1. Motorteljesítmény

Az „alternatív” üzemanyagoknál nem megszokott módon az etanol és a metanol rendelkeznek azzal a lehetőséggel, hogy a benzinhez képest növeljék a motorteljesítményt és a hatásfokot. Ezt több faktor biztosítja:

- magasabb oktán érték,

- párolgáshő,

- gyulladási sebesség,

- a légnemű anyag egységnyi energiája,

- a reagens anyagok moláris aránya,

- az éghető anyagok hőkapacitása a háromatomos és a kétatomos molekuláknak köszönhetően.

Megfelelő használat esetén növelt nyomaték és teljesítmény az eredmény. Az alkohol alapú üzemanyagok a nagyobb mutatókat egyedi karakterisztikájukkal érik el:

- a metanol és az etanol kisebb sztöchiometrikus levegő/üzemanyag aránnyal párosuló magasabb párolgáshője nagyobb mértékű hengerhűtést eredményez az üzemanyag elpárolgásakor;

- a növelt töltési fok mellett érzékelhető hatása van a motor kopogási hajlamának csökkenésére is, ami a nagyobb oktánszámú üzemanyagok mellékhatása is egyben.

Az alacsonyabb lobbanási hőmérsékletnek (ez csökkenti a hengerfalon keletkező hőveszteségeket) vannak másodlagos hatásai is, nagyobb a reagens anyagok aránya (a robbanási ütemben nagyobb nyomást előidézve) és laminárisabb a gyulladási sebesség. Utóbbi tulajdonság teszi lehetővé az oldószerek nagyobb arányú alkalmazását, ami viszont tovább növeli a kopogási határt. Szignifikáns terület áll rendelkezésre a motorok fajlagos hőteljesítményének javítására a magas alkoholkoncentrációjú anyag elégetésének optimalizálásával, ami meghaladja azt a szintet, mint ami a dízelmotorokban jelenleg megvalósul, ugyanakkor fenntartja a gyújtógyertyás motorok szignifikáns költségelőnyeit és a kipufogógázainak utókezelő rendszerét.

2. Energiatárolás

A könnyű alkoholok általában kiváló üzemanyagok, főként a gyújtógyertyával üzemelő motorokhoz. A dízel erőforrásokhoz is használhatóak ezek a motor módosításával vagy gyulladássegítővel (vagy mindkettővel). Az alkoholok gyújtógyertyával üzemelő belsőégésű motorokban történő használatának legnagyobb előnye a magas oktánszámukból és az oktán érzékenységből adódik, ami a benzinek esetében nagymértékű látens hővel párosul. Ez kedvezően befolyásolja az alacsony sztöchiometrikus levegő/üzemanyag arányt is.

Amíg az alkoholok részben oxidált állapota csökkenti a benzin és a gázolaj energiasűrűségét, a metanol és az etanol a hidrogénhez képest kétszeres-háromszoros, a fejlett akkumulátorokhoz viszonyítva 15-20-szoros gravimetrikus járműenergia tárolási kapacitással rendelkezik.

A kibocsátás csökkentése vagy a fenntartható szállítás fogalmi szintjén az a legfőbb feladat, hogy minél több fenntartható energiát vigyünk járművünkkel, amikor el akarunk jutni A pontból B pontba. A kulcs az energiasűrűség!

3. Nyersanyagkészlet

A három alkotóelemből kettőnek (etanol és metanol) szigorú tanúsításokon kell átesni a fenntarthatóság szempontjából. Az üzemanyag alkotóelemeként használt bioetanol úgynevezett fejlett bioüzemanyag, ami táplálkozásra nem alkalmas búzaterményből, hulladékokból, szalmából és más biomassza származékokból áll.

A biometanol  nagy mennyiségben előforduló, természetes zsiradékhulladékból származó nyers glicerinből  készül. Mindkét alkotóelem rendelkezik az Európai Unió legszigorúbb jóváhagyási eljárásának, a Megújuló Energia Direktívának (Renewable Energy Directive – RED) megfelelő tanúsítvánnyal, a Nemzetközi Fenntarthatósági és Karbon Jóváhagyással (International Sustainability and Carbon Certification – ISCC), és 70 százalékos vagy annál nagyobb CO2 kibocsátás csökkentéssel rendelkezik az általános üzemanyagokkal összehasonlítva.

4. Biomassza határ

A gyártási folyamattól függetlenül a biológiailag előállított etanol (vagy bioetanol) esetében létezik egy biomassza határ, és a nyersolaj is egy véges energiaforrás. A második generációs bioetanol előállítására léteznek törekvések (ignocellulóz folyamatok, melyek nem étkezési terményeket, municipális hulladékot használnak), ami nagyobb mennyiségű etanol használatát teszi lehetővé , de a nyersanyagkészletnek még így is van egy felső határa.

Kívánatos, hogy a megújuló üzemanyagok mennyiségének növelésére eszközöket találjunk, aminek a bevezetése az energia biztonság és az üvegházhatású gázkibocsátás miatt fontos. Ez az autókhoz használt bioüzemanyagok biomassza határának növelésével valósítható meg, és pontosan ez az, amit a három alkotóelemből álló kevert hajtóanyagok és a GEM üzemanyag biztosít. A nyersanyagkészlet  legkülönfélébb komponenseit alkalmazza ez, így növeli a biomassza határt és csökkenti a Földre gyakorolt hatást.

A metanol szintetikus úton majdnem minden olyan anyagból előállítható, ami tartalmaz szenet és hidrogént, ez biztosítja, hogy ennek az üzemanyagnak nincsen biomassza határa (nem úgy, mint az etanolnak). A metanol készülhet kőszénből, természetes gázokból, glicerinből, fahulladékból vagy bármilyen olyan alapanyagból, mint ami az etanolhoz kell (legtöbbször nagyobb energetikai és konverziós hatásfokkal); szintetikus úton előállítható szénmonoxidból vagy széndioxidból és hidrogénből, biztosítva a gyakorlatilag határtalan nyersanyagkészletet.

A GEM üzemanyag három alkotóelemből áll: a benzint (gasoline – G), etanolt (E) és metanolt (M) százalékarányosan keverik össze, hogy nagyobb teljesítményt és alacsonyabb üvegházhatású gázkibocsátást érjenek el. Technikai szempontból a FlexFuel-ek hasonló hatással vannak az E85-re, mint a különböző GEM keverékekre. Ez a képesség teszi lehetővé azt, hogy a metanol mennyiségének növelésével a biomassza határon túl menjenek.

Andrew