녹색 근육을 구부리면 인크레더블 헐크가 가장 먼저 떠오를 것입니다. 그러나 플렉스 연료 엔진은 또 다른 강력한 친환경 기계이며 헐크와 달리 만화책과 영화 외부에 존재합니다.
플렉스 엔진 FFV(Flexible Fuel Vehicle)는 전 세계 여러 국가에서 판매 및 운영되고 있습니다. 간단히 말해서 유연한 연료 차량 에탄올 또는 동일한 탱크에 결합된 거의 모든 비율의 에탄올과 같은 일반 가솔린 이외의 연료로 작동할 수 있는 연료입니다.
소비자들은 1995년부터 미국에서 FFV를 구매할 수 있는 선택권이 있었습니다. 그러나 브라질은 실제로 세계 최대의 유연 연료 자동차 시장입니다. 오늘날 그 나라에서 판매되는 차량의 90% 이상이 플렉스 엔진을 가지고 있습니다[출처:Sugarcane.org].
미국에서 가장 헤드라인을 장식한 플렉스 연료는 E85입니다. 계절적 조정에 따라 E85는 최대 85%의 에탄올을 혼합하고 나머지는 가솔린으로 구성합니다. 이 글을 쓰는 현재, 약 2,300개의 미국 주유소에서 E85를 제공하고 있습니다.
처깅, 거친 성능 및 가능한 엔진 손상과 같은 불쾌한 부작용 없이 표준 가솔린 차량의 탱크에 E85를 펌핑할 수 없습니다. 대신 화학적 부식성과 에탄올의 높은 옥탄가와 함께 작동하도록 특별히 설계된 FFV가 필요합니다.
이상하게도 많은 소비자들이 FFV를 소유하고 있는데도 모르고 있습니다. 예를 들어, 네브래스카 주에는 약 120,000개의 FFV가 있으며 소유자의 거의 60%는 후드 아래에 플렉스 엔진이 있다는 사실을 모르고 있습니다[출처:Nebraska Corn Board]. 가장 확실한 단서는? 귀하의 자동차가 2008년 이후에 제조되었고 노란색 가스 탱크 캡이 있는 경우 FFV입니다. 사용 설명서도 모터 유형에 대해 알려줄 것입니다.
FFV에 대해 잘 모르는 사람들도 기름 소비가 뜨거운 주제라는 것을 이해합니다. FFV가 대화에 자주 등장하는 곳입니다. 옥수수와 사탕수수와 같은 재생 가능한 자원에서 에탄올을 생산할 수 있기 때문에 FFV는 일반 가솔린 차량보다 더 친환경적인 차량으로 묘사되는 경우가 많습니다.
그러나 가정된 FFV의 환경 친화성은 제조, 정치 및 과학의 다양한 파벌 사이에서 뜨거운 논쟁의 대상이 됩니다(자세한 내용은 나중에 설명).
다음 페이지에서는 플렉스 엔진이 가솔린 엔진과 어떻게 다른지에 대해 읽을 것입니다. 이 두 가연성 엔진 사촌이 생각보다 더 비슷하다는 것을 알게 될 것입니다.
플렉스 엔진은 가솔린 엔진과 크게 다르지 않으며 우주 시대 기술도 아닙니다. 예를 들어, Ford Model T 자동차는 가스나 에탄올을 연소시키는 플렉스 엔진이었습니다.
FFV는 빌드 비용이 더 들지 않으며 스티커 가격 측면에서도 더 비싸지 않습니다. 정말 원한다면 가솔린 모터를 E85를 즐겁게 마실 수 있는 모터로 바꿀 수 있는 변환 키트를 구입할 수도 있습니다.
화학적 관점에서 에탄올은 두 가지 주요 면에서 가스와 다릅니다. 더 부식성이 있고 전도성이 있습니다. 또한 더 뜨겁게 타므로 옥탄가가 더 높습니다. 이러한 기술적 문제를 처리하려면 플렉스 엔진을 구축해야 합니다.
우선, 차는 어떤 종류의 연료를 펌핑하는지 알아야 합니다. 온보드 컴퓨터는 연료 구성을 분석하여 엔진 점화를 최적화하고 배기 가스 표준을 준수하며 연소를 조절합니다. 에탄올 대 가스 비율이 얼마나 변동하든 상관없이 플렉스 연료 자동차는 즉석에서 조정할 수 있습니다.
유연한 연료 차량에서 연료 탱크와 탱크 내 부품은 에탄올의 부식성을 견디도록 제작되었습니다. 유사하게, 연료 라인, 개스킷, 씰 및 고무 연료 호스는 모두 연료 인젝터와 마찬가지로 내부식성이어야 합니다.
내부 엔진 구성 요소도 마찬가지입니다. 밸브 시트, 피스톤 링, 밸브 및 기타 부품은 모두 쉽게 부식되지 않는 재료로 만들어집니다. 또한 이러한 부품은 에탄올이 엔진 윤활유를 분해하고 제거하는 경향으로 인해 손상이 발생할 가능성을 줄이기 위해 제작되었습니다.
전도도는 또 다른 문제입니다. 배선을 포함한 연료 시스템의 모든 전기 부품은 에탄올의 높은 전도성에 대해 절연되어야 합니다. 또한, 연료 주입구 부품에는 스파크 방지 기능이 있어 위험한 발화를 일으키는 정전기나 흩어진 스파크의 가능성을 줄여줍니다.
전기적 문제는 제쳐두고 에탄올은 가솔린보다 에너지 밀도가 낮기 때문에 엔진이 고성능을 달성하려면 더 많은 연료가 필요합니다. 따라서 연료 인젝터는 더 높은 연료 유속을 달성하기 위해 만들어집니다. 그렇지 않으면 엔진에서 전체 출력이 급격히 감소하게 됩니다.
엔진 구성 측면에서 FFV 모터에서 가장 눈에 띄는 차이점입니다. 다음 페이지에서는 플렉스 엔진 성능과 전환이 논리적인지 여부에 대해 자세히 알아볼 것입니다.
여러 가지 이유로 FFV의 친환경성은 의심스럽습니다. 비용 절감도 의심스럽다. 그리고 밝혀진 바와 같이 FFV의 확산을 주도하는 것은 반드시 소비자 수요나 지속 가능성 문제가 아닙니다.
기본부터 시작하겠습니다. 에탄올을 사용해도 차량 성능에는 변화가 없습니다. 가속도나 마력의 차이를 느끼지 못할 것입니다.
주요 차이점은 에너지 밀도와 CO2(이산화탄소) 배출입니다. 에너지 밀도가 낮다는 것은 1갤런의 에탄올에 일반 휘발유보다 에너지가 적기 때문에 가스로 이동하는 거리와 같은 거리를 이동하려면 더 많은 에너지를 태워야 한다는 의미입니다.
이것은 차례로 이동하기 위해 더 많은 연료를 태워야 한다는 것을 의미하며 차량은 실제로 가스보다 더 많은 CO2를 방출합니다. 그러나 그 CO2는 석유가 아닌 식물 공급원에서 파생되었기 때문에 (이론적으로) 단순히 식물이 자연적으로 부패함에 따라 대기 중으로 다시 방출되었을 것입니다. 그러나 FFV의 친환경성은 기껏해야 불분명합니다.
연료 효율성은 완전히 다른 것입니다. 마일리지와 관련된 모든 것과 마찬가지로 여기에는 많은 변동이 있지만 에탄올로 전환하면 탱크당 마일리지가 15%에서 30% 사이로 떨어집니다. 그리고 에탄올 연료는 일반적으로 휘발유와 가격이 거의 같기 때문에 실제로는 훨씬 더 많은 돈(아마도 연간 수백 달러)을 에탄올만 구입하는 데 쓸 수 있습니다.
이러한 사실을 고려할 때 왜 누군가가 FFV를 구축하거나 구매하는지 궁금할 것입니다. 미국 연방 CAFÉ(기업 평균 연비) 표준에 따르면 자동차 제조업체는 최소 연비가 27.5mpg(경트럭의 경우 22.2)인 차량을 제공해야 합니다. 그렇지 않으면 엄중한 벌금에 처하게 됩니다.
하지만 허점이 있습니다. 해당 회사가 에탄올을 연소하는 차량을 만들면 벌금이 거의 부과되지 않습니다. 기본적으로 더 많은 에탄올 사용을 장려하는 정부 전략으로, 이는 미국 농작물 농부들에게 효과적으로 보조금을 제공하고 잠재적으로 외국 석유에 대한 미국의 의존도를 줄일 수 있습니다.
플렉스 엔진 자체에 관해서는, 글쎄, 그들은 기술이나 소비자 측의 적응이 필요하지 않은 성숙한 기술입니다. E85 연료를 제공하는 수천 개의 주유소 중 하나를 찾기만 하면 됩니다. 그러면 플렉스 엔진이 원하는 곳까지 데려다 줄 것입니다. 주유할 때만큼 멀지는 않습니다.
FFV와 E85가 점점 더 보편화되면서 에탄올 비즈니스 모델의 장단점이 모두가 목격할 수 있도록 현실 세계에서 펼쳐지고 있습니다. 옥수수 재배자들은 FFV를 좋아합니다. 왜냐하면 그들은 그들의 제품에 대한 더 많은 수요(그리고 더 높은 가격)를 만들기 때문입니다. 그리고 일부 환경 로비스트들은 E85를 청정 연소 연료원으로 가는 디딤돌로 보고 있습니다. 그러나 에탄올이 외국 석유에 대한 의존도를 장기적으로 심각하게 약화시킬 수 있는지 여부는 두고 봐야 합니다.
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