¿Por qué usamos principalmente combustibles fósiles en lugar de un combustible de suma más grande y confiable?

Lo que realmente quiere investigar es la densidad de energía . Los llamados "combustibles fósiles" tienen una densidad de energía muy alta, lo cual es muy importante para el combustible de un vehículo, ya que debe cargarlo y llevarlo consigo.

Este gráfico muestra los combustibles enumerados en orden de densidad energética:

Entonces, la razón principal por la que no usamos X como combustible y todos parecen estar tan enamorados de la gasolina y el diésel es porque para nuestra tecnología actual, son muy, muy eficientes y tienen mucha energía en un espacio pequeño. Combine eso con el hecho de que es fácil de almacenar y distribuir, y obtendrá un combo que es muy difícil de superar.

Si bien la densidad de energía es una propiedad bastante buena de la gasolina y el diésel, no es el principal impulsor de su uso. En cambio, el principal impulsor es bastante práctico: son más baratos .

Del lado del consumidor, no tendemos a notar esto, ya que la mayoría de los lugares ponen precios volumétricos, tanto por galón. Para ver el precio "verdadero", debe tener en cuenta cosas como la densidad de energía y la eficiencia del motor. Al final, el precio que importa son los dólares por milla , no los dólares por galón. Si hace la conversión , verá que el etanol (E85) es consistentemente alrededor de un 20% más caro (por milla) en los Estados Unidos.

Pero la menor densidad de energía del etanol no elimina automáticamente el cálculo. Puedes ver esto en lugares como Brasil. Brasil tiene una cantidad sustancial de vehículos que funcionan con etanol. No hay nada especial en el etanol en Brasil que aumenta su densidad energética. Lo principal que ha cambiado es que, debido a la gran cantidad de plantaciones de caña de azúcar en Brasil, el etanol es mucho, mucho más barato que en otros lugares. El precio de un combustible es una combinación compleja del costo de producción, el costo de transporte y la política fiscal local. Lo que es la opción más barata en un lugar no lo es en otro, y la gente se inclinará hacia lo que sea más barato localmente.

Si el costo por milla de etanol se abaratara en los Estados Unidos o Europa, vería que la gente también se cambiaría allí, incluso si eso significa que tienen que aumentar el tamaño de sus tanques de combustible o llenarlos con más frecuencia. (Como lo demuestran las personas que cambian a autos eléctricos, a pesar de la densidad de energía comparativamente horrible de las baterías. La electricidad es mucho menos costosa por milla que la gasolina y el diésel, por lo que puede tener sentido cambiar si puede soportar el reabastecimiento de combustible más frecuente). .)

Absolutamente puede usar etanol en lugar de gasolina y, sin tener en cuenta algunos problemas técnicos bastante menores, son más o menos intercambiables.

El tema es de oferta. Tenemos la capacidad de producir un suministro confiable de gasolina a partir de la extracción de petróleo que cuenta con una infraestructura bien establecida para la producción y el procesamiento.

En el contexto de un combustible, 'alcohol' generalmente significa 'bioetanol' producido por la fermentación (o un proceso industrial equivalente) de productos vegetales. El problema es que esto pone a la producción de combustible potencialmente en competencia directa con la producción de alimentos y lo mismo se aplica al 'biodiesel' a partir de aceites vegetales.

También existe un requerimiento de energía para convertir el alcohol de baja concentración producido por fermentación (equivalente a la cerveza) en un combustible útil por destilación.

Una cosa que no se ha mencionado aquí no es solo la densidad sino también la eficiencia del motor de combustión.

Por ejemplo, ¿por qué no usamos calentadores eléctricos para casas enteras? Porque es de 4 a 10 veces más caro que usar algún tipo de gas. La electricidad es 'barata' para electrodomésticos como una computadora, pero es muy ineficiente en términos de costo cuando se trata de refrigeración/calefacción. Por lo tanto, por lo general, solo usamos electricidad para enfriar, ya que la combustión no enfría exactamente las cosas :).

En su mayor parte, el motivo principal por el que usamos un determinado tipo de fuente de energía para cualquier aplicación es que es a) económico según el costo + la eficiencia del motor involucrado b) conveniente y seguro dada la aplicación.

Pero es muy importante tener en cuenta el motor. La eficiencia es una medida de decir que pones 1,00 unidades de combustible y obtienes solo 0,80 o más unidades de trabajo de ese combustible fuera del motor. Y a nadie se le ha ocurrido realmente nada que supere al motor de combustión para aplicaciones a pequeña escala.