Ngoài xăng hay dầu, chiếc ô tô của bạn còn có thể chạy bằng 16 loại nhiên liệu này

Bài viết này sẽ chỉ ra các lựa chọn thay thế cho các loại nhiên liệu chính. Có một số giải pháp công nghệ cũ có ích đang dần hồi sinh, cũng như những giải pháp khác cần một vài thế hệ tới để có thể phổ cập rộng rãi.

LPG

Khí dầu mỏ hóa lỏng đã và đang là tương lai của nhiên liệu cho ô tô. Vào cuối những năm 1990, Vauxhall, Volvo và những hãng xe khác đã đưa ra một lựa chọn trong số các loại nhiên liệu sinh học, chiếc xe ban đầu sẽ sử dụng xăng và sau đó đổi sang LPG khi được làm nóng. Lý do là đốt cháy LPG mất nhiều thời gian hơn để đạt được nhiệt độ hoạt động lý tưởng.

Ở lục địa châu Âu và các nơi khác trên thế giới, LPG hay AutAF vẫn là nhiên liệu phổ biến thứ ba sau xăng và dầu diesel. Nó tạo ra lượng khí thải ít hơn so với xăng, tuy nhiên bạn cần sử dụng nhiều hơn để di chuyển trên cùng quãng đường, điều đó có nghĩa là nó chỉ có ý nghĩa về mặt tài chính nếu giá loại nhiên liệu này bằng khoảng một nửa giá xăng. Hầu hết các xe chạy bằng xăng có thể được chuyển đổi để chạy bằng LPG với hệ thống nhiên liệu và thùng chứa riêng. Nó đã trở nên phổ biến với những chiếc SUV cỡ lớn để giảm chi phí vận hành.

Hydro

Hydrogen đã có một thời gian khó khăn để thâm nhập thị trường. Điều này một phần là do giá cả của những chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro như Toyota Mirai và Hyundai Nexo và sự khan hiếm của các trạm nhiên liệu. Tuy nhiên, hydrogen cung cấp nhiều lợi ích hơn các loại năng lượng EV khác vì nó có thể bơm đầy nhanh chóng, sử dụng được khá lâu và không có hại gì ngoài nước thoát ra từ ống xả.

Một chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu hoạt động bằng cách sử dụng hydro từ bình và oxy để tạo ra điện chạy động cơ. Trên thực tế, xe hơi sẽ có máy phát riêng thay vì tích trữ năng lượng điện trong pin.

Bioethanol

Bioethanol được sản xuất từ ​​các loại thực vật như mía và ngũ cốc, sau đó được lên men để tạo ra rượu. Loại Etanol này sau đó được trộn với xăng hoặc dầu diesel sẽ tạo ra một loại nhiên liệu có thể được sử dụng trong hầu hết các xe ô tô với rất ít hoặc không có ảnh hưởng nào đối với việc khởi động xe. Số lượng ethanol sinh học trộn với nhiên liệu hóa thạch khác nhau giữa 10% (E10) và 15% (E85) và được giới thiệu cùng với các dịch vụ không chì thông thường hơn.

Về mặt môi trường, ethanol sinh học có ý nghĩa như carbon dioxide mà nó tạo ra khi bị đốt cháy trong động cơ trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, một nhược điểm là bạn cần sử dụng nhiều ethanol sinh học hơn để có cùng một lượng năng lượng so với khi sử dụng xăng hoặc dầu diesel.

CNG

Có khoảng 20 triệu phương tiện sử dụng CNG (khí tự nhiên nén) trên thế giới. Nhiều phương tiện như xe buýt và xe tải hoạt động trong môi trường thành phố để giảm thiểu tác động của ô nhiễm vì CNG tạo ra lượng khí thải ít hơn khoảng 75% so với diesel. Nó cũng tạo ra ít carbon dioxide và nitrogen oxide hơn.

Loại nhiên liệu CNG này dễ dàng sản xuất, nó giống một sản phẩm phụ của dầu tinh chế và có chỉ số octan cao để dễ sử dụng với động cơ đốt trong. Nó cũng được cho là gây ra ít hao mòn cho động cơ do lượng tích tụ carbon thấp hơn. CNG đòi hỏi một thùng nhiên liệu lớn hơn nhiều vì nó không thể được nén theo cách tương tự như LPG, đó là lý do tại sao nhiên liệu này phù hợp hơn với các phương tiện thương mại. Tuy nhiên, nó cũng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho chiếc Volkswagen Scirocco R trên đường đua Nürburgring (trên ảnh).

Diesel sinh học

Diesel sinh học có thể được sản xuất từ ​​các loại cây trồng như hạt cải dầu hoặc dầu ăn thải bằng cách sử dụng một quá trình gọi là chuyển vị este. Quá trình này tách dầu thành diesel sinh học và glycerine, nhưng nó cần năng lượng để hoạt động, vì vậy diesel sinh học không hoàn toàn trung tính carbon vì nó tạo ra nhiều carbon dioxide hơn so với các loại nhiên liệu khác.

Việc sản xuất đại trà nhiên liệu diesel sinh học đắt hơn dầu diesel, đó là lý do tại sao nó không được sử dụng. Tuy nhiên, nó có thể được thực hiện tại nhà bằng cách sử dụng dầu ăn thải lấy được miễn phí từ ngành phục vụ, do vậy bạn chỉ phải trả thuế. Diesel sinh học là một dung môi mạnh hơn so với diesel thông thường, vì vậy nó hòa tan các cặn lắng trong hệ thống nhiên liệu và có thể ăn mòn hệ thống đường ống, vì vậy bạn cần phải làm sạch bộ lọc và thay thế ống dẫn nhiêu liệu thường xuyên.

Propan

Việc phân biệt propan với LPG là rất cần thiết. Propane có thể được gọi là LPG, nhưng không phải tất cả LPG đều bao gồm propan. Rất ít xe hơi chỉ chạy bằng propan và hầu hết chúng đều chạy 2 loại nhiên liệu. Theo đó, những chiếc xe này chạy bằng xăng và sau đó chuyển sang propan để giảm khí thải vì nó tạo ra ít carbon dioxide và các khí thải độc hại khác. Đây là một phần lý do tại sao nó lại là một loại nhiên liệu phổ biến cho các phương tiện như xe nâng hoạt động trong môi trường chật hẹp.

Vì propan đã là một loại xăng, nó cần dung tích lớn hơn để chứa một lượng vừa đủ giúp chạy một chiếc xe trên cùng một quãng đường với một chiếc xe chỉ dùng xăng. Một động cơ cũng phải đốt thêm 27% propan để đạt được công suất tương đương với xăng. Tuy nhiên, propane hoạt động tốt ở vùng khí hậu lạnh, nơi mà động cơ xăng có thể khó khởi động. Loại động cơ này cũng ít gây hao mòn động cơ hơn.

Nước

Ô tô chạy bằng nước đã được nghiên cứu một thời gian dài. Tuy nhiên, quá trình này đòi hỏi phải có điện để phân tách oxy và hydro. Bên cạnh đó, khi sử dụng hydro để tạo ra điện để chạy động cơ, sẽ có những tổn thất nhiệt có nghĩa là việc sử dụng nó không hiệu quả.

Điện để cung cấp năng lượng cho quá trình điện phân nước thành hydro có thể có được từ các tấm pin mặt trời trên thân xe, vì vậy phần năng lượng này có thể được cung cấp miễn phí. Nhược điểm là để tạo ra đủ năng lượng mặt trời và những chi phí liên quan đến việc chế tạo một chiếc xe hơi với giải pháp năng lượng này là điều khó khăn.

Xem thêm: Xe hơi chạy pin nhiên liệu và những điều bạn chưa biết

Không khí

Công ty mẹ của Jaguar Land Rover, Tata đang nghiên cứu một loại động cơ chạy bằng không khí. Sử dụng khí nén được lưu trữ trong một thùng chứa, nó cung cấp năng lượng cho động cơ khi không khí giãn nở khi thoát ra bên ngoài. Tuy nhiên, năng lượng cần thiết để nén không khí cho thấy đây là một nguồn năng lượng không hiệu quả.

Một cách sử dụng tốt hơn cho khí nén là theo đề xuất của Citroën với Cactus Airflow 2L vào năm 2014. Nó sử dụng một động cơ xăng bình thường nhưng có sự hỗ trợ từ hai bình khí năng lượng tái tạo. Sau khi khởi động, chiếc xe sẽ chạy bằng năng lượng không khí thuần túy hoặc ở chế độ hybrid xăng-khí.

Hơi nước

Đừng cười: hơi nước là đối thủ nặng ký của động cơ đốt trong trong những ngày đầu. Một động cơ hơi nước thậm chí đã lập kỷ lục tốc độ là 205 km/h vào năm 1906. Tuy nhiên, những chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong đã biến mất vì chúng mất quá nhiều thời gian để khởi động so với các đối thủ khác và cũng đắt hơn.

Điều đó có thể sắp thay đổi, khi động cơ hơi nước đang lặng lẽ phát triển trong thế kỷ qua để trở nên hiệu quả, ít tiếng động và lượng khí thải thấp. Sử dụng hệ vận hành vòng kín có nghĩa là các động cơ hơi nước hiện đại không cần nhiều nước để hoạt động. Chúng cũng có thể chạy trên hầu hết mọi nguồn năng lượng để làm nóng nước nhanh chóng, vì vậy có thể sử dụng nhiên liệu thân thiện với môi trường. Động cơ hơi nước cũng cung cấp mô-men xoắn gần như ngay lập tức giống như một động cơ điện và không cần bánh răng, vì vậy chúng rất dễ sử dụng.

Động lực học

Đây là một nguồn năng lượng thay thế đã được sử dụng rộng rãi bởi các nhà sản xuất ô tô và thường được gọi là phanh tái tạo. Ý tưởng rất đơn giản: khi xe chạy chậm, năng lượng đó được thu lại để sạc pin thay vì bị mất dưới dạng nhiệt và tiếng ồn thông qua phanh.

Giống tất cả các hình thức truyền năng lượng khác, biến động năng thành năng lượng dự trữ không bao giờ hiệu quả 100%, vì vậy bạn không thể chạy xe chỉ bằng cách lưu trữ năng lượng và sau đó giải phóng nó khi cần thiết. Ngoài ra, để đi được quãng đường cần thiết, bạn cần có một cục pin lớn để lưu trữ điện và điều này sẽ làm cho chiếc xe nặng hơn rất nhiều. Mặt trái của điều này là một chiếc xe càng nặng thì động năng càng phải chuyển đổi thành năng lượng dự trữ thông qua phanh tái sinh.

Năng lượng mặt trời

Ý tưởng về một chiếc xe không bao giờ cần sạc lại hay đổ đầy nhiên liệu đang tiến gần hơn nhờ nguồn năng lượng mặt trời. Nguồn nhiên liệu này đã được thử nghiệm nhiều lần, nhưng nó rất khó trích xuất đủ năng lượng từ các tấm pin mặt trời gắn trên mái để chạy xe trên một quãng đường cần thiết trong điều kiện thời tiết thay đổi. Công ty Lightyear của Hà Lan tuyên bố đã giải quyết những vấn đề này với chiếc xe One mà nó sẽ được bán vào năm 2020.

Nó được thiết kế với cấu trúc nhẹ và tối ưu hóa khí động học để giúp xe có thể đi được hơn 800 km. Xe vẫn có pin để lưu trữ năng lượng cho việc lái xe ban đêm và có thể được sạc từ ổ cắm trong trường hợp khẩn cấp. Tuy nhiên, hãng tuyên bố rằng bạn có thể đi trong nhiều tháng mà không cần phải sạc xe.

Nitơ

Nitơ là loại khí phổ biến nhất trong khí quyển của chúng ta, chiếm khoảng 78% không khí chúng ta hít thở. Sử dụng nó để cung cấp năng lượng cho ô tô khá phù hợp vì nó tạo ra rất ít khí thải độc hại khi được sử dụng làm nhiên liệu. Được lưu trữ dưới dạng nitơ lỏng, nó hoạt động theo cách tương tự như động cơ khí nén.

Khí nitơ được giải phóng từ một bình chứa có áp suất cao, nó sẽ nở ra khi nó chuyển từ chất lỏng sang chất khí và sự thay đổi nhanh chóng này có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho tuabin. Tua bin làm quay một máy phát điện để tạo ra điện và sử dụng để di chuyển chiếc xe. Nhược điểm là nitơ lỏng là một chất rất nguy hiểm và không có cơ sở hạ tầng để tiếp nhiên liệu.

Amoniac

Amoniac đã được sử dụng để cung cấp năng lượng cho động cơ đốt trong từ năm 1943. Nhược điểm của nó là cần đốt cháy một lượng lớn để đạt công suất tương đương xăng thông thường.

Tuy nhiên, amoniac có thể được sản xuất với giá rẻ và với số lượng lớn, và nó có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ piston hoặc trong pin nhiên liệu để tạo ra điện. Vì không có carbon trong amoniac nên lượng khí thải carbon dioxide bằng không. Điều duy nhất gây ảnh hưởng đến việc phát triển loại nhiên liệu này là mối quan tâm về sự an toàn khi được lưu trữ tại các trạm đổ xăng và trên xe.

Khí đốt gỗ

Khí đốt gỗ, còn được gọi là khí đốt sử dụng cho thị trấn, đã có từ những năm 1870 và trở nên phổ biến nhất trong Chiến tranh thế giới thứ hai khi việc phân phối nhiên liệu khiến xăng dầu trở nên khan hiếm. Nó được tạo ra thông qua quá trình khí hóa gỗ hoặc than, sau đó cung cấp năng lượng cho động cơ đốt trong.

Hầu hết các xe ô tô chạy bằng gỗ sử dụng hệ thống khí hóa lớn, nhưng những nỗ lực gần đây đã tập trung vào việc sản xuất với quy mô lớn hơn để cung cấp cho ô tô nhiên liệu giống như diesel tại các trạm nạp thông thường.

Cồn

Cồn đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng trước đây, đáng chú ý là trong cuộc đua xe sử dụng cồn. Ưu điểm của loại nhiên liệu này là chỉ số octan cao của metanol và các nhiên liệu cồn khác như butanol và ethanol, và chúng có thể được sử dụng trên động cơ đốt trong.

Methanol có mật độ năng lượng thấp hơn xăng, vì vậy cần sử dụng nhiều methanol hơn để có được lượng năng lượng tương tự. Tuy nhiên, loại nhiên liệu này rẻ tiền và dễ dàng sản xuất từ khí tự nhiên.