O aumento dos preços da gasolina no verão é um ritual sazonal. Ninguém gosta disso. Não se trata do bronzeado do fazendeiro ou do vizinho com o cortador barulhento de madrugada. É sobre a bomba de combustível. Em 2008, o preço médio atingiu mais de US$ 4 o galão. Preencher significava verificar primeiro sua conta bancária. A memória ainda dói.
Agora, novas caminhadas estão surgindo. Você está se perguntando sobre alternativas. Eles existem. Muitos estão em concessionárias agora. Alguns estão a anos de distância. Aqui estão os 10 principais combustíveis alternativos disponíveis hoje.
10: Hidrogênio
O hidrogênio é o estranho. Não é um combustível que você bombeia para um tanque no sentido tradicional. É um portador de energia. Os carros usam células de combustível para converter gás hidrogênio em eletricidade. A única emissão é o vapor d’água.
“O hidrogénio oferece zero emissões no escapamento.”
A infraestrutura é escassa. Você precisa de um posto de reabastecimento. A maioria está na Califórnia. A tecnologia está comprovada. A Toyota tem o Mirai. Hyundai tem o Nexo. São carros de verdade. São alternativas reais.
O problema é o custo. O reabastecimento é caro. As estações são raras. Mas o tanque é pequeno. O alcance é decente. É uma opção de nicho. Por agora.
O hidrogênio deixa as pessoas em pânico. Eles imaginam o Hindenburg. Eles pensam em fogo. Mas a realidade é muito menos dramática. O gás é realmente bastante seguro. E alimenta dois tipos de máquinas muito diferentes. Você pode operar um carro com hidrogênio em uma célula de combustível. Ou você pode queimá-lo em um motor de combustão interna. Ambos existem. Ambos funcionam. Mas eles são mundos diferentes na forma como geram movimento.
A Rota da Célula de Combustível
Um veículo com célula de combustível (FCV) não queima hidrogênio. Ele processa isso. Pense nisso como uma bateria que se reabastece com gasolina. O hidrogênio fica em um tanque. Ele entra na pilha de células de combustível. Lá, ele encontra o oxigênio do ar.
Ocorre uma reação química. Essa reação gera eletricidade. A eletricidade alimenta motores elétricos. Então, você obtém o torque de um EV. Mas você não precisa esperar horas para recarregar. Você apenas preenche.
“O único subproduto desse processo é o vapor d’água.”
Está limpo. Realmente limpo. Sem emissões de carbono. Apenas água. O Honda FCX Clarity usa essa tecnologia. Você ainda pode alugar um no sul da Califórnia. Está quieto. É eficiente. Mas é raro.
Queima de hidrogênio
Depois, há o motor de combustão. Isso está mais próximo do que você sabe. Possui pistões. Possui virabrequim. Parece um carro normal. Mas em vez de gasolina, você coloca hidrogênio.
O BMW Hydrogen 7 é o garoto-propaganda aqui. Era um V12 de seis litros. Funcionava com hidrogênio líquido e gasolina. A BMW alugou vários para figuras importantes. Alguns na Alemanha. Alguns nos EUA.
O perfil de emissões é interessante. Você não recebe CO2. Você obtém vapor de água. Na verdade, alguns testes mostraram que o BMW Hydrogen 7 realmente limpou o ar ao seu redor. A temperatura de exaustão e a mistura química removeram poluentes do ar ambiente. É um truque estranho. Mas funciona.
O problema da infraestrutura
Então, por que não vemos isso em todos os lugares? Não são os carros. A tecnologia funciona. São as bombas.
Não há infraestrutura de hidrogénio. Você não pode simplesmente parar em qualquer posto de gasolina. Você tem que procurar uma estação específica. A maioria das cidades não tem nenhum. Esse é o gargalo. É um problema do ovo e da galinha. Ninguém constrói estações porque ninguém tem carro. Ninguém compra carro porque não há estações.
A eletricidade é diferente. Você usa agora. Seu telefone usa isso. Seu laptop usa isso. Já está em suas paredes.
9: Eletricidade
Parece que os carros elétricos foram inventados ontem. A realidade é muito mais chata. Alguns dos primeiros automóveis na estrada funcionavam com motores elétricos. Eles simplesmente desapareceram. Por mais de um século, eles foram uma curiosidade de nicho, e não um estímulo diário viável.
Depois veio o íon de lítio.
Tudo mudou. Não estamos falando de ajustes incrementais. Essa mudança transformou os veículos elétricos de carrinhos de golfe em meios de transporte sérios.
O gargalo da bateria
Por que demorou tanto? Simples. Densidade de potência.
Mover uma caixa de metal de duas toneladas em alta velocidade requer enormes quantidades de energia. No passado, as baterias eram pesadas, ineficientes e demoravam para recarregar. Você dirigiria trinta quilômetros. Então você o conectaria e esperaria durante a noite. Talvez mais.
Ansiedade de alcance não era um termo de marketing. Era uma realidade mecânica.
Íon de lítio: a virada do jogo
Insira as baterias de íon de lítio. Você conhece aqueles. Eles estão no seu telefone. Seu laptop. Seu tablet.
As montadoras perceberam que essas células poderiam lidar com altas taxas de descarga. Eles cobram mais rápido. Eles mantêm mais carga em relação ao seu peso.
Tesla apostou muito nisso. O Roadster usou esses pacotes para oferecer desempenho de supercarro. Zero a sessenta em segundos. Altas velocidades máximas. Tudo elétrico.
Mas Tesla não foi o único jogador.
A solução de longo alcance
A Chevrolet viu a limitação do elétrico puro e decidiu trapacear. Mais ou menos.
O Chevy Volt não dependia apenas de um plugue. Ele usou uma bateria de íons de lítio para a propulsão inicial. Assim que a carga caiu abaixo de um certo limite, um gerador a gasolina a bordo entrou em ação.
Este não é um híbrido no sentido tradicional. Você não dirige com gasolina diretamente. O motor a gás gera eletricidade. Essa eletricidade carrega a bateria ou alimenta o motor.
Criou uma nova categoria: veículos elétricos de autonomia estendida (EREVs).
“As baterias podem ser carregadas conectando o carro a uma tomada comum; no entanto, quando a energia da bateria começa a diminuir, um gerador a gasolina a bordo é ligado para recarregar as baterias e manter o carro funcionando.”
Esta configuração resolveu o problema do alcance sem exigir uma infraestrutura nacional de carregamento durante a noite. Você conecta em casa. Você dirige. Se ficar sem suco, você para em qualquer posto de gasolina.
É um compromisso. Um inteligente.
8: Biodiesel
Enquanto o íon-lítio cuidava da carga elétrica, outra fonte de combustível ganhava força nos círculos agrícolas e entre aqueles que se recusavam a abandonar totalmente a combustão interna.
Você ouviu o conselho sobre dieta. Corte a gordura. Pule as coisas fritas. Seu coração vai agradecer. Seu carro? Nem tanto.
Há uma estranha exceção à regra quando se trata de combustível. O biodiesel existe. É feito de óleo de cozinha e gordura. Se você tem um motor a diesel, pode pensar que pode simplesmente colocar um pouco de óleo residual de fritadeira no tanque e pegar a estrada. Não faça isso.
A graxa bruta obstrui os filtros. Isso obstrui os injetores. Isso mata motores. Para funcionar, o óleo precisa de uma transformação química. Esse processo transforma triglicerídeos em ésteres metílicos de ácidos graxos. Ou, em linguagem simples, transforma lama em combustível.
Você pode fazer biodiesel em casa?
Sim. Você pode fazer isso sozinho.
Existe toda uma subcultura de pessoas que fabricam seu próprio combustível. Eles vão aos restaurantes locais, imploram pelo óleo usado e o processam em suas garagens. É barato. É mais limpo que o petrodiesel. E sim, seu carro pode cheirar a uma barraca de batata frita por alguns quilômetros.
Mas há um problema. Um grande problema.
A química é bastante simples para um hobby, mas os riscos são altos. Se você bagunçar a proporção de soda cáustica em relação ao óleo, ou se não filtrá-lo adequadamente, estará diante de uma falha catastrófica do motor. Você não está apenas arruinando sua transmissão. Você está arriscando um incêndio em sua casa. Você está arriscando ferimentos pessoais.
“Se você errar, poderá causar muitos danos ao seu veículo (sem falar na sua casa e em você mesmo).”
Antes de comprar um reator ou começar a misturar produtos químicos, encontre alguém que já tenha feito isso antes. Treine com eles. Observe-os falhar. Aprenda com seus erros. Não trate isso como um projeto de feira de ciências.
Os entusiastas juram por isso. O preço por galão é menor. A pegada de carbono é menor. É uma economia circular numa lata de combustível. Mas só se você respeitar o processo.
7: Etanol
Você tem o ângulo da gordura para fritar coberto. Mas sejamos honestos, dirigir por aí cheirando a batatas fritas estragadas não é exatamente uma melhoria no estilo de vida. Se você está procurando algo mais limpo – tanto para o ar quanto para as narinas – você pode querer dar uma olhada na relação do seu carro com os produtos agrícolas.
Entre no etanol. Não é um conceito novo, mas está se tornando um elemento básico na conversa sobre combustíveis alternativos.
A Conexão Milho e Cana-de-Açúcar
O etanol é essencialmente um tipo de álcool. Só para ficar claro: não tente beber. Está desnaturado. É combustível.
Nos Estados Unidos, a principal matéria-prima é o milho. É uma cultura nacional, o que lhe confere um certo apelo político e económico. Lá no Brasil? Eles usam cana-de-açúcar. A química é semelhante, mas as raízes agrícolas são diferentes.
Você provavelmente já viu isso na bomba. No verão, o etanol é frequentemente misturado à gasolina comum para reduzir as emissões. É um oxigenado. Ajuda o motor a queimar de forma mais limpa.
Motores Flex-Fuel: uma realidade prática
Isto não é ficção científica para a maioria dos proprietários de automóveis modernos. Muitas montadoras incorporaram motores flex-fuel em suas linhas durante anos. Esses motores são inteligentes. Eles podem detectar o combustível no tanque e ajustar o ponto de ignição e a injeção de combustível de acordo.
Você pode operar seu carro com gasolina padrão. Ou você pode abastecer com E85.
E85 é uma mistura composta por aproximadamente 85% de etanol e 15% de gasolina. A proporção pode variar ligeiramente, mas essa é a regra geral. Os benefícios aqui são tangíveis para quem tem infraestrutura próxima.
O debate interno sobre o petróleo
O principal argumento a favor do etanol é a independência energética. A lógica é simples: podemos cultivar essas coisas aqui. Não precisamos depender de petróleo estrangeiro. O petróleo é finito. O milho é renovável.
Esse é o lance. É simples. É apelativo para os decisores políticos que querem manter os dólares da energia dentro do país.
Mas não é sem custo. A produção de etanol consome uma quantidade significativa de energia. Você está queimando combustíveis fósseis para produzir um combustível que substitua os combustíveis fósseis. O ganho líquido de energia é tema de intenso debate entre engenheiros e economistas.
Depois, há a questão da comida versus combustível. Quando a demanda por milho aumenta porque os carros precisam dele, os agricultores plantam mais milho. Isso é bom para seus resultados financeiros. É menos bom para o preço do pão, dos cereais e de outros produtos básicos. Os críticos argumentam que isso aumenta os preços dos alimentos em todo o mundo.
A lacuna de infraestrutura
Apesar da polêmica, a rede de postos de etanol vem crescendo. Não é nacional, mas está lá. Se você mora no Centro-Oeste ou tem um veículo flex, talvez já o esteja usando sem pensar duas vezes.
Os benefícios são reais: redução das emissões de escape, produção nacional e fonte renovável. As desvantagens são igualmente reais: uso da terra, preços dos alimentos e densidade energética.
O E85 tem menos densidade energética que a gasolina. Você obterá menos milhas por galão. Mas você pode pagar menos por galão. É uma troca.
6: Gás Natural Liquefeito
Gás natural liquefeito: um ingrediente de cozinha com grande poder
Pare de pensar no gás natural apenas no que diz respeito ao queimador do seu fogão. O combustível que alimenta os caminhões de longo curso hoje compartilha uma linhagem com o material da sua cozinha, mas a física é totalmente diferente. Não é etanol. Não é biodiesel. Não é algo que você come. É o gás natural, o combustível fóssil que se esconde entre as camadas rochosas subterrâneas, perfurado tal como o petróleo bruto. Mas, ao contrário do seu primo líquido, o gás natural é abundante nos Estados Unidos e tem uma combustão visivelmente mais limpa.
O gás que você usa para aquecer a água do banho é o gás natural de baixa pressão. Permanece em estado gasoso. Ele libera uma quantidade relativamente pequena de energia quando queimado. Bom para cozinhar sopa. Inútil para transportar um trailer de 12 metros através das fronteiras estaduais.
Comprimindo energia: como funciona o GNL
Esfrie o gás.
O resultado é o gás natural liquefeito (GNL). O resfriamento do combustível comprime-o até o estado líquido. A densidade de energia aumenta. Quando o GNL queima, ele libera significativamente mais energia do que o gás canalizado padrão. Essa densidade é a razão pela qual ele pode alimentar equipamentos de grande porte. Ele transforma uma simples fonte de aquecimento em um combustível de motor viável para aplicações pesadas.
Quem está usando GNL e onde?
O principal caso de uso do Gás Natural Liquefeito é claro. Caminhões pesados. Transporte de longa distância. A densidade do combustível permite que estes veículos mantenham a autonomia e a potência sem as penalidades de carbono associadas ao diesel tradicional.
A próxima etapa: gás liquefeito de petróleo
Embora o GNL domine o setor de longo curso, o cenário dos combustíveis alternativos não para por aí. O próximo grande concorrente na estrada compartilha o apelido de “liquefeito”, mas difere quimicamente.
5: Gás Liquefeito de Petróleo
Propano. Você o conhece como o material que alimenta a churrasqueira do seu quintal. Mas no mundo automóvel, é apenas um interveniente no ecossistema do gás liquefeito de petróleo (GPL). Se você está confuso sobre a terminologia, não se preocupe. A indústria adora suas siglas.
O GLP não é propano puro. É uma mistura de hidrocarbonetos mantida sob pressão para permanecer líquida. Essa compressão é o truque. Isso torna o combustível denso em energia. Combustível denso significa mais potência. É por isso que funciona para motores.
Por que o GLP é importante para os motoristas
A Holanda funciona com essas coisas. Cerca de 10% de seus carros usam GLP. Os EUA? Nem tanto. Mas outros países se envolveram nisso durante décadas. A tecnologia é sólida. Os motores de combustão interna são projetados especificamente para esses gases. Eles queimam de forma mais limpa que a gasolina. Eles custam menos.
Esse é o lance. Se isso vai pegar na América continua a ser uma questão.
O concorrente do gás natural comprimido
4: Gás Natural Comprimido (GNC)
Imagine entrar na sua garagem e conectar o carro na parede como um veículo elétrico, mas com gasolina em vez de elétrons. Você teria uma linha de combustível indo direto para sua casa, pronta sempre que a agulha cair.
Com um carro a gás natural comprimido (GNC), isso não é ficção científica. É basicamente o que você já faz. O GNV é o mesmo combustível de metano usado no fogão da cozinha ou no aquecedor doméstico. Ele chega à sua propriedade através das tubulações subterrâneas da concessionária.
Mas você não pode simplesmente conectar uma mangueira ao fogão a gás e abastecer. A física não funciona assim. O gás à pressão atmosférica ocupa muito volume. Para obter um alcance significativo, você precisa de cilindros de alta pressão.
O requisito do compressor doméstico
Para fazer um veículo a GNV funcionar em casa, você precisa de um posto de abastecimento dedicado. Este não é um pequeno anexo. É uma unidade de compressor robusta capaz de pressurizar o gás natural da rede elétrica para os tanques de alta pressão dentro do seu carro.
A maioria dos veículos a GNV, como o Honda Civic GX, armazena combustível em cilindros de aço ou compostos. Esses tanques são volumosos. O GNV tem baixa densidade energética em volume em comparação à gasolina. Mesmo comprimido, ocupa significativamente mais espaço. Você está trocando espaço no porta-malas e no banco traseiro para armazenamento de combustível.
O Civic GX foi a primeira tentativa da Honda de integrar esta tecnologia. Introduzido em 1998, era essencialmente um Civic padrão com um sistema de combustível modificado. Sob o capô, ele funcionava com gás natural comprimido.
A economia e a lacuna de infraestrutura
Por que se preocupar com os custos de instalação e a perda de espaço? A matemática é simples. O GNV é mais barato que a gasolina por quilômetro. Também queima mais limpo. Menos emissões, menos partículas. Para gestores de frotas ou condutores ambientalmente conscientes, o argumento é forte.
Se a despesa de instalação de um compressor doméstico for compensada pela economia de combustível a longo prazo, o modelo torna-se viável. Mas há um problema enorme.
Não existe uma rede nacional de postos públicos de GNV.
Este é o gargalo. Se você dirige um Civic GX, estará amplamente preso à configuração de sua casa ou a corredores urbanos específicos com dispensadores públicos. Ficar sem combustível no meio do nada? Você está preso. A lacuna de infraestrutura é real e limita o carro a um nicho de público com rotas previsíveis.
O futuro dos combustíveis alternativos
O Civic GX provou que o conceito funcionava. Mas a falta de infraestrutura pública impediu que ele se tornasse o sedã padrão. Ao olharmos para outros grupos motopropulsores alternativos, o desafio permanece o mesmo. A tecnologia está muitas vezes à frente da rede. Quer se trate de hidrogénio, eletricidade ou ar comprimido, a rede de distribuição é a parte mais difícil de resolver.
3: Ar Comprimido
O ar está em toda parte. Então, por que não usá-lo apenas para mover um carro?
Os carros de ar comprimido não apenas respiram. Eles armazenam isso.
Em um motor de combustão interna padrão, você mistura ar com combustível. Você acende. A explosão empurra os pistões. Física simples. Um veículo de ar comprimido evita a explosão. Em vez disso, depende da expansão. O ar de alta pressão fica em tubos a bordo do carro. Quando liberado, esse ar se expande. Ele aciona os pistões. O poder segue.
Mas há um problema. O carro não funciona sozinho com ar.
Motores elétricos estão a bordo. O trabalho deles é comprimir o ar e forçá-lo para dentro dos tubos de alta pressão. Isso torna o veículo difícil de classificar. Não é um carro elétrico puro. Os motores elétricos não giram diretamente as rodas. Eles são muito menores do que os motores de tração encontrados em um Tesla ou Nissan Leaf. Sua única função é a compressão.
Como os motores não suportam o peso do veículo, eles utilizam muito menos energia. Isso significa que os tempos de carregamento são significativamente mais curtos. Você carrega o tanque de ar, não a bateria para propulsão.
2: Nitrogênio Líquido
O nitrogênio líquido oferece um caminho diferente. Existe em temperaturas extremamente baixas. Quando introduzido em uma câmara de combustão, ferve instantaneamente. A mudança de fase de líquido para gás cria enormes picos de pressão. Essa pressão pode acionar os pistões como o ar comprimido.
Teoricamente, a densidade de energia é maior que a do simples ar comprimido. A taxa de expansão é maior. Mas o frio é intenso. Os materiais devem suportar ciclos térmicos rápidos. A condensação é uma grande dor de cabeça da engenharia. Você precisa de isolamento. Você precisa de aquecedores para levar o gás a uma temperatura utilizável antes de atingir o motor.
Alguns protótipos o usaram. Os resultados são mistos. O alcance é decente. Mas a infra-estrutura é inexistente. Você não pode simplesmente parar em um posto de gasolina e encher um tanque de fluido criogênico. É uma solução de nicho para um problema muito específico.
O nitrogênio líquido fica na outra extremidade do espectro térmico do hidrogênio. É abundante em nossa atmosfera, assim como o hidrogênio. E tal como os veículos movidos a hidrogénio, os carros a nitrogénio líquido prometem menos emissões prejudiciais do que os motores tradicionais a gasolina ou diesel. Mas a mecânica? Totalmente diferente. Enquanto o hidrogênio alimenta células de combustível ou motores de combustão, o nitrogênio líquido depende de um processo termodinâmico que parece mais ficção científica do que combustão interna.
Como o nitrogênio líquido alimenta um carro
Esqueça os pistões e as velas de ignição. Um motor de nitrogênio líquido opera por expansão, não por explosão. O processo começa mantendo o nitrogênio gelado para manter seu estado líquido. Na hora de dirigir, esse líquido é bombeado para o motor, onde aquece rapidamente. A mudança de fase de líquido para gás causa expansão violenta.
Essa expansão é a chave.
Em um motor a gasolina padrão, a queima de combustível empurra os pistões. Numa configuração de nitrogênio líquido, o gás em expansão gira turbinas. É semelhante ao funcionamento de um carro a ar comprimido, mas com uma densidade de energia muito maior devido ao estado líquido inicial. O nitrogênio frio absorve o calor do ambiente ou de um aquecedor dentro do carro, transformando-se em gás de alta pressão que aciona as rodas.
“Um motor de nitrogênio líquido usa o nitrogênio em expansão para alimentar turbinas.”
O problema da infraestrutura
O trabalho de física. As emissões são limpas – principalmente apenas vapor de água e ar frio. Mas a realidade de dirigir um hoje é sufocante. Não existe uma rede nacional de postos de abastecimento. Você não pode simplesmente parar em um posto de gasolina padrão e abastecer. A infra-estrutura de distribuição de combustíveis criogénicos é praticamente inexistente para o consumidor médio.
Este é o mesmo obstáculo que paralisou o hidrogénio durante décadas. Sem um local para reabastecer, a tecnologia continua a ser uma curiosidade de nicho, em vez de uma alternativa viável para o transporte de massa. A energia não é o problema. A logística é.
1: Carvão
O futuro surpreendentemente movido a carvão dos veículos elétricos
Chegamos ao fim da lista. A entrada final em nossa contagem regressiva de combustível alternativo pode fazer você engasgar com o café.
Carvão.
Parece arcaico. Como algo que você veria em um documentário sobre uma máquina a vapor ou em um livro de história. Mas o carvão é um player relativamente novo no mundo automotivo – indiretamente falando. À medida que os veículos eléctricos, os híbridos plug-in e os veículos eléctricos de autonomia alargada (EREV) ocupam mais lugares de estacionamento, o carvão está silenciosamente a alimentar mais deles do que se imagina.
Você não precisa jogar baldes de pedra preta em um incinerador. Você não sentirá cheiro de enxofre em seu trajeto matinal. A conexão está escondida nos fios.
Os veículos elétricos geralmente não geram sua própria eletricidade. Eles o armazenam em baterias carregadas. Essas baterias são conectadas a tomadas de parede padrão. Essas tomadas extraem energia da rede. E nos Estados Unidos, essa rede depende fortemente de combustíveis fósseis. Especificamente, carvão.
A realidade dos 50 por cento
Aqui estão os dados concretos: 50% de toda a eletricidade nos Estados Unidos vem de usinas termelétricas a carvão.
Essa não é uma estatística hipotética. Essa é a linha de base atual. Ao rastrear a esteira porta cabos desde o cabo de carregamento até a chaminé, você vê o link. Uma parcela significativa dos carros elétricos são, na verdade, carros movidos a carvão.
É uma dependência direta. O carro em si está limpo. O escapamento é inexistente. Mas a fonte de energia? Muitas vezes sujo.
Por que o carvão ainda se mantém firme
Apesar da ótica ambiental, o carvão apresenta vantagens específicas para a rede que o mantêm em jogo.
Primeiro, custo. Numa base por quilómetro, a electricidade gerada a partir do carvão é mais barata do que a gasolina. É uma vantagem de preço importante para operadores de frota e motoristas preocupados com o orçamento.
Em segundo lugar, a segurança do abastecimento. Os Estados Unidos possuem enormes reservas de carvão. Ao contrário do petróleo, que está sujeito a relações internacionais voláteis e a decisões da OPEP, o carvão é doméstico. Você não pode embargar uma montanha.
Terceiro, a grade é diversa. Nem todos utilizam a secção da rede com elevado teor de carvão. Os condutores que carregam a partir de barragens hidroeléctricas ou centrais nucleares evitam totalmente as emissões de carvão. A “limpeza” de um VE depende muito de onde você o conecta.
Sem almoço grátis
A ironia é palpável. Estamos a comprar os carros limpos mais esperados da década, na esperança de reduzir a nossa pegada de carbono. No entanto, esses carros muitas vezes sugam energia de uma fonte pouco limpa.
É um lembrete de quão complexos são os sistemas energéticos. Não existe almoço grátis. Mesmo que o seu carro não tenha escapamento, o motor em outro lugar ainda está queimando combustível.
Para se aprofundar mais na tecnologia híbrida e em outras fontes de combustível, continue pesquisando.
