Kenaikan harga bensin tahunan di musim panas adalah ritual yang kita semua takuti. Hal ini terjadi dengan kebrutalan yang dapat diprediksi. Untuk mengingatkan mengapa hal ini menjadi masalah, lihatlah musim panas tahun 2008. Harga rata-rata nasional untuk satu galon bensin biasa naik melampaui angka empat dolar. Mengisi tangki bukan sekedar tugas. Itu adalah pertaruhan finansial. Anda harus memeriksa saldo bank Anda bahkan sebelum memasukkan nosel.
Kenangan itu masih tajam. Jadi ketika harga pompa bensin mulai naik lagi, pertanyaan tersebut tentu muncul. Apa lagi yang ada disana?
Jawabannya adalah banyaknya pilihan. Banyak dari bahan bakar alternatif ini tersedia saat ini. Mereka berada di dealer. Mereka berada di jalan raya. Beberapa teknologi memerlukan lebih banyak waktu untuk ditingkatkan agar dapat diadopsi secara massal. Lainnya siap Anda beli akhir pekan ini. Inilah pesaing teratas.
Зміст
10: Kendaraan Sel Bahan Bakar Hidrogen
Hidrogen mungkin tampak seperti fiksi ilmiah bagi sebagian orang. Faktanya, ini adalah salah satu bahan bakar alternatif yang paling mapan untuk mobil penumpang. Konsepnya cukup sederhana. Anda mengambil gas hidrogen. Anda menggabungkannya dengan oksigen dari udara. Reaksi kimia menghasilkan listrik. Listrik itu mengubah motor listrik. Satu-satunya emisi adalah uap air.
“Satu-satunya emisi adalah uap air.”
Proses ini terjadi di dalam tumpukan sel bahan bakar. Itu tidak membakar bahan bakar dalam pengertian tradisional. Tidak ada pembakaran. Hal ini menjadikan kendaraan listrik sel bahan bakar hidrogen (FCEV) unik. Mereka menawarkan waktu pengisian bahan bakar yang jauh dan cepat seperti mobil berbahan bakar bensin. Mereka juga memberikan torsi instan yang mulus seperti kendaraan listrik baterai (BEV).
Toyota dan Honda telah mendorong teknologi ini selama bertahun-tahun. Toyota Mirai dan Honda Clarity Fuel Cell adalah dua dari sedikit pilihan pasar massal. Mereka terlihat seperti sedan. Mereka mengemudi seperti sedan. Namun mereka memerlukan infrastruktur yang berbeda.
Menemukan stasiun hidrogen adalah rintangan utama. Stasiun-stasiun ini tidak ada dimana-mana. Mereka berkumpul di wilayah tertentu, terutama California. Jika Anda tinggal di California Selatan, Anda mungkin memiliki akses. Jika Anda tinggal di Ohio, Anda mungkin tidak melakukannya. Kelangkaan stasiun membatasi adopsi secara luas.
Mobil itu sendiri mahal. Biaya produksi masih tinggi. Kendaraan listrik bertenaga baterai telah memperoleh manfaat dari skala ekonomi yang sangat besar. Kendaraan hidrogen belum mencapai titik kritis tersebut.
Namun, teknologinya berhasil. Itu bersih. Ini cepat. Pengisian bahan bakar memakan waktu sekitar tiga hingga lima menit. Hal ini sebanding dengan mengisi tangki bensin. Kisarannya juga kompetitif. Mirai menempuh jarak sekitar 400 mil dengan tangki penuh. Itu mengalahkan kendaraan listrik terkini dalam kondisi cuaca dingin. Baterai kehilangan efisiensi dalam cuaca dingin. Sel bahan bakar hidrogen tidak.
Ada kekhawatiran tentang sumber hidrogen. Sebagian besar hidrogen yang dihasilkan saat ini berasal dari gas alam. Proses ini melepaskan karbon dioksida. Ini bukan “hijau” kecuali Anda menggunakan energi terbarukan untuk memecah molekul air. Ini disebut “hidrogen hijau”. Itu mahal. Ini jarang terjadi. Namun industri ini berinvestasi besar-besaran di dalamnya.
Jika Anda dapat menemukan stasiun dan mampu membayar harga premium, hidrogen menawarkan jalan tengah yang menarik. Hal ini memecahkan kekhawatiran akan jangkauan yang mengganggu pengguna kendaraan listrik awal. Ini menghindari waktu pengisian daya yang lama yang membuat frustrasi para pelancong di jalan raya. Ia hanya membutuhkan jaringan yang lebih baik untuk bertahan hidup.
Musim panas
Hidrogen membuat orang berpikir tentang Hindenburg. Itu adalah refleks. Namun dalam praktiknya? Ternyata sangat aman. Teknologi ini terbagi menjadi dua jalur berbeda untuk membuat mobil bergerak. Anda memiliki kendaraan listrik sel bahan bakar (FCEV) dan mesin pembakaran internal hidrogen (H2-ICE). Kedengarannya mirip. Sebenarnya tidak.
Cara Kerja Kendaraan Sel Bahan Bakar Sebenarnya
Kendaraan sel bahan bakar tidak berjalan dengan baterai seperti Tesla atau Leaf. Ia menghasilkan listriknya sendiri dengan cepat. Anda memiliki tangki hidrogen. Anda mendapatkan oksigen dari udara. Di dalam sel bahan bakar, mereka bertemu dalam reaksi kimia. Hasilnya adalah listrik. Listrik itu memutar motor listrik.
Satu-satunya knalpot? Uap air. Itu saja. Tidak ada emisi knalpot. Tidak ada CO2. Honda FCX Clarity adalah contohnya. Ia menggunakan teknologi persis seperti ini. Saat ini, Honda menyewakan unit tersebut kepada pengemudi di California selatan. Ini adalah peluncuran yang terkendali. Anda tidak bisa membelinya hari ini jika Anda tinggal di Ohio.
Alternatif Pembakaran
Lalu ada cara lain. Mesin pembakaran internal hidrogen. Ini terlihat seperti mesin bensin di bawah kapnya. Ia memiliki piston. Ia memiliki katup. Ia membakar hidrogen, bukan gas.
Sekali lagi, produk sampingnya adalah uap air. BMW Hydrogen 7 adalah contoh paling terkenal dari pendekatan ini. BMW menyewakan beberapa kepada individu terkenal. Jerman. Amerika Serikat. Beberapa tes menyatakan mobil tersebut benar-benar membersihkan udara di sekitarnya. Ini adalah klaim yang berani. Mungkinkah kondensasi menghilangkan partikulat? Kita tidak perlu memperdebatkan fisika. Intinya adalah, teknologi itu ada.
Masalah Infrastruktur
Jadi mengapa tetangga Anda tidak mengendarai mobil hidrogen? Infrastruktur. Tidak ada stasiun pengisian bahan bakar hidrogen. Tidak terlalu. Tidak dalam kepadatan yang berarti. Ini tidak seperti menemukan pompa bensin. Ini tidak seperti mencolokkan ke dinding. Kurangnya stasiun adalah hambatannya. Ini adalah titik tersedak.
Namun ada bahan bakar alternatif yang sudah ada dalam hidup Anda. Anda bahkan mungkin sedang menggunakannya sekarang.
9: Listrik
Kendaraan listrik bukanlah penemuan modern. Mereka sudah ada sejak mobil pertama keluar dari jalur perakitan. Mobil awal sering kali menggunakan listrik. Saat ini, mereka akhirnya dapat digunakan untuk perjalanan sehari-hari.
Mengapa butuh waktu lama? Teknologi baterai. Memindahkan logam berat dengan kecepatan tinggi akan memakan tenaga. Baterai lama cepat habis. Pengisian ulang memakan waktu berjam-jam. Kecemasan akan jangkauan memang nyata.
Baterai litium-ion mengubah keadaan. Ini adalah sel yang sama di telepon Anda. Mereka mengisi daya lebih cepat. Mereka menyimpan lebih banyak energi. Roadster Tesla membuktikan motor listrik dapat menandingi akselerasi supercar.
Lalu muncullah kendaraan listrik jarak jauh (EREV). Chevy Volt adalah contoh utama. Ini memasangkan paket lithium-ion dengan generator bensin kecil. Anda mencolokkannya ke stopkontak standar. Saat daya turun, mesin gas akan bekerja. Bertindak sebagai generator untuk menjaga agar baterai tetap terisi. Ini menciptakan kelas mobil baru. Ini menjembatani kesenjangan antara penggunaan bahan bakar listrik murni dan bahan bakar tradisional.
8: Biodiesel
Meskipun teknologi powertrain listrik menjadi berita utama, biodiesel menawarkan jalan yang berbeda dari minyak mentah. Ini bukan sumber bahan bakar baru. Konsep ini berawal dari masa awal mesin diesel itu sendiri. Rudolf Diesel awalnya merancang mesinnya untuk menggunakan minyak kacang. Saat ini, biodiesel merupakan alternatif terbarukan yang berasal dari minyak nabati atau lemak hewani.
Berbeda dengan mobil listrik yang mengandalkan infrastruktur pengisian daya, mobil biodiesel seringkali menggunakan mesin diesel yang sudah ada dengan sedikit modifikasi. Atau bisa langsung berjalan di kendaraan diesel modern tanpa ada perubahan sama sekali. Ini menjadikannya solusi drop-in. Anda tidak perlu merombak garasi Anda atau menunggu stasiun pengisian daya bermunculan di setiap sudut.
Argumen lingkungan hidup sangat kuat di sini. Biodiesel bersifat biodegradable dan tidak beracun. Ini mengurangi emisi gas rumah kaca dibandingkan dengan solar berbasis minyak bumi. Ini juga membakar lebih bersih, menurunkan partikel di udara. Bagi para penggemar yang menyukai torsi dan suara mesin diesel namun menginginkan jejak yang lebih ramah lingkungan, ini adalah jalan tengah yang tepat. Ini tidak terlalu mencolok seperti Tesla. Ia tidak memiliki akselerasi yang senyap dan instan. Tapi ini praktis. Dan alat ini menggunakan bahan bakar yang mungkin bisa Anda hasilkan dari limbah dapur Anda sendiri atau bersumber dari peternakan setempat.
Anda mungkin berpikir menukar daging pagi Anda dengan kangkung akan berdampak besar pada tangki bensin Anda. Tidak. Meskipun arteri Anda menghargai diet rendah lemak, mesin Anda tidak peduli dengan kolesterol Anda. Biodiesel ada. Itu nyata. Hal ini dapat dilakukan. Tapi ini bukan pengganti langsung minyak sayur kecuali Anda ingin mengubah mobil Anda menjadi pemberat kertas yang sangat mahal.
Cara Kerja Biodiesel Sebenarnya
Biodiesel berasal dari sumber daya terbarukan seperti minyak nabati atau lemak hewani. Mesin diesel standar apa pun dapat dijalankan di atasnya. Itu adalah bagian yang mudah. Bagian tersulitnya adalah Anda tidak bisa begitu saja menuangkan minyak bekas McDonald’s ke dalam injektor diesel. Bahan bakunya membutuhkan konversi kimia.
Prosesnya melibatkan transesterifikasi. Anda mencampur minyak dengan alkohol (biasanya metanol) dan katalis (seperti natrium hidroksida). Ini memecah trigliserida dalam minyak dan menggantikannya dengan metil ester. Hasilnya adalah bahan bakar yang berperilaku seperti minyak solar. Tanpa langkah ini, oli akan menjadi terlalu kental. Ini menyumbat filter. Ini merusak injektor. Ini menghancurkan pompa bahan bakar. Anda pada dasarnya mencoba menjalankan mobil sport dengan oli motor. Itu berakhir dengan buruk.
Zona Bahaya DIY
Penggemar sering kali membuat bahan bakarnya sendiri. Mereka membeli minyak bekas dari restoran lokal. Hal ini menjauhkan minyak dari tempat pembuangan sampah dan menciptakan sumber energi yang murah. Ini adalah putaran yang cerdas. Namun juga menimbulkan bahaya kimia jika Anda melewatkan roda latihan.
Metanol beracun. Dapat diserap melalui kulit atau dihirup sebagai uap. Reaksi tersebut menghasilkan panas dan tekanan. Jika rasionya salah maka Anda tidak akan mendapatkan biodiesel. Anda mendapatkan sabun. Anda mendapatkan lumpur gliserin. Anda mendapatkan sistem bahan bakar yang biaya perbaikannya lebih mahal daripada nilai kendaraannya.
“Sebelum mencoba membuat biodiesel sendiri, ada baiknya Anda berlatih sebentar dengan orang yang sudah pernah sukses melakukannya sebelumnya.”
Jangan perlakukan ini seperti proyek pameran sains. Perlakukan itu seperti menangani bahan peledak. Temukan seorang mentor. Perhatikan prosesnya. Memahami pemisahan lapisan. Uji kemurniannya. Jika Anda melewatkan langkah-langkah ini, Anda berisiko merusak kendaraan, rumah, dan diri Anda sendiri.
Bau Kesuksesan
Mengapa orang melakukannya? Biayanya lebih rendah dibandingkan bahan bakar solar di banyak daerah. Emisinya lebih bersih. Ia terbakar dengan lebih sedikit partikulat dan kandungan karbon lebih rendah. Ini adalah cara nyata untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.
Ada juga detail sensorik. Mobil Anda akan berbau seperti kentang goreng. Bukan minyak basi dari knalpot yang jelek, tapi kentang goreng yang sebenarnya. Sungguh suatu kebanggaan yang aneh. Ini adalah sinyal kepada siapa pun di sekitar bahwa Anda melakukan sesuatu yang berbeda.
Pastikan saja mesin Anda dapat mengatasinya. Mesin diesel yang lebih tua mungkin memiliki segel karet yang rusak karena campuran bahan bakar tertentu. Yang lebih baru umumnya baik-baik saja. Periksa manual Anda. Verifikasi campurannya. Jangan langsung menuang.
7: Etanol
Hal ini membawa kita ke dunia bahan bakar berbasis jagung. Etanol berbeda. Ini bukan minyak. Itu adalah fermentasi. Ini mengubah peraturan sepenuhnya.
Lewati Bau Goreng: Bahan Bakar Alternatif yang Lebih Baik untuk Pengemudi Harian Anda
Anda sudah mendapatkan minyak gorengnya. Tangki Anda penuh dengan kentang goreng kemarin. Tapi jujur saja—berkendara keliling kota dengan bau seperti pipa knalpot restoran bukanlah peningkatan gaya hidup. Ini berantakan. Itu gigih. Dan sejujurnya, tetangga Anda akan bertanya.
Jadi, apa porosnya? Jika Anda ingin menjaga knalpot tetap bersih dan sumber bahan bakar domestik, Anda perlu melihat apa yang tumbuh di ladang, bukan apa yang sedang digoreng.
Mengapa Etanol Merupakan Pilihan Ramah Lingkungan
Etanol bukanlah hal baru. Bahan bakar ini telah bersembunyi di pompa bensin Anda selama bertahun-tahun, biasanya disimpan dalam persentase kecil untuk menurunkan emisi selama bulan-bulan musim panas. Ini adalah bahan bakar berbasis alkohol yang berasal dari bahan tumbuhan.
Berikut rinciannya:
– AS: Kebanyakan jagung.
– Brasil: Tebu.
– Seluruh Dunia: Berbagai tanaman bergantung pada pertanian lokal.
Jangan diminum. Sifatnya berubah karena suatu alasan.
Kisah sebenarnya di sini adalah infrastruktur. Sebagian besar produsen mobil besar kini menawarkan mesin bahan bakar fleksibel. Pembangkit listrik ini dirancang untuk menangani berbagai macam campuran bahan bakar. Anda tidak dipaksa terpojok. Anda dapat memompa bensin standar. Atau Anda dapat mengisinya dengan E85, campuran yang mengandung sekitar 85 persen etanol dan 15 persen bensin.
Geopolitik Gandum
Mengapa ini penting bagi Anda?
Hal ini berkaitan dengan kemandirian energi. Argumen yang mendukung etanol sangat jelas: kami menanamnya di sini. Kita tidak perlu bernegosiasi dengan rezim asing untuk mobilitas kita sehari-hari. Ini adalah sumber daya terbarukan. Minyak terbatas. Jagung tidak.
Tapi jangan berpura-pura itu sempurna. Proses produksinya boros energi. Anda menukar satu masalah dengan masalah lainnya. Dan ada tekanan etis.
Jika petani dapat menghasilkan lebih banyak uang dengan menanam tanaman untuk menghasilkan etanol dibandingkan untuk pangan, mereka akan beralih. Itu mengurangi pasokan makanan. Hal itu menaikkan harga pangan.
Ini adalah keseimbangan yang rumit antara mengisi bahan bakar mobil Anda dan memberi makan penduduk.
Di mana Menemukan E85
Jaringannya semakin luas. Anda dapat menemukan stasiun yang menawarkan E85 di banyak wilayah Midwest dan Great Plains, tempat jagung adalah rajanya. Periksa daftar lokal Anda. Jika mobil Anda diberi label “bahan bakar fleksibel” atau “kompatibel dengan E85”, Anda siap berangkat. Tangki tidak akan meleleh. Mesin tidak akan tersedak.
Anda hanya perlu bersedia memompanya sendiri.
6: Gas Alam Cair
Koki tahu banyak hal. Anda mungkin memilikinya di dapur Anda. Ini bukan etanol. Ini bukan biodiesel. Itu tidak terbuat dari apa pun yang bisa Anda makan atau minum. Itu gas alam.
Koki papan atas bersikeras memasak dengan itu. Namun di mobil, ceritanya berbeda. Khususnya, cerita dengan kepadatan tinggi.
Gas alam berada di antara lapisan batuan bawah tanah. Kami mengebornya seperti minyak. Ada lebih banyak lagi di Amerika Serikat. Ini membakar lebih bersih daripada bensin. Atau minyak.
Gas yang Anda gunakan untuk merebus pasta bertekanan rendah. Itu membuatnya tetap berbentuk gas. Tekanan rendah berarti kepadatan energi rendah. Ini melepaskan panas yang relatif sedikit saat dibakar. Cocok untuk sup. Tidak baik untuk mengangkut barang.
Dinginkan. Ubah keadaan.
Hasilnya adalah gas alam cair (LNG). Ini menjadi padat energi. Bakar, dan Anda mendapatkan output daya yang besar. Sebuah truk membutuhkan itu. Bukan hanya sedikit dorongan. Torsi serius untuk jarak jauh. Di situlah LNG hidup.
5: Gas Minyak Bumi Cair
Menaiki tangga. Dari metana hingga propana dan butana.
LPG berbeda dengan LNG. Ini juga merupakan bahan bakar alternatif. Tapi sumbernya berbeda. Pengolahan gas alam. Atau penyulingan minyak mentah.
Ini adalah produk sampingan. Produk sekunder.
Namanya terdengar teknis. Gas Minyak Bumi Cair. Tapi Anda sudah melihatnya. Di kompor berkemah. Di forklift. Di armada taksi yang lebih tua.
Cara Kerja LPG di Kendaraan
LPG disimpan di bawah tekanan. Itu cair di dalam tangki. Menguap saat dilepaskan. Membakar lebih bersih dari bensin.
Emisi turun. Partikulat jatuh. Emisi karbon dioksida juga lebih rendah. Namun tidak serendah CNG atau LNG.
Kepadatan energinya lebih tinggi dibandingkan gas alam terkompresi (CNG). Lebih rendah dari bensin. Jadi jangkauannya sedikit berkurang dibandingkan dengan bahan bakar cair. Tapi ini lebih baik dari CNG.
Tipe Mesin Mana yang Paling Cocok?
Tidak semua mobil menangani LPG dengan baik. Sebagian besar memerlukan modifikasi. Atau mesin buatan pabrik.
Kendaraan berbahan bakar fleksibel? Kadang-kadang. Namun mesin LPG khusus lebih umum digunakan.
Pengapian percikan. siklus Otto. Sama seperti sedan pada umumnya. Tapi disetel untuk campuran propana-butana.
Pergeseran rasio udara-bahan bakar. Sistem injeksi berubah. Saluran bahan bakar memerlukan segel khusus. Karet terdegradasi lebih cepat dengan LPG.
Dimana Digunakan?
Armada menyukainya. Forklift menggunakannya secara global. Gudang dalam ruangan. Tidak ada asap knalpot yang membuat pekerja tersedak.
Angkutan umum? Di beberapa kota. Bus beroperasi dengan bahan bakar LPG. Udara lebih bersih di terowongan.
Kendaraan pribadi? Ceruk. Populer di Australia. Korea Selatan. Eropa Timur.
Tidak banyak di AS. Mengapa? Infrastruktur. Stasiun pengisian bahan bakar jarang terjadi. Berbeda dengan jaringan CNG.
Membandingkan LPG dengan Alternatif
LPG vs CNG.
CNG adalah metana. Terkompresi. Kepadatan energi yang lebih rendah. Butuh tangki yang lebih besar.
LPG adalah propana/butana. Dicairkan di bawah tekanan sedang. Kepadatan energi yang lebih tinggi. Tangki yang lebih kecil mungkin.
Namun LPG memiliki emisi CO2 per mil yang lebih tinggi dibandingkan CNG. Dan partikulatnya lebih tinggi dari LNG.
Masih lebih bersih dari solar.
Intinya
LPG bukanlah masa depan yang berat
Jika Anda berdiri di dekat panggangan halaman belakang dalam satu dekade terakhir, Anda pasti pernah bertemu dengan bahan bakar gas cair (LPG). Anda mungkin menyebutnya propana karena kebiasaan, tetapi sifat kimianya menceritakan cerita yang sedikit berbeda. Propana tentu saja merupakan komponen yang dominan. Namun secara teknis, LPG merupakan campuran gas hidrokarbon—propana, butana, mungkin sedikit propilena—semuanya disimpan dalam bentuk cair melalui tekanan.
Tekanan itu penting. Trik ini sama dengan yang digunakan pada gas alam cair. Mengompresinya menjadi cairan meningkatkan kepadatan energi. Ruang tangki lebih sedikit, jangkauan lebih luas. Efisiensi itulah yang menjadi alasan para insinyur memutuskan untuk memasukkannya ke dalam mesin mobil alih-alih hanya menyalakan teras.
Penyiapannya tidak ajaib. Ini adalah mesin pembakaran internal yang khusus disetel untuk LPG. Sistem bahan bakar menyuntikkan cairan bertekanan, yang berubah menjadi gas sebelum pembakaran. Ini berhasil. Ini bukan hal yang umum di AS. Di sini, Anda jarang melihat armada sedan LPG. Tapi lihatlah ke seberang Atlantik. Di Belanda, LPG menyumbang 10% dari seluruh bahan bakar otomotif. Negara-negara lain telah menjalankan uji coba. Infrastrukturnya ada. Teknologinya berhasil. Pertanyaannya adalah mengapa kita tidak mengisinya.
4: Gas Alam Terkompresi
Bayangkan saluran bahan bakar mengalir langsung ke garasi Anda. Bukan pompa bensin. Bukan kabel pengisi daya. Hanya pipa literal. Untuk kendaraan berbahan bakar gas (CNG), ini bukanlah fiksi ilmiah. Ini adalah kenyataan logistik. Bahan bakarnya identik dengan bahan bakar yang memanaskan rumah atau merebus air. Ia melewati jalur kota, tetapi mobil Anda tidak bisa begitu saja dicolokkan ke stopkontak.
Anda membutuhkan kompresor.
Tekanan gas rumah tangga standar tidak cukup untuk menggerakkan mesin pembakaran internal secara efektif. Anda membutuhkan silinder bertekanan tinggi. CNG menempati volume yang jauh lebih besar dibandingkan bensin, sehingga penyimpanannya merupakan teka-teki spasial. Honda mencoba mengatasinya dengan Civic GX.
Diluncurkan pada tahun 1998, Civic GX tampak seperti Civic biasa. Di balik terpal, ceritanya berbeda. Itu terbakar lebih bersih. Biayanya lebih murah per mil. Jika Anda mampu membeli stasiun pengisian bahan bakar di rumah terlebih dahulu, penghematan jangka panjangnya tidak dapat disangkal.
Tapi ada kendala. Yang sangat besar.
Tidak ada jaringan stasiun pengisian bahan bakar CNG nasional. Jika Anda mengalami kekeringan di jalan raya di Nebraska, Anda bukan hanya merasa tidak nyaman. Anda terdampar. Kesenjangan infrastruktur mematikan momentum tersebut.
3: Udara Terkompresi
Jadi jika saluran bahan bakar terlalu terbatas dan baterai terlalu berat, apa yang tersisa? Udara.
Mobil bertekanan udara tidak membutuhkan litium. Mereka tidak membutuhkan logam tanah jarang. Mereka membutuhkan kompresor dan tangki. Konsepnya sangat sederhana. Anda memampatkan udara, menyimpannya di bawah tekanan, dan melepaskannya untuk mendorong piston.
Kedengarannya terlalu bagus untuk menjadi kenyataan karena memang demikian adanya.
Fisika tidak kenal ampun. Udara mengembang ketika dilepaskan, mendingin secara dramatis. Ini adalah efek Joule-Thomson. Anda tidak hanya kedinginan; kamu mendapat es. Efisiensi bahan bakar adalah pembunuhnya. Mengompresi udara membutuhkan energi yang sangat besar. Melepaskannya akan menghasilkan lebih sedikit dari yang Anda masukkan.
Kesenjangan Efisiensi
Dari mana energi itu berasal? jaringan.
Di dalam mobil berbahan bakar bensin, Anda memompa bahan bakar fosil cair. Dalam EV, Anda mengisi baterai. Dalam kendaraan udara bertekanan, Anda menggunakan listrik untuk memutar kompresor. Kemudian Anda menyimpan energi itu sebagai tekanan. Lalu kamu melepaskannya.
Hilangnya energi terjadi di setiap langkah.
- Kompresi menghasilkan panas.
- Penyimpanan kehilangan tekanan seiring waktu.
- Ekspansi mendinginkan sistem.
Belum ada yang berhasil memecahkan kode penyimpanan kepadatan energi yang cukup untuk menyamai tangki bensin. Tangki bensin berukuran 50 galon dapat menampung energi sekitar 115.000 watt-jam. Tangki udara bertekanan tinggi menampung sebagian kecil dari itu.
Janji Nol Emisi
Daya tariknya adalah knalpot.
Uap air murni. Itu saja.
Jika Anda dapat mengatasi masalah kepadatan energi, mobil-mobil ini akan sempurna untuk lingkungan perkotaan. Tidak ada emisi knalpot. Tidak ada polusi suara. Kompresornya senyap. Mesinnya sederhana secara mekanis. Lebih sedikit bagian yang bergerak berarti lebih sedikit perawatan.
Namun “sederhana” bukan berarti “layak” untuk perjalanan jarak jauh.
Siapa Sebenarnya yang Mencobanya?
MDI (Motor Development International) mengaku punya solusinya. AirCar mereka seharusnya berjalan dengan udara bertekanan hingga 180 mil. Tangki diintegrasikan ke dalam sasis. Itu tampak futuristik.
Udara tidak terbatas. Itu mengelilingi kita. Jadi mengapa tidak membakarnya? Atau lebih tepatnya, mengapa tidak menggunakan tekanannya untuk memindahkan logam?
Mobil udara bertekanan beroperasi dengan premis sederhana. Anda mengambil udara. Anda memerasnya ke dalam tangki bertekanan tinggi. Lalu kamu mengeluarkannya.
Mesin pembakaran internal standar mencampurkan udara dengan bensin. Itu memicu campuran itu. Ledakan itu mendorong piston. Mesin udara bertekanan melewatkan ledakan. Itu bergantung pada ekspansi. Ketika udara bertekanan meninggalkan tabung dan masuk ke silinder mesin, udara mengembang dengan cepat. Ekspansi itu memaksa piston turun. Gerakan mekanis.
Tapi ada kendalanya. Udara tidak datang secara gratis.
Realitas Hibrida Penggerak Pneumatik
Kendaraan ini tidak murni mekanis. Mereka juga tidak murni listrik. Mereka duduk di jalan tengah yang aneh.
Di kapal, Anda akan menemukan motor listrik. Namun tugas mereka bukanlah memutar roda. Tidak secara langsung. Motor listrik memampatkan udara dan memompanya ke dalam tabung penyimpanan bertekanan tinggi. Motor listrik bertindak sebagai pompa. Udara terkompresi bertindak sebagai baterai.
Ini mengubah arsitektur sepenuhnya.
Di Tesla atau Nissan Leaf, motor listriknya sangat besar. Ini memberikan torsi langsung ke drivetrain. Pada kendaraan udara bertekanan, motornya jauh lebih kecil. Hanya membutuhkan daya yang cukup untuk mengisi ulang tangki. Tidak perlu mengangkut beban mobil melintasi jalan raya.
Hal ini mengarah pada keuntungan tertentu. Waktu pengisian daya.
Karena kompresor onboard menggunakan daya yang lebih kecil daripada yang dibutuhkan motor listrik penggerak langsung, siklus pengisian ulang menjadi lebih cepat. Anda tidak perlu menunggu baterai mencapai kapasitas 80%. Anda sedang menunggu udara dipompa ke dalam tangki. Kepadatan energinya rendah dibandingkan dengan lithium-ion, namun kecepatan pengisiannya bisa lebih tinggi.
Ini tidak efisien menurut standar termodinamika. Mengompresi udara menghasilkan panas. Memperluasnya menghasilkan dingin. Energi hilang di setiap siklus. Tapi untuk perjalanan singkat di perkotaan? Ini adalah jalur yang sama sekali berbeda.
2: Nitrogen Cair
Nitrogen cair adalah bahan bakar alternatif lainnya. Seperti hidrogen, nitrogen berlimpah di atmosfer kita. Sama seperti hidrogen, mobil bertenaga nitrogen menghasilkan lebih sedikit emisi berbahaya dibandingkan bensin atau solar. Namun meskipun hidrogen digunakan pada mobil sel bahan bakar serta mesin pembakaran hidrogen, mobil nitrogen cair menggunakan jenis mesin yang berbeda.
Faktanya, mobil nitrogen cair menggunakan mesin yang mirip dengan mesin yang digunakan pada mobil udara bertekanan. Dalam mobil nitrogen cair, nitrogen dijaga tetap dingin, menjaganya tetap dalam bentuk cair. Untuk menggerakkan mobil, nitrogen dilepaskan ke mesin lalu dipanaskan dan mengembang untuk menghasilkan energi. Sementara mesin bertenaga bensin atau diesel menggunakan pembakaran untuk menggerakkan piston, mesin nitrogen cair menggunakan nitrogen yang mengembang untuk menggerakkan turbin.
Meskipun merupakan cara yang bersih dan efisien untuk menggerakkan kendaraan, nitrogen cair menghadapi tantangan yang sama seperti banyak bahan bakar alternatif lainnya: Saat ini, tidak ada jaringan stasiun pengisian bahan bakar berskala nasional yang dapat menyalurkannya ke konsumen.
Cara Kerja Kendaraan Nitrogen Cair
Mekanisme di balik mobil nitrogen cair sangat jelas tetapi berbeda dari pembakaran internal. Bahan bakar disimpan sebagai cairan kriogenik. Saat memasuki mesin, ia menyerap panas dari lingkungan sekitar. Hal ini menyebabkan ekspansi yang cepat. Gas yang mengembang menggerakkan turbin, bukan piston. Proses ini menghasilkan nol emisi knalpot. Satu-satunya produk sampingan adalah udara dingin.
Metode ini sangat berbeda dengan teknologi hidrogen. Hidrogen dapat dijalankan di sel bahan bakar atau mesin pembakaran. Nitrogen cair memerlukan pengaturan ekspansi termal tertentu. Energi tersebut berasal dari perubahan fasa dan perbedaan suhu. Ini bukan reaksi kimia seperti pembakaran gas.
Kesenjangan Infrastruktur
Teknologinya berhasil. Profil emisinya bersih. Sumber bahan bakar ada dimana-mana. Masalahnya adalah logistik. Anda tidak bisa begitu saja memompa nitrogen cair ke dalam mobil di pompa bensin standar. Tidak ada jaringan stasiun pengisian bahan bakar nasional. Kurangnya infrastruktur mematikan kelangsungan komersial. Tanpa tempat untuk mengisi bahan bakar, mobil-mobil ini tetap menjadi barang baru.
Rintangan yang sama juga menimpa banyak bahan bakar alternatif. Baterai memerlukan jaringan pengisian daya. Hidrogen membutuhkan stasiun bertekanan tinggi. Nitrogen cair membutuhkan dispenser kriogenik. Sampai seseorang membangun jaringannya, mobil-mobil tersebut akan tetap berada di laboratorium dan museum.
1: Batubara
Rasanya berlawanan dengan intuisi. Anda membayangkan sebuah kendaraan listrik ramping meluncur tanpa suara di jalan raya, dan kemudian seseorang menyebut batu bara. Pemutusan hubungan itu menggelegar. Namun, bagi banyak pengemudi di AS, kendaraan listrik mereka memang menggunakan bahan bakar batu bara. Tentu saja tidak secara langsung. Tidak ada yang menyekop batu hitam ke dalam port baterai. Koneksinya tersembunyi di dalam grid.
Mobil listrik tidak menghasilkan tenaga sendiri. Mereka menyimpannya. Energi itu berasal dari stopkontak. Stopkontak ditarik dari jaringan. Jaringan listrik di banyak wilayah sangat bergantung pada bahan bakar fosil. Khususnya batubara.
Mesin Pembakaran Tersembunyi
Lima puluh persen listrik di Amerika berasal dari pembangkit listrik tenaga batu bara. Jumlah ini merupakan bagian besar dari bauran kekuatan nasional. Saat Anda mencolokkan Chevy Bolt atau Tesla Model 3, Anda mengambil sumber energi setengah batu bara. Elektron yang mengalir ke aki mobil Anda kemungkinan besar berasal dari pembakar pembangkit listrik yang jaraknya ratusan mil.
Ini tidak berarti kendaraan listrik itu kotor. Artinya, mereka mengalihkan polusi. Alih-alih emisi knalpot di kota Anda, yang Anda dapatkan adalah emisi cerobong asap di daerah pedesaan. Lokasinya berubah. Chemistrynya tetap ada.
Biaya dan Manfaat Rantai Pasokan
Ada keuntungan praktis dari hubungan tidak langsung ini. Batubara itu murah. Per milnya, listrik yang berasal dari batu bara harganya lebih murah dibandingkan bensin. Ini adalah aritmatika yang brutal, tetapi ini benar adanya.
Stabilitas pasokan adalah faktor lainnya. Amerika Serikat mempunyai cadangan batu bara yang melimpah. Kelimpahan dalam negeri ini melindungi para pengemudi dari guncangan geopolitik internasional. Anda tidak perlu khawatir tentang keputusan OPEC atau penyumbatan jalur pelayaran ketika sumber bahan bakar Anda digali dari tanah di Wyoming atau West Virginia.
Tapi Tidak Semua Batubara
Tidak semua kotak berwarna coklat. Beberapa daerah bergantung pada pembangkit listrik tenaga air. Yang lain menggunakan nuklir. Jika Anda tinggal di daerah dengan jaringan listrik hijau, kendaraan listrik Anda menggunakan air atau atom, bukan karbon. Anda dapat mengenakan biaya tanpa menambah jumlah emisi batubara.
Kenyataannya berantakan. Mobil bersih yang menuju ke dealer mendapatkan energinya dari sumber yang kurang bersih. Ini menyoroti kebenaran mendasar tentang sistem energi. Tidak ada makan siang gratis. Anda memperdagangkan satu jenis infrastruktur dengan infrastruktur lainnya. Pipa knalpot bergerak. Masalahnya tidak hilang.
Gambaran yang Lebih Luas
Entri terakhir tentang bahan bakar alternatif ini tidak boleh dianggap sebagai kata-kata kasar anti-EV. Ini adalah pengamatan tentang kompleksitas. Kami ingin nol emisi. Kami juga menginginkan listrik yang andal dan murah. Batubara menyediakan keandalan tersebut. Itu datang dengan harga karbon.
Transisi bukanlah peralihan biner. Itu adalah spektrum. Dan saat ini, spektrumnya lebih banyak didominasi oleh batubara di banyak wilayah di negara ini. Sampai jaringan listrik tersebut melakukan dekarbonisasi dalam skala besar, label “nol emisi” lebih merupakan definisi lokal dibandingkan definisi global.
Anda mengendarai listrik. Tapi Anda juga mengendarai batu bara. Pertanyaannya adalah apakah itu penting bagi Anda.
