随着世界努力应对气候变化问题,运输业面临着全面摒弃碳基燃料的巨大压力。无论是将电动汽车用于通勤还是提高卡车运输行业的效率,还有很多工作要做。
相比之下,这只是沧海一粟,但赛车运动世界在清理其行为方面并没有逃脱关注。因此,许多赛车运动开始探索使用替代燃料,以减少它们对环境的影响。
新焦点
从历史上看,赛车运动很少关注排放或效率等问题。相反,重点是产生最大可能的可用功率,其他一切都该死——除非过度耗油,否则可能需要额外的进站。然而,近几十年来,汽车制造商和赞助商都希望摆脱这种漫不经心的态度,这可能会在赛车爱好者群之外对他们产生不良影响。
清理赛车运动的早期举措已经看到一级方程式开始使用混合动力装置,以及建立像电动方程式这样的全电动系列。然而,赛车运动世界仍然几乎完全由化石燃料提供动力,这只是现在开始出现变化的迹象。
竞争者
传统化石燃料有三种主要替代品,可用于赛车运动。生物燃料、合成燃料(也称为电子燃料)和氢气引起了极大的兴趣,因为它们有望使赛车更接近碳中和的理想,至少在尾气排放方面是这样。
氢
氢气是最简单的“清洁”燃料之一。发电就像通过水发电一样简单,如果您使用可再生能源,那么恭喜您!你创造了一种清洁燃料,而不会产生任何碳排放,燃烧它只会产生副产品水。
通常,当我们谈论氢作为燃料时,我们会想到燃料电池汽车。它们将氢气与大气中的氧气结合以产生电力来驱动电动机。然而,还有更响亮、更令人兴奋的使用氢气的方法。内燃机可以改装为使用氢气运行,产生与类似尺寸的汽油发动机相当的功率输出。
氢已经在赛车运动中得到应用。丰田在今年的富士超级 TEC 24 小时耐力赛中参加了一辆配备氢燃烧发动机的卡罗拉运动车。这辆车成功完成了比赛,但一次只能跑 10 圈才需要加油。汽车也不能在通常的维修区加油。相反,氢气罐必须在围场的一个特殊区域加满。然而,它作为氢燃烧发动机技术的有用示范。
另一方面,生产各种电池电动和燃料电池汽车的制造商 Gaussin 计划驾驶其 H2 Racing Truck 参加 2022 年沙特阿拉伯达喀尔拉力赛。这场艰苦的比赛在沙漠中进行,参赛者全程行驶 7000 多公里。支持人员将不得不在沙漠中运送氢气以支持这项工作,就像今天的赛车队使用汽油一样。H2 赛车可以在 20 分钟内加满 80 公斤氢气,以赛车速度行驶 250 公里。燃料电池输出功率为 380 kW,车载电池容量为 82 kWh,其双 300 kW 电机可以将卡车加速至规则规定的最高 140 公里/小时。
生物燃料
我们中的许多人已经熟悉生物燃料,生物燃料已在运输部门使用多年。生物乙醇通常由玉米或其他糖类或淀粉通过发酵制成,通常与传统汽油以 10% 和 85% 的比例混合,在世界各地以 E10 和 E85 的形式出售。另一方面,生物柴油是在化学过程中由油或脂肪生产的,通常使用废弃的食用油、植物油或大豆作为原料。
这些燃料被认为比化石燃料更环保。这是因为用于制造燃料的植物原料在生长过程中会从空气中捕获碳。这抵消了燃烧燃料的车辆的碳排放。
澳大利亚的 V8 超级跑车和美国的 Indycar等赛车系列多年来一直使用 E85 燃料,这种燃料具有减少爆震的好处,可以通过正确的发动机调校获得更高的性能。同时,NASCAR 运行 E15 混合。
柴油在赛车运动中不太常用,特别是因为柴油门惨败破坏了燃料的环保品牌。无论如何,多年来,少数车队已经使用生物柴油为赛车手提供燃料。马自达在最近的 Super Taikyu 比赛中就是这样做的,用废弃食用油和加工过的微藻脂肪制成的燃料填充汽车。
电子燃料
电子燃料,也称为电燃料,是一种相对较新的发展。基本思想很简单。氢气,理想情况下使用可再生能源从水中分离出来,与从空气中捕获的二氧化碳结合,制成有用的碳氢化合物,可以直接替代我们今天使用的燃料。完成这个过程需要强烈的化学反应和大量的电力。
从本质上讲,这个想法是从太阳能和风能等来源获取可再生电力,并将其存储在碳氢化合物的化学键中,以传统方式通过燃烧释放。一些电子燃料旨在直接替代汽油或柴油,无需任何发动机改装。这将使普通汽车能够以更加环保的方式运行,燃料生产过程会捕获二氧化碳以抵消汽车尾气排放。
通过使用水和捕获的 CO2 作为原料,使用可再生能源提供所需的电力,该过程在理论上是碳中和的。然而,碳捕集并不是一项成熟的技术,也不是特别有效。此外,在内燃机中燃烧任何种类的碳氢化合物也会浪费大量能量。一般来说,将可再生能源简单地存储在电动汽车的电池中并以这种方式使用它的效率要高得多,而不是先将其转化为燃料,运输,然后再燃烧。一项研究估计,使用可再生能源为内燃机制造电子燃料的总系统效率仅为 16%,而直接将电力输入电动汽车的效率为 72%。
无论如何,一些制造商仍在追求电子燃料。它们具有在现有内燃机中正常工作的吸引力,同时在一定程度上缓解环境问题。奥迪一直致力于这项技术。德国汽车制造商保时捷也参与其中,今年开始建设一个试点工厂,希望到 2026 年每年生产 5.5 亿升电子燃料。该项目将氢气与空气捕获的二氧化碳结合生产甲醇,然后进一步加工成合成电子燃料产品。与此同时,该公司已经在其赛车项目中测试低碳燃料。
希望这些新燃料可以减少高达 90% 的碳排放,并在某种程度上让珍贵的内燃机在未来继续发展。虽然它们可能不如简单地运行电动汽车那么清洁,但电子燃料可以大大有助于使现有的内燃机车队在未来几年内更清洁地运行。
概括
在这个阶段,替代燃料是赛车队提高环保资质的好方法。在每个人都被要求清理排放物的政治时刻,需要看到赛车运动世界在尽自己的一份力量,以免赞助商和汽车制造商迅速成群结队地放弃这项运动。
然而,替代燃料并不完美,通常只会减少碳排放,而不是完全消除它们。他们也没有采取任何措施来弥补世界各地的飞行赛车、车手和团队成员所产生的大量排放。
无论如何,这项技术将继续发展,我们可能会看到这些燃料在未来成为赛车运动的主流。随着像 E85 这样的“更清洁”的燃料已经强大地确立了自己的地位,未来显然有更多相同的空间。