Combustíveis não convencionais ou alternativos.
Palavras-chave: combustíveis alternativos, combustíveis, alternativa, petróleo, poluição, despoluição, meio ambiente
GNC (Gás combustível natural)
A utilização do GNV no estado gasoso e comprimido abaixo de 200 bars é uma solução tecnológica já comprovada, pois mais de 500 veículos são atendidos em todo o mundo. Em motores dedicados e otimizados, o CNG oferece vantagens notáveis que superam um suprimento de energia mais caro. O prazer de dirigir, o desempenho da aceleração, a recuperação e a velocidade máxima são muito satisfatórios.
A eficiência do combustível excede a dos motores a gasolina em cerca de 10% (com exceção dos motores a gasolina de queima pobre, como os recentemente oferecidos pelos fabricantes japoneses), mas fica aquém de um motor a diesel de injeção direta. As emissões dos motores a CNG consistem quase exclusivamente em metano, portanto, de baixa toxicidade.
O metano é, no entanto, um importante gás de efeito estufa. Mas, se considerarmos as emissões de gases de efeito estufa ao longo de toda a cadeia de uso, o GNV proporciona uma economia de cerca de 20 a 25% em relação ao setor de gasolina e 10 a
15% em relação ao diesel.
A principal desvantagem do GNc diz respeito ao armazenamento, que é muito penalizante em termos de peso e tamanho. Novos materiais, como resinas compostas e fibras de vidro ou carbono, atualmente em estudo, devem permitir dividir o peso do tanque em capacidade constante por quatro.
O GNV, portanto, parece ser um combustível substituto, cuja penetração é certa, sem que seja possível avaliar sua extensão no momento. Deve se materializar primeiro em usos urbanos (especialmente ônibus), onde a poluição é uma preocupação.
metanol
Vários estudos foram realizados nos anos 1970 sobre o desenvolvimento de combustíveis que contenham metanol 85 a 100%, designados pelas abreviaturas M85, M90 ou M100 de acordo com sua composição.
Atualmente, esse tema perdeu muito de seu interesse. O metanol é, de fato, intrinsecamente tóxico e oferece poucos benefícios em termos de poluição do ar. Em particular, os riscos de formação de ozônio troposférico dificilmente são modificados para veículos que adotam M85 ou M100.
O metanol é mantido indiretamente no mercado de combustíveis como player básico na síntese do MTBE. Este éter é um excelente constituinte das gasolinas, muito procurado pelo seu elevado índice de octanas, pela sua compatibilidade perfeita com hidrocarbonetos e
benefícios que pode proporcionar para reduzir a poluição do ar.
Hoje, concentrações de MTBE de 5-10% são muito comuns nas gasolinas. No entanto, existem problemas relacionados à baixa biodegradabilidade do MTBE.
Biocombustíveis: etanol
O etanol é potencialmente um combustível de boa qualidade capaz de fornecer motores de ignição por centelha. Pode ser usado puro ou misturado em pequena proporção (até 20%) em uma gasolina convencional. No primeiro caso, o motor deve ser adaptado para esse uso específico (modificação do sistema de combustível e maior taxa de compressão); no
No segundo caso, a mistura etanol-gasolina é totalmente corriqueira e intercambiável na rede de distribuição com produtos de origem estritamente petrolífera.
No entanto, até o Brasil, que havia embarcado em uma política pró-ativa em favor do setor etanol-combustível, está revendo sua estratégia. Os motivos dessa reviravolta no Brasil e da lenta decolagem econômica no resto do mundo se devem a alguns obstáculos técnicos que, sem serem proibitivos, provocam relutância nas indústrias petrolífera e automotiva.
As misturas etanol-gasolina são menos estáveis na presença de água, mais voláteis e às vezes mais corrosivas do que produtos exclusivamente de origem petrolífera.
Por isso, assim como o metanol, o setor etanol-combustível é preferencialmente voltado para a produção de ETBE a partir do etanol e do isobuteno.
Os regulamentos europeus estabelecem um teor máximo de 15% (volume) de ETBE em gasolinas, ou seja, cerca de 7% (peso)
etanol. Essa estrutura legislativa, portanto, deixa espaço suficiente para a penetração do etanol a taxas significativas no mercado de combustíveis.
Derivados de óleos vegetais
Embora os motores a diesel possam operar com óleos vegetais crus, essa abordagem não parece realista para veículos que se tornaram muito eficientes. Por outro lado, a transformação de óleos vegetais em ésteres metílicos oferece vantagens consideráveis a nível técnico.
Os ésteres metílicos de óleos vegetais têm propriedades físico-químicas próximas às do gasóleo, no qual são perfeitamente miscíveis. Os tipos de sementes oleaginosas em questão são principalmente colza e girassol. Os dados agronômicos são os seguintes: é
possível obter 30 a 35 quintais / ano de sementes de colza por hectare, ou 1,2 a 1,4 toneladas de ésteres metílicos por hectare e por ano.
No plano regulatório, um decreto autoriza, na França, a distribuição não marcada de éster metílico de colza até 5% misturado ao diesel.
Em última análise, os balanços energéticos dos setores de produção de biocombustíveis são favoráveis. A relação entre a energia contida no biocombustível e a necessária para produzi-lo é sempre maior que 1. Mas, do ponto de vista econômico, com os custos atuais de acesso ao petróleo bruto e sem incentivos fiscais , os biocombustíveis não são competitivos.
Finalmente, as conclusões dos estudos sobre a contribuição dos biocombustíveis em termos de impacto na poluição atmosférica são muito matizadas. Dependendo do tipo de poluente considerado, os combustíveis
de origem vegetal pode ser às vezes ligeiramente benéfico, às vezes ligeiramente desfavorável. Com exceção da proteção contra o efeito estufa, para a qual o uso de biocombustíveis traz, sem dúvida, uma melhoria significativa.
Combustíveis sintéticos
Os combustíveis sintéticos são gasolinas e gasóleos tradicionais, mas derivados de outras matérias-primas que não o petróleo, principalmente carvão e gás natural.
Os processos correspondentes usam tecnologias pesadas e caras. Consistem em produzir, em uma etapa intermediária, gás de síntese (CO e H2), a partir do qual são possíveis duas rotas: a obtenção direta de hidrocarbonetos pela técnica de Fischer-Tropsch ou a passagem pelo metanol que será então se transformou em gasolina.
O rendimento desses setores é uma grande desvantagem: entre 35 e 55% para o processo Fischer-Tropsch de essências dependendo das características da matéria-prima e dos requisitos de qualidade dos produtos acabados; entre 60 e 65% para o setor de gasolina sintética via metanol desenvolvido em 1986 pela empresa Mobil na Nova Zelândia. Esses baixos rendimentos andam de mãos dadas com altas emissões de CO2.
Consequentemente, a produção significativa de combustíveis sintéticos é condicionada por um alto preço do petróleo (pelo menos 30 $ / bbl) e uma forte demanda por produtos poluentes muito baixos.
hidrogênio
A médio prazo, caberá ao hidrogênio administrar adequadamente uma escassez anunciada. Unidades de refino de alto consumo (hidrodessulfurizações, hidrotratamentos e hidroconversões)
se multiplicará para melhorar a qualidade dos derivados de petróleo e se adaptar à demanda cada vez mais orientada por produtos leves.
Para além da reforma que atingirá rapidamente os seus limites, a produção de hidrogénio pode ser prevista pela reforma a vapor de metano, por oxivapogasificação de resíduos ou por electrólise. Os primeiros dois caminhos levam ao autoconsumo e a emissões significativas de CO2. O caminho para a eletrólise exigiria um renascimento do investimento em energia nuclear e aceitação por parte do público em geral deste
tecnologia e seus riscos.
Se evitarmos arbitrariamente essas questões de disponibilidade de matéria-prima, o uso do hidrogênio como carburante ainda encontra grandes dificuldades: o armazenamento a bordo do veículo é um verdadeiro gargalo tecnológico.
Se assumirmos, além disso, que o armazenamento a bordo dos veículos está tecnicamente resolvido e que as condições básicas de segurança são atendidas, duas possibilidades são então possíveis: o hidrogênio pode ser usado primeiro, puro ou misturado com GNV, em motores especialmente concebidos para este tipo de combustível. A eficiência do motor é então limitada pelas leis da termodinâmica e as emissões de NOx são inevitáveis. Em segundo lugar, o hidrogênio pode ser consumido nas células de combustível.
Mas problemas de desenvolvimento tecnológico aparecem então. Os eletrodos são feitos de metais preciosos (platina e paládio) e a densidade de potência é baixa. Apesar dos compromissos recentes
grandes industriais para desenvolver veículos com células de combustível, dessa maneira não parece, diante da concorrência de conversores mais convencionais, mas quase zero poluição prometeu um grande futuro.
As tensões são previsíveis no mercado de hidrogênio e a rota do combustível continua muito prospectiva. É certo que o uso do hidrogênio para melhorar as qualidades dos combustíveis tradicionais continuará sendo a rota mais técnica e economicamente eficiente por muito tempo.
Como resultado, a célula de combustível e o motor a hidrogênio não parecem suscetíveis a médio prazo.