Veicoli a carburante flessibile in Brasile - Flexible-fuel vehicles in Brazil

Quattro tipici modelli flex-fuel di diverse case automobilistiche brasiliane, popolarmente conosciute come auto "flex", che funzionano con qualsiasi miscela di etanolo idrato ( E100 ) e benzina E20-E25 .

La flotta di veicoli a carburante flessibile in Brasile è la più grande al mondo. Dalla loro istituzione nel 2003, nel paese sono stati immatricolati un totale di 30,5 milioni di auto a carburante flessibile e autocarri leggeri e oltre 6 milioni di motocicli a carburante flessibile, entrambi entro marzo 2018. La quota di mercato delle auto a carburante flessibile e dei veicoli commerciali leggeri i camion hanno rappresentato l'88,6% di tutte le immatricolazioni di veicoli leggeri nel 2017. C'erano oltre 80 modelli di auto flessibili e autocarri leggeri disponibili sul mercato prodotti da 14 principali case automobilistiche e cinque modelli di motociclette flessibili disponibili a partire da dicembre 2012.

I veicoli brasiliani a carburante flessibile sono ottimizzati per funzionare con qualsiasi miscela di benzina E20-E25 e carburante con etanolo idrato fino al 100% ( E100 ). I veicoli Flex in Brasile sono dotati di un piccolo serbatoio di benzina per l'avviamento a freddo del motore quando le temperature scendono sotto i 15 °C (59 °F). Nel 2009 è stata lanciata una generazione di motore flessibile migliorato che ha eliminato la necessità del serbatoio del gas secondario.

Secondo due studi di ricerca separati condotti nel 2009, il 65% dei veicoli immatricolati con carburante flessibile utilizza regolarmente carburante a etanolo e l'uso sale al 93% dei proprietari di auto flessibili a San Paolo , il principale stato produttore di etanolo in cui le tasse locali sono più basse, e i prezzi sono più competitivi della benzina. Tuttavia, a causa dell'aumento dei prezzi dell'etanolo causato dalla crisi brasiliana dell'industria dell'etanolo iniziata nel 2009 , nel novembre 2013 solo il 23% dei proprietari di auto a carburante flessibile utilizzava regolarmente l'etanolo, in calo rispetto al 66% del 2009.

Storia

La VW Gol 1.6 Total Flex brasiliana del 2003 è stata la prima auto a carburante flessibile in grado di funzionare con qualsiasi miscela di benzina ed etanolo .

Dopo la crisi petrolifera del 1973 , il governo brasiliano rese obbligatorio l'uso di miscele di etanolo con la benzina e nel 1979 furono lanciate sul mercato auto alimentate a etanolo puro ( solo E100 ), dopo aver testato diversi prototipi sviluppati da quattro case automobilistiche. Le case automobilistiche brasiliane hanno modificato i motori a benzina per supportare le caratteristiche dell'etanolo e le modifiche includevano il rapporto di compressione , la quantità di carburante iniettato, la sostituzione dei materiali che si sarebbero corrosi al contatto con l'etanolo, l'uso di candele più fredde adatte a dissipare il calore a causa delle temperature più elevate della fiamma e un sistema ausiliario di avviamento a freddo che inietta benzina da un piccolo serbatoio nel vano motore per favorire l'avviamento a freddo.

La tecnologia del carburante flessibile ha iniziato a essere sviluppata solo alla fine degli anni '90 da ingegneri brasiliani e nel marzo 2003 Volkswagen do Brasil ha lanciato sul mercato il Gol 1.6 Total Flex, il primo veicolo commerciale a carburante flessibile in grado di funzionare con qualsiasi miscela di benzina ed etanolo .

Tecnologia

Tipico motore brasiliano a combustibile flessibile con serbatoio di benzina secondario per l'avviamento a freddo del motore a temperature inferiori a 15 °C.

L'auto a carburante flessibile brasiliana è costruita con un motore predisposto per l'etanolo e un serbatoio per entrambi i carburanti. Il piccolo serbatoio di benzina per avviare il motore con etanolo puro nella stagione fredda, utilizzato nei precedenti veicoli a solo etanolo, è stato mantenuto nella prima generazione di automobili brasiliane a carburante flessibile, principalmente per gli utenti delle regioni centrali e meridionali, dove le temperature invernali normalmente scendere sotto i 15 °C (59 °F). Nel 2009 è stata lanciata una generazione di motore flessibile migliorato che ha consentito l'eliminazione di questo serbatoio di riserva di gas secondario.

Un'innovazione chiave nella tecnologia flex brasiliana è stata evitare la necessità di un sensore aggiuntivo dedicato per monitorare la miscela etanolo-benzina, che ha reso i primi veicoli a carburante flessibile M85 americani troppo costosi. Ciò è stato ottenuto tramite la sonda lambda , utilizzata per misurare la qualità della combustione nei motori convenzionali, necessaria anche per indicare alla centralina del motore (ECU) quale miscela di benzina e alcol viene bruciata. Questo compito viene svolto automaticamente attraverso un software sviluppato da ingegneri brasiliani, chiamato " Software Fuel Sensor " (SFS), alimentato con i dati dei sensori standard già incorporati nel veicolo. La tecnologia è stata sviluppata dalla filiale brasiliana di Boschin 1994, ma è stata ulteriormente migliorata e implementata commercialmente nel 2003 dalla filiale italiana di Magneti Marelli , con sede a Hortolândia , San Paolo . Una tecnologia di iniezione simile è stata sviluppata dalla filiale brasiliana di Delphi Automotive Systems , e si chiama " Multifuel ", sulla base di una ricerca condotta nel suo stabilimento di Piracicaba , San Paolo. Questa tecnologia consente al controller di regolare la quantità di carburante iniettato e il tempo di accensione, poiché il flusso di carburante deve essere ridotto e anche l'autocombustione deve essere evitata quando si usa la benzina perché i motori a etanolo hanno un rapporto di compressione intorno a 12: 1, troppo alto per benzina.

I motori flessibili brasiliani sono stati progettati con rapporti di compressione più elevati , sfruttando le miscele di etanolo più elevate e massimizzando i benefici del contenuto di ossigeno più elevato dell'etanolo, con conseguente riduzione delle emissioni e miglioramento dell'efficienza del carburante. La tabella seguente mostra l'evoluzione e il miglioramento delle diverse generazioni di motori flex sviluppati in Brasile.

Confronto delle prestazioni di diverse generazioni di motori flex-fuel brasiliani (le percentuali mostrano il cambiamento nelle prestazioni rispetto all'uso della benzina)
Anno	Rapporto di compressione del motore	Potenza del motore	Coppia motore	Miglioramento dell'efficienza del carburante	Sistema di avviamento a freddo con iniezione di benzina
2003	da 9,0:1 a 10,5:1	+3%	+2%	da -25 a -35%	sì
2006	11,0:1 a 12,5:1	+7%	+5%	da -25 a -30%	sì
2008	da 12,0:1 a 13,5:1	+9%	+7%	da -20 a -25%	No
Fonte: Joseph (2007) in The Royal Society (2008), " Biocarburanti sostenibili: prospettive e sfide ".

La Honda Civic Flex brasiliana 2008 ha un accesso esterno al serbatoio secondario della benzina dall'esterno, mostrato dalla freccia nella parte anteriore destra.

Le auto flessibili brasiliane sono in grado di funzionare solo con etanolo idrato (E100), o solo con una miscela di benzina con etanolo anidro dal 20 al 25% , o con qualsiasi combinazione arbitraria di entrambi i combustibili. La benzina pura non viene più venduta nel paese perché queste miscele ad alto contenuto di etanolo sono obbligatorie dal 1993. Pertanto, tutte le case automobilistiche brasiliane hanno ottimizzato i veicoli flessibili per funzionare con miscele di benzina da E20 a E25, quindi questi FFV non sono in grado di funzionare senza problemi con benzina pura con ad eccezione di due modelli appositamente costruiti con motore flex-fuel ottimizzato per funzionare anche con benzina pura (E0), il Renault Clio Hi-Flex e il Fiat Siena Tetrafuel .

La flessibilità degli FFV brasiliani consente ai consumatori di scegliere il carburante in base ai prezzi di mercato correnti. Poiché il risparmio di carburante dell'etanolo è inferiore rispetto alla benzina a causa del contenuto energetico dell'etanolo è vicino al 34% in meno per unità di volume rispetto alla benzina, le auto flessibili che funzionano a etanolo ottengono un chilometraggio inferiore rispetto a quando funzionano a benzina pura. Tuttavia, questo effetto è parzialmente compensato dal prezzo solitamente più basso per litro di etanolo. Come regola generale , i media consigliano spesso ai consumatori brasiliani di utilizzare più alcol che benzina nella loro miscela solo quando i prezzi dell'etanolo sono inferiori o superiori del 30% rispetto alla benzina, poiché il prezzo dell'etanolo oscilla pesantemente a seconda del risultato dei raccolti stagionali di canna da zucchero. .

Produzione e quota di mercato

Andamento storico della produzione brasiliana di veicoli leggeri per tipo di carburante, etanolo puro , flex fuel e veicoli a benzina dal 1979 al 2017.

Dopo il lancio sul mercato del Gol 1.6 Total Flex, il primo veicolo commerciale a carburante flessibile in grado di funzionare con qualsiasi miscela di benzina ed etanolo, GM do Brasil ha seguito tre mesi dopo con la Chevrolet Corsa 1.8 Flexpower, utilizzando un motore sviluppato da un comune- avventurarsi con Fiat chiamato PowerTrain. A luglio 2013, le seguenti 14 case automobilistiche costruiscono e vendono veicoli a carburante flessibile in Brasile: Citroën , Chery , Fiat , Ford , GM do Brasil (Chevrolet), Honda , Hyundai , Kia Motors , Mitsubishi , Nissan , Peugeot , Renault , Toyota e Volkswagen .

I veicoli a carburante flessibile sono stati il 22% delle nuove vendite di auto nel 2004, il 73% nel 2005, l'87,6% nel luglio 2008 e hanno raggiunto un record del 94% nell'agosto 2009. La produzione di auto a carburante flessibile e veicoli commerciali leggeri dal 2003 ha raggiunto 10 milioni di veicoli a marzo 2010 e 15 milioni a gennaio 2012. Le immatricolazioni di auto flex-fuel e autocarri leggeri hanno rappresentato l'87,0% di tutti i veicoli passeggeri e veicoli commerciali leggeri venduti nel paese nel 2012. La produzione ha superato la soglia dei 20 milioni di unità nel giugno 2013 .

Alla fine del 2014, le auto a carburante flessibile rappresentavano il 54% dello stock registrato brasiliano di veicoli leggeri, mentre i veicoli a benzina rappresentavano il 34,3%. A giugno 2015, le vendite di veicoli leggeri flex-fuel hanno totalizzato 25,5 milioni di unità. La quota di mercato dei veicoli flessibili ha raggiunto l'88,6% di tutte le immatricolazioni leggere nel 2017. A marzo 2018, quindici anni dopo il lancio della prima auto flessibile a carburante, c'erano 30,5 milioni di auto flessibili e autocarri leggeri immatricolati nel paese e 6 milioni di moto flessibili.

Il rapido successo dei veicoli flessibili è stato reso possibile dall'esistenza di 33.000 stazioni di rifornimento con almeno una pompa di etanolo disponibile entro il 2006, un'eredità del primo programma di etanolo Pró-Álcool . Questi fatti, insieme all'uso obbligatorio della miscela di benzina E25 in tutto il paese, hanno permesso al Brasile nel 2008 di raggiungere oltre il 50% del consumo di carburante nel mercato della benzina da etanolo da canna da zucchero.

Secondo due studi di ricerca separati condotti nel 2009, a livello nazionale il 65% dei veicoli immatricolati flex-fuel utilizzava regolarmente carburante a etanolo, e l'uso è salito al 93% a San Paolo , il principale stato produttore di etanolo dove le tasse locali sono più basse, e I prezzi dell'E100 alla pompa sono generalmente più competitivi della benzina. Tuttavia, a causa dell'aumento dei prezzi dell'etanolo causato dalla crisi brasiliana dell'industria dell'etanolo iniziata nel 2009 , in combinazione con i sussidi governativi fissati per mantenere il prezzo della benzina inferiore al valore del mercato internazionale, a novembre 2013 solo il 23% dei proprietari di auto a carburante flessibile utilizzava etanolo regolarmente, in calo dal 66% nel 2009.

Produzione di autoveicoli a carburante flessibile a etanolo in Brasile
2003-2017 ⁽¹⁾⁽²⁾
Anno	Auto Flex prodotte	Autocarri leggeri Flex prodotti	Totale veicoli leggeri flex-fuel prodotti	Veicoli Flex in % veicoli leggeri totali ⁽¹⁾⁽²⁾	Flex Motor- cicli prodotti ⁽³⁾	Flex Motor- cicli in% totale
2003	39,853	9.411	49.264	2.9
2004	282.710	49.797	332.507	15.2
2005	820.791	60,150	880.941	37.1
2006	1.291.913	100,142	1.392.055	56,3
2007	1.764.494	172.437	1.936.931	69.1
2008	2.026.768	216.800	2.243.648	74.7
2009	2.298.942	242.211	2.541.153	84.0	188.494	12.2
2010	2.311.721	315,380	2.627.111	77.1	332.351	18.2
2011	2.215.548	335,234	2.550.782	80.7	956.117	44,7
2012	2.418.397	313.663	2.732.060	83,9	814.110	48.2
2013	2.616.845	333.766	2.950.611	84.2	N / A
2014	2.291.115	346.607	2.637.722	88,2	N / A
2015	1.785.284	212.473	1.997.757	85,4	N / A
2016	1.605.855	164.813	1.770.668	84.0	N / A
2017	1.923.143	207.035	2.130.178	81,9	N / A
Totale 2003-17	25.693.379	3.080.09	28.773.388	70.3	2.291.072	31,8
Fonti : Auto e camion leggeri: ANFAVEA (2003-2017). Moto: ABRACICLO 2009, 2010, 2011 e 2012. Note: (1) Include le esportazioni ed esclude le importazioni flessibili dagli altri paesi del Mercosur . (2) Il totale include i veicoli a benzina, etanolo puro, flex e diesel. (3) Totale solo tra il 2009 e il 2012

Ultimi sviluppi

Motociclette a carburante flessibile

La Honda CG 150 Titan Mix è stata la prima motocicletta flex-fuel venduta al mondo. L'indicatore del carburante ha una spia di avvertimento della miscela che indica la miscela di benzina minima necessaria per evitare problemi di avviamento a freddo.

La Honda Biz 125 flex è una delle cinque moto flex-fuel disponibili in Brasile

Il brasiliano Volkswagen Polo E-Flex 2009 è stato il primo modello flex fuel senza serbatoio ausiliario per l'avviamento a freddo.

L'ultima innovazione all'interno della tecnologia del carburante flessibile brasiliano, è lo sviluppo di motociclette flex-fuel . Nel 2007 Magneti Marelli ha presentato la prima motocicletta con tecnologia flex, adattata su una Kasinski Seta 125, e basata sul Software Fuel Sensor (SFS) che l'azienda ha sviluppato per le auto flex-fuel in Brasile. Delphi Automotive Systems ha presentato nel 2007 anche la sua tecnologia di iniezione multifuel per moto. Oltre alla flessibilità nella scelta dei carburanti, uno degli obiettivi principali delle moto fuel-flex è ridurre le emissioni di CO ₂ del 20 percento e si prevedono risparmi nel consumo di carburante nell'ordine dal 5% al 10%. AME Amazonas Motocicletas ha annunciato che le vendite della sua motocicletta AME GA (G sta per benzina e A per alcol) erano previste per il 2009, ma la prima motocicletta flex-fuel è stata effettivamente lanciata da Honda nel marzo 2009. Prodotta dalla sua controllata brasiliana Moto Honda da Amazônia, il CG 150 Titan Mix viene venduto per circa 2.700 dollari USA .

Poiché la CG 150 Titan Mix non ha un serbatoio del gas secondario per un avviamento a freddo come fanno le auto flex brasiliane, il serbatoio deve contenere almeno il 20% di benzina per evitare problemi di avviamento a temperature inferiori a 15 °C (59 °F) . Il pannello della motocicletta include un indicatore per avvertire il conducente dell'effettiva miscela di etanolo-benzina nel serbatoio di stoccaggio. Nel settembre 2009, Honda ha lanciato una seconda motocicletta a carburante flessibile, la NXR 150 Bros Mix da fuoristrada . Durante i primi otto mesi dopo il suo lancio sul mercato, la CG 150 Titan Mix ha venduto 139.059 motociclette, conquistando una quota di mercato del 10,6% e classificandosi al secondo posto nelle vendite di motociclette nuove nel mercato brasiliano entro ottobre 2009, ed entro la fine dell'anno, sia Honda flessibile- Le motociclette a carburante hanno venduto un totale di 183.375 unità, rappresentando una quota di mercato dell'11,4% delle vendite di motociclette nuove brasiliane in quell'anno. Le vendite cumulative di entrambe le moto flex fuel hanno raggiunto 515.726 unità nel 2010 e le vendite di quell'anno hanno rappresentato il 18,15% di tutte le moto prodotte.

Altre due moto flex-fuel prodotte da Honda sono state lanciate nell'ottobre 2010 e nel gennaio 2011, la GC 150 FAN e la Honda BIZ 125 Flex. Nel corso del 2011 sono state prodotte complessivamente 956.117 moto flex-fuel, portando la propria quota di mercato al 56,7%. La produzione cumulativa dei quattro modelli flex fuel disponibili dal 2009 ha raggiunto 1,48 milioni di unità a dicembre 2011. La soglia dei 2 milioni è stata raggiunta nell'agosto 2012. La produzione di motociclette a carburante flessibile ha superato il traguardo dei 3 milioni di unità nell'ottobre 2013 e la soglia dei 4 milioni nel marzo 2015.

Prossima generazione di motori flessibili

Le filiali brasiliane di Magneti Marelli, Delphi e Bosch hanno sviluppato e annunciato l'introduzione nel 2009 di una nuova generazione di motori flessibili che elimina la necessità del serbatoio di benzina secondario riscaldando il carburante a etanolo durante l'avviamento e consentendo ai veicoli flessibili di eseguire un normale raffreddamento iniziare a temperature fino a -5 ° C (23 ° F), la temperatura più bassa prevista ovunque nel territorio brasiliano. Un altro miglioramento è la riduzione del consumo di carburante e delle emissioni allo scarico, tra il 10% e il 15% rispetto ai motori flessibili venduti nel 2008. Nel marzo 2009 Volkswagen do Brasil ha lanciato il Polo E-Flex , il primo modello di carburante flessibile senza serbatoio ausiliario per partenza a freddo. Il sistema Flex Start utilizzato dalla Polo è stato sviluppato da Bosch.

Iniezione diretta

Nel 2013, Ford ha lanciato la prima auto flex fuel con iniezione diretta: la Focus 2.0 Duratec Direct Flex.

Flessibilità ibrida

Prima auto elettrica ibrida commerciale flex-fuel testata con una Toyota Prius come mulo di sviluppo .

Nel dicembre 2018, Toyota do Brasil ha annunciato lo sviluppo della prima auto elettrica ibrida commerciale al mondo con motore flex-fuel in grado di funzionare con elettricità e carburante a etanolo o benzina. La tecnologia ibrida a carburante flessibile è stata sviluppata in collaborazione con diverse università federali brasiliane e un prototipo è stato testato per sei mesi utilizzando una Toyota Prius come mulo di sviluppo . Toyota prevede di investire circa 300 milioni di dollari in uno dei suoi stabilimenti brasiliani esistenti per avviare la produzione di un'auto elettrica ibrida flessibile per il mercato brasiliano nella seconda metà del 2019.

Toyota ha spiegato che lo sviluppo dell'ibrido flessibile commerciale è stato possibile grazie al programma federale "Rota 2030" (inglese: Road Map 2030 ) che, a partire dal 2019, riduce le tasse di acquisto per i clienti e prevede crediti d'imposta nei prossimi cinque anni per quelle case automobilistiche che investono in nuove tecnologie per produrre nel Paese veicoli più efficienti e meno inquinanti.

La dodicesima generazione Toyota Corolla sarà disponibile con una versione ibrida flessibile disponibile da ottobre 2019, rendendola la prima auto a carburante flessibile in Brasile e nel mondo.