Единый альтернативный источник топлива

Альтернативные топливные транспортные средства — это транспортные средства, которые используют энергию, которая исходит от чего-то другого, кроме нефти (нефти). (Бензин и дизельное топливо поступают из нефти). Большая часть альтернативной энергии не требуется импортировать из других стран, поэтому деньги остаются в стране. Некоторые (но не все) происходят из возобновляемых источников. Многие производят меньше загрязнений, чем бензин или дизельное топливо.

Альтернативные транспортные средства для топлива охватывают широкий спектр двигателей и двигателей.

Электрический автомобиль — не загрязнение от автомобиля, но может быть загрязнение там, где производится электричество
Природный газ — это ископаемое топливо, но горит намного чище, чем бензин, и имеется больше природного газа, чем нефть
Биодизель — дизельное топливо, которое поступает из растительных (или иногда животных) масел
Этанол — довольно часто этанол смешивается с бензином, от 10% до 85% этанола (называемый E10 или E85)
Метанол — метанол и этанол используются во многих из самых быстрых гоночных автомобилей
Бутанол — аналогичный этанолу и метанолу, это может быть сделано из многих биотоплив, но обычно не используется
Водородный автомобиль — также называется транспортным средством на топливных элементах, или FCV
Сжатый воздушный транспорт — эта технология работает, но транспортные средства все еще находятся на стадии демонстрации, и диапазон может быть проблемой
Пропан (или сжиженный нефтяной газ, СНГ)
Кроме того, есть велосипеды, рикши, а также два и трехколесные транспортные средства с человеческим питанием.

Одиночный источник топлива

Электричество
Использование электричества в качестве источника энергии для автомобилей выходит далеко за рамки истории использования жидкого топлива. Первые электромобили были изготовлены в 1830-х годах, но до 1880-х годов они не стали популярными. До 1920-х годов электромобили были более популярны, чем двигатель внутреннего сгорания, разработанный в 1885 году.

В типичном электромобиле электричество хранится в батареях, которые заряжаются от сетевого питания. Мощность, передаваемая с валов на электродвигатель, управляется педалью управления скоростью, а электродвигатель вращается через приводные валы или электродвигатели могут быть встроены в колеса. Электрические шестерни не требуют коробки передач, так как типичные электродвигатели имеют достаточный крутящий момент от начала круга. Вместо этого электрические транспортные средства имеют переключатель направления движения, который обычно имеет по меньшей мере четыре положения: свободный (N), нормальный ход (D), обратный (R) и стоянку (P).

Электрический автомобиль на базе батарей сбрасывается просто на уровне блок-схемы по сравнению с двигателями внутреннего сгорания или гибридными автомобилями. В результате чувствительность отказа намного ниже, чем у обычных автомобилей. Кроме того, его использование не загрязняется, если электричество, используемое для зарядки, производится без загрязнения. Электричество, производимое современными угольными электростанциями, также более экологично, чем энергия, вырабатываемая бензиновым двигателем автомобиля.

Незапланированная технология батарей до сих пор препятствовала росту электромобилей, хотя события, разумеется, происходили на протяжении многих лет. В середине 1990-х годов в Калифорнии произошло значительное увеличение использования электрических автомобилей с целью сокращения выбросов выхлопных газов. В этом случае несколько автопроизводителей представили модели, подходящие для городских автомобилей. Эти автомобили были выведены с рынка (и были отозваны у потребителей) после того, как Калифорнийская комиссия по климату решила отказаться от квоты проданных автомобилей с нулевым уровнем выбросов.

По мере роста цен на нефть прогнозируются новые автомобили. Технология батареи развилась в 21 веке, а более ранний радиус менее 200 километров может достигать радиуса 300 — 500 км. Время зарядки аккумулятора также сократилось, с новыми технологиями батареи, батареи можно быстро загрузить менее чем за полчаса до примерно трех четвертей полной зарядки. Цена на батареи по-прежнему является ограничивающим фактором: электромобиль можно либо на мгновение дать много производительности (уличные двери), либо достаточно длинный диск, но с умеренной мощностью. Типичная энергия зарядки аккумулятора — это доля от количества используемого бензина или дизельного топлива.

Политическая поддержка позволит заряжать электромобили в общественных местах. В Швеции и Норвегии экомобили поддерживаются бесплатной парковкой и бесплатными поездками. Однако введение электромобиля не зависит от общедоступных зарядных станций или скорости зарядки, так как средний дневной диапазон движения в настоящее время полностью достаточен: дома, автомобиль можно заряжать в течение ночи и на рабочем месте из вилки. Одним из решений ограниченного рабочего диапазона является создание батареи для стандартной батареи, позволяющей батарею заменять на сервисной станции в течение длительного времени через несколько минут.

Двигатель Воздушный Компрессор
Воздушный двигатель — это бесколлекторный поршневой двигатель, который использует сжатый воздух в качестве источника энергии. Первый автомобиль с пневматическим приводом был изобретен французским инженером по имени Гай Нэгре. Расширение сжатого воздуха может использоваться для привода поршней в модифицированном поршневом двигателе. Эффективность работы достигается за счет использования теплоты окружающей среды при нормальной температуре для нагрева холодного расширенного воздуха в противном случае из резервуара. Это неадиабатическое расширение может значительно повысить эффективность машины. Единственный выхлоп — это холодный воздух (-15 ° C), который также может использоваться для кондиционирования автомобиля. Источником воздуха является резервуар из углеродного волокна под давлением. Воздух подается в двигатель через довольно обычную систему впрыска. Уникальная конструкция кривошипа внутри двигателя увеличивает время, в течение которого воздушный заряд нагревается от окружающих источников, и двухступенчатый процесс позволяет улучшить скорость передачи тепла.

Аккумулятор электрический
Электрические транспортные средства с батареями (BEV), также известные как всеэлектрические транспортные средства (AEV), представляют собой электрические транспортные средства, основное хранилище которых находится в химической энергии батарей. BEV являются наиболее распространенной формой того, что определено Калифорнийским советом по воздушным ресурсам (CARB) в качестве транспортного средства с нулевым уровнем выбросов (ZEV), поскольку они не производят выбросы выхлопных газов в момент эксплуатации. Электрическая энергия, переносимая на БЭВ для питания двигателей, получена из различных химикатов батарей, расположенных в аккумуляторных батареях. Для дополнительного дальнобойного прицепа или прицепов-толкателей иногда используются, образуя гибридный автомобиль. Батареи, используемые в электрических транспортных средствах, включают «затопленный» свинцово-кислотный, поглощенный стеклянный коврик, NiCd, никель-металлгидрид, литий-ионные, Li-poly и цинковые воздушные батареи.

Попытки построить жизнеспособные, современные электромобили с батарейным питанием начались в 1950-х годах с введения первого современного (транзисторного) электрического автомобиля — Henney Kilowatt, хотя концепция вышла на рынок с 1890 года. Несмотря на плохие продажи ранние автомобили с батарейным питанием, разработка различных автомобилей с батарейным питанием продолжалась в середине 1990-х годов с такими моделями, как General Motors EV1 и Toyota RAV4 EV.

На автомобилях с батарейным питанием в основном использовались свинцово-кислотные батареи и NiMH-батареи. Аккумуляторная емкость свинцово-кислотных аккумуляторов значительно снижается, если они выпускаются более 75% на регулярной основе, что делает их менее идеальным решением. NiMH-батареи — лучший выбор, но значительно дороже свинцово-кислотной. Литий-ионные аккумуляторы, такие как Venturi Fetish и Tesla Roadster, недавно продемонстрировали отличную производительность и дальность действия и, тем не менее, используются в большинстве моделей массового производства, выпущенных с декабря 2010 года.

солнечная
Солнечный автомобиль — это электрический автомобиль, питаемый солнечной энергией, полученной от солнечных панелей на автомобиле. В настоящее время панели солнечных батарей не могут использоваться для прямого питания автомобиля с подходящим количеством мощности, но они могут использоваться для расширения спектра электромобилей. Они участвуют в соревнованиях, таких как World Solar Challenge и North American Solar Challenge. Эти мероприятия часто спонсируются правительственными учреждениями, такими как Министерство энергетики Соединенных Штатов, которые стремятся содействовать развитию альтернативных энергетических технологий, таких как солнечные элементы и электромобили. Такие проблемы часто вводятся университетами для развития их инженерных и технологических навыков студентов, а также производителей автомобилей, таких как GM и Honda.

Североамериканский солнечный вызов — это солнечная гонка автомобилей в Северной Америке. Первоначально названный Sunrayce, организованный и спонсируемый General Motors в 1990 году, он был переименован в American Solar Challenge в 2001 году, спонсируемый Министерством энергетики Соединенных Штатов и Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии. Команды из университетов в Соединенных Штатах и ​​Канаде соревнуются в дистанционном испытании на выносливость, а также на эффективность, управляя тысячами миль на обычных автомагистралях.

Nuna — это название серии пилотируемых солнечных батареек, которые три раза подряд выиграли Мировой солнечный вызов в Австралии (Nuna 1 или просто Nuna), 2003 (Nuna 2) и 2005 (Nuna 3). Нунас построены студентами Технологического университета Делфта.

Мировой солнечный вызов — это гонка на солнечной энергии за 3,021 километра (1,877 мили) через центральную Австралию от Дарвина до Аделаиды. Гонка привлекает команды со всего мира, большинство из которых выставляются университетами или корпорациями, хотя некоторые из них выставляются вузами.

Трев (двухместное транспортное средство с возобновляемой энергией) был разработан персоналом и студентами Университета Южной Австралии. Трев впервые был показан на World Solar Challenge 2005 года как концепция маломощного, эффективного пригородного автомобиля. С тремя колесами и массой около 300 кг прототип автомобиля имел максимальную скорость 120 км / ч и ускорение 0-100 км / ч за 10 секунд. Предполагается, что эксплуатационная стоимость Trev составит менее 1/10 эксплуатационных расходов на небольшой бензиновый автомобиль.

Диметиловый эфир
Диметиловый эфир (DME) является многообещающим топливом в дизельных двигателях, бензиновых двигателях (30% DME / 70% LPG) и газовых турбинах из-за его высокого цетанового числа, что составляет 55, по сравнению с дизельными, что составляет 40-53. Для преобразования дизельного двигателя для сжигания DME требуется только умеренная модификация. Простота этого короткого соединения углеродной цепи приводит во время горения к очень низким выбросам твердых частиц, NOx, CO. По этим причинам, а также без серы, DME соответствует даже самым строгим нормам выбросов в Европе (EURO5), США ( США, 2010) и Японии (2009 год). Mobil использует DME в своем метаноле для бензинового процесса.

DME разрабатывается как синтетическое биотопливо второго поколения (BioDME), которое может быть изготовлено из лигноцеллюлозной биомассы. В настоящее время ЕС рассматривает BioDME в своей потенциальной биотопливной смеси в 2030 году; Volvo Group является координатором проекта Seventh Framework Program Европейского проекта BioDME, где экспериментальная установка Chemrec BioDME, основанная на газификации черного щелока, близится к завершению в Питее, Швеция.

Машины, работающие на аммиаке
Аммиак образуется путем объединения газообразного водорода с азотом из воздуха. В крупномасштабном производстве аммиака используется природный газ для источника водорода. Аммония использовалась во время Второй мировой войны для силовых автобусов в Бельгии, а также в двигателях и солнечной энергии до 1900 года. Жидкий аммиак также подпитывал реактивный двигатель реактивных двигателей XLR99, который приводил в действие сверхзвуковые исследовательские самолеты X-15. Несмотря на то, что он не такой мощный, как другие виды топлива, он не оставил сажи в многоразовом ракетном двигателе, и его плотность примерно соответствует плотности окислителя, жидкого кислорода, что упростило дизайн самолета.

Аммиак был предложен в качестве практической альтернативы ископаемому топливу для двигателей внутреннего сгорания. Теплотворная способность аммиака составляет 22,5 МДж / кг (9690 БТЕ / фунт), что примерно в два раза меньше, чем у дизельного топлива. В нормальном двигателе, в котором водяной пар не конденсируется, теплотворная способность аммиака будет примерно на 21% меньше, чем эта цифра. Он может использоваться в существующих двигателях с незначительными модификациями карбюраторов / инжекторов.

Если добывать из угля, CO2 можно легко секвестировать (продуктами сгорания являются азот и вода).

Были предложены и изредка используются аммиачные двигатели или аммиачные двигатели с использованием аммиака в качестве рабочей жидкости. Принцип аналогичен принципу, применяемому в безболезненном локомотиве, но с аммиаком в качестве рабочей жидкости вместо пара или сжатого воздуха. Аммиачные двигатели использовались экспериментально в XIX веке Голдсворти Герни в Великобритании и в трамвае в Новом Орлеане. В 1981 году канадская компания преобразовала 1981 Chevrolet Impala для работы с аммиаком в качестве топлива.

Ammonia и GreenNH3 успешно используются разработчиками в Канаде, поскольку они могут работать в двигателях с искровым зажиганием или дизельных двигателях с незначительными модификациями, а также единственное зеленое топливо для реактивных двигателей, и, несмотря на то, что его токсичность считается не более опасной, чем бензин или СНГ. Он может быть изготовлен из возобновляемой электроэнергии, а половину плотности бензина или дизельного топлива можно легко перевозить в достаточном количестве на транспортных средствах. При полном сгорании он не имеет выбросов кроме азота и водяного пара. Химическая формула горения — 4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O, в результате получается 75% воды.

Биотопливо

Био-спирт и этанол
Первым коммерческим транспортным средством, использующим этанол в качестве топлива, была модель Ford Model T, произведенная с 1908 по 1927 год. Она была оснащена карбюратором с регулируемой струйкой, позволяющим использовать бензин или этанол или их комбинацию. Другие автомобильные производства также обеспечивали двигатели для использования этанола. В Соединенных Штатах алкогольное топливо было произведено в кукурузно-спиртовых калориях до тех пор, пока в 1919 году запрет не предусматривал уголовную ответственность за производство алкоголя. Использование алкоголя в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, как самостоятельно, так и в сочетании с другими видами топлива, провалилось до цены на нефть потрясений 1970-х годов. Кроме того, дополнительное внимание было уделено из-за возможных экологических и долгосрочных экономических преимуществ перед ископаемым топливом.

Оба этанола и метанола использовались в качестве автомобильного топлива. Хотя оба они могут быть получены из нефти или природного газа, этанол привлекает больше внимания, поскольку он считается возобновляемым ресурсом, который легко получается из сахара или крахмала в культурах и других сельскохозяйственных продуктах, таких как зерно, сахарный тростник, сахарная свекла или даже лактоза. Поскольку этанол встречается в природе, когда дрожжи обнаруживают сахарный раствор, такой как перезрелый плод, большинство организмов развивают некоторую толерантность к этанолу, тогда как метанол является токсичным. Другие эксперименты включают бутанол, который также может быть получен путем ферментации растений. Поддержка этанола происходит из-за того, что это топливо для биомассы, которое касается изменения климата и выбросов парниковых газов, хотя эти преимущества в настоящее время широко обсуждаются, в том числе подогретая дискуссия по теме «2008 год против топлива».

Большинство современных автомобилей, предназначенных для работы на бензине, способны работать с смесью от 10% до 15% этанола, смешанного с бензином (E10-E15). При небольшом количестве редизайна автомобили с бензиновым двигателем могут работать на концентрациях этанола до 85% (E85), максимальном уровне, установленном в Соединенных Штатах и ​​Европе из-за холодной погоды зимой или до 100% (E100) в Бразилии, с более теплым климатом. Этанол имеет почти на 34% меньше энергии на объем, чем бензин, поэтому оценки экономии топлива с этанольными смесями значительно ниже, чем с чистым бензином, но это более низкое энергопотребление не приводит к прямому сокращению пробега на 34%, потому что существует много других переменные, которые влияют на производительность конкретного топлива в конкретном двигателе, а также потому, что этанол имеет более высокий октановый показатель, что выгодно для двигателей с высокой степенью сжатия.

По этой причине для чистых или высоких смесей этанола привлекательны для пользователей, его цена должна быть ниже, чем бензин, чтобы компенсировать более низкую экономию топлива. Местные СМИ часто советуют потребителям чаще употреблять алкоголь, чем бензин, только в том случае, если цены на этанол на 30% ниже или выше, чем у бензина, поскольку цена на этанол сильно колеблется в зависимости от результатов и сезонных урожаев сахарного тростника и по регионам. В США и на основе тестов EPA для всех моделей E85 2006 года средняя экономия топлива для автомобилей E85 была обнаружена на 25,56% ниже, чем неэтилированный бензин. Прогнозируемый EPA пробег современных американских автомобилей с гибким топливом можно было бы учитывать при сравнении цен, хотя E85 имеет показатель октанового числа около 104 и может использоваться в качестве замены для бензина премиум-класса. Региональные розничные цены E85 сильно различаются по США, причем более благоприятные цены в регионе Среднего Запада, где выращивается большая часть кукурузы и производится этанол. В августе 2008 года средний разброс между ценами E85 и бензином в США составил 16,9%, в Индиане — 35%, 30% — в Миннесоте и Висконсине, 19% в штате Мэриленд, 12-15% в Калифорнии и всего 3% в штате Юта , В зависимости от возможностей автомобиля цена безубыточности E85 обычно должна быть на 25-30% ниже, чем у бензина.

Биодизель
Основное преимущество двигателей внутреннего сгорания дизельного топлива заключается в том, что они имеют 44% -ную эффективность сжигания топлива; по сравнению с 25-30% в лучших бензиновых двигателях. Кроме того, дизельное топливо имеет чуть более высокую плотность энергии по объему, чем бензин. Это делает дизельные двигатели более экономичными, чем бензиновые.

Биодизель (метиловый эфир жирной кислоты) коммерчески доступен в большинстве стран, производящих масличные культуры в Соединенных Штатах. По состоянию на 2005 год он несколько дороже, чем ископаемое дизельное топливо, хотя оно все еще обычно производится в относительно небольших количествах (по сравнению с нефтепродуктами и этанолом). Многие фермеры, которые выращивают масличные семена, используют биодизельную смесь в тракторах и оборудовании в качестве политики, в целях стимулирования производства биодизеля и повышения осведомленности общественности. Иногда бывает легче найти биодизель в сельской местности, чем в городах. Биодизель имеет более низкую плотность энергии, чем ископаемое дизельное топливо, поэтому автомобили с биодизелем не в состоянии справиться с экономией топлива дизельного топлива, работающего на ископаемом топливе, если система впрыска дизеля не сбрасывается для нового топлива. Если время впрыска изменяется, чтобы учесть более высокое цетановое значение биодизеля, разница в экономике незначительна. Поскольку биодизель содержит больше кислорода, чем дизельное или растительное масло, он производит самые низкие выбросы от дизельных двигателей и ниже в большинстве выбросов, чем бензиновые двигатели. Биодизель имеет более высокую смазывающую способность, чем минеральный дизель, и является добавкой в ​​европейском дизельном топливе для снижения смазывающей способности и снижения выбросов.

Некоторые автомобили с дизельным двигателем могут работать с незначительными модификациями на 100% чистых растительных маслах. Растительные масла имеют тенденцию к сгущению (или затвердеванию, если это отработанное растительное масло), в холодных погодных условиях, поэтому модификации транспортных средств (двухцилиндровая система с баком для запуска / остановки дизельного топлива) необходимы для нагрева топлива перед использованием в большинстве случаев , Нагрев до температуры охлаждающей жидкости двигателя снижает вязкость топлива в диапазоне, указанном производителями системы впрыска, для систем до систем «common rail» или «unit injection (VW PD)». Отработанное растительное масло, особенно если оно используется в течение длительного времени, может стать гидрированным и иметь повышенную кислотность. Это может вызвать утолщение топлива, гуммирование в двигателе и кислотное повреждение топливной системы. Биодизель не имеет этой проблемы, поскольку химически обрабатывается как нейтральная и более низкая вязкость. Современные низкоизлучающие дизели (чаще всего соответствующие требованиям Евро -3 и -4), типичные для нынешнего производства в европейской промышленности, потребуют значительной модификации инжекторной системы, насосов и уплотнений и т. Д. Из-за более высоких рабочих давлений, которые разработаны более тонко (нагретого) минерального дизеля, чем когда-либо прежде, для распыления, если бы они использовали чистое растительное масло в качестве топлива. Растительное масло не подходит для этих автомобилей, поскольку они в настоящее время производятся. Это снижает рынок, поскольку все большее число новых автомобилей не в состоянии его использовать. Тем не менее, немецкая компания Elsbett уже несколько десятилетий успешно выпускает одноцилиндровые системы растительного масла и работает с Volkswagen на своих двигателях TDI. Это показывает, что технологически возможно использовать растительное масло в качестве топлива в дизелях с высокой эффективностью / низким уровнем выбросов.

Greasestock — это мероприятие, проводимое ежегодно в Йорктаун-Хайтс, Нью-Йорк, и является одной из крупнейших витрин транспортных средств, использующих отработанное масло в качестве биотоплива в Соединенных Штатах.

биогаз
Сжатый биогаз можно использовать для двигателей внутреннего сгорания после очистки сырого газа. Удаление H2O, H2S и частиц можно рассматривать как стандартное производство газа, который имеет такое же качество, как сжатый природный газ. Использование биогаза особенно интересно для климата, где отработанное тепло биогазовой электростанции не может использоваться в течение лета.

Древесный уголь
В 1930-е годы Тан Чжунминь сделал изобретение, используя богатые угольные ресурсы для китайского автомобильного рынка. Позднее автомобиль, работающий на древесном угле, интенсивно использовался в Китае, обслуживая армию и конвейер после прорыва Второй мировой войны.

Сжатый природный газ (СПГ)
Сжатый природный газ высокого давления, в основном состоящий из метана, который используется для сжигания обычных двигателей внутреннего сгорания вместо бензина. Сжигание метана дает наименьшее количество СО2 всех ископаемых видов топлива. Бензиновые автомобили могут быть модернизированы в СПГ и стать биотопливом. Природные газовые транспортные средства (NGV), поскольку бензобак хранится. Во время работы водитель может переключаться между CNG и бензином. Автомобили с природным газом (NGV) пользуются популярностью в регионах или странах, где природный газ в изобилии. Широко распространенное использование началось в долине реки По реки Италии, а позже стало очень популярным в Новой Зеландии к восьмидесятым годам, хотя его использование снизилось.

Транспортные средства СПГ распространены в Южной Америке, где эти транспортные средства в основном используются в качестве такси в основных городах Аргентины и Бразилии. Обычно стандартные бензиновые транспортные средства модифицируются в специализированных магазинах, которые включают установку газового баллона в багажнике и систему впрыска CNG и электронику. Бразильский флот GNV сконцентрирован в городах Рио-де-Жанейро и Сан-Паулу. Pike Research сообщает, что почти 90% NGV в Латинской Америке имеют двухтопливные двигатели, позволяющие этим автомобилям работать на бензине или в СПГ.

В 2006 году бразильское подразделение FIAT представило топливо Fiat Siena Tetra, четырехцилиндровый автомобиль, разработанный под Magneti Marelli Fiat Brazil. Этот автомобиль может работать на 100% этаноле (E100), E25 (обычная смесь бензина в этаноле в Бразилии), чистом бензине (недоступном в Бразилии) и природном газе и автоматически переключается с бензино-этанольной смеси на СПГ, в зависимости от мощности требуемых дорожными условиями. Другой существующий вариант состоит в том, чтобы модернизировать транспортное средство с использованием этанола с гибким топливом, чтобы добавить резервуар для природного газа и соответствующую систему впрыска. Некоторые такси в Сан-Паулу и Рио-де-Жанейро, Бразилия, используют этот вариант, позволяя пользователю выбирать среди трех видов топлива (E25, E100 и CNG) в соответствии с текущими рыночными ценами на насосе. Автомобили с этой адаптацией известны в Бразилии как «три топлива».

HCNG или обогащенный водородом сжатый природный газ для использования в автомобилях предварительно смешивают на водородной станции.

Муравьиная кислота
Муравьиную кислоту используют, превращая ее сначала в водород и используя ее в топливном элементе. Муравьиную кислоту гораздо легче хранить, чем водород.

водород
Водородный автомобиль — это автомобиль, который использует водород в качестве основного источника энергии для локомоции. Эти автомобили обычно используют водород одним из двух способов: сжиганием или преобразованием топливных элементов. При сжигании водород «сжигается» в двигателях принципиально таким же способом, как и традиционные бензиновые автомобили. В конверсии топливных элементов водород превращается в электричество через топливные элементы, которые затем питают электродвигатели. При любом способе единственным побочным продуктом из отработанного водорода является вода, однако во время сгорания может образовываться NOx.

Honda представила свой автомобиль на топливных элементах в 1999 году, который называется FCX, и с тех пор представил второе поколение FCX Clarity. Ограниченный маркетинг FCX Clarity, основанный на концептуальной модели 2007 года, начался в июне 2008 года в Соединенных Штатах, и он был представлен в Японии в ноябре 2008 года. FCX Clarity был доступен в США только в Лос-Анджелесе, где 16 водорода а до июля 2009 года только 10 водителей арендовали ясность за 600 долларов США в месяц. На Всемирной энергетической конференции 2012 года Daimler AG, Honda, Hyundai и Toyota подтвердили планы по выпуску автомобилей на водородном топливном элементе для продажи к 2015 году, некоторые из которых планируют войти в выставочный зал в 2013 году. С 2008 по 2014 год Honda арендовала из 45 единиц FCX в США.

В настоящее время существует небольшое количество прототипов водородных автомобилей, и проводится значительное количество исследований, чтобы сделать технологию более жизнеспособной. Общий двигатель внутреннего сгорания, обычно подпитываемый бензином (бензином) или дизельными жидкостями, может быть преобразован для работы на газообразном водороде. Однако наиболее эффективное использование водорода связано с использованием топливных элементов и электродвигателей вместо традиционного двигателя. Водород реагирует с кислородом внутри топливных элементов, который вырабатывает электроэнергию для питания двигателей. Одной из основных областей исследований является хранение водорода, чтобы попытаться увеличить диапазон транспортных средств водорода, уменьшая вес, потребление энергии и сложность систем хранения. Двумя основными методами хранения являются гидриды металлов и сжатие. Некоторые считают, что водородные автомобили никогда не будут экономически жизнеспособными и что акцент на эту технологию является отвлечением от разработки и популяризации более эффективных гибридных автомобилей и других альтернативных технологий.

Исследование, проведенное The Carbon Trust для Департамента энергетики Великобритании и изменения климата, указывает на то, что водородные технологии могут поставлять британский транспорт с почти нулевыми выбросами, уменьшая зависимость от импортируемой нефти и сокращая производство возобновляемых источников энергии. Однако технологии сталкиваются с очень сложными проблемами с точки зрения затрат, производительности и политики.

Жидкий азотный автомобиль
Жидкий азот (LN2) является методом хранения энергии. Энергия используется для сжижения воздуха, а затем LN2 производится путем испарения и распределяется. LN2 подвергается воздействию окружающей температуры в автомобиле, и полученный газообразный азот может использоваться для питания поршневого или турбинного двигателя. Максимальное количество энергии, которое может быть извлечено из LN2, составляет 213 Ватт-часов на кг (Вт • ч / кг) или 173 Вт • ч на литр, при котором максимум 70 Вт • ч / кг можно использовать с изотермическим процесс расширения. Такой автомобиль с 350-литровым (93-галлонным) резервуаром может достигать диапазонов, подобных бензиновому двигателю с 50-литровым (13-галлонным) резервуаром. Теоретические будущие двигатели с использованием каскадных циклов вытеснения могут улучшить это до 110 Вт • ч / кг с квазиизотермическим процессом расширения. Преимуществами являются нулевые вредные выбросы и превосходные энергетические плотности по сравнению с транспортным средством с сжатым воздухом, а также возможность заправки резервуара за считанные минуты.

Сжиженный природный газ (СПГ)
Сжиженный природный газ — это природный газ, который был охлажден до такой степени, когда он становится криогенной жидкостью. В этом жидком состоянии природный газ более чем в 2 раза плотнее, чем сжатый СПГ. Топливные системы СПГ функционируют на любом транспортном средстве, способном сжигать природный газ. В отличие от СПГ, которая хранится при высоком давлении (обычно 3000 или 3600 фунтов на квадратный дюйм), а затем регулируется до более низкого давления, которое может принимать двигатель, СПГ хранится при низком давлении (от 50 до 150 фунтов на квадратный дюйм) и просто испаряется теплообменником перед вводом устройства учета топлива к двигателю. Из-за высокой плотности энергии по сравнению с СПГ, он очень подходит для тех, кто интересуется длинными диапазонами при работе на природном газе.

В Соединенных Штатах цепочки поставок СПГ — это главное, что сдерживает быстрый рост этого источника топлива. Цепочка поставок СПГ очень похожа на цепочку поставок дизельного топлива или бензина. Во-первых, природный газ трубопровода сжижается в больших количествах, что аналогично рафинированию бензина или дизельного топлива. Затем СПГ транспортируется через полуприцеп к заправочным станциям, где он хранится в навалочных емкостях, пока он не будет передан в транспортное средство. CNG, с другой стороны, требует дорогостоящего сжатия на каждой станции для заполнения каскадов цилиндров высокого давления.

Автогаз (СНГ)
LPG или сжиженный нефтяной газ представляет собой смесь сжиженного газа низкого давления, состоящую в основном из пропана и бутана, который горит в обычных двигателях с бензиновым двигателем с меньшим количеством CO2, чем бензин. Бензиновые автомобили могут быть модернизированы на LPG, а также Autogas и стать биотопливом, поскольку бензобак остается. Во время работы вы можете переключаться между СНГ и бензином. Оценено 10 миллионов автомобилей, работающих по всему миру.

По состоянию на декабрь 2010 года насчитывается 17,473 миллиона автомобилей сжиженного нефтяного газа, а в ведущих странах — Турция (2,394 миллиона автомобилей), Польша (2,325 миллиона) и Южная Корея (2,3 миллиона). В США 190 000 автомобилей на дороге используют пропан, а 450 000 погрузчиков используют его для питания. Принимая во внимание, что он запрещен в Пакистане (DEC 2013), поскольку он считается опасностью для общественной безопасности OGRA.

Hyundai Motor Company начала продажи гибридного Elantra LPI Hybrid на южнокорейском внутреннем рынке в июле 2009 года. Elantra LPI (Liquefied Petroleum Injected) — первый в мире гибридный электромобиль, работающий на двигателе внутреннего сгорания, предназначенном для работы на сжиженном нефтяном газе (СНГ) в качестве топлива.

Стим
Паровой автомобиль — это автомобиль с паровым двигателем. В качестве топлива могут использоваться древесина, уголь, этанол или другие. Топливо сжигается в котле, и тепло преобразует воду в пар. Когда вода превращается в пар, она расширяется. Расширение создает давление. Давление толкает поршни вперед и назад. Это заставляет карданный вал вращать колеса вперед. Он работает как угольный паровоз, или паровая лодка. Паровой автомобиль стал следующим логичным шагом в независимом транспорте.

Паровые автомобили занимают много времени, но некоторые из них могут достичь скорости более 100 миль в час (161 км / ч) в конечном итоге. Поздняя модель Doble Steam Cars может быть доведена до рабочего состояния менее чем за 30 секунд, имела высокую скорость и быстрое ускорение, но стоила дорого.

Паровой двигатель использует внешнее сгорание, в отличие от внутреннего сгорания. Автомобили с бензиновым двигателем более эффективны с эффективностью около 25-28%. Теоретически паровой двигатель с комбинированным циклом, в котором горючий материал сначала используется для привода газовой турбины, может давать эффективность от 50 до 60%. Однако практические примеры автомобилей с паровым двигателем работают только на уровне 5-8%.

Самым известным и самым продаваемым паровым автомобилем был Стэнли Пароход. Он использовал компактный пожарный котел под капотом для питания простого двухпоршневого двигателя, который был подключен непосредственно к задней оси. До того, как Генри Форд с большим успехом внедрил ежемесячное финансирование платежей, автомобили обычно покупались напрямую. Вот почему Стэнли оставался простым; чтобы цена покупки была доступной.

Пар, произведенный в холодильном оборудовании, также может использоваться турбиной в других типах транспортных средств для производства электроэнергии, которая может использоваться в электродвигателях или храниться в батарее.

Мощность пара может быть объединена со стандартным масляным двигателем для создания гибрида. Вода впрыскивается в цилиндр после сгорания топлива, когда поршень все еще перегревается, часто при температуре 1500 градусов и более.Вода мгновенно будет испаряться в пар, используя тепло, которое иначе было бы потрачено впустую.

Древесный газ
Древесный газ может использоваться для питания автомобилей с обычными двигателями внутреннего сгорания, если к ним подключен древесный газификатор. Это было довольно популярно во время Второй мировой войны в нескольких европейских и азиатских странах, потому что война предотвратила легкий и экономически эффективный доступ к нефти.

Херб Хартман из Вудворда, штат Айова, в настоящее время управляет кадиллаком на базе дерева. Он утверждает, что подключил газификатор к «Кадиллаку» всего за 700 долларов. Хартман утверждает: «Полный бункер пройдет около пятидесяти миль в зависимости от того, как вы его управляете», и добавил, что разделение леса было «трудоемким». Это большой недостаток.