Por que usamos principalmente combustível fóssil em vez de uma quantidade maior e mais confiável de combustível?

Por que usamos principalmente combustíveis fósseis em vez de algo como ... Álcool? Nós o usamos em uma porção do nosso gás; então, por que não o usamos em maiores quantidades?

Obviamente, há uma razão.

Meu palpite é que o álcool não contém oxigênio suficiente para permitir uma combustão suave. Combustível fóssil?

O que você realmente deseja analisar é a densidade de energia . Os chamados "combustíveis fósseis" têm uma densidade de energia muito alta, o que é muito importante para o combustível de um veículo, pois você precisa carregá-lo e carregá-lo consigo.

Este gráfico mostra os combustíveis listados em ordem de densidade de energia:

Portanto, a principal razão pela qual não usamos o X como combustível e todo mundo parece tão apaixonado por gasolina e diesel é porque, para a nossa tecnologia atual, eles são realmente muito, muito eficientes e consomem muita energia em um espaço pequeno. Combine isso com o fato de que é fácil armazenar e distribuir, e você terá uma combinação muito difícil de superar.

Embora a densidade de energia seja uma propriedade bastante agradável da gasolina e do diesel, não é o principal fator de seu uso. Em vez disso, o driver principal é bastante prático: eles são mais baratos .

Do lado do consumidor, não tendemos a notar isso, pois a maioria dos preços é volumétrica - muito por galão. Para ver o preço "verdadeiro", é necessário considerar coisas como densidade de energia e eficiência do motor. No final, o preço que importa é dólares por milha , não dólares por galão. Se você fizer a conversão , verá que o etanol (E85) é consistentemente cerca de 20% mais caro (por quilômetro) nos Estados Unidos.

Mas a menor densidade de energia do etanol não mata automaticamente o cálculo. Você pode ver isso em lugares como o Brasil. O Brasil possui um número substancial de veículos movidos a etanol. Não há nada de especial no etanol no Brasil que aumente sua densidade energética. O principal que mudou foi que, devido ao grande número de plantações de cana no Brasil, o etanol é muito, muito mais barato do que em outros lugares. O preço de um combustível é uma mistura complexa de custo de produção, custo de transporte e política tributária local. Qual é a opção mais barata em um lugar não é a mais barata em outro, e as pessoas gravitam em direção ao que for mais barato localmente.

Se o custo por milha de etanol se tornasse mais barato nos Estados Unidos ou na Europa, você também veria as pessoas mudarem para lá - mesmo que isso signifique que precisam aumentar o tamanho de seus tanques de combustível ou encher com mais frequência. (Como evidenciado por pessoas que mudam para carros elétricos, apesar da densidade de energia comparativamente horrível das baterias. A eletricidade é muito menos cara por quilômetro do que a gasolina e o diesel, portanto, pode fazer sentido mudar se você puder suportar o reabastecimento mais frequente .)

Você absolutamente pode usar etanol em vez de gasolina e, desconsiderando alguns problemas técnicos razoavelmente menores, eles são mais ou menos intercambiáveis.

A questão é de fornecimento. Temos a capacidade de produzir um suprimento confiável de gasolina a partir da extração de petróleo, que possui uma infraestrutura bem estabelecida para produção e processamento.

Em um contexto de combustível, 'álcool' geralmente significa 'bioetanol' produzido pela fermentação (ou um processo industrial equivalente) de produtos vegetais. O problema é que isso coloca potencialmente a produção de combustível em concorrência direta com a produção de alimentos e o mesmo se aplica ao 'biodiesel' dos óleos vegetais.

Há também um requisito energético para transformar o álcool de baixa concentração produzido pela fermentação (equivalente à cerveja) em um combustível útil por destilação.

Uma coisa que não foi mencionada aqui não é apenas a densidade, mas também a eficiência do motor de combustão.

Por exemplo - por que não usamos aquecedores elétricos para casas inteiras? Porque é 4 a 10 vezes mais caro do que usar algum tipo de gás. A eletricidade é 'barata' para aparelhos como um computador - mas é muito ineficiente em termos de custo quando se trata de refrigeração / aquecimento. Por isso, geralmente usamos apenas eletricidade para esfriar, já que a combustão não esfria exatamente as coisas :).

Na maioria das vezes, o principal fator que explica por que usamos um determinado tipo de fonte de energia para qualquer aplicação é: a) barato com base no custo + eficiência do motor envolvido; b) conveniente e seguro, dada a aplicação.

Mas é realmente importante considerar o mecanismo. Eficiência é uma medida que, digamos, você coloca 1,00 unidade de combustível e obtém apenas 0,80 ou mais unidades de trabalho desse combustível do motor. E ninguém realmente consegue algo que supere o motor de combustão para aplicações de pequena escala.