Eliminação progressiva dos motores de combustão interna e combustíveis fósseis

© Sam Chadwick

Como a eliminação dos motores de combustão interna e combustíveis fósseis se encaixa em um plano geral de mudança climática?

Em 1897, Rudolph Diesel inventou o primeiro motor a diesel, comumente conhecido como motor de combustão interna. Durante o início dos anos 1900, o motor de combustão interna evoluiu, com o primeiro caminhão movido a um motor diesel surgindo em 1923.

Desde o início dos anos 1900, o motor de combustão interna tem sido continuamente aprimorado e, até o momento, é o motor mais eficiente do mundo como o motor a diesel Wartsila 31.

O mundo hoje

Os motores a diesel agora variam em tamanho, desde um pequeno gerador portátil que você pode sentar no colo até motores maiores do que uma casa e são comumente usados ​​em todo o mundo em quase todas as áreas do comércio global.

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O impacto ambiental

O uso de motores de combustão interna aumentou do primeiro em 1897 para cerca de 2 bilhões de motores em uso hoje, o que teve um impacto direto nos níveis de CO2 atmosférico.

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Estima-se que os motores de combustão interna que usam combustíveis fósseis no transporte, geração de energia, agricultura e mineração produzam mais de 20 bilhões de toneladas de CO2 por ano.

A crise climática é uma prioridade para o Reino Unido, a ONU, a UE e os governos nacionais em todo o mundo. As emissões de CO2 da atividade humana foram identificadas como a principal causa do aquecimento global e, se não formos capazes de diminuir a taxa de aquecimento global, os cientistas prevêem que as consequências serão catastróficas.

O plano

Os poderes coletivos e a experiência de governos e cientistas de todo o mundo chegaram a um acordo sobre um plano. Em termos de emissões de motores, este plano se resume basicamente a mitigar os efeitos prejudiciais do uso de combustíveis fósseis até que os motores de combustão interna e os combustíveis fósseis sejam finalmente eliminados e substituídos por alternativas muito mais ecológicas.

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Motores e veículos elétricos e a hidrogênio têm a tarefa de cumprir uma parte significativa desse plano. Progresso também foi feito com design de motor aprimorado e combustíveis mais limpos, mas muito mais precisa ser feito.

A dura realidade

Para fazer veículos elétricos, são necessários minerais e metais de terras raras, chamados de “raros” por uma razão, e isso impedirá que os veículos elétricos sejam produzidos na escala necessária. Produzir hidrogênio combustível para veículos requer quantidades significativas de eletricidade e o aumento combinado na demanda de eletricidade para uso em larga escala de hidrogênio e veículos elétricos está muito além de nossas capacidades atuais ou futuras projetadas de produção de eletricidade.

Outro impacto negativo em “O Plano” é que tão rápido quanto o mundo desenvolvido está deixando de usar os combustíveis fósseis, o mundo em desenvolvimento está fazendo a transição para o uso de combustíveis fósseis e a taxa de crescimento da população global só levará ao aumento da demanda de energia, o que resultará em aumento da demanda por energia acessível e sob demanda.

O cronograma de 2050 estabelecido em “O Plano” visa atingir “zero líquido” em termos de emissões de carbono. No entanto, mesmo que a eficiência do motor melhore drasticamente e sejamos capazes de produzir dezenas de milhões de veículos elétricos e a hidrogênio, ainda teremos mais de 2 bilhões de motores de combustão interna em uso, funcionando com combustíveis fósseis.

Considerando que levou mais de 120 anos para construir um estoque de 2 bilhões de motores de combustão interna e dado o nosso crescimento populacional global, levará pelo menos mais 100 anos para chegar perto do ponto em que eliminamos completamente os motores de combustão interna movidos a combustíveis fósseis .

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A agenda de emissões do motor

Em termos de emissões do motor, a maior parte do foco é colocada em projetar ineficiências para motores futuros na tentativa de mitigar os efeitos prejudiciais do uso de combustíveis fósseis. No entanto, pouco foco é colocado em como lidamos com os dois bilhões de motores de combustão interna existentes em uso hoje.

Cientistas e produtores de combustível vêm desenvolvendo combustíveis mais limpos há mais de uma década, mas os produtores de combustível são organizações muito influentes e poderosas que resistiram à enorme pressão para desenvolver combustíveis supereficientes e superlimpos, porque isso aumentaria seus custos de produção e diminuiria a demanda por volume de Produtos deles. Em vez disso, eles produziram uma variedade de “combustíveis verdes”, que mantêm a demanda de volume.

Portanto, parece que nosso plano é produzir combustíveis de melhor qualidade, motores mais eficientes em termos de combustível e equipar os veículos existentes com sistemas projetados para absorver ou suprimir as emissões, até que tenhamos construído veículos elétricos e a hidrogênio suficientes para substituí-los.

Tratamento ou prevenção?

Como aprendemos durante a pandemia COVID-19, temos duas opções para lidar com um problema que infecta o mundo, tratamento ou prevenção, que também pode ser expresso como cuidados médicos ou vacinas. A prevenção de um problema é sempre vista como a preferência e o motivo pelo qual o mundo está atualmente empreendendo um esforço sem precedentes para vacinar a grande maioria da população global. O objetivo é evitar a repetição do ano passado, que destruiu vidas, meios de subsistência, comunidades e, em alguns casos, setores inteiros do comércio.

Se compararmos nossa abordagem COVID-19 ao nosso plano para combater as emissões dos motores, isso poderia ser resumido como vacinar todos os bebês recém-nascidos e permitir que todos continuem usando máscaras e distanciando-se socialmente até sua morte natural em algum momento no futuro.

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O que realmente precisamos para lidar com as emissões dos motores seria o equivalente a uma vacina para crianças de 8 a 80 anos, o que reduziria drasticamente as emissões dos dois bilhões de motores de combustão interna existentes atualmente funcionando com combustíveis fósseis.

Produzir combustíveis de melhor qualidade, motores mais eficientes em termos de combustível e equipar veículos existentes com sistemas projetados para absorver ou suprimir emissões são todas soluções que se concentram em mitigar os efeitos prejudiciais do uso de combustíveis fósseis. Nenhuma dessas soluções aborda a causa real do problema. A causa raiz do problema, que é verdadeiro para todos os motores de combustão interna, é a combustão incompleta.

A causa raiz do problema

A combustão incompleta ocorre porque o ar aspirado no cilindro do motor é sempre insuficiente para queimar todo o combustível injetado. Quando o ar se esgota, o combustível queimado é sufocado e extinto, as válvulas do cilindro do motor então se abrem e o conteúdo do cilindro do motor é expelido pelo escapamento do motor, que são chamados de emissões.

Por um momento, vamos renomear combustão incompleta como COVID-19 e aplicar nossa abordagem de vacinação. A causa do problema é a falta de oxigênio durante a combustão. Se pudéssemos criar oxigênio adicional durante a combustão, estaríamos realmente resolvendo o problema.

Conforme destacado em um de nossos artigos anteriores, os avanços em nanotecnologia podem ser a chave para fornecer uma ‘vacina de emissões de motor’ que poderia imunizar os 2 bilhões de motores de combustão interna existentes, atualmente funcionando com combustíveis fósseis, contra a infecção do mundo com CO2.

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