Vehículo de combustible alternativo

Un vehículo de combustible alternativo es un vehículo de motor que funciona con combustible alternativo en lugar de los combustibles tradicionales derivados del petróleo ( gasolina o petrodiésel ). El término también se refiere a cualquier tecnología (por ejemplo, automóviles eléctricos , vehículos eléctricos híbridos , vehículos alimentados con energía solar ) que alimente un motor que no involucra únicamente petróleo . ^{[ cita requerida ]} Debido a una combinación de factores, como las preocupaciones ambientales y de salud, incluido el cambio climático y la contaminación del aire , los altos precios del petróleo y el potencial de pico de petróleo , el desarrollo de combustibles alternativos más limpios y sistemas de energía avanzados para vehículos se ha convertido en una alta prioridad para muchos gobiernos y fabricantes de vehículos en todo el mundo.

Los motores de vehículos propulsados ​​por gasolina aparecieron por primera vez en las décadas de 1860 y 1870 ; hubo que esperar hasta la década de 1930 para que dominaran por completo a los motores "alternativos" originales impulsados ​​por vapor (siglo XVIII), por gases (principios del siglo XIX) o por electricidad ( hacia 1830).

Los vehículos eléctricos híbridos como el Toyota Prius no son en realidad vehículos de combustible alternativo, pero a través de tecnologías avanzadas en la batería eléctrica y el motor/generador, hacen un uso más eficiente del combustible de petróleo. ^[2] Otros esfuerzos de investigación y desarrollo en formas alternativas de energía se centran en el desarrollo de vehículos totalmente eléctricos y de pilas de combustible , e incluso en la energía almacenada del aire comprimido .

Un análisis ambiental de los impactos de los distintos combustibles para vehículos va más allá de la simple eficiencia operativa y las emisiones, especialmente si una tecnología se utiliza ampliamente. Una evaluación del ciclo de vida de un vehículo implica consideraciones de producción y posteriores al uso. En general, las emisiones de gases de efecto invernadero durante el ciclo de vida de los vehículos eléctricos a batería son inferiores a las de los vehículos de hidrógeno, PHEV, híbridos, de gas natural comprimido, de gasolina y diésel. ^[3]

En 2019 ^[actualizar], había más de 1.490 millones de vehículos de motor en las carreteras del mundo, ^[4] en comparación con aproximadamente 159 millones de vehículos de combustible alternativo y tecnología avanzada que se habían vendido o convertido en todo el mundo a fines de 2022 y que consisten en:

• Más de 65 millones de automóviles, motocicletas y camiones ligeros de combustible flexible para fines de 2021, liderados por Brasil con 38,3 millones ^[5] y Estados Unidos con 27 millones. ^[6]
• Más de 26 millones de vehículos eléctricos enchufables , de los cuales el 70% eran vehículos eléctricos de batería (BEV) y el 30% eran híbridos enchufables (PHEV). ^[7] China tenía 13,8 millones de unidades, Europa 7,8 millones y Estados Unidos 3 millones. ^[7] En 2022, las ventas anuales superaron los 10 millones de vehículos, un 55% más que en 2021. ^[8]
• 24,9 millones de vehículos propulsados ​​por GLP en diciembre de 2013, encabezados por Turquía con 3,93 millones, Corea del Sur (2,4 millones) y Polonia (2,75 millones). ^[9]
• 24,5 millones de vehículos a gas natural a finales de 2017, liderados por China (5,35 millones), seguido de Irán (4,0 millones), India (3,05 millones), Pakistán (3 millones), Argentina (2,3 millones) y Brasil (1,78 millones). ^[10] En 2015, se vendieron 2,4 millones de unidades. ^[11]
• Más de 13 millones de vehículos eléctricos híbridos en 2019. ^[12]
• 5,7 millones de vehículos livianos que utilizan únicamente etanol puro construidos en Brasil desde 1979, ^[13] con 2,4 a 3,0 millones de vehículos todavía en uso en 2003. ^{[14] [15]} y 1,22 millones de unidades a diciembre de 2011. ^[16]
• 70.200 vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) propulsados ​​por hidrógeno a finales de 2022. ^[3] Corea del Sur tenía 29.500 unidades, Estados Unidos 15.000, China 11.200 y Japón 7.700. ^[3] En 2022, las ventas anuales ascendieron a 15.391 vehículos. ^[17] Las ventas de FCEV de hidrógeno como porcentaje de la cuota de mercado entre los vehículos eléctricos (BEV, PHEV y FCEV) disminuyeron por sexto año consecutivo. ^[3]

Un vehículo de combustible flexible (FFV) o vehículo de combustible dual (DFF) es un automóvil o camión liviano de combustible alternativo con un motor multicombustible que puede usar más de un combustible , generalmente mezclado en el mismo tanque, y la mezcla se quema en la cámara de combustión en conjunto. Estos vehículos se denominan coloquialmente flex-fuel , o flexifuel en Europa, o simplemente flex en Brasil. Los FFV se distinguen de los vehículos bicombustibles , donde dos combustibles se almacenan en tanques separados. El FFV comercialmente disponible más común en el mercado mundial es el vehículo de combustible flexible de etanol , con los principales mercados concentrados en Estados Unidos, Brasil, Suecia y algunos otros países europeos.

Los vehículos de combustible flexible que utilizan etanol tienen motores de gasolina estándar que pueden funcionar con etanol y gasolina mezclados en el mismo tanque. Estas mezclas tienen números "E" que describen el porcentaje de etanol en la mezcla, por ejemplo, E85 es 85% etanol y 15% gasolina. (Consulte las mezclas de combustible de etanol más comunes para obtener más información). Aunque existe tecnología que permite que los vehículos de combustible flexible que utilizan etanol funcionen con cualquier mezcla hasta E100, ^{[18] [19]} en los EE. UU. y Europa, los vehículos de combustible flexible están optimizados para funcionar con E85 . Este límite se establece para evitar problemas de arranque en frío durante climas muy fríos.

Más de 65 millones de automóviles, motocicletas y camiones ligeros de combustible flexible para fines de 2021, liderados por Brasil con 38,3 millones ^[5] y Estados Unidos con 27 millones. ^[6] Otros mercados fueron Canadá (1,6 millones en 2014), ^[20] y Suecia (243.100 hasta diciembre de 2014). ^{[21] [22] [23]} La flota brasileña de combustible flexible incluye más de 4 millones de motocicletas de combustible flexible producidas desde 2009 hasta marzo de 2015. ^[24] En Brasil, el 65% de los propietarios de automóviles de combustible flexible usaban combustible de etanol regularmente en 2009, ^[25] mientras que el número real de FFV estadounidenses que funcionan con E85 es mucho menor; las encuestas realizadas en los EE. UU. han encontrado que el 68% de los propietarios de automóviles de combustible flexible estadounidenses no sabían que tenían un flex E85. ^[18]

Se ha afirmado que los fabricantes de automóviles estadounidenses están motivados a producir vehículos de combustible flexible debido a una laguna en los requisitos de Economía de Combustible Promedio Corporativo (CAFE), que otorga al fabricante de automóviles un "crédito de economía de combustible" por cada vehículo de combustible flexible vendido, independientemente de si el vehículo está realmente alimentado con E85 en uso regular. ^[26] Esta laguna supuestamente permite a la industria automotriz estadounidense cumplir con los objetivos de economía de combustible de CAFE no mediante el desarrollo de modelos más eficientes en el consumo de combustible, sino gastando entre 100 y 200 dólares estadounidenses adicionales por vehículo para producir una cierta cantidad de modelos de combustible flexible, lo que les permite seguir vendiendo vehículos menos eficientes en el consumo de combustible, como los SUV , que obtuvieron márgenes de ganancia más altos que los automóviles más pequeños y más eficientes en el consumo de combustible. ^{[27] [28]}

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Los vehículos eléctricos de batería (VEB), también conocidos como vehículos totalmente eléctricos (VEA), son vehículos eléctricos cuyo principal almacenamiento de energía se encuentra en la energía química de las baterías. Los VEB son la forma más común de lo que la Junta de Recursos del Aire de California (CARB) define como vehículo de cero emisiones (VEC), ya que no producen emisiones por el tubo de escape en el punto de operación. La energía eléctrica transportada a bordo de un VEB para alimentar los motores se obtiene de una variedad de químicas de baterías organizadas en paquetes de baterías. Para una mayor autonomía, a veces se utilizan remolques de grupo electrógeno o remolques de empuje, formando un tipo de vehículo híbrido. Las baterías utilizadas en los vehículos eléctricos incluyen baterías de plomo-ácido "inundadas", de fibra de vidrio absorbida, de NiCd, de níquel-hidruro metálico, de iones de litio, de polímero de litio y de zinc-aire.

Los intentos de construir vehículos eléctricos viables y modernos alimentados por baterías comenzaron en la década de 1950 con la introducción del primer automóvil eléctrico moderno (controlado por transistores ): el Henney Kilowatt , aunque el concepto ya estaba en el mercado desde 1890. A pesar de las bajas ventas de los primeros vehículos alimentados por baterías, el desarrollo de varios vehículos alimentados por baterías continuó hasta mediados de la década de 1990, con modelos como el General Motors EV1 y el Toyota RAV4 EV .

Los automóviles que funcionan con baterías han utilizado principalmente baterías de plomo-ácido y baterías de NiMH . La capacidad de recarga de las baterías de plomo-ácido se reduce considerablemente si se descargan más del 75 % de manera regular, lo que las convierte en una solución poco ideal. Las baterías de NiMH son una mejor opción ^{[ cita requerida ]} , pero son considerablemente más caras que las de plomo-ácido. Los vehículos que funcionan con baterías de iones de litio, como el Venturi Fetish y el Tesla Roadster, han demostrado recientemente un rendimiento y una autonomía excelentes y, sin embargo, se utilizan en la mayoría de los modelos de producción en masa lanzados desde diciembre de 2010.

A partir de las baterías de iones de litio tradicionales que se utilizan predominantemente en los vehículos eléctricos de batería actuales, se está desarrollando una ciencia que está allanando el camino para utilizar una estructura de fibra de carbono (en este caso, la carrocería o el chasis de un vehículo) como batería estructural . Los experimentos que se están llevando a cabo en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia están demostrando que, cuando se combina con mecanismos de inserción de iones de litio, una estructura de fibra de carbono mejorada puede tener propiedades electromecánicas. Esto significa que la propia estructura de fibra de carbono puede actuar como su propia batería/fuente de energía para la propulsión. Esto eliminaría la necesidad de los tradicionales bancos de baterías pesadas, lo que reduciría el peso y, por lo tanto, aumentaría la eficiencia del combustible. ^[30]

A partir de diciembre de 2015 , se han puesto a la venta minorista ^[update]varios vehículos eléctricos de barrio , coches eléctricos urbanos y coches eléctricos y furgonetas utilitarias de producción en serie aptos para autopistas , incluidos Tesla Roadster, GEM cars , Buddy , Mitsubishi i MiEV y sus versiones rebautizadas Peugeot iOn y Citroën C-Zero, Chery QQ3 EV , JAC J3 EV , Nissan Leaf , Smart ED , Mia electric , BYD e6 , Renault Kangoo ZE , Bolloré Bluecar , Renault Fluence ZE , Ford Focus Electric , BMW ActiveE , Renault Twizy , Tesla Model S , Honda Fit EV , RAV4 EV de segunda generación , Renault Zoe , Mitsubishi Minicab MiEV , Roewe E50 , Chevrolet Spark EV , Fiat 500e , BMW i3 , Volkswagen e-Up! , Nissan e-NV200 , Volkswagen e-Golf , Mercedes-Benz B-Class Electric Drive , Kia Soul EV , BYD e5 y Tesla Model X. [ ^31] El coche eléctrico legal para carretera más vendido de todos los tiempos en el mundo es el Nissan Leaf , lanzado en diciembre de 2010, con ventas globales de más de 250.000 unidades hasta diciembre de 2016. ^[32] El Tesla Model S , lanzado en junio de 2012, ocupa el segundo lugar con ventas globales de más de 158.000 coches entregados a diciembre de 2016. [ ^32] La furgoneta utilitaria Renault Kangoo ZE es líder en el segmento ligero totalmente eléctrico con ventas globales de 25.205 unidades hasta diciembre de 2016. ^[33][update]

Los vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV) utilizan baterías para alimentar un motor eléctrico, así como otro combustible, como gasolina o diésel, para alimentar un motor de combustión interna u otra fuente de propulsión. Los PHEV pueden cargar sus baterías a través de equipos de carga y frenado regenerativo . El uso de electricidad de la red para hacer funcionar el vehículo durante parte o todo el tiempo reduce los costos operativos y el uso de combustible, en comparación con los vehículos convencionales. ^[34]

Hasta 2010, la mayoría de los híbridos enchufables en las carreteras de los EE. UU. eran conversiones de vehículos eléctricos híbridos convencionales, ^[35] y los PHEV más destacados eran conversiones de Toyota Prius de 2004 o posteriores, a los que se les ha añadido carga enchufable y más baterías y se ha ampliado su autonomía exclusivamente eléctrica. ^[36] El fabricante de baterías y automóvil chino BYD Auto lanzó el F3DM al mercado de flotas chino en diciembre de 2008 ^{[37] [38] [39]} y comenzó las ventas al público en general en Shenzhen en marzo de 2010. ^{[40] [41]} General Motors comenzó las entregas del Chevrolet Volt en los EE. UU. en diciembre de 2010. ^[42] Las entregas a clientes minoristas del Fisker Karma comenzaron en los EE. UU. en noviembre de 2011.

Durante 2012, se lanzaron el Toyota Prius Plug-in Hybrid , el Ford C-Max Energi y el Volvo V60 Plug-in Hybrid . Los siguientes modelos se lanzaron durante 2013 y 2015: Honda Accord Plug-in Hybrid , Mitsubishi Outlander P-HEV , Ford Fusion Energi , McLaren P1 (edición limitada), Porsche Panamera S E-Hybrid , BYD Qin , Cadillac ELR , BMW i3 REx , BMW i8 , Porsche 918 Spyder (producción limitada), Volkswagen XL1 (producción limitada), Audi A3 Sportback e-tron , Volkswagen Golf GTE , Mercedes-Benz S 500 e , Porsche Cayenne S E-Hybrid , Mercedes-Benz C 350 e , BYD Tang , Volkswagen Passat GTE , Volvo XC90 T8 , BMW X5 xDrive40e , Hyundai Sonata PHEV y Volvo S60L PHEV .

En diciembre de 2015 ^[update], se habían vendido alrededor de 500.000 coches eléctricos híbridos enchufables aptos para autopistas en todo el mundo desde diciembre de 2008, de un total de ventas globales acumuladas de 1,2 millones de vehículos eléctricos enchufables ligeros . ^[44] En diciembre de 2016 ^[update], la familia de híbridos enchufables Volt/Ampera , con unas ventas combinadas de unas 134.500 unidades, es el híbrido enchufable más vendido del mundo. A continuación se encuentran el Mitsubishi Outlander P-HEV con unas 119.500, y el Toyota Prius Plug-in Hybrid con casi 78.000. ^[1]

El primer vehículo comercial que utilizó etanol como combustible fue el Ford Modelo T , producido entre 1908 y 1927. Estaba equipado con un carburador con chorro ajustable, lo que permitía el uso de gasolina o etanol, o una combinación de ambos. ^{[45] [46] [47]} Otros fabricantes de automóviles también proporcionaron motores para el uso de etanol como combustible. ^[18] En los Estados Unidos, el combustible de alcohol se producía en alambiques de alcohol de maíz hasta que la Prohibición criminalizó la producción de alcohol en 1919. El uso de alcohol como combustible para motores de combustión interna , ya sea solo o en combinación con otros combustibles, caducó hasta las crisis de los precios del petróleo de la década de 1970. Además, se ganó atención adicional debido a sus posibles ventajas ambientales y económicas a largo plazo sobre los combustibles fósiles.

Tanto el etanol como el metanol se han utilizado como combustible para automóviles. ^[48] Si bien ambos se pueden obtener del petróleo o el gas natural, el etanol ha atraído más atención porque se considera un recurso renovable , que se obtiene fácilmente del azúcar o el almidón de los cultivos y otros productos agrícolas como los cereales , la caña de azúcar , la remolacha azucarera o incluso la lactosa . Dado que el etanol se produce en la naturaleza siempre que la levadura encuentra una solución de azúcar, como una fruta demasiado madura, la mayoría de los organismos han desarrollado cierta tolerancia al etanol , mientras que el metanol es tóxico. Otros experimentos involucran butanol , que también se puede producir por fermentación de plantas. El apoyo al etanol proviene del hecho de que es un combustible de biomasa, que aborda el cambio climático y las emisiones de gases de efecto invernadero , aunque estos beneficios ahora son muy debatidos, ^{[18] [49] [50] [51]} incluido el acalorado debate de 2008 sobre alimentos versus combustibles .

La mayoría de los automóviles modernos están diseñados para funcionar con gasolina y pueden funcionar con una mezcla de 10% hasta 15% de etanol mezclado con gasolina ( E10-E15 ). Con una pequeña cantidad de rediseño, los vehículos impulsados ​​por gasolina pueden funcionar con concentraciones de etanol tan altas como 85% ( E85 ), el máximo establecido en los Estados Unidos y Europa debido al clima frío durante el invierno, ^[52] o hasta 100% ( E100 ) en Brasil, con un clima más cálido. El etanol tiene cerca de 34% menos energía por volumen que la gasolina, ^{[53] [54]} en consecuencia, las calificaciones de economía de combustible con mezclas de etanol son significativamente más bajas que con gasolina pura, pero este menor contenido de energía no se traduce directamente en una reducción del 34% en el kilometraje, porque hay muchas otras variables que afectan el rendimiento de un combustible particular en un motor particular, y también porque el etanol tiene un índice de octano más alto que es beneficioso para los motores de alta relación de compresión.

Por esta razón, para que las mezclas de etanol puro o alto sean atractivas para los usuarios, su precio debe ser menor que la gasolina para compensar la menor economía de combustible. Como regla general , los medios locales aconsejan con frecuencia a los consumidores brasileños que utilicen más alcohol que gasolina en su mezcla solo cuando los precios del etanol sean un 30% más bajos o más que la gasolina, ya que el precio del etanol fluctúa mucho según los resultados y las cosechas estacionales de caña de azúcar y por región. ^{[55] [56]} En los EE. UU., y con base en pruebas de la EPA para todos los modelos E85 de 2006 , la economía de combustible promedio para los vehículos E85 fue un 25,56% menor que la gasolina sin plomo. ^[18] El kilometraje calificado por la EPA de los vehículos estadounidenses de combustible flexible actuales ^[57] podría considerarse al hacer comparaciones de precios, aunque el E85 tiene un octanaje de aproximadamente 104 y podría usarse como sustituto de la gasolina premium. Los precios minoristas regionales del E85 varían ampliamente en los EE. UU., con precios más favorables en la región del Medio Oeste , donde se cultiva la mayor parte del maíz y se produce etanol. En agosto de 2008, el diferencial medio en Estados Unidos entre el precio del E85 y el de la gasolina era del 16,9%, mientras que en Indiana era del 35%, del 30% en Minnesota y Wisconsin , del 19% en Maryland , del 12 al 15% en California y sólo del 3% en Utah . ^[58] Dependiendo de las capacidades del vehículo, el precio de equilibrio del E85 normalmente tiene que ser entre un 25 y un 30% inferior al de la gasolina. ^[18]

En respuesta al alto precio del petróleo y a su creciente dependencia de las importaciones, en 1975 Brasil lanzó el programa Pro-alcool , un enorme esfuerzo subsidiado por el gobierno para fabricar combustible de etanol (a partir de su cosecha de caña de azúcar) y automóviles propulsados ​​por etanol. Estos vehículos que solo funcionaban con etanol fueron muy populares en la década de 1980, pero se volvieron económicamente imprácticos cuando los precios del petróleo cayeron (y los del azúcar aumentaron) a fines de esa década. En mayo de 2003, Volkswagen construyó por primera vez un automóvil comercial de combustible flexible de etanol , el Gol 1.6 Total Flex. Estos vehículos fueron un éxito comercial y, a principios de 2009, otros nueve fabricantes brasileños estaban produciendo vehículos de combustible flexible: Chevrolet , Fiat , Ford , Peugeot , Renault , Honda , Mitsubishi , Toyota , Citroën y Nissan . ^{[13] [59]} La adopción de la tecnología flex fue tan rápida que los automóviles de combustible flexible alcanzaron el 87,6% de las ventas de automóviles nuevos en julio de 2008. ^[60] En agosto de 2008, la flota de automóviles y vehículos comerciales ligeros "flex" había alcanzado los 6 millones de vehículos nuevos vendidos, ^[61] lo que representa casi el 19% de todos los vehículos ligeros registrados. ^[62] El rápido éxito de los vehículos "flex", como se los conoce popularmente, fue posible gracias a la existencia de 33.000 estaciones de servicio con al menos un surtidor de etanol disponible en 2006, un legado del programa Pro-alcool . ^{[63] [26]}

En Estados Unidos, el apoyo inicial al desarrollo de combustibles alternativos por parte del gobierno también fue una respuesta a la crisis del petróleo de 1973 , y más tarde, como un objetivo para mejorar la calidad del aire. Además, los combustibles líquidos fueron preferidos sobre los combustibles gaseosos no solo porque tienen una mejor densidad energética volumétrica sino también porque eran los combustibles más compatibles con los sistemas de distribución y motores existentes, evitando así una gran desviación de las tecnologías existentes y aprovechando el vehículo y la infraestructura de reabastecimiento. ^[48] California lideró la búsqueda de alternativas sustentables con interés en el metanol . ^[48] En 1996, se desarrolló un nuevo Ford Taurus FFV , con modelos totalmente capaces de funcionar con metanol o etanol mezclado con gasolina. ^{[48] [64]} Esta versión de etanol del Taurus fue la primera producción comercial de un FFV E85. ^[65] El impulso de los programas de producción de FFV en las compañías automovilísticas estadounidenses continuó, aunque a finales de los años 1990, el énfasis estaba en la versión FFV E85, como es hoy. ^[48] Se prefirió el etanol al metanol porque hay un gran apoyo en la comunidad agrícola y gracias a los programas de incentivos del gobierno y los subsidios al etanol basado en maíz. ^[66] Suecia también probó los vehículos flexifuel M85 y E85, pero debido a la política agrícola, al final se le dio énfasis a los vehículos flexifuel de etanol. ^[67]

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La principal ventaja de los motores de combustión diésel es que tienen una eficiencia de combustión del 44%, en comparación con solo el 25-30% de los mejores motores de gasolina. ^[68] Además, el combustible diésel tiene una densidad energética por volumen ligeramente mayor que la gasolina. Esto hace que los motores diésel puedan lograr una economía de combustible mucho mejor que los vehículos de gasolina.

El biodiésel (éster metílico de ácido graso) está disponible comercialmente en la mayoría de los estados productores de semillas oleaginosas de los Estados Unidos. A partir de 2005, es algo más caro que el diésel fósil, aunque todavía se produce comúnmente en cantidades relativamente pequeñas (en comparación con los productos derivados del petróleo y el etanol). Muchos agricultores que cultivan semillas oleaginosas utilizan una mezcla de biodiésel en tractores y equipos como una cuestión de política, para fomentar la producción de biodiésel y aumentar la conciencia pública. A veces es más fácil encontrar biodiésel en áreas rurales que en ciudades. El biodiésel tiene una densidad energética menor que el combustible diésel fósil, por lo que los vehículos de biodiésel no pueden seguir el ritmo de la economía de combustible de un vehículo diésel alimentado con combustible fósil, si el sistema de inyección diésel no se reinicia para el nuevo combustible. Si se cambia el tiempo de inyección para tener en cuenta el mayor valor de cetano del biodiésel, la diferencia en la economía es insignificante. Debido a que el biodiésel contiene más oxígeno que el diésel o el combustible de aceite vegetal , produce las emisiones más bajas de los motores diésel y es menor en la mayoría de las emisiones que los motores de gasolina. El biodiésel tiene mayor lubricidad que el diésel mineral y es un aditivo utilizado en el diésel de surtidor europeo para lograr lubricidad y reducir las emisiones.

Algunos automóviles con motor diésel pueden funcionar con pequeñas modificaciones con aceites vegetales 100 % puros . Los aceites vegetales tienden a espesarse (o solidificarse si se trata de aceite de cocina usado) en condiciones climáticas frías, por lo que las modificaciones del vehículo (un sistema de dos tanques con tanque de arranque/parada diésel) son esenciales para calentar el combustible antes de su uso en la mayoría de las circunstancias. Calentar a la temperatura del refrigerante del motor reduce la viscosidad del combustible, al rango citado por los fabricantes de sistemas de inyección, para sistemas anteriores a los sistemas "common rail" o "unit injection (VW PD)". El aceite vegetal usado, especialmente si se ha utilizado durante mucho tiempo, puede hidrogenarse y tener una mayor acidez. Esto puede causar el espesamiento del combustible, la formación de goma en el motor y daños por ácido en el sistema de combustible. El biodiésel no tiene este problema, porque se procesa químicamente para que sea neutro en pH y tenga una viscosidad más baja. Los modernos motores diésel de bajas emisiones (que suelen cumplir las normas Euro 3 y Euro 4) que se fabrican actualmente en la industria europea requerirían una modificación importante del sistema de inyección, las bombas y las juntas, etc., debido a las mayores presiones de funcionamiento, que requieren un gasóleo mineral más fino (calentado) que nunca para su atomización, si utilizaran aceite vegetal puro como combustible. El combustible de aceite vegetal no es adecuado para estos vehículos tal como se producen actualmente, lo que reduce el mercado, ya que cada vez hay más vehículos nuevos que no pueden utilizarlo. Sin embargo, la empresa alemana Elsbett lleva varias décadas produciendo con éxito sistemas de combustible de aceite vegetal de un solo depósito y ha trabajado con Volkswagen en sus motores TDI. Esto demuestra que es tecnológicamente posible utilizar aceite vegetal como combustible en motores diésel de alta eficiencia y bajas emisiones.

Greasestock es un evento que se celebra anualmente en Yorktown Heights, Nueva York , y es una de las mayores exhibiciones de vehículos que utilizan aceite usado como biocombustible en los Estados Unidos. ^{[69] [70] [71] [72]}

El biogás comprimido se puede utilizar en motores de combustión interna tras la purificación del gas crudo. La eliminación del H2O _, el H2S _y las partículas puede considerarse como un proceso estándar para producir un gas con la misma calidad que el gas natural comprimido.

Gas natural comprimido a alta presión (GNC), compuesto principalmente de metano, que se utiliza para alimentar motores de combustión normales en lugar de gasolina. La combustión de metano produce la menor cantidad de CO2 _de todos los combustibles fósiles. Los automóviles de gasolina se pueden adaptar a GNC y convertirse en vehículos de gas natural (VGN) bicombustibles, ya que se mantiene el tanque de gasolina. El conductor puede cambiar entre GNC y gasolina durante el funcionamiento. Los vehículos de gas natural (VGN) son populares en regiones o países donde el gas natural es abundante. Su uso generalizado comenzó en el valle del río Po de Italia y luego se hizo muy popular en Nueva Zelanda en los años ochenta, aunque su uso ha disminuido. ^[73]

En 2017, había 24,5 millones de vehículos a gas natural en todo el mundo, liderados por China (5,35 millones), seguido de Irán (4,0 millones), India (3,05 millones), Pakistán (3 millones), Argentina (2,3 millones) y Brasil (1,78 millones). ^[10]

En 2010, la región de Asia y el Pacífico lideró el mercado mundial con una participación del 54%. ^[74] En Europa, son populares en Italia (730 000), Ucrania (200 000), Armenia (101 352), Rusia (100 000) y Alemania (91 500), ^[74] y cada vez lo son más a medida que varios fabricantes producen automóviles, autobuses, furgonetas y vehículos pesados ​​fabricados en fábrica. ^[75] En los Estados Unidos, los autobuses propulsados ​​por GNC son la opción favorita de varias agencias de transporte público , con una flota estimada de autobuses propulsados ​​por GNC de unos 130 000. ^[76] Otros países donde los autobuses propulsados ​​por GNC son populares incluyen India, Australia, Argentina y Alemania. ^[73]

Los vehículos a GNC son comunes en América del Sur, donde estos vehículos se utilizan principalmente como taxis en las principales ciudades de Argentina y Brasil. Normalmente, los vehículos de gasolina estándar se reacondicionan en talleres especializados, lo que implica instalar el cilindro de gas en el maletero y el sistema de inyección de GNC y la electrónica. La flota brasileña de GNV se concentra en las ciudades de Río de Janeiro y São Paulo . ^[77] Pike Research informa que casi el 90% de los vehículos a gas natural en América Latina tienen motores bicombustibles , lo que permite que estos vehículos funcionen con gasolina o GNC. ^[78]

Se entiende por vehículo de combustible dual el vehículo que utiliza dos tipos de combustible al mismo tiempo (puede ser gas + líquido, gas + gas, líquido + líquido) con diferentes tanques de combustible.

El sistema de doble combustible diésel-GNC utiliza dos tipos de combustible, el diésel y el gas natural comprimido (GNC), al mismo tiempo. Esto se debe a que el GNC necesita una fuente de ignición para la combustión en el motor diésel. ^[79]

Un vehículo híbrido utiliza varios sistemas de propulsión para proporcionar potencia motriz. El tipo más común de vehículo híbrido es el vehículo híbrido gasolina-eléctrico , que utiliza gasolina y baterías eléctricas para la energía que se utiliza para alimentar los motores de combustión interna (ICE) y los motores eléctricos. Estos motores suelen ser relativamente pequeños y se considerarían "de poca potencia" por sí solos, pero pueden proporcionar una experiencia de conducción normal cuando se utilizan en combinación durante la aceleración y otras maniobras que requieren mayor potencia.

El Toyota Prius salió a la venta por primera vez en Japón en 1997 y se vende en todo el mundo desde el año 2000.

A partir de enero de 2017 ^[update], hay más de 50 modelos de automóviles eléctricos híbridos disponibles en varios mercados mundiales, con más de 12 millones de vehículos eléctricos híbridos vendidos en todo el mundo desde su inicio en 1997. ^{[80] [81]}

Un coche de hidrógeno es un automóvil que utiliza hidrógeno como fuente principal de energía para su locomoción. Estos coches suelen utilizar el hidrógeno mediante uno de dos métodos: combustión o conversión en pilas de combustible . En la combustión, el hidrógeno se "quema" en los motores siguiendo fundamentalmente el mismo método que los coches de gasolina tradicionales. El motor de combustión interna común , normalmente alimentado con gasolina (gasolina) o líquidos diésel , se puede convertir para que funcione con hidrógeno gaseoso. Este emite agua en el punto de uso y, durante la combustión con aire, se puede producir NOx . ^[84] Sin embargo, el uso más eficiente del hidrógeno implica el uso de pilas de combustible y motores eléctricos en lugar de un motor tradicional. El hidrógeno reacciona con el oxígeno dentro de las pilas de combustible, lo que produce electricidad para alimentar los motores, y el único subproducto del hidrógeno gastado es el agua. ^[85]

Actualmente existe una pequeña cantidad de automóviles de pila de combustible de hidrógeno disponibles comercialmente : el Hyundai NEXO , el Toyota Mirai y anteriormente el Honda FCX Clarity . Un área principal de investigación es el almacenamiento de hidrógeno , para intentar aumentar la autonomía de los vehículos de hidrógeno al tiempo que se reduce el peso, el consumo de energía y la complejidad de los sistemas de almacenamiento. Dos métodos principales de almacenamiento son los hidruros metálicos y la compresión. Algunos creen que los automóviles de hidrógeno nunca serán económicamente viables y que el énfasis en esta tecnología es una distracción del desarrollo y la popularización de vehículos eléctricos de batería más eficientes . ^[86]

En el segmento de vehículos ligeros, a finales de 2022 se habían vendido en todo el mundo 70.200 vehículos eléctricos con pila de combustible de hidrógeno, ^[87] en comparación con 26 millones de vehículos eléctricos enchufables. ^[88] Con el rápido aumento de los vehículos eléctricos y la tecnología y la infraestructura de baterías asociadas, el alcance global del papel del hidrógeno en los automóviles se está reduciendo en relación con las expectativas anteriores. ^{[86] [89]}

La alimentación eléctrica desde una fuente externa al vehículo es una práctica habitual en la electrificación ferroviaria . En estos sistemas, normalmente las vías forman un polo, mientras que el otro suele ser un único cable aéreo o un raíl aislado de la toma de tierra.

En las carreteras, este sistema no funciona como se describe, ya que las superficies normales de las carreteras son muy malos conductores eléctricos; por lo tanto, los vehículos eléctricos alimentados con energía externa en las carreteras requieren al menos dos cables aéreos. El tipo más común de vehículos de carretera alimentados con electricidad de una fuente externa son los trolebuses , pero también hay algunos camiones propulsados ​​​​con esta tecnología. La ventaja es que el vehículo puede funcionar sin interrupciones para repostar o cargar. Las desventajas incluyen: una gran infraestructura de cables eléctricos; dificultad en la conducción ya que uno tiene que evitar que se desconecta el cable del vehículo; los vehículos no pueden adelantarse entre sí; un peligro de electrocución; y un problema estético.

En principio, es posible la transmisión inalámbrica (véase Transferencia de energía inalámbrica ), pero la infraestructura (especialmente el cableado) necesaria para el acoplamiento inductivo o capacitivo sería extensa y costosa. En principio, también es posible transmitir energía mediante microondas o láseres al vehículo, pero esto puede resultar ineficiente y peligroso para la potencia requerida. Además, en el caso de los láseres se requiere un sistema de guía para rastrear el vehículo que se va a alimentar, ya que los rayos láser tienen un diámetro pequeño.

Las evaluaciones comparativas de los vehículos convencionales de combustibles fósiles y alternativos generalmente abarcan más que los impactos ambientales en uso y los costos de funcionamiento. Tienen en cuenta cuestiones como los impactos de la extracción de recursos (por ejemplo, para la fabricación de baterías o la extracción de combustibles fósiles), la eficiencia "del pozo a la rueda" y la intensidad de carbono de la electricidad en diferentes geografías. ^{[7] : 3–9} En general, las emisiones de gases de efecto invernadero del ciclo de vida de los vehículos eléctricos de batería son menores que las emisiones de los vehículos de hidrógeno, PHEV, híbridos, de gas natural comprimido, de gasolina y diésel. ^[3] Los BEV tienen menores emisiones que los vehículos con motor de combustión interna incluso en lugares donde la generación de electricidad es relativamente intensiva en carbono , por ejemplo, China, donde la electricidad se genera predominantemente a partir de carbón. ^[7]  

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El motor de aire es un motor de pistón libre de emisiones que utiliza aire comprimido como fuente de energía. El primer automóvil con aire comprimido fue inventado por un ingeniero francés llamado Guy Nègre . La expansión del aire comprimido se puede utilizar para impulsar los pistones en un motor de pistón modificado. La eficiencia de funcionamiento se obtiene mediante el uso de calor ambiental a temperatura normal para calentar el aire expandido que de otro modo estaría frío del tanque de almacenamiento. Esta expansión no adiabática tiene el potencial de aumentar en gran medida la eficiencia de la máquina. El único escape es aire frío (−15 °C), que también podría usarse para acondicionar el aire del automóvil. La fuente de aire es un tanque de fibra de carbono presurizado. El aire se suministra al motor a través de un sistema de inyección bastante convencional. El diseño único del cigüeñal dentro del motor aumenta el tiempo durante el cual la carga de aire se calienta a partir de fuentes ambientales y un proceso de dos etapas permite mejorar las tasas de transferencia de calor.

La electricidad también se puede almacenar en supercondensadores y superconductores. Sin embargo, el almacenamiento en superconductores no es adecuado para la propulsión de vehículos, ya que requiere temperaturas extremadamente bajas y produce campos magnéticos fuertes. Sin embargo, los supercondensadores se pueden utilizar en vehículos y se utilizan en algunos tranvías en tramos sin catenaria. Se pueden cargar durante las paradas habituales, en las que los pasajeros entran y salen del tren, pero solo pueden viajar unos pocos kilómetros con la energía almacenada. Sin embargo, esto no es un problema en este caso, ya que la siguiente parada suele estar a una distancia alcanzable.

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Un coche solar es un vehículo eléctrico que funciona con energía solar obtenida de los paneles solares del coche. Actualmente, los paneles solares no se pueden utilizar para suministrar directamente a un coche una cantidad adecuada de energía, pero sí se pueden utilizar para ampliar la autonomía de los vehículos eléctricos. A partir de 2022, se están comercializando varios coches eléctricos solares con diferentes prestaciones, de Fisker y Lightyear , entre otros. ^[90]

Los coches solares se utilizan en competiciones como el World Solar Challenge y el North American Solar Challenge. Estos eventos suelen estar patrocinados por agencias gubernamentales como el Departamento de Energía de los Estados Unidos, que desean promover el desarrollo de tecnologías de energía alternativa, como las células solares y los vehículos eléctricos. En estos desafíos suelen participar universidades para desarrollar las habilidades tecnológicas y de ingeniería de sus estudiantes, así como fabricantes de vehículos de motor como GM y Honda.

El dimetiléter (DME) es un combustible prometedor en motores diésel , ^[91] motores de gasolina (30% DME / 70% GLP) y turbinas de gas debido a su alto número de cetano , que es 55, en comparación con el diésel, que es 40-53. ^{[92] [93]} Solo se necesitan modificaciones moderadas para convertir un motor diésel para que queme DME. La simplicidad de este compuesto de cadena corta de carbono conduce durante la combustión a emisiones muy bajas de material particulado, NO _x , CO. Por estas razones, además de estar libre de azufre, el DME cumple incluso con las regulaciones de emisiones más estrictas en Europa (EURO5), EE. UU. (EE. UU. 2010) y Japón (2009 Japón). ^[94] Mobil está utilizando DME en su proceso de metanol a gasolina .

El DME se está desarrollando como un biocombustible sintético de segunda generación (BioDME), que se puede fabricar a partir de biomasa lignocelulósica . ^[95] Actualmente, la UE está considerando el BioDME en su posible combinación de biocombustibles en 2030; ^[96] el Grupo Volvo es el coordinador del proyecto BioDME del Séptimo Programa Marco de la Comunidad Europea ^{[97] [98]} donde la planta piloto BioDME de Chemrec basada en la gasificación de licor negro está a punto de completarse en Piteå , Suecia. ^[99]

El amoníaco se produce combinando hidrógeno gaseoso con nitrógeno del aire. La producción de amoníaco a gran escala utiliza gas natural como fuente de hidrógeno. El amoníaco se utilizó durante la Segunda Guerra Mundial para impulsar autobuses en Bélgica y en aplicaciones de energía solar y de motores antes de 1900. El amoníaco líquido también alimentó el motor de cohete Reaction Motors XLR99 , que propulsó el avión de investigación hipersónico X-15 . Aunque no es tan potente como otros combustibles, no deja hollín en el motor de cohete reutilizable y su densidad coincide aproximadamente con la densidad del oxidante, el oxígeno líquido, lo que simplificó el diseño de la aeronave.

Se ha propuesto el amoniaco como una alternativa práctica al combustible fósil para los motores de combustión interna . ^[100] El valor calorífico del amoniaco es de 22,5 MJ/kg (9690 BTU /lb), que es aproximadamente la mitad del del diésel. En un motor normal, en el que el vapor de agua no se condensa, el valor calorífico del amoniaco será aproximadamente un 21% menor que esta cifra. Se puede utilizar en motores existentes con solo modificaciones menores en los carburadores / inyectores .

Cuando se produce amoníaco utilizando carbón, el CO2 _emitido tiene el potencial de ser secuestrado ^{[100] [101]} (los productos de la combustión son nitrógeno y agua).

Se han propuesto y utilizado ocasionalmente motores de amoníaco o motores de amoníaco, que utilizan amoníaco como fluido de trabajo . ^[102] El principio es similar al utilizado en una locomotora sin fuego , pero con amoníaco como fluido de trabajo, en lugar de vapor o aire comprimido. Los motores de amoníaco fueron utilizados experimentalmente en el siglo XIX por Goldsworthy Gurney en el Reino Unido y en tranvías de Nueva Orleans . En 1981, una empresa canadiense convirtió un Chevrolet Impala de 1981 para que funcionara utilizando amoníaco como combustible. ^{[103] [104]}

Los desarrolladores de Canadá están utilizando con éxito el amoniaco y el GreenNH3, ^[105] ya que puede funcionar en motores de encendido por chispa o diésel con modificaciones menores, también es el único combustible ecológico para propulsar motores a reacción y, a pesar de su toxicidad, se considera que no es más peligroso que la gasolina o el GLP. ^[106] Se puede producir a partir de electricidad renovable y, al tener la mitad de la densidad de la gasolina o el diésel, se puede transportar fácilmente en cantidades suficientes en los vehículos. En una combustión completa, no tiene otras emisiones que nitrógeno y vapor de agua. La fórmula química de la combustión es 4 NH ₃ + 3 O ₂ → 2 N ₂ + 6 H ₂ O, el resultado es un 75% de agua.

En la década de 1930, Tang Zhongming inventó un automóvil que utilizaba abundantes recursos de carbón para su uso en el mercado automovilístico chino. El automóvil alimentado con carbón se utilizó más tarde de forma intensiva en China, y sirvió al ejército y a los abogados después del estallido de la Segunda Guerra Mundial.

El gas natural licuado (GNL) es gas natural que se ha enfriado hasta un punto en el que se convierte en un líquido criogénico . En este estado líquido, el gas natural es más del doble de denso que el GNC altamente comprimido. Los sistemas de combustible de GNL funcionan en cualquier vehículo capaz de quemar gas natural. A diferencia del GNC, que se almacena a alta presión (normalmente 3000 o 3600 psi) y luego se regula a una presión más baja que el motor puede aceptar, el GNL se almacena a baja presión (50 a 150 psi) y simplemente se vaporiza mediante un intercambiador de calor antes de ingresar a los dispositivos de medición de combustible del motor. Debido a su alta densidad energética en comparación con el GNC, es muy adecuado para quienes estén interesados ​​en autonomías largas mientras funcionan con gas natural.

En Estados Unidos, la cadena de suministro de GNL es el principal factor que ha impedido que esta fuente de combustible crezca rápidamente. La cadena de suministro de GNL es muy similar a la del diésel o la gasolina. Primero, el gas natural por gasoducto se licúa en grandes cantidades, lo que es análogo a la refinación de la gasolina o el diésel. Luego, el GNL se transporta en semirremolques a estaciones de servicio donde se almacena en tanques a granel hasta que se despacha a un vehículo. El GNC, por otro lado, requiere una costosa compresión en cada estación para llenar las cascadas de cilindros de alta presión.

El GLP o gas licuado de petróleo (GLP) es una mezcla de gas licuado de baja presión compuesta principalmente de propano y butano que se quema en motores de combustión de gasolina convencionales con menos CO2 _que la gasolina. Los automóviles de gasolina pueden modernizarse para funcionar con GLP, también conocido como autogás, y convertirse en vehículos bicombustibles, ya que no se quita el tanque de gasolina, lo que permite a los conductores cambiar entre GLP y gasolina durante el funcionamiento. Se estima que hay 10 millones de vehículos en funcionamiento en todo el mundo.

En diciembre de 2013, había 24,9 millones de vehículos propulsados ​​por GLP en todo el mundo, encabezados por Turquía con 3,93 millones, Corea del Sur (2,4 millones) y Polonia (2,75 millones). ^[9] En los EE. UU., 190 000 vehículos de carretera utilizan propano, ^[107] y 450 000 carretillas elevadoras lo utilizan como fuente de energía. Sin embargo, está prohibido en Pakistán (diciembre de 2013) ya que la OGRA lo considera un riesgo para la seguridad pública.

El ácido fórmico se utiliza convirtiéndolo primero en hidrógeno y utilizándolo en una pila de combustible de hidrógeno . También se puede utilizar directamente en pilas de combustible de ácido fórmico . El ácido fórmico es mucho más fácil de almacenar que el hidrógeno. ^{[108] [109]}

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El nitrógeno líquido (LN2) es un método de almacenamiento de energía. La energía se utiliza para licuar el aire y luego se produce LN2 por evaporación y se distribuye. El LN2 se expone al calor ambiental en el automóvil y el gas nitrógeno resultante se puede utilizar para impulsar un motor de pistón o turbina. La cantidad máxima de energía que se puede extraer del LN2 es de 213 vatios-hora por kg (W·h/kg) o 173 W·h por litro, en los que se puede utilizar un máximo de 70 W·h/kg con un proceso de expansión isotérmica. Un vehículo de este tipo con un tanque de 350 litros (93 galones) puede alcanzar autonomías similares a un vehículo a gasolina con un tanque de 50 litros (13 galones). Los motores futuros teóricos, utilizando ciclos de llenado en cascada, pueden mejorar esto a alrededor de 110 W·h/kg con un proceso de expansión cuasi-isotérmica. Las ventajas son cero emisiones nocivas y densidades energéticas superiores a las de un vehículo de aire comprimido , además de poder rellenar el depósito en cuestión de minutos.

En principio, es posible construir un vehículo propulsado por fisión nuclear o desintegración nuclear. Sin embargo, existen dos grandes problemas: en primer lugar, hay que transformar la energía, que llega en forma de calor y radiación, en energía utilizable para la propulsión. Una posibilidad sería utilizar una turbina de vapor como en una central nuclear, pero un dispositivo de este tipo ocuparía demasiado espacio. Un método más adecuado sería la conversión directa en electricidad, por ejemplo, con termoelementos o dispositivos termoiónicos. El segundo problema es que la fisión nuclear produce altos niveles de neutrones y rayos gamma, que requieren un blindaje excesivo, lo que daría lugar a un vehículo demasiado grande para circular por la vía pública. Sin embargo, Ford Nucleon realizó estudios en este sentido .

Un método mejor para un vehículo propulsado por energía nuclear sería el uso de la energía de la desintegración radiactiva en generadores termoeléctricos de radioisótopos , que también son muy seguros y fiables. El blindaje necesario de estos dispositivos depende del radionucleido utilizado. El plutonio-238, como radiador alfa casi puro, no requiere mucho blindaje. Como los precios de los radionucleidos adecuados son altos y la densidad energética es baja (para generar 1 vatio con plutonio-238 se necesita medio gramo), este método de propulsión es demasiado caro para su uso generalizado. Además, los generadores termoeléctricos de radioisótopos ofrecen, según su gran contenido de material altamente radiactivo, un peligro extremo en caso de uso indebido, por ejemplo por parte de terroristas. El único vehículo en uso que funciona con generadores termoeléctricos de radioisótopos es el explorador marciano Curiosity .

Actualmente, no se dispone de otras formas de energía nuclear, como la fusión y la aniquilación, para la propulsión de vehículos, ya que no se dispone de ningún reactor de fusión en funcionamiento y es cuestionable que se pueda construir uno del tamaño adecuado para un vehículo de carretera. La aniquilación quizá funcione de alguna manera (véase propulsión por antimateria ), pero no existe tecnología para producir y almacenar suficiente antimateria.

En vehículos muy pequeños, la demanda de energía disminuye, por lo que se puede emplear la fuerza humana para lograr una mejora significativa en la vida útil de la batería. Tres de estos vehículos fabricados comercialmente son el Sinclair C5 , ELF y TWIKE .

Los volantes de inercia también se pueden utilizar como combustible alternativo y se utilizaron en los años 50 para la propulsión de autobuses en Suiza, los llamados autogiros . El volante de inercia del autobús se cargaba con energía eléctrica en los terminales de la línea y le permitía recorrer un trayecto de hasta 8 kilómetros solo con su volante de inercia. Los vehículos propulsados ​​por volante de inercia son más silenciosos que los vehículos con motor de combustión, no necesitan cables aéreos y no generan gases de escape, pero el dispositivo de volante de inercia tiene un gran peso (1,5 toneladas para 5 kWh) y requiere medidas de seguridad especiales debido a su alta velocidad de rotación.

Los silanos superiores al heptasilano pueden almacenarse como la gasolina y también pueden funcionar como combustible. Tienen la ventaja de que pueden arder también con el nitrógeno del aire, pero tienen como mayor desventaja su elevado precio y que sus productos de combustión son sólidos, lo que da problemas en los motores de combustión.

La fuerza de los muelles enrollados o de los cordones de goma retorcidos se puede utilizar para la propulsión de vehículos pequeños. Sin embargo, este modo de almacenamiento de energía permite ahorrar solo pequeñas cantidades de energía que no son adecuadas para la propulsión de vehículos destinados al transporte de personas. Los vehículos propulsados ​​por muelles son juguetes de cuerda o coches con trampa para ratones .

Un automóvil a vapor es un automóvil que tiene un motor de vapor . Se puede utilizar madera, carbón, etanol u otros como combustible . El combustible se quema en una caldera y el calor convierte el agua en vapor . Cuando el agua se convierte en vapor, se expande. La expansión crea presión . La presión empuja los pistones hacia adelante y hacia atrás. Esto hace girar el eje de transmisión para hacer girar las ruedas, lo que hace que el automóvil avance. Funciona como un tren de vapor alimentado con carbón o un barco de vapor . El automóvil a vapor fue el siguiente paso lógico en el transporte independiente.

Los coches de vapor tardan mucho en ponerse en marcha, pero algunos pueden alcanzar velocidades superiores a los 161 km/h. Los últimos modelos de coches de vapor Doble podían ponerse en condiciones de funcionamiento en menos de 30 segundos, tenían velocidades máximas elevadas y una aceleración rápida, pero eran caros de comprar.

Una máquina de vapor utiliza combustión externa , en lugar de combustión interna. Los automóviles propulsados ​​por gasolina son más eficientes, con una eficiencia de alrededor del 25 al 28 % . En teoría, una máquina de vapor de ciclo combinado en la que el material que se quema se utiliza primero para impulsar una turbina de gas puede producir una eficiencia del 50 al 60 %. Sin embargo, los ejemplos prácticos de automóviles propulsados ​​por vapor funcionan con una eficiencia de solo alrededor del 5 al 8 %.

El automóvil a vapor más conocido y más vendido fue el Stanley Steamer . Utilizaba una caldera compacta de tubos de humos debajo del capó para alimentar un motor simple de dos pistones que estaba conectado directamente al eje trasero. Antes de que Henry Ford introdujera con gran éxito la financiación de pagos mensuales, los automóviles se solían comprar al contado. Por eso el Stanley se mantuvo simple: para mantener el precio de compra asequible.

El vapor producido en la refrigeración también puede ser utilizado por una turbina en otros tipos de vehículos para producir electricidad, que puede emplearse en motores eléctricos o almacenarse en una batería.

La energía del vapor se puede combinar con un motor estándar a base de petróleo para crear un híbrido. Se inyecta agua en el cilindro después de que se quema el combustible, cuando el pistón todavía está sobrecalentado, a menudo a temperaturas de 1500 grados o más. El agua se vaporiza instantáneamente, aprovechando el calor que de otro modo se desperdiciaría.

Los vehículos eólicos son bien conocidos desde hace mucho tiempo. Pueden construirse con velas similares a las que se utilizan en los barcos, utilizando una turbina eólica a bordo, que impulsa las ruedas directamente o que genera electricidad para un motor eléctrico, o pueden ser arrastrados por una cometa. Los vehículos terrestres eólicos necesitan una enorme altura libre, especialmente cuando se utilizan velas o cometas, y no son adecuados para áreas urbanas. También pueden ser difíciles de dirigir. Los vehículos eólicos solo se utilizan para actividades recreativas en playas u otras áreas libres.

El concepto se describe con más detalle aquí: [1].

El gas de madera se puede utilizar para alimentar automóviles con motores de combustión interna convencionales si se le conecta un gasificador de madera . Este combustible fue muy popular durante la Segunda Guerra Mundial en varios países europeos y asiáticos porque la guerra impidió un acceso fácil y económico al petróleo.

Herb Hartman, de Woodward, Iowa, actualmente conduce un Cadillac propulsado por leña. Afirma haber acoplado el gasificador al Cadillac por sólo 700 dólares. Hartman afirma que "una tolva llena puede recorrer unos ochenta kilómetros, dependiendo de cómo la conduzcas", y añadió que cortar la leña "requería mucho trabajo. Ése es el gran inconveniente". ^[110]

• Análisis del ciclo de vida de la cuna a la tumba de las trayectorias de combustible de los vehículos ligeros de EE. UU.: una evaluación económica y de las emisiones de gases de efecto invernadero de las tecnologías actuales (2015) y futuras (2025-2030) Archivado el 12 de agosto de 2020 en Wayback Machine (incluye el costo estimado de las emisiones de GEI evitadas de diferentes tecnologías de vehículos ligeros), Argonne National Laboratory , junio de 2016.
• Sitio web oficial del Centro de datos sobre combustibles alternativos, Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable , Departamento de Energía de los Estados Unidos
• Transiciones hacia vehículos y combustibles alternativos, Academia Nacional de Ciencias (2013) ISBN 978-0-309-26852-3