I veicoli a carburante alternativo sono veicoli che utilizzano energia proveniente da qualcosa di diverso dal petrolio (petrolio). (La benzina e il gasolio provengono dal petrolio). La maggior parte dell’energia alternativa non ha bisogno di essere importata da altri paesi, quindi il denaro rimane nel paese. Alcuni (ma non tutti) provengono da fonti rinnovabili. Molti producono meno inquinamento di benzina o diesel.

I veicoli a carburante alternativo coprono una vasta gamma di motori e motori.

Veicolo elettrico – nessun inquinamento dalla macchina, ma può esserci un inquinamento in cui viene prodotta l’elettricità
Veicolo a gas naturale – un combustibile fossile, ma brucia molto più pulito della benzina, e c’è più gas naturale disponibile del petrolio
Veicolo biodiesel – gasolio proveniente da oli vegetali (o talvolta animali)
Veicolo a etanolo: molto spesso l’etanolo è miscelato con benzina, dal 10% all’85% di etanolo (chiamato E10 o E85)
Veicolo a metanolo: il metanolo e l’etanolo sono utilizzati in molte delle auto da corsa più veloci
Veicolo butanolo – simile a etanolo e metanolo, questo può essere ottenuto da molti biocarburanti, ma non è comunemente usato
Automobile dell’idrogeno – anche chiamata veicolo a celle a combustibile, o FCV
Veicolo ad aria compressa: questa tecnologia funziona, ma i veicoli sono ancora in fase di dimostrazione e la portata può essere un problema
Propano (o gas di petrolio liquefatto, GPL)
Inoltre, ci sono biciclette, risciò e veicoli a propulsione umana a due e tre ruote.

Singola fonte di carburante

elettricità
L’uso dell’elettricità come fonte di energia per le automobili va ben oltre la storia dei combustibili liquidi. Le prime auto elettriche furono fabbricate nel 1830, ma non divennero popolari fino al 1880. Fino al 1920, le auto elettriche erano più popolari del motore a combustione sviluppato nel 1885.

In una tipica auto elettrica, l’elettricità viene immagazzinata in batterie che vengono caricate dalla rete elettrica. La potenza trasferita dagli alberi al motore elettrico è controllata da un pedale di controllo della velocità e il motore elettrico ruota attraverso gli alberi di trasmissione o i motori elettrici possono essere integrati nelle ruote. Gli ingranaggi elettrici non richiedono un cambio, poiché i motori elettrici tipici hanno una coppia sufficiente dall’inizio del giro. Invece, i veicoli elettrici hanno un interruttore di direzione di marcia, che di solito ha almeno quattro posizioni: libera (N), guida normale (D), retromarcia (R) e parcheggio (P).

L’auto elettrica a batteria è schiacciante semplice sul livello del diagramma di flusso rispetto ai motori a combustione interna o auto ibride. Di conseguenza, la sensibilità al guasto è molto inferiore rispetto alle auto convenzionali. Inoltre, il suo uso non è inquinato se l’elettricità utilizzata per caricare è prodotta senza inquinamento. L’elettricità prodotta dalle moderne centrali a carbone è anche più rispettosa dell’ambiente rispetto all’energia generata dal motore a benzina di un’automobile.

La tecnologia delle batterie non pianificata ha finora impedito la crescita delle auto elettriche, sebbene, naturalmente, gli sviluppi abbiano avuto luogo nel corso degli anni. A metà degli anni ’90, la California ha sperimentato un massiccio aumento nell’uso di auto elettriche con l’obiettivo di ridurre le emissioni di scarico. In questo caso, diverse case automobilistiche hanno introdotto modelli adatti alle city car. Queste auto furono ritirate dal mercato (e furono ritirate dai consumatori) dopo che la California Climate Commission aveva deciso di abbandonare la quota di veicoli a emissioni zero venduti.

Con l’aumento dei prezzi del petrolio, si prevedono nuove auto. La tecnologia delle batterie si è evoluta nel 21 ° secolo e un raggio precedente di meno di 200 chilometri può raggiungere un raggio di 300-500 km. Anche i tempi di ricarica della batteria sono stati abbreviati, con nuove tecnologie della batteria, le batterie possono essere scaricate rapidamente in meno di mezz’ora a circa tre quarti della carica completa. Il prezzo delle batterie è ancora un fattore limitante: all’auto elettrica possono essere date per un momento un sacco di prestazioni (porte di strada) o una guida abbastanza lunga ma con potenza moderata. La tipica energia di carica della batteria è una frazione della quantità di benzina o gasolio utilizzato.

Il supporto politico consentirebbe la ricarica di auto elettriche in luoghi pubblici. In Svezia e Norvegia, le auto ecologiche sono supportate da un parcheggio gratuito e da viaggi esentasse. Tuttavia, l’introduzione dell’auto elettrica non dipende dalle stazioni di ricarica pubbliche o dalla velocità di ricarica, dal momento che il campo di guida giornaliero medio è ora pienamente sufficiente: a casa, l’auto può essere ricaricata durante la notte e durante il lavoro da una presa. Una soluzione al range operativo limitato è la creazione di una batteria per una batteria standard, che consente di sostituire la batteria in una stazione di servizio per un lungo periodo di tempo in pochi minuti.

Compressore d’aria motore
Il motore pneumatico è un motore a pistoni senza emissioni che utilizza l’aria compressa come fonte di energia. La prima auto ad aria compressa fu inventata da un ingegnere francese di nome Guy Nègre. L’espansione dell’aria compressa può essere utilizzata per guidare i pistoni in un motore a pistoni modificato. L’efficienza di funzionamento è ottenuta tramite l’uso di calore ambientale a temperatura normale per riscaldare l’aria espansa altrimenti fredda dal serbatoio di stoccaggio. Questa espansione non adiabatica ha il potenziale per aumentare notevolmente l’efficienza della macchina. L’unico scarico è l’aria fredda (-15 ° C), che potrebbe essere utilizzata anche per condizionare l’auto. La fonte di aria è un serbatoio in fibra di carbonio pressurizzato. L’aria viene inviata al motore tramite un sistema di iniezione piuttosto convenzionale. Il design unico della manovella all’interno del motore aumenta il tempo durante il quale la carica d’aria viene riscaldata da fonti ambientali e un processo a due fasi consente una migliore velocità di trasferimento del calore.

Batteria-elettrico
I veicoli elettrici a batteria (BEV), noti anche come veicoli completamente elettrici (AEV), sono veicoli elettrici il cui accumulo di energia principale si trova nell’energia chimica delle batterie. I BEV sono la forma più comune di ciò che viene definito dal California Air Resources Board (CARB) come veicolo a emissioni zero (ZEV) perché non producono emissioni dallo scarico al punto di funzionamento. L’energia elettrica trasportata a bordo di un BEV per alimentare i motori è ottenuta da una varietà di batterie chimiche disposte in batterie. Per ulteriori serie di rimorchi Genset o rimorchi pusher vengono talvolta utilizzati, formando un tipo di veicolo ibrido. Le batterie utilizzate nei veicoli elettrici includono batterie “piombo” inondato, tappetino di vetro assorbito, NiCd, idruro di nickel metallico, batterie agli ioni di litio, batterie al litio e batterie zinco-aria.

I tentativi di costruire veicoli elettrici a batteria moderni e fattibili hanno avuto inizio negli anni ’50 con l’introduzione della prima auto elettrica moderna (controllata a transistor) – la Henney Kilowatt, anche se il concetto era sul mercato dal 1890. Nonostante le scarse vendite di i primi veicoli a batteria, lo sviluppo di vari veicoli a batteria continuò fino alla metà degli anni ’90, con modelli come la General Motors EV1 e la Toyota RAV4 EV.

Le auto a batteria avevano principalmente usato batterie al piombo e batterie NiMH. La capacità di ricarica delle batterie al piombo è notevolmente ridotta se vengono scaricate oltre il 75% su base regolare, rendendole una soluzione tutt’altro che ideale. Le batterie NiMH sono una scelta migliore, ma sono notevolmente più costose rispetto all’acido di piombo. Veicoli alimentati a batterie agli ioni di litio come Venturi Fetish e Tesla Roadster hanno recentemente dimostrato prestazioni e portata eccellenti, tuttavia vengono utilizzati nella maggior parte dei modelli di produzione di massa lanciati da dicembre 2010.

Solare
Un’auto solare è un veicolo elettrico alimentato dall’energia solare ricavata dai pannelli solari dell’automobile. Al momento i pannelli solari non possono essere utilizzati per fornire direttamente un’auto con una quantità adeguata di energia, ma possono essere utilizzati per estendere la gamma di veicoli elettrici. Sono gareggiati in competizioni come la World Solar Challenge e la North American Solar Challenge. Questi eventi sono spesso sponsorizzati da agenzie governative come il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti desideroso di promuovere lo sviluppo di tecnologie energetiche alternative come celle solari e veicoli elettrici. Tali sfide vengono spesso introdotte dalle università per sviluppare le competenze ingegneristiche e tecnologiche dei propri studenti, nonché i produttori di autoveicoli come GM e Honda.

La North American Solar Challenge è una gara di auto solari attraverso il Nord America. Originariamente chiamato Sunrayce, organizzato e sponsorizzato da General Motors nel 1990, è stato ribattezzato American Solar Challenge nel 2001, sponsorizzato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e dal National Renewable Energy Laboratory. Squadre provenienti da università degli Stati Uniti e del Canada competono in una lunga prova di resistenza e di efficienza, guidando migliaia di chilometri su autostrade regolari.

Nuna è il nome di una serie di veicoli a propulsione solare con equipaggio che ha vinto la sfida solare mondiale in Australia per tre volte di seguito, nel 2001 (Nuna 1 o solo Nuna), 2003 (Nuna 2) e 2005 (Nuna 3). I Nunas sono costruiti dagli studenti della Delft University of Technology.

La World solar challenge è una gara di auto ad energia solare che supera i 3.021 chilometri (1.877 mi) attraverso l’Australia centrale da Darwin ad Adelaide. La gara attira squadre da tutto il mondo, la maggior parte delle quali sono messe in campo da università o società, anche se alcune sono messe in campo dalle scuole superiori.

Trev (veicolo di energia rinnovabile biposto) è stato progettato dallo staff e dagli studenti dell’Università del South Australia. Trev è stato presentato per la prima volta al World Solar Challenge del 2005 come il concetto di un’auto per pendolari efficiente ed efficiente. Con 3 ruote e una massa di circa 300 kg, l’auto prototipo aveva una velocità massima di 120 km / he un’accelerazione di 0-100 km / h in circa 10 secondi. Si prevede che il costo di gestione di Trev sia inferiore all’1 / 10 del costo di gestione di una piccola auto a benzina.

Carburante dimetil etere
Il dimetil etere (DME) è un carburante promettente nei motori diesel, nei motori a benzina (30% DME / 70% GPL) e nelle turbine a gas a causa del suo elevato numero di cetano, che è 55, rispetto al diesel, che è 40-53. Sono necessarie solo modifiche moderate per convertire un motore diesel in modo da bruciare il DME. La semplicità di questo breve composto a catena di carbonio porta durante la combustione a emissioni molto basse di particolato, NOx, CO. Per questi motivi oltre ad essere privo di zolfo, il DME soddisfa anche le più severe normative sulle emissioni in Europa (EURO5), USA ( Stati Uniti 2010) e Giappone (Giappone 2009). Mobil utilizza il DME nel loro processo di metanolo a benzina.

Il DME è stato sviluppato come biocarburante sintetico di seconda generazione (BioDME), che può essere prodotto da biomassa lignocellulosica. Attualmente l’UE sta considerando BioDME nel suo potenziale mix di biocarburanti nel 2030; Volvo Group è il coordinatore del progetto BioDME del Settimo programma quadro della Comunità Europea, dove l’impianto pilota BioDME di Chemrec basato sulla gassificazione dei liquori neri è in via di completamento a Piteå, in Svezia.

Veicoli alimentati ad ammoniaca
L’ammoniaca viene prodotta combinando l’idrogeno gassoso con l’azoto dell’aria. La produzione di ammoniaca su larga scala utilizza il gas naturale per la fonte di idrogeno. L’ammoniaca fu utilizzata durante la seconda guerra mondiale per alimentare gli autobus in Belgio e nelle applicazioni per motori e energia solare prima del 1900. L’ammoniaca liquida alimentava anche il motore a razzo Reaction Motors XLR99, che alimentava l’aereo da ricerca ipersonico X-15. Sebbene non sia potente come altri carburanti, non ha lasciato fuliggine nel motore a razzo riutilizzabile e la sua densità corrisponde approssimativamente alla densità dell’ossidante, ossigeno liquido, che ha semplificato il design del velivolo.

L’ammoniaca è stata proposta come alternativa pratica ai combustibili fossili per i motori a combustione interna. Il potere calorifico dell’ammoniaca è di 22,5 MJ / kg (9690 BTU / lb), che è circa la metà di quello del diesel. In un motore normale, in cui il vapore acqueo non è condensato, il potere calorifico dell’ammoniaca sarà inferiore di circa il 21% a questa cifra. Può essere utilizzato nei motori esistenti con solo piccole modifiche ai carburatori / iniettori.

Se prodotta dal carbone, la CO2 può essere facilmente sequestrata (i prodotti della combustione sono azoto e acqua).

Motori di ammoniaca o motori a ammoniaca, che utilizzano l’ammoniaca come fluido di lavoro, sono stati proposti e occasionalmente utilizzati. Il principio è simile a quello usato in una locomotiva senza fuoco, ma con l’ammoniaca come fluido di lavoro, invece del vapore o dell’aria compressa. I motori ad ammoniaca furono usati sperimentalmente nell’Ottocento da Goldsworthy Gurney nel Regno Unito e nei tram di New Orleans. Nel 1981 una società canadese convertì una Chevrolet Impala del 1981 per operare usando l’ammoniaca come combustibile.

Ammoniaca e GreenNH3 vengono utilizzati con successo dagli sviluppatori in Canada, poiché possono funzionare con motori a scintilla o diesel con piccole modifiche, anche l’unico combustibile verde per alimentare i motori a reazione, e nonostante la sua tossicità non è più pericoloso della benzina o GPL. Può essere fatto da elettricità rinnovabile, e avendo la metà della densità di benzina o diesel può essere facilmente trasportato in quantità sufficienti nei veicoli. Alla completa combustione non ha emissioni diverse dall’azoto e dal vapore acqueo. La formula chimica di combustione è 4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O, il 75% di acqua è il risultato.

biocarburanti

Bioalcol e etanolo
Il primo veicolo commerciale che utilizzava l’etanolo come carburante era il Ford Model T, prodotto dal 1908 al 1927. Era dotato di un carburatore con getti regolabili, che consentiva l’uso di benzina o etanolo o una combinazione di entrambi. Altre case automobilistiche fornivano anche motori per l’uso di carburante con etanolo. Negli Stati Uniti, il combustibile alcolico è stato prodotto in alambicco fino a quando il Proibizionismo ha criminalizzato la produzione di alcol nel 1919. L’uso di alcol come combustibile per i motori a combustione interna, da solo o in combinazione con altri combustibili, è scaduto fino al prezzo del petrolio shock degli anni ’70. Inoltre, è stata acquisita ulteriore attenzione a causa dei suoi possibili vantaggi economici ambientali ea lungo termine rispetto ai combustibili fossili.

Sia l’etanolo che il metanolo sono stati usati come carburante per autotrazione. Mentre entrambi possono essere ottenuti dal petrolio o dal gas naturale, l’etanolo ha attirato più attenzione perché è considerato una risorsa rinnovabile, facilmente ricavabile dallo zucchero o dall’amido nelle colture e in altri prodotti agricoli come grano, canna da zucchero, barbabietola da zucchero o lattosio. Poiché l’etanolo si trova in natura ogni volta che il lievito trova una soluzione zuccherina come il frutto troppo maturo, la maggior parte degli organismi ha sviluppato una certa tolleranza all’etanolo, mentre il metanolo è tossico. Altri esperimenti coinvolgono butanolo, che può anche essere prodotto dalla fermentazione delle piante. Il supporto per l’etanolo deriva dal fatto che si tratta di un combustibile a biomassa, che affronta il cambiamento climatico e le emissioni di gas serra, sebbene questi benefici siano ora molto dibattuti, tra cui il dibattito acceso 2008 sul cibo e sul carburante.

La maggior parte delle auto moderne sono progettate per funzionare a benzina e sono in grado di funzionare con una miscela dal 10% fino al 15% di etanolo miscelato a benzina (E10-E15). Con una piccola quantità di riprogettazione, i veicoli alimentati a benzina possono funzionare a concentrazioni di etanolo pari all’85% (E85), il massimo consentito negli Stati Uniti e in Europa a causa del freddo durante l’inverno o fino al 100% (E100) in Brasile, con un clima più caldo. L’etanolo ha quasi il 34% di energia in meno per volume rispetto alla benzina, di conseguenza i valori di consumo di carburante con miscele di etanolo sono significativamente inferiori rispetto alla benzina pura, ma questo contenuto energetico inferiore non si traduce direttamente in una riduzione del 34% del chilometraggio, perché ce ne sono molti altri variabili che influenzano le prestazioni di un particolare carburante in un particolare motore, e anche perché l’etanolo ha un numero di ottano più alto che è vantaggioso per i motori ad alto rapporto di compressione.

Per questo motivo, affinché le miscele di etanolo puro o alto siano attraenti per gli utenti, il suo prezzo deve essere inferiore a quello della benzina per compensare la minore economia di carburante. Come regola generale, i consumatori locali sono spesso consigliati dai media locali a utilizzare più alcol rispetto alla benzina nel loro mix solo quando i prezzi dell’etanolo sono inferiori del 30% o superiori alla benzina, poiché il prezzo dell’etanolo varia pesantemente a seconda dei risultati e dei raccolti stagionali di canna da zucchero e per regione. Negli Stati Uniti, e basato sui test EPA per tutti i modelli E85 del 2006, il consumo medio di carburante per i veicoli E85 è stato riscontrato inferiore del 25,56% rispetto alla benzina senza piombo. Il chilometraggio stimato dagli EPA degli attuali veicoli americani flex-fuel potrebbe essere preso in considerazione quando si effettuano confronti tra i prezzi, sebbene l’E85 abbia un numero di ottano pari a circa 104 e potrebbe essere utilizzato come sostituto della benzina premium. I prezzi del commercio al dettaglio regionale E85 variano ampiamente negli Stati Uniti, con prezzi più favorevoli nella regione del Midwest, dove viene coltivata la maggior parte del mais e l’etanolo è prodotto. Nell’agosto 2008, la media americana tra il prezzo dell’E85 e della benzina era del 16,9%, mentre nell’Indiana il 35%, il 30% nel Minnesota e il Wisconsin, il 19% nel Maryland, il 12-15% in California e solo il 3% nello Utah . A seconda delle capacità del veicolo, il prezzo di break even di E85 di solito deve essere tra il 25 e il 30% inferiore rispetto alla benzina.

Biodiesel
Il vantaggio principale dei motori a combustione diesel è che hanno un’efficienza di combustione del carburante del 44%; rispetto a solo il 25-30% nei migliori motori a benzina. Inoltre, il gasolio ha una densità di energia leggermente superiore rispetto alla benzina. Questo rende i motori Diesel in grado di ottenere un risparmio di carburante molto migliore rispetto ai veicoli a benzina.

Il biodiesel (estere metilico dell’acido grasso) è commercialmente disponibile nella maggior parte degli Stati produttori di semi oleosi negli Stati Uniti. A partire dal 2005, è un po ‘più costoso del diesel fossile, anche se è ancora comunemente prodotto in quantità relativamente piccole (rispetto ai prodotti petroliferi e all’etanolo). Molti agricoltori che coltivano semi oleosi utilizzano una miscela di biodiesel in trattori e attrezzature come materia di politica, per promuovere la produzione di biodiesel e sensibilizzare l’opinione pubblica. A volte è più facile trovare biodiesel nelle zone rurali che nelle città. Il biodiesel ha una densità energetica inferiore rispetto al diesel fossile, quindi i veicoli a biodiesel non sono in grado di tenere il passo con il risparmio di carburante di un veicolo diesel a combustibili fossili, se il sistema di iniezione diesel non viene ripristinato per il nuovo combustibile. Se il tempo di iniezione viene modificato per tenere conto del più alto valore di cetano del biodiesel, la differenza di economia è trascurabile. Poiché il biodiesel contiene più ossigeno del gasolio o del combustibile vegetale, produce le emissioni più basse dai motori diesel ed è inferiore nella maggior parte delle emissioni rispetto ai motori a benzina. Il biodiesel ha un potere lubrificante più elevato rispetto al diesel minerale ed è un additivo nel diesel per pompe europeo per la lubrificazione e la riduzione delle emissioni.

Alcune auto a motore diesel possono funzionare con piccole modifiche su oli vegetali puri al 100%. Gli oli vegetali tendono ad addensarsi (o si solidificano se si tratta di olio da cucina esausto), in condizioni di tempo freddo quindi le modifiche del veicolo (un sistema a due serbatoi con partenza / arresto diesel) sono essenziali per riscaldare il combustibile prima dell’uso nella maggior parte dei casi . Il riscaldamento alla temperatura del liquido di raffreddamento del motore riduce la viscosità del carburante, nell’intervallo indicato dai produttori dei sistemi di iniezione, per i sistemi precedenti ai sistemi “common rail” o “unità di iniezione (VW PD)”. L’olio vegetale residuo, specialmente se è stato usato per un lungo periodo, può diventare idrogenato e avere una maggiore acidità. Ciò può causare l’ispessimento del carburante, la formazione di gomme nel motore e il danneggiamento acido del sistema di alimentazione. Il biodiesel non ha questo problema, perché è chimicamente processato per avere PH neutro e bassa viscosità. I moderni diesel a basse emissioni (il più delle volte conformi a Euro3 e -4), tipici dell’attuale produzione nell’industria europea, richiederebbero ampie modifiche del sistema di iniettori, pompe e guarnizioni ecc. A causa delle maggiori pressioni operative, che sono progettate più sottili diesel minerale (riscaldato) che mai, per atomizzazione, se dovessero usare olio vegetale puro come combustibile. Il carburante per l’olio vegetale non è adatto a questi veicoli poiché sono attualmente prodotti. Ciò riduce il mercato in quanto un numero crescente di nuovi veicoli non è in grado di usarlo. Tuttavia, la società tedesca Elsbett ha prodotto con successo sistemi di combustibile per olio vegetale a serbatoio unico per diversi decenni e ha lavorato con Volkswagen sui propri motori TDI. Ciò dimostra che è tecnologicamente possibile utilizzare l’olio vegetale come carburante nei motori diesel ad alta efficienza / bassa emissione.

Greasestock è un evento che si tiene annualmente a Yorktown Heights, New York, ed è una delle più grandi vetrine di veicoli che utilizzano l’olio usato come biocarburante negli Stati Uniti.

Biogas
Il biogas compresso può essere utilizzato per motori a combustione interna dopo la purificazione del gas grezzo. La rimozione di H2O, H2S e particelle può essere considerata di serie producendo un gas che ha la stessa qualità del gas naturale compresso. L’uso del biogas è particolarmente interessante per i climi dove il calore di scarto di una centrale elettrica a biogas non può essere utilizzato durante l’estate.

Carbone
Negli anni ’30 Tang Zhongming fece un’invenzione usando abbondanti risorse di carbone per il mercato automobilistico cinese. L’auto a carbone fu successivamente utilizzata intensivamente in Cina, al servizio dell’esercito e del trasportatore dopo la fine della seconda guerra mondiale.

Gas naturale compresso (CNG)
Gas naturale compresso ad alta pressione, composto principalmente da metano, che viene utilizzato per alimentare normali motori a combustione anziché benzina. La combustione del metano produce la quantità minima di CO2 di tutti i combustibili fossili. Le auto a benzina possono essere montate su GNC e diventare veicoli a gas naturale bifuel (NGV) poiché il serbatoio della benzina viene mantenuto. Durante il funzionamento, il conducente può passare da CNG a benzina. I veicoli a gas naturale (NGV) sono popolari in regioni o paesi in cui il gas naturale è abbondante. L’uso diffuso iniziò nella valle del Po d’Italia, e in seguito divenne molto popolare in Nuova Zelanda negli anni Ottanta, anche se il suo uso è diminuito.

I veicoli a metano sono comuni in Sud America, dove questi veicoli sono utilizzati principalmente come taxi nelle principali città dell’Argentina e del Brasile. Normalmente, i veicoli a benzina standard sono retrofittati in negozi specializzati, che comportano l’installazione della bombola del gas nel bagagliaio e il sistema di iniezione CNG e l’elettronica. La flotta brasiliana GNV è concentrata nelle città di Rio de Janeiro e São Paulo. Pike Research riporta che quasi il 90% dei veicoli a gas naturale dell’America Latina dispone di motori bi-fuel, consentendo a questi veicoli di funzionare a benzina o a metano.

Nel 2006 la filiale brasiliana della FIAT ha introdotto la Fiat Siena Tetra Fuel, una vettura a quattro cilindri sviluppata da Magneti Marelli di Fiat Brazil. Questa automobile può funzionare al 100% di etanolo (E100), E25 (miscela normale di benzina etanolo del Brasile), benzina pura (non disponibile in Brasile) e gas naturale, e gli interruttori dalla miscela benzina-etanolo a CNG automaticamente, a seconda della potenza richiesto dalle condizioni della strada. Altre opzioni esistenti sono il retrofit di un veicolo a combustibile flessibile ad etanolo per aggiungere un serbatoio di gas naturale e il corrispondente sistema di iniezione. Alcuni taxi di San Paolo e Rio de Janeiro, in Brasile, utilizzano questa opzione, consentendo all’utente di scegliere tra tre carburanti (E25, E100 e CNG) in base ai prezzi correnti di mercato della pompa. I veicoli con questo adattamento sono conosciuti in Brasile come auto “tri-fuel”.

Il gas naturale compresso arricchito di idrogeno o HCNG per uso automobilistico è premiscelato presso la stazione di idrogeno.

Acido formico
L’acido formico è usato convertendolo prima in idrogeno e usando quello in una cella a combustibile. L’acido formico è molto più facile da immagazzinare rispetto all’idrogeno.

Idrogeno
Una macchina a idrogeno è un’automobile che utilizza l’idrogeno come fonte primaria di energia per la locomozione. Queste auto usano generalmente l’idrogeno in uno dei due metodi: la combustione o la conversione della cella di combustibile. Nella combustione, l’idrogeno viene “bruciato” nei motori fondamentalmente nello stesso modo delle auto a benzina tradizionali. Nella conversione delle celle a combustibile, l’idrogeno viene trasformato in elettricità attraverso le celle a combustibile che alimentano i motori elettrici. Con entrambi i metodi, l’unico sottoprodotto dall’idrogeno esaurito è l’acqua, tuttavia durante la combustione può essere prodotto NOx.

Honda ha introdotto il suo veicolo a celle a combustibile nel 1999 chiamato FCX e da allora ha introdotto la seconda generazione di FCX Clarity. Il marketing limitato di FCX Clarity, basato sul modello concettuale del 2007, è iniziato nel giugno 2008 negli Stati Uniti ed è stato introdotto in Giappone nel novembre 2008. La FCX Clarity era disponibile negli Stati Uniti solo nell’area di Los Angeles, dove 16 idrogeno sono disponibili stazioni di rifornimento, e fino a luglio 2009, solo 10 autisti hanno noleggiato la Clarity per US $ 600 al mese. Alla World Hydrogen Energy Conference del 2012, Daimler AG, Honda, Hyundai e Toyota hanno confermato i piani di produzione di veicoli a celle a combustibile a idrogeno per la vendita entro il 2015, con alcuni tipi previsti per entrare nello showroom nel 2013. Dal 2008 al 2014, Honda ha preso in affitto un totale di 45 unità FCX negli Stati Uniti.

Attualmente esiste un piccolo numero di prototipi di auto a idrogeno e sono in corso numerose ricerche per rendere la tecnologia più praticabile. Il comune motore a combustione interna, solitamente alimentato a benzina (benzina) o liquidi diesel, può essere convertito per funzionare a idrogeno gassoso. Tuttavia, l’uso più efficiente dell’idrogeno comporta l’uso di celle a combustibile e motori elettrici invece di un motore tradizionale. L’idrogeno reagisce con l’ossigeno all’interno delle celle a combustibile, che produce elettricità per alimentare i motori. Un’area principale di ricerca è lo stoccaggio dell’idrogeno, per cercare di aumentare la gamma di veicoli a idrogeno riducendo al contempo il peso, il consumo di energia e la complessità dei sistemi di stoccaggio. Due metodi principali di conservazione sono idruri metallici e compressione. Alcuni credono che le auto a idrogeno non saranno mai economicamente redditizie e che l’enfasi su questa tecnologia è una diversione dallo sviluppo e dalla divulgazione di auto ibride più efficienti e altre tecnologie alternative.

Uno studio di The Carbon Trust per il Dipartimento britannico dell’energia e dei cambiamenti climatici suggerisce che le tecnologie dell’idrogeno hanno il potenziale per fornire trasporti nel Regno Unito con emissioni prossime allo zero riducendo al contempo la dipendenza dal petrolio importato e la riduzione della produzione di energia rinnovabile. Tuttavia, le tecnologie affrontano sfide molto difficili, in termini di costi, prestazioni e politica.

Auto azoto liquido
L’azoto liquido (LN2) è un metodo per immagazzinare energia. L’energia è usata per liquefare l’aria, e quindi l’LN2 viene prodotto dall’evaporazione e distribuito. LN2 è esposto al calore ambientale dell’automobile e il gas di azoto risultante può essere utilizzato per alimentare un pistone o un motore a turbina. La quantità massima di energia che può essere estratta da LN2 è 213 Wattora per kg (W • h / kg) o 173 W • h per litro, in cui un massimo di 70 W • h / kg può essere utilizzato con un’isotermica processo di espansione. Un tale veicolo con un serbatoio da 350 litri (93 galloni) può raggiungere gamme simili a un veicolo alimentato a benzina con un serbatoio da 50 litri (13 galloni). I futuri motori teorici, che utilizzano cicli di rabbocco a cascata, possono migliorare questo valore a circa 110 W • h / kg con un processo di espansione quasi isotermico. I vantaggi sono zero emissioni nocive e densità di energia superiori rispetto ad un veicolo ad aria compressa oltre a poter riempire il serbatoio in pochi minuti.

Gas naturale liquefatto (GNL)
Il gas naturale liquefatto è un gas naturale che è stato raffreddato fino al punto in cui diventa un liquido criogenico. In questo stato liquido, il gas naturale è più di 2 volte più denso del metano altamente compresso. I sistemi di alimentazione del GNL funzionano su qualsiasi veicolo in grado di bruciare gas naturale. A differenza del CNG, che viene immagazzinato ad alta pressione (tipicamente 3000 o 3600 psi) e quindi regolato a una pressione inferiore accettabile dal motore, il GNL viene immagazzinato a bassa pressione (da 50 a 150 psi) e semplicemente vaporizzato da uno scambiatore di calore prima di entrare i dispositivi di misurazione del carburante al motore. A causa della sua alta densità di energia rispetto al metano, è molto adatto per coloro che sono interessati a lunghe distanze durante il funzionamento a gas naturale.

Negli Stati Uniti, la catena di approvvigionamento di GNL è la cosa principale che ha frenato la rapida crescita di questa fonte di combustibile. La catena di approvvigionamento di GNL è molto simile a quella del diesel o della benzina. In primo luogo, il gas naturale del gasdotto viene liquefatto in grandi quantità, il che è analogo alla benzina di raffinazione o al diesel. Quindi, il GNL viene trasportato tramite semirimorchio alle stazioni di rifornimento dove viene stoccato in vasche di raccolta fino a quando non viene erogato in un veicolo. Il metano, d’altra parte, richiede una compressione costosa in ogni stazione per riempire le cascate di cilindri ad alta pressione.

Autogas (GPL)
GPL o gas di petrolio liquefatto è una miscela di gas liquefatto a bassa pressione composta principalmente da propano e butano che brucia nei motori convenzionali a benzina con meno CO2 rispetto alla benzina. Le auto a benzina possono essere montate su GPL, ad esempio Autogas, e diventare veicoli bifuel mentre il serbatoio della benzina rimane. È possibile passare tra il GPL e la benzina durante il funzionamento. Stimato 10 milioni di veicoli in circolazione in tutto il mondo.

Ci sono 17.473 milioni di veicoli alimentati a GPL in tutto il mondo a partire da dicembre 2010, e i paesi leader sono la Turchia (2.394 milioni di veicoli), la Polonia (2.325 milioni) e la Corea del Sud (2,3 milioni). Negli Stati Uniti, 190.000 veicoli stradali utilizzano il propano e 450.000 carrelli elevatori lo utilizzano per il potere. Considerando che è vietato in Pakistan (DEC 2013) in quanto è considerato un rischio per la sicurezza pubblica da OGRA.

Hyundai Motor Company ha iniziato le vendite di Elantra LPI Hybrid nel mercato domestico sudcoreano nel luglio 2009. L’Elantra LPI (Liquefied Petroleum Injected) è il primo veicolo elettrico ibrido al mondo ad essere alimentato da un motore a combustione interna costruito per funzionare con gas di petrolio liquefatto (GPL) come combustibile.

Vapore
Una macchina a vapore è un’auto con motore a vapore. Legno, carbone, etanolo o altri possono essere usati come combustibile. Il combustibile viene bruciato in una caldaia e il calore converte l’acqua in vapore. Quando l’acqua si trasforma in vapore, si espande. L’espansione crea pressione. La pressione spinge i pistoni avanti e indietro. Questo fa girare l’albero motore per far girare le ruote in avanti. Funziona come un treno a vapore alimentato a carbone o un battello a vapore. L’auto a vapore era il prossimo passo logico nel trasporto indipendente.

Le auto a vapore impiegano molto tempo per iniziare, ma alcune possono raggiungere velocità superiori a 100 mph (161 km / h). Il modello in ritardo Doble Steam Cars poteva essere portato in condizioni operative in meno di 30 secondi, aveva alte velocità massime e accelerazione veloce, ma era costoso da acquistare.

Un motore a vapore utilizza la combustione esterna, al contrario della combustione interna. Le auto a benzina sono più efficienti con un’efficienza del 25-28% circa. In teoria, un motore a vapore a ciclo combinato in cui il materiale di combustione viene utilizzato per guidare una turbina a gas può produrre un’efficienza dal 50% al 60%. Tuttavia, esempi pratici di macchine con motore a vapore funzionano solo con un’efficienza di circa il 5-8%.

L’auto a vapore più famosa e più venduta è stata la Stanley Steamer. Ha usato una caldaia a tubi di fuoco compatta sotto il cofano per alimentare un semplice motore a due pistoni che era collegato direttamente all’asse posteriore. Prima che Henry Ford introducesse il finanziamento mensile dei pagamenti con grande successo, le auto venivano tipicamente acquistate a titolo definitivo. Questo è il motivo per cui lo Stanley è stato mantenuto semplice; per mantenere il prezzo di acquisto accessibile.

Il vapore prodotto in refrigerazione può essere utilizzato anche da una turbina di altri tipi di veicoli per produrre elettricità, che può essere utilizzata nei motori elettrici o immagazzinata in una batteria.

La potenza del vapore può essere combinata con un motore standard a base di olio per creare un ibrido. L’acqua viene iniettata nel cilindro dopo che il combustibile è stato bruciato, quando il pistone è ancora surriscaldato, spesso a temperature di 1500 gradi o più. L’acqua verrà immediatamente vaporizzata in vapore, sfruttando il calore che altrimenti andrebbe disperso.

Gas di legno
Il gas di legno può essere utilizzato per alimentare automobili con normali motori a combustione interna se è collegato un gassificatore di legna. Questo è stato piuttosto popolare durante la seconda guerra mondiale in diversi paesi europei e asiatici perché la guerra ha impedito un accesso facile e conveniente al petrolio.

Herb Hartman of Woodward, Iowa attualmente guida una Cadillac alimentata a legna. Sostiene di aver attaccato il gassificatore alla Cadillac per soli $ 700. Hartman afferma: “Una tramoggia completa percorrerà una cinquantina di chilometri a seconda di come la guidi”, e ha aggiunto che spaccare la legna era “laborioso”. Questo è il grande inconveniente. “