعار النفط وإمكانية ذروة النفط ، أصبح تطوير أنواع الوقود البديلة النظيفة وأنظمة الطاقة المتطورة للمركبات يمثل أولوية عالية للعديد من الحكومات ومصنعي السيارات في جميع أنحاء العالم.

إن المركبات الكهربائية الهجينة مثل تويوتا بريوس ليست في الواقع مركبات وقود بديلة ، ولكن من خلال التكنولوجيات المتقدمة في البطارية الكهربائية والمحرك / المولد ، فإنها تجعل استخدام الوقود البترولي أكثر كفاءة. وتركز جهود أخرى للبحث والتطوير في أشكال بديلة للطاقة على تطوير سيارات تعمل بالكهرباء والوقود ، وحتى الطاقة المخزنة للهواء المضغوط.

يتجاوز التحليل البيئي مجرد كفاءة التشغيل والانبعاثات. يتضمن تقييم دورة الحياة للمركبة اعتبارات الإنتاج وما بعد الاستخدام. يعتبر تصميم المهد إلى المهد أكثر أهمية من التركيز على عامل واحد مثل نوع الوقود.

تصنيف السيارات
إن تصنيف مركبات الطاقة الجديدة هو كما يلي: إن الخطط الرئيسية الثلاث للمركبات الكهربائية ، ومركبات الوقود البديلة ، والمركبات الهجينة هي الاتجاه السائد ، ولكن البعض الآخر طور حلولًا أخرى:

يقودها الكهرباء
بسبب هيكلها البسيط ، فهي أكثر ملاءمة للسيارات في المدينة ، ولكن في حالة القيادة لمسافات طويلة ، قد يكون من الضروري استخدام طاقة الميكروويف أثناء القيادة. يمكن أن تعمل السيارات الأكبر في وضع العربة.

الطاقة الكهربائية
امدادات الطاقة اللاسلكية
بطارية
خلية الوقود

يقودها الوقود البديل
ومثل هذا المخطط هو الاستمرار في استخدام محركات الاحتراق الداخلي ، ولكن التحول إلى أنواع وقود أقل تكلفة وأقل انبعاثًا للكربون ، والتي تنافست أيضًا مع مركبات البنزين في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. ميزة كونها مركبة طاقة جديدة هي أنها أكثر ملاءمة للمركبات الثقيلة التي لا تصلح للسيارات الكهربائية.

كان للإيثانول ، مثل طراز فورد تي ، في البداية نسخة تستخدم وقود الكحول ، ولكن بما أن الشخص الذي اشترى السيارة كان منخفض الدخل ، فإنه سيتوقف فقط عن شراء نسخة بنزين بأسعار أقل.
الميثانول
وقود الديزل الحيوي
هيدروجين
الغاز الطبيعي المضغوط (CNG)
غاز البترول المسال (LPG)
الغاز الطبيعي المسال
كان غاز الخشب شائعًا قبل وبعد الحرب العالمية الثانية ، مثل حافلة الفحم اليابانية.

يقودها الهجين
هجين (سيارة تستخدم اثنين أو أكثر من مصادر الطاقة).

آخر
غيرها من ثاني أكسيد الكربون منخفض الانبعاثات وخيارات تحويل الطاقة العالية.

لا تتطلب الطاقة النووية التزود بالوقود ولا غاز العادم طوال حياتها ، ولكن حل مشاكل النفايات النووية والإشعاع سيكون ممكنا في الجيل الرابع من المفاعلات.
تعمل الطاقة الشمسية على تحويل الطاقة الشمسية إلى محرك كهربائي يقود السيارات.
الطاقة الميكانيكية يمكن استخدام أدوات مثل الهواء المضغوط والساعة أو الحذافات تحويل 100٪ تقريبًا من الطاقة.
محرك البخار أقرب حل للسيارة ، ولكن بسبب الغلاية الضخمة ومشكلة استهلاك المياه وفقدان المياه في التبخر ، ولكن كفاءة تحويل الطاقة تكاد تكون 100٪ ، فمن الممكن تحقيق محرك ستيرلنغ.
محركات السكتة الدماغية أو ثمانية السكتة الدماغية على الرغم من أن محرك الاحتراق الداخلي لا يزال محركًا للاحتراق ، فإن كفاءة الاحتراق أعلى بكثير من محركات الاحتراق الرباعي الحديثة ، وهي قريبة من الهيكل الرئيسي للسيارات الحديثة ، لذا فهي أيضًا حلاً واعدًا.

مصدر وقود واحد

ضاغط هواء المحرك
المحرك الهوائي عبارة عن محرك مكبس خالٍ من الانبعاثات يستخدم الهواء المضغوط كمصدر للطاقة. أول سيارة هوائية مضغوطة اخترعها مهندس فرنسي يدعى جاي نيجري. يمكن استخدام توسع الهواء المضغوط لقيادة المكابس في محرك المكبس المعدل. يتم اكتساب كفاءة التشغيل من خلال استخدام الحرارة البيئية في درجة الحرارة العادية لتسخين الهواء الموسع البارد من خزان التخزين. هذا التوسع غير adiabatic لديه القدرة على زيادة كفاءة الجهاز بشكل كبير. العادم الوحيد هو الهواء البارد (−15 درجة مئوية) ، والذي يمكن أن يستخدم أيضًا في حالة السيارة. مصدر الهواء هو خزان من ألياف الكربون المضغوط. يتم تسليم الهواء إلى المحرك عبر نظام حقن تقليدي. ويزيد تصميم الكرنك الفريد داخل المحرك من الوقت الذي يتم فيه تدفئة مصدر الهواء من المصادر المحيطة ، كما تسمح عملية المرحلتين بتحسين معدلات نقل الحرارة.

البطارية الكهربائية
المركبات الكهربائية للبطاريات (BEVs) ، والمعروفة أيضًا باسم المركبات الكهربائية بالكامل (AEVs) ، هي مركبات كهربائية يكون تخزين الطاقة الرئيسي فيها هو الطاقة الكيميائية للبطاريات. تعد BEVs هي أكثر الأشكال شيوعًا لما يحدده مجلس موارد الهواء في كاليفورنيا (CARB) كمركبة انبعاثات صفرية (ZEV) لأنها لا تنتج أي انبعاثات عوادم عند نقطة التشغيل. يتم الحصول على الطاقة الكهربائية المحمولة على متن BEV لتشغيل المحركات من مجموعة متنوعة من كيمياء البطاريات مرتبة في حزم البطارية. للمقطورات ذات المدى الإضافي أو المقطورات المزودة بدواسات ، يتم استخدامها أحيانًا ، مما يشكل نوعًا من المركبات الهجينة. تشتمل البطاريات المستخدمة في المركبات الكهربائية على “أحمق” لحمض الرصاص ، وحصيرة زجاجية ممتصة ، و NiCd ، وهيدريد فلز النيكل ، و Li-ion ، و Li-poly ، و بطاريات الزنك – الهواء.

شمسي
السيارة الشمسية هي عبارة عن سيارة كهربائية تعمل بالطاقة الشمسية يتم الحصول عليها من الألواح الشمسية الموجودة على السيارة. لا يمكن حاليًا استخدام الألواح الشمسية لتزويد سيارة مباشرة بكمية مناسبة من الطاقة في هذا الوقت ، ولكن يمكن استخدامها لتوسيع نطاق السيارات الكهربائية. وهي تتسابق في مسابقات مثل التحدي العالمي للطاقة الشمسية والتحدي الشمسي لأمريكا الشمالية. وكثيرا ما ترعى هذه الأنشطة من قبل الوكالات الحكومية مثل وزارة الطاقة الأمريكية حريصة على تعزيز تطوير تكنولوجيا الطاقة البديلة مثل الخلايا الشمسية والمركبات الكهربائية. وكثيرا ما تدخل الجامعات مثل هذه التحديات لتطوير مهاراتها الهندسية والتكنولوجية لدى الطلاب وكذلك شركات تصنيع السيارات مثل جنرال موتورز وهوندا.

ثنائي ميثيل الأثير الوقود
Dimethyl ether (DME) هو وقود واعد في محركات الديزل ومحركات البنزين (30 ٪ DME / 70 ٪ LPG) ، والتوربينات الغازية بسبب ارتفاع عدد السيتان ، وهو 55 ، مقارنة مع الديزل ، الذي هو 40-53. هناك حاجة فقط إلى تعديل معتدل لتحويل محرك ديزل لحرق DME. إن بساطة هذا المركب القصير سلسلة الكربون يؤدي أثناء الاحتراق إلى انبعاثات منخفضة جداً من المواد الجسيمية ، أكاسيد النيتروجين ، CO. لهذه الأسباب بالإضافة إلى كونها خالية من الكبريت ، تلبي DME حتى أكثر لوائح الانبعاثات صرامة في أوروبا (EURO5) ، ​​الولايات المتحدة ( الولايات المتحدة 2010) ، واليابان (اليابان اليابان 2009). تستخدم موبيل بورصة دبي للطاقة في عملية الميثانول إلى البنزين.

الأمونيا المركبات التي تعمل بالوقود
يتم إنتاج الأمونيا عن طريق الجمع بين الهيدروجين الغازي والنيتروجين من الهواء. يستخدم إنتاج الأمونيا على نطاق واسع الغاز الطبيعي لمصدر الهيدروجين. استخدمت الأمونيا خلال الحرب العالمية الثانية لتشغيل الحافلات في بلجيكا ، وفي تطبيقات المحركات والطاقة الشمسية قبل عام 1900. كما غذت الأمونيا السائلة محرك Reaction Motors XLR99 الصاروخي الذي يعمل على تشغيل طائرة الأبحاث X-15 التي تفوق سرعة الصوت. على الرغم من أنها لم تكن قوية مثل الوقود الأخرى ، إلا أنها لم تترك السناج في محرك الصواريخ القابل لإعادة الاستخدام وكثافته تطابق تقريباً كثافة المؤكسد ، الأكسجين السائل ، مما أدى إلى تبسيط تصميم الطائرة.

الوقود الحيوي

Bioalcohol والإيثانول
كانت أول سيارة تجارية تستخدم الإيثانول كوقود هي طراز فورد تي ، الذي تم إنتاجه من عام 1908 وحتى عام 1927. وقد تم تجهيزه بمكربن ​​مع نفاثات قابلة للضبط ، مما يسمح باستخدام البنزين أو الإيثانول ، أو مزيج من الاثنين معا. كما قدمت شركات أخرى لتصنيع السيارات محركات لاستخدام وقود الإيثانول. في الولايات المتحدة ، تم إنتاج وقود الكحول في اللقطات الكحولية للذرة حتى تجرّم Prohibition إنتاج الكحول في عام 1919. وانخفض استخدام الكحول كوقود لمحركات الاحتراق الداخلي ، إما بمفرده أو بالاشتراك مع أنواع أخرى من الوقود ، حتى سعر النفط الصدمات من 1970s. علاوة على ذلك ، تم اكتساب المزيد من الاهتمام بسبب مزاياه البيئية المحتملة وطويلة الأجل على الوقود الأحفوري.

وقود الديزل الحيوي
الفائدة الرئيسية لمحركات الديزل هي أن لديها كفاءة حرق الوقود بنسبة 44٪. مقارنة مع 25-30 ٪ فقط في أفضل محركات البنزين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وقود الديزل يحتوي على كثافة طاقة أعلى من حيث الحجم من البنزين. هذا يجعل محركات الديزل قادرة على تحقيق اقتصاد وقود أفضل بكثير من مركبات البنزين.

الغاز الحيوي
يمكن استخدام الغاز الحيوي المضغوط لمحركات الاحتراق الداخلي بعد تنقية الغاز الخام. يمكن النظر إلى إزالة H2O و H2S والجسيمات كمعيار لإنتاج غاز له نفس نوعية الغاز الطبيعي المضغوط. إن استخدام الغاز الحيوي مثير للاهتمام بشكل خاص في المناخات حيث لا يمكن استخدام الحرارة المهدرة لمحطة توليد تعمل بالطاقة البيولوجية خلال الصيف.

فحم
في الثلاثينيات من القرن العشرين ، صنع تانغ تشونغ مينغ اختراعًا باستخدام موارد الفحم الوفيرة لسوق السيارات الصينية. تم استخدام السيارة التي تعمل بالوقود النباتي في وقت لاحق في الصين بشكل مكثف ، حيث خدم الجيش والناقل بعد اندلاع الحرب العالمية الثانية.

الغاز الطبيعي المضغوط (CNG)
غاز طبيعي مضغوط عالي الضغط ، يتكون أساسا من غاز الميثان ، ويستخدم في تغذية محركات الاحتراق العادية بدلا من البنزين. ينتج عن احتراق الميثان أقل كمية من ثاني أكسيد الكربون من جميع أنواع الوقود الأحفوري. يمكن إعادة تجهيز سيارات البنزين إلى الغاز الطبيعي المضغوط وتصبح عربات ثنائية الوقود الغاز الطبيعي (NGVs) كما يتم الاحتفاظ خزان البنزين. يمكن للسائق التبديل بين الغاز الطبيعي المضغوط والبنزين أثناء التشغيل. تحظى مركبات الغاز الطبيعي (NGVs) بشعبية في المناطق أو البلدان التي يتوفر فيها الغاز الطبيعي بكثرة. بدأ الاستخدام على نطاق واسع في وادي نهر بو في إيطاليا ، ثم أصبح شائعًا جدًا في نيوزيلندا في الثمانينيات ، على الرغم من تراجع استخدامه.

حمض الفورميك
يستخدم حمض الفورميك عن طريق تحويله أولاً إلى هيدروجين ، واستخدامه في خلية وقود. حمض الفورميك أسهل بكثير لتخزينه من الهيدروجين.

هيدروجين
سيارة الهيدروجين هي سيارة تستخدم الهيدروجين كمصدر أساسي للطاقة بالنسبة للتنقل. تستخدم هذه السيارات الهيدروجين بشكل عام في إحدى الطريقتين: الاحتراق أو تحويل خلية الوقود. في الاحتراق ، يتم “حرق” الهيدروجين في المحركات في نفس الطريقة نفسها كما السيارات البنزين التقليدية. في تحويل خلية الوقود ، يتم تحويل الهيدروجين إلى كهرباء من خلال خلايا الوقود التي تشغّل المحركات الكهربائية. مع أي من الطريقتين ، فإن المنتج الثانوي الوحيد من الهيدروجين المستهلك هو الماء ، ولكن أثناء الاحتراق مع أكاسيد النيتروجين يمكن إنتاجه.

سيارة نيتروجين سائلة
النيتروجين السائل (LN2) هو طريقة لتخزين الطاقة. يتم استخدام الطاقة لتسييل الهواء ، ومن ثم يتم إنتاج LN2 عن طريق التبخر ، وتوزيعها. يتعرض LN2 للحرارة المحيطة في السيارة ويمكن استخدام غاز النيتروجين الناتج لتشغيل محرك المكبس أو التوربين. الحد الأقصى من الطاقة التي يمكن استخلاصها من LN2 هو 213 وات / ساعة لكل كجم (W / h / kg) أو 173 وات في الساعة لكل لتر ، حيث يمكن استخدام أقصى 70 W / h / kg مع درجة حرارة متساوية عملية التوسع. ويمكن لهذه السيارة التي تحتوي على خزان سعته 350 لترًا (93 جالونًا) أن تحقق نطاقات مماثلة لمركبة تعمل بالبنزين مزودة بخزان سعة 50 لترًا (13 جالونًا). يمكن لمحركات المستقبل النظرية ، باستخدام دورات القمة المتتالية ، أن تحسن ذلك إلى حوالي 110 واط / ساعة / كجم مع عملية توسيع شبه متساوي الحرارة. المزايا هي انبعاثات ضارة صفر وكثافة طاقة متفوقة مقارنة مع سيارة مضغوطة ، فضلا عن القدرة على إعادة ملء الخزان في غضون دقائق.

الغاز الطبيعي المسال (LNG)
الغاز الطبيعي المسال هو غاز طبيعي تم تبريده إلى درجة يصبح فيها سائلًا مبردًا. في هذه الحالة السائلة ، يزيد الغاز الطبيعي بأكثر من ضعفين عن الغاز الطبيعي المضغوط المضغوط للغاية. تعمل أنظمة الوقود LNG على أي مركبة قادرة على حرق الغاز الطبيعي. على عكس CNG ، التي يتم تخزينها عند ضغط مرتفع (عادة 3000 أو 3600 رطل / بوصة مربعة) ومن ثم يتم تنظيمها إلى ضغط منخفض يمكن للمحرك قبوله ، يتم تخزين LNG عند ضغط منخفض (50 إلى 150 رطل / بوصة مربعة) ويتم تبخيره ببساطة بواسطة مبادل حراري قبل الدخول أجهزة قياس الوقود للمحرك. نظرًا لكثافة الطاقة العالية مقارنةً بالغاز الطبيعي المضغوط ، فهي مناسبة جدًا للمهتمين بالنطاقات الطويلة أثناء العمل على الغاز الطبيعي.

Autogas (LPG)
غاز البترول المسال أو غاز البترول المسال هو خليط غاز مسيل منخفض الضغط يتكون أساسا من البروبان والبيوتان الذي يحترق في محركات احتراق البنزين التقليدية مع ثاني أكسيد الكربون أقل من البنزين. يمكن تعديل سيارات البنزين إلى LPG aka Autogas وتصبح سيارات ثنائية الوقود بينما يبقى خزان البنزين. يمكنك التبديل بين غاز البترول المسال والبنزين أثناء التشغيل. يقدر بنحو 10 مليون سيارة تعمل في جميع أنحاء العالم.

بخار
سيارة البخار هي سيارة تحتوي على محرك بخاري. يمكن استخدام الخشب أو الفحم أو الإيثانول أو غيرها كوقود. يتم حرق الوقود في غلاية ، وتحول الحرارة الماء إلى بخار. عندما يتحول الماء إلى بخار ، فإنه يتوسع. التوسع يخلق الضغط. الضغط يدفع المكابس ذهابا وإيابا. هذا بدوره drivehaft لتدوير العجلات إلى الأمام. وهي تعمل مثل قطار بخاري يعمل بالوقود بالفحم أو قارب بخاري. كانت السيارة البخارية هي الخطوة المنطقية التالية في النقل المستقل.

غاز الخشب
يمكن استخدام غاز الخشب لتشغيل السيارات بمحركات الاحتراق الداخلي العادية إذا كان مدمرًا للغاز موصلاً. كانت هذه شعبية كبيرة خلال الحرب العالمية الثانية في العديد من البلدان الأوروبية والآسيوية لأن الحرب منعت الوصول السهل والفعال من حيث التكلفة للنفط.

مصدر وقود متعددة

وقود مزدوج
يشار إلى سيارة الوقود المزدوجة بأنها السيارة التي تستخدم نوعين من الوقود في نفس الوقت (يمكن أن يكون الغاز + السائل ، الغاز + الغاز ، السائل + السائل) مع خزان الوقود المختلفة.

ديزل-كنغ الوقود المزدوج هو نظام يستخدم نوعين من الوقود والديزل والغاز الطبيعي المضغوط (CNG) في نفس الوقت. إنه بسبب حاجة CNG مصدر الإشتعال للإحتراق في محرك الديزل.

وقود مرن
تعتبر مركبة الوقود المرن (FFV) أو المركبة ذات الوقود المزدوج (DFF) شاحنة وقود سيارات أو شاحنة خفيفة بديلة مزودة بمحرك متعدد الوقود يمكنه استخدام أكثر من وقود واحد ، عادة ما يتم مزجه في نفس الخزان ، ويتم حرق المزيج في غرفة الاحتراق معا. هذه المركبات تسمى بالعامية الوقود المرن ، أو flexifuel في أوروبا ، أو فليكس فقط في البرازيل. تتميز سيارات FFV عن عربات الوقود الثنائي ، حيث يتم تخزين وقودين في خزانات منفصلة. إن أكثر أنواع FFV المتاحة تجاريًا في السوق العالمي هي وقود الإيثانول المرن ، حيث تتركز الأسواق الرئيسية في الولايات المتحدة والبرازيل والسويد وبعض الدول الأوروبية الأخرى. بالإضافة إلى مركبات الوقود المرن التي تعمل بالإيثانول ، في الولايات المتحدة وأوروبا كانت هناك برامج اختبار ناجحة مع مركبات وقود المولان المرن ، والمعروفة باسم M85 FFVs ، ومؤخرا كانت هناك أيضا اختبارات ناجحة باستخدام أنواع الوقود P-series مع E85 flex في يونيو 2008 ، لم يعد هذا الوقود متاحًا لعامة الناس.

تحتوي مركبات وقود الإيثانول المرنة على محركات بنزين قياسية قادرة على الجري مع الإيثانول والبنزين في نفس الخزان. تحتوي هذه الخلائط على أرقام “E” تصف النسبة المئوية للإيثانول في الخليط ، على سبيل المثال ، E85 هو 85٪ إيثانول و 15٪ بنزين. (راجع مخاليط وقود الإيثانول الشائعة للحصول على مزيد من المعلومات.) على الرغم من وجود تقنية تسمح بتشغيل أيونات FFV على أي خليط يصل إلى E100 ، في الولايات المتحدة وأوروبا ، يتم تحسين مركبات الوقود المرن لتشغيلها على E85. تم تعيين هذا الحد لتجنب مشاكل بدء التشغيل البارد أثناء الطقس شديد البرودة. قد يتم تخفيض محتوى الكحول خلال فصل الشتاء ، إلى E70 في الولايات المتحدة أو إلى E75 في السويد. البرازيل ، بمناخ أكثر دفئًا ، طورت مركبات يمكن أن تعمل على أي مزيج يصل إلى E100 ، على الرغم من أن E20-E25 هو الحد الأدنى من المزج الإلزامي ، ولا يباع أي بنزين نقي في البلاد.

تم إنتاج وبيع حوالي 48 مليون سيارة ودراجة نارية وشاحنات خفيفة في جميع أنحاء العالم بحلول منتصف عام 2015 ، وتتركز في أربعة أسواق ، والبرازيل (29.5 مليون بحلول منتصف عام 2015) ، والولايات المتحدة (17.4 مليون بحلول نهاية عام 2014) ، وكندا (1.6 مليون بحلول عام 2014) والسويد (من 243،100 إلى كانون الأول 2014). يضم أسطول الوقود المرن البرازيلي أكثر من 4 ملايين دراجة نارية ذات وقود مرن تم إنتاجها منذ عام 2009 حتى مارس 2015. في البرازيل ، كان 65٪ من مالكي السيارات التي تعمل بالوقود المرن يستخدمون وقود الإيثانول بانتظام في عام 2009 ، في حين يتم تشغيل العدد الفعلي من FFVs الأمريكية على E85 أقل بكثير. وقد توصلت استطلاعات الرأي التي أجريت في الولايات المتحدة إلى أن 68٪ من مالكي السيارات الأمريكيين ذوي الوقود المرن لم يكونوا على دراية بأنهم يملكون مرنًا E85. يُعتقد أن هذا يرجع إلى عدد من العوامل ، بما في ذلك:

إن ظهور مركبات الوقود المرن والوقود غير المرن متطابق.
لا يوجد فرق السعر بين سيارة بنزين نقية ومجموعها من الوقود المرن.
نقص وعي المستهلك بمركبات الوقود المرن ؛
عدم الترويج لمركبات السيارات التي تعمل بالوقود المرن من قبل صانعي السيارات الأمريكيين ، الذين غالباً ما لا يسمون السيارات أو يقومون بتسويقها بنفس الطريقة التي يقومون بها للسيارات الهجينة.
على النقيض من ذلك ، فإن شركات صناعة السيارات التي تبيع سيارات FFVs في البرازيل عادة ما تضع شارات تعلن السيارة باعتبارها سيارة تعمل بالوقود المرن. اعتبارًا من عام 2007 ، طُلب من طرازات FFV الجديدة التي تم بيعها في الولايات المتحدة عرض غطاء غاز أصفر مزوّد بعلامة “E85 / gasoline” ، لتذكير السائقين بقدرات الوقود المرنة للسيارات. يتأثر استخدام E85 في الولايات المتحدة أيضًا بالعدد المنخفض نسبيًا لمحطات تعبئة الوقود E85 العاملة في جميع أنحاء البلاد ، مع ما يزيد قليلاً عن 1،750 محطة في أغسطس 2008 ، يتركز معظمها في ولايات حزام الذرة ، بقيادة مينيسوتا مع 353 محطة ، تليها إلينوي مع 181 ، وويسكونسن مع 114. وبالمقارنة ، هناك حوالي 120،000 محطة توفير البنزين غير الإيثانول العادية في الولايات المتحدة وحدها.

كانت هناك ادعاءات بأن صانعي السيارات الأمريكيين لديهم دوافع لانتاج السيارات التي تعمل بالوقود المرن بسبب وجود ثغرة في متطلبات معدل استهلاك الوقود للشركات (CAFE) ، والتي تعطي لصناعة السيارات “ائتمان اقتصادي في استهلاك الوقود” لكل سيارة تعمل بالوقود المرن ، سواء كانت لا يتم تشغيل السيارة في الواقع مع E85 في الاستخدام المنتظم. يُزعم أن هذه الثغرة تسمح لصناعة السيارات في الولايات المتحدة بالوفاء بأهداف اقتصاد الوقود من CAFE ليس من خلال تطوير نماذج أكثر كفاءة في استهلاك الوقود ، ولكن عن طريق إنفاق ما بين 100 و 200 دولار أمريكي لكل سيارة لإنتاج عدد معين من نماذج الوقود المرن ، مما يمكنها من الاستمرار بيع سيارات أقل كفاءة في استهلاك الوقود مثل سيارات الدفع الرباعي ، التي حققت هوامش ربح أعلى من السيارات الأصغر والأكثر كفاءة في استهلاك الوقود.

في الولايات المتحدة ، تم تجهيز E85 FFVs بجهاز استشعار يكتشف تلقائيًا خليط الوقود ، مما يشير إلى وحدة التحكم الإلكترونية لتولي توقيت الشرارة وحقن الوقود بحيث يحترق الوقود بشكل نظيف في محرك الاحتراق الداخلي للمركبة. في الأصل ، تم تركيب أجهزة الاستشعار في خط الوقود ونظام العادم ؛ نماذج أكثر حداثة التخلص من مستشعر خط الوقود. وهناك ميزة أخرى للسيارات القديمة التي تعمل بالوقود المرن وهي عبارة عن خزان صغير منفصل لتخزين البنزين تم استخدامه لبدء تشغيل السيارة في الأيام الباردة ، عندما جعل خليط الإيثانول عملية الاشتعال أكثر صعوبة.

تعمل تكنولوجيا الوقود المرن البرازيلي الحديثة على تمكين FFV لتشغيل أي مزيج بين الغازولين E20-E25 ووقود الإيثانول E100 ، وذلك باستخدام مسبار لامدا لقياس جودة الاحتراق ، والذي يُبلغ وحدة التحكم في المحرك بالتكوين الدقيق للبنزين والكحول خليط. هذه التقنية ، التي طورتها الشركة البرازيلية التابعة لشركة Bosch في عام 1994 ، والتي تم تحسينها وتنفيذها تجاريًا في عام 2003 من قبل الشركة الإيطالية Magneti Marelli ، تعرف باسم “Software Fuel Sensor”. طورت الشركة البرازيلية التابعة لشركة “دلفي أوتوموتيف سيستمز” تقنية مشابهة ، تعرف باسم “مولتيفيويل” (Multifuel) ، استناداً إلى الأبحاث التي أجريت في مرفقها في بيراسيكابا ، ساو باولو. تسمح هذه التقنية لوحدة التحكم بتنظيم مقدار الوقود الذي يتم حقنه ووقت الشرارة ، حيث يجب تقليل تدفق الوقود لتجنب التفجير بسبب نسبة الانضغاط العالية (حوالي 12: 1) المستخدمة من قبل محركات الوقود المرن.

تم إطلاق أول دراجة نارية مرنة في هوندا في مارس 2009. تم إنتاجها من قبل فرعها البرازيلي موتو هوندا دا أمازونيا ، وتباع CG 150 تيتان ميكس مقابل حوالي 2700 دولار أمريكي. لأن الدراجة النارية ليس لديها خزان غاز ثانوي لبداية باردة مثل السيارات المرنة البرازيلية ، يجب أن يكون الخزان 20٪ على الأقل من البنزين لتجنب مشاكل البدء عند درجات حرارة أقل من 15 درجة مئوية (59 درجة فهرنهايت). تشتمل لوحة الدراجات النارية على مقياس لتحذير السائق من مزيج الإيثانول والبنزين الفعلي في خزان التخزين.

الهجينة

سيارة كهربائية مختلطة
تستخدم السيارة الهجينة أنظمة دفع متعددة لتوفير الطاقة المحركة. وأكثر أنواع السيارات الهجينة شيوعًا هي السيارات الهجينة التي تعمل بالبنزين والكهرباء ، والتي تستخدم البنزين (البنزين) والبطاريات الكهربائية للطاقة المستخدمة لتشغيل محركات الاحتراق الداخلي (ICEs) والمحركات الكهربائية. وعادةً ما تكون هذه المحركات صغيرة نسبيًا ويمكن اعتبارها “ضعيفة القوة” في حد ذاتها ، ولكنها يمكن أن توفر تجربة قيادة عادية عند استخدامها معًا أثناء التسارع والمناورات الأخرى التي تتطلب طاقة أكبر.

بيعت تويوتا بريوس لأول مرة في اليابان في عام 1997 وتباع في جميع أنحاء العالم منذ عام 2000. بحلول عام 2017 يتم بيع بريوس في أكثر من 90 دولة ومنطقة ، مع اليابان والولايات المتحدة كأكبر أسواقها. في مايو 2008 ، وصلت مبيعات Prius التراكمية العالمية إلى مليون وحدة ، وبحلول سبتمبر 2010 ، وصلت Prius إلى مبيعات تراكمية في جميع أنحاء العالم من 2 مليون وحدة ، و 3 مليون وحدة بحلول يونيو 2013. اعتبارا من يناير 2017 ، تقود مبيعات الهجين العالمية عائلة بريوس ، مع مبيعات تراكمية قدرها 6.0361 مليون وحدة ، باستثناء البديل الهجين الإضافي. ويعتبر طراز تويوتا بريوس هو الطراز الرائد في علامة تويوتا التجارية حيث بلغت مبيعاتها 3.985 مليون وحدة ، تليها تويوتا أكوا / بريوس ج ، مع مبيعات عالمية بلغت 1.380 مليون وحدة ، وبريوس v / α / + مع 671،200 ، وهجين كامري مع 614،700 وحدة ، تويوتا Auris مع 378،000 وحدة ، و Toyota Yaris Hybrid مع 302،700. طراز لكزس الأكثر مبيعاً هو لكزس RX 400h / RX 450h مع مبيعات عالمية تبلغ 363،000 وحدة.

سيارة هوندا إنسايت هي سيارة هاتشباك هجين ذات مقعدين تصنعها شركة هوندا. كانت هذه أول سيارة هجينة منتجة بكميات كبيرة تُباع في الولايات المتحدة ، وتم طرحها في عام 1999 ، وتم إنتاجها حتى عام 2006. قدمت هوندا الجيل الثاني من Insight في اليابان في فبراير 2009 ، وتم طرح Insight الجديد للبيع في الولايات المتحدة في أبريل. 22 ، 2009. كما تقدم هوندا هوندا سيفيك الهجين منذ عام 2002.

اعتبارًا من يناير 2017 ، هناك أكثر من 50 طرازًا من السيارات الكهربائية الهجينة المتوفرة في العديد من الأسواق العالمية ، حيث تم بيع أكثر من 12 مليون سيارة كهربائية مختلطة في جميع أنحاء العالم منذ إنشائها في عام 1997. اعتبارًا من أبريل 2016 ، احتلت اليابان المركز الأول في السوق بأكثر من بيعت 5 ملايين سيارة هجينة ، تلتها الولايات المتحدة بمبيعات تراكمية لأكثر من 4 ملايين وحدة منذ عام 1999 ، وأوروبا مع حوالي 1.5 مليون سيارة هجين تم تسليمها منذ عام 2000. اليابان لديها أعلى اختراق سوق هجين في العالم. بحلول عام 2013 ، بلغت حصة السوق الهجين أكثر من 30٪ من سيارات الركاب القياسية الجديدة التي تم بيعها ، وحوالي 20٪ من مبيعات سيارات الركاب الجديدة بما في ذلك سيارات kei. تحتل هولندا المرتبة الثانية بحصة سوقية مختلطة تبلغ 4.5٪ من مبيعات السيارات الجديدة في عام 2012.

اعتبارًا من يناير 2017 ، حققت شركة تويوتا موتور مبيعات عالمية ، حيث بيعت أكثر من 10 ملايين سيارة هجين من تويوتا ويوكس ، تليها شركة هوندا موتور المحدودة مع مبيعات عالمية تراكمية بلغت أكثر من 1.35 مليون سيارة هجينة حتى يونيو 2014. فورد موتور كوربوريشن مع أكثر من 424 ألف سيارة هجين تباع في الولايات المتحدة حتى يونيو 2015 ، منها حوالي 10 ٪ من السيارات الهجينة. مجموعة هيونداي مع مبيعات عالمية تراكمية من 200 ألف هجين اعتبارا من مارس 2014 ، بما في ذلك نماذج هيونداي موتورز وهجين موتورز كيا. و PSA Peugeot Citroën مع أكثر من 50000 سيارة هجين تعمل بالديزل تباع في أوروبا حتى ديسمبر 2013.

إن إلنترا إل بي آي هايبريد ، التي تم إطلاقها في السوق المحلية الكورية الجنوبية في يوليو 2009 ، هي سيارة هجينة تعمل بمحرك احتراق داخلي تم بناؤه لتشغيل غاز البترول المسال كوقود. إن Elantra PLI هو هجين خفيف وأول هجين يستخدم بطاريات ليثيوم بوليمر متقدمة (Li – Poly).

المكونات في السيارة الكهربائية الهجينة
حتى عام 2010 ، كانت معظم السيارات الهجينة التي تعمل بالكهرباء على الطريق في الولايات المتحدة عبارة عن تحويلات للمركبات الكهربائية الهجينة التقليدية ، وكان أبرزها PHEVs عبارة عن تحويلات لعام 2004 أو في وقت لاحق من طراز تويوتا بريوس ، والتي كان لها شحن إضافي إضافة إلى المزيد من البطاريات. نطاق فقط الموسعة. أصدرت الشركة الصينية لصناعة البطاريات وصناعة السيارات BYD Auto F3DM إلى سوق الأساطيل الصينية في ديسمبر 2008 وبدأت البيع للجمهور العام في شنتشن في مارس 2010. بدأت جنرال موتورز تسليم شيفروليه فولت في الولايات المتحدة في ديسمبر 2010. التسليم لعملاء التجزئة من Fisker Karma بدأ في الولايات المتحدة في نوفمبر 2011.

خلال عام 2012 ، تم طرح سيارة تويوتا بريوس بلج إن هجين ، وفورد سي ماكس إنرجي ، وفولفو فول 60 بلج بلج. تم طرح الطرازات التالية خلال عامي 2013 و 2015: Honda Accord Plug-in Hybrid ، و Mitsubishi Outlander P-HEV ، و Ford Fusion Energi ، و McLaren P1 (إصدار محدود) ، و Porsche Panamera S E-Hybrid ، و BYD Qin ، و Cadillac ELR ، و BMW i3 REx و BMW i8 و Porsche 918 Spyder (إنتاج محدود) و Volkswagen XL1 (إنتاج محدود) و Audi A3 Sportback e-tron و Volkswagen Golf GTE و Mercedes-Benz S 500 e و Porsche Cayenne S E-Hybrid و Mercedes-Benz C 350 e و BYD Tang و Volkswagen Passat GTE و Volvo XC90 T8 و BMW X5 xDrive40e و Hyundai Sonata PHEV و Volvo S60L PHEV.

اعتبارًا من ديسمبر 2015 ، تم بيع حوالي 500،000 سيارة كهربائية هجينة تعمل بالكهرباء في جميع أنحاء العالم منذ ديسمبر 2008 ، من إجمالي المبيعات العالمية التراكمية لـ 1.2 مليون سيارة كهربائية تعمل بالطاقة الشمسية. اعتبارًا من ديسمبر 2016 ، أصبحت عائلة Volt / Ampera من السيارات الهجينة التي تعمل بالكهرباء ، مع مبيعات مجمعة تبلغ حوالي 134،500 وحدة ، الطراز الهجين الأكثر مبيعًا في العالم. الترتيب التالي هو Mitsubishi Outlander P-HEV مع حوالي 119،500 ، و Toyota Prius Plug-in Hybrid مع ما يقرب من 78،000.

الدواسة الكهربائية الهجينة بمساعدة الدواسة
في السيارات الصغيرة جدا ، ينخفض ​​الطلب على الطاقة ، لذلك يمكن استخدام الطاقة البشرية لتحقيق تحسن كبير في عمر البطارية. اثنين من هذه السيارات المصنوعة تجاريا هي Sinclair C5 و TWIKE.

تقييم مقارن للوقود الأحفوري والوقود البديل
ووفقًا لتحليل حديث للأجواء والتحليل البيئي لاستخدام وقود السيارات النهائي (المشتقات البترولية والغاز الطبيعي والهيدروجين ، والوقود الحيوي ، والإيثانول ، والبيوديزل ، ومخاليطها ، وكذلك الكهرباء المراد استخدامها في المركبات الكهربائية الموصلة) ، تعتبر تكاليف الطاقة المتجددة وغير المتجددة وتكلفة انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون مؤشرات مناسبة لتقييم كثافة استهلاك الطاقة المتجددة والتأثير البيئي ولتحديد الأداء الديناميكي الحراري لقطاع النقل. يسمح هذا التحليل بتصنيف عمليات تحويل الطاقة على طول طرق إنتاج وقود السيارات واستخدامها النهائي ، بحيث يمكن تحديد أفضل الخيارات لقطاع النقل ويمكن إصدار سياسات طاقة أفضل. وبالتالي ، إذا تم السعي إلى تخفيض جذري لانبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون في قطاع النقل ، فمن المستحسن استخدام أكثر كثافة للإيثانول في مزيج قطاع النقل البرازيلي. ومع ذلك ، نظرًا لأن الكفاءة الكلية لتحويل الطاقة في صناعة قصب السكر لا تزال منخفضة جدًا ، مما يزيد من تكلفة طاقة الوحدة من الإيثانول ، فإن استخدام تقنيات إنتاج واستخدام أفضل نهائيين مطلوب. ومع ذلك ، مع السيناريو الحالي لمزيج الكهرباء البرازيلي المتجدد في الغالب ، استناداً إلى أكثر من 80٪ من المصادر المتجددة ، فإن هذا المصدر يدمج كمصدر واعد للطاقة لتقليل الكمية الكبيرة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري التي يتحملها قطاع النقل.