Mengapa masa depan bahan api sintetik bergantung kepada hidrogen hijau

Di sebelah kiri Sans-plomb 98, di sebelah kanan E-bahan bakar, komposisi kimia mereka hampir sama. Foto: SDP/Porsche

Ringkasan Bahan Api: Penyelesaian untuk menyimpan kereta petrol selepas 2035?

Teruskan memandu dengan kereta dengan motor terma walaupun selepas 2035 adalah apa yang dimimpi oleh beberapa pengeluar. Untuk mencapai matlamat ini, mereka mengusahakan bahan bakar sintetik untuk sentiasa menggunakan model enjin terma esok.

Daripada menukar kereta anda, jika kami menukar bahan api? Walaupun Eropah hampir memutuskan untuk beralih ke 100% elektrik, dengan Matlamat jualan kereta baru secara eksklusif sifar pelepasan CO2 untuk 2035, Beberapa pengeluar bekerja pada penyelesaian alternatif yang akan terus menunggang dengan enjin terma, tanpa mencemarkan terlalu banyak. Salah satu daripada penyelesaian ini dipanggil bahan api sintetik, juga dikenali sebagai “e-bahan bakar” atau “e-carrant”.

Sudah lama teknologi

Bahan api ringkasan adalah bahan bakar yang diperoleh tanpa minyak, melalui proses kimia dari bahan mentah yang mengandungi karbon dan hidrogen. Untuk menghasilkannya dengan bersih, contohnya, hidrogen hijau boleh digunakan. Hidrogen kemudian dihasilkan melalui elektrolisis, untuk memisahkan hidrogen dan oksigen ke dalam molekul air, dibuat dengan elektrik yang boleh diperbaharui (solar, angin, hidraulik …) atau lemah berkarbonat dengan kuasa nuklear. Untuk CO2, kita boleh menggunakan semula pelepasan tapak perindustrian tertentu dengan memulihkan karbon dioksida.

Prosesnya tidak baru. Sebilangan negara sebenarnya telah dipaksa untuk menghasilkannya … kerana kekurangan minyak. Ini adalah kes Jerman semasa Perang Dunia Kedua atau Afrika Selatan pada tahun 1950-an dan 60-an, yang kemudiannya menjalani sekatan anti-apartheid antarabangsa. Ringkasan Minyak kemudiannya diperolehi dari arang batu, oleh itu dengan jejak karbon yang agak buruk. Oleh itu, cabaran semasa adalah untuk berjaya menghasilkannya secara bersih.

Porsche pada titik mengenai subjek

Di sektor automotif, jenama Jerman sangat berminat dengannya. Ia bukan untuk apa -apa Menteri Pengangkutan Volker Wissing Baru -baru ini meletakkan di atas meja hipotesis meneruskan penjualan kenderaan yang dilengkapi dengan enjin terma selepas 2035, dengan hujah berat, penggunaan bahan bakar sintetik bersih ini. Baginya, kita tidak boleh bergantung pada elektrik pada bateri atau hidrogen untuk pergerakan masa depan yang agak dekat.

Porsche sangat bertaruh pada teknologi baru ini. September lalu, jenama itu mengumumkan “permulaan pembinaan kilang pertama di dunia yang didedikasikan untuk pengeluaran bahan bakar sintetik yang hampir neutral di CO₂ di Chile”, dengan kerjasama Siemens Energy, syarikat Chile sangat inovatif (HIF) Tetapi juga kapal tangki minyak seperti ExxonMobil, atau Pakar Tenaga Enel Itali.

Kilang juruterbang dipasang di Patagonia dan mesti menghasilkan 130.000 liter e-bahan bakar tahun ini, dan bertujuan untuk 55 juta liter pada tahun 2024, 10 kali lebih banyak pada tahun 2026. Penggunaan pertama dirancang sebagai sebahagian daripada motorsport, dengan kereta yang mengambil bahagian dalam supercup Porsche Mobil1 yang akan mengisi e-fuel. Pameran yang bagus, seperti formula-e untuk elektrik.

Bahan api yang benar -benar ekologi ?

Secara logiknya, pelbagai projek menyerlahkan penilaian yang menjanjikan: Porsche membangkitkan contohnya pengurangan 90% pelepasan CO2 asal fosil untuk enjin pembakaran. Malah dengan membebaskan diri dari minyak, ideanya adalah untuk membangunkan bahan bakar sintetik yang lebih berkesan daripada nenek moyangnya, tidak mengandungi “bahan -bahan yang terkini”. Dengan mengelakkan unsur -unsur yang membakar seperti belerang atau benzena, kita sudah mengehadkan pelepasan mencemarkan.

Sebilangan besar teknologi ini juga dapat mengisi takungan yang baru tetapi juga terma lama. Dengan menjaga kenderaan berfungsi, sedia ada, tetapi mudah mengurangkan pelepasan CO2 mereka, lingkaran itu akan menjadi mulia.

Tetapi masih sukar untuk menilai kesan sebenar e-bahan. Kajian telah menunjukkan bahawa pelepasan zarah halus dan nitrogen oksida dengan e-fuell ini dapat dikurangkan dengan kuat. Kajian -kajian lain lebih ragu. Bagi NGO, di sebelah CO2 sudah lembaran imbangan tidak begitu baik, dengan membenarkan untuk mengurangkan pelepasan dengan hanya 40%: jika kita mengambil kira kitaran hayat keseluruhan produk, kereta elektrik tetap lebih mulia dari 60 hingga 60 hingga 75.000 kilometer mengembara.

Hampir 5 euro seliter hari ini

Di luar soalan ekologi juga timbul isu kewangan. Pada masa ketika harga bahan api sentiasa memanjat, bolehkah bahan bakar sintetik mewakili alternatif yang murah? Dalam kajiannya, pengangkutan & persekitaran bercakap mengenai bahan bakar untuk orang kaya, dengan kos tambahan yang dianggarkan pada 10.000 euro lebih dari 5 tahun jika kita bandingkan dengan kereta elektrik 100%.

Beberapa anggaran dari harga masa depan, dengan pengeluaran semasa yang sangat rendah, nampaknya memberi mereka alasan untuk masa ini: 5 euro seliter, cukup untuk meletakkan harga ke dalam pam beberapa hari kebelakangan.

Walau bagaimanapun, kajian oleh kapal tangki minyak dijangka, seperti mana dalam mana -mana industri, harga dengan proses jumlah yang besar akan mengurangkan kos, hingga 1 euro seliter menjelang 2027 hingga 2030 … tetapi kita bercakap tentang kos pengeluaran di sini, yang mana adalah d ‘kira -kira 0.65 sen untuk tidak terbuka.

Mengapa masa depan bahan api sintetik bergantung kepada hidrogen hijau

Bahan api sintetik semakin meningkat. Dan banyak pengeluar, terutama orang Jerman, mengira teknologi ini untuk memperluaskan kehidupan kenderaan dengan enjin terma. Tetapi buat masa ini, pengeluaran sangat mahal.

Kilang Porsche-Siemens Haru Oni ​​di Chile. Ia harus menghasilkan 130.000 liter petrol sintetik tahun ini, 55 juta pada tahun 2025 dan 550 juta pada tahun 2027.

Mengapa masa depan bahan api sintetik bergantung kepada hidrogen hijau
Penyemak imbas anda tidak menyokong elemen audio.

Ringkasan bahan api bergaya. Tidak hairanlah, kerana mereka teori yang terbaik dari kedua -dua dunia dalam teori. Mereka memungkinkan untuk terus menggunakan kenderaan bermotor terma dan infrastruktur yang dikaitkan dengan mereka terima kasih kepada bahan api minyak yang direkabentuk dari sumber neutral dari segi pelepasan gas. Volkswagen, Porsche atau BMW. Beberapa pengeluar kereta Jerman juga yakin bahawa dengan bahan api sintetik ini, mereka boleh menjadi hijau, dan lebih banyak daripada kereta elektrik. Inilah sebabnya mereka mendorong kerajaan mereka untuk mempersoalkan larangan jualan di Eropah dari 2035 kenderaan dengan enjin terma. Dengan jelas bahawa mereka bekerja dengan bahan api sintetik.

Itu bukan penyelesaian keajaiban. Kerana mereka meminta untuk dibuat dari jumlah elektrik karbon yang rendah dan berada dalam keadaan teknologi yang sangat mahal semasa.

Teknologi yang dibangunkan di Jerman sudah

Proses pembuatan bahan api sintetik, atau efuel, telah lama dikawal. Mereka diilhamkan oleh Teknik Fischer-Topsch pencairan arang batu yang digunakan oleh Jerman pada akhir Perang Dunia Kedua untuk menghasilkan, kerana kekurangan minyak, bahan bakar cecair. Teknologi yang kemudiannya diperbaiki oleh Afrika Selatan di apartheid, kemudian di bawah embargo minyak, dan yang baru -baru ini dilancarkan semula secara kecil -kecil oleh China atas alasan keselamatan.

Proses semasa adalah untuk mensintesis karbon (dalam bentuk karbon monoksida atau karbon dioksida) dengan hidrogen hijau, yang dihasilkan oleh elektrolisis dengan elektrik karbon rendah, untuk mendapatkan metanol, stadium bahan api awal. Karbon hari ini tidak lagi diperoleh dari arang batu, tetapi dengan CO₂ pulih dan oleh itu yang tidak meluas di atmosfera. Methanol kemudiannya boleh diubah dengan bahan tambahan yang berbeza ke dalam bahan api minyak yang sama: petrol, diesel atau minyak tanah.

Di sebelah kiri Sans-plomb 98, di sebelah kanan E-bahan bakar, komposisi kimia mereka hampir sama. Foto: SDP/Porsche

Jejak karbon yang sangat kompetitif dengan elektrik

Semua pengiraan datang dari fakta bahawa bahan bakar sintetik tidak memancarkan lebih banyak co₂ Bahawa yang ditangkapnya dan sebagai tambahan kepada kenderaan enjin haba kerana pembuatan dan kitar semula mempunyai jejak karbon yang lebih rendah daripada bateri dengan bateri. Kepentingan enjin haba dengan bahan bakar sintetik dari segi jejak karbon tumbuh jika elektrik digunakan untuk mengisi semula bateri kenderaan elektrik tidak begitu decarbonized seperti di China, di Amerika Syarikat dan di beberapa negara Eropah termasuk Jerman.

Secara teknikal, mana -mana enjin haba boleh memandu dengan bahan api ringkasan tanpa pengubahsuaian sedikit pun. Ia juga mungkin untuk mencampurkan minyak dan bahan api sintetik di dalam tangki. Ini memungkinkan untuk melanjutkan jangka hayat kenderaan enjin haba 1.4 bilion yang beredar hari ini di planet menggunakan infrastruktur yang sedia ada, khususnya pengagihan bahan api (stesen perkhidmatan, deposit, dll), penyelenggaraan dan penyelenggaraan kenderaan pengeluaran.

Ini adalah teori untuk kemungkinan yang ditawarkan oleh bahan bakar ringkasan. Dalam praktiknya, halangan teknikal dan ekonomi cukup besar untuk menjadikannya pengganti sebenar untuk bahan bakar fosil. Yang pertama adalah yang mana pengeluaran besar hidrogen hijau oleh elektrolisis dan jumlah elektrik karbon yang rendah digunakan untuk digunakan.

Kos pengeluaran yang sangat tinggi

Oleh itu, kos menghasilkan bahan bakar sintetik secara logiknya sangat tinggi. Ini ditunjukkan oleh eksperimen yang dilancarkan oleh Porsche di Chile dalam keadaan ideal di kilang Haru oni. Dipasang di atas dulang di ketinggian disapu oleh angin yang kuat dan berterusan, ia dikuasakan oleh elektrik decarbonized oleh turbin angin yang beroperasi pada kapasiti penuh 280 hari dan malam setahun berbanding 80 secara purata di Perancis. Elektrik ini memberi makan elektrolyser yang menghasilkan hidrogen digabungkan dengan CO₂ ditangkap di atmosfera. Tahun ini, kilang harus menghasilkan 750.000 liter metanol hijau termasuk 130.000 liter akan berubah menjadi bahan bakar. Dengan meningkatkan bilangan turbin angin, pengeluaran harus mencapai 55 juta liter bahan bakar pada tahun 2025 dan 550 juta pada tahun 2027. Angka -angka yang menarik tetapi untuk meletakkan perspektif dengan 50 bilion liter bahan api jalan yang digunakan di Perancis tahun lepas ..

Kesukaran hari ini terdiri daripada semua dalam mencapai kos yang boleh diterima dengan menghasilkan skala perindustrian. Hari ini, harga dalam liter, dari urutan $ 10, adalah benar -benar mahal. Porsche berharap dapat membahagikannya dengan lima. Pengilang Peralatan Bosch yang bekerja pada projek serupa lebih optimis. Beliau menganggarkan bahawa pada tahun 2030, bahan bakar sintetik boleh menelan cukai antara 1.20 dan 1.40 euro seliter dan 1 euro menjelang 2050.

Akhirnya, perlu diperhatikan bahawa bahan bakar decarbon yang lain, lebih mudah untuk menghasilkan tetapi kurang untuk pengangkutan dan penggunaan daripada bahan api sintetik, juga boleh membolehkan kehidupan enjin haba dilanjutkan tanpa memancarkan gas rumah hijau: l ‘hidrogen hijau secara langsung. Ramai pengeluar kereta di dunia bekerja pada penyesuaian enjin hidrogen mereka. Ini terutamanya kes BMW, yang merupakan pelopor, tetapi juga Toyota, Yamaha, Ford, Cummins, Kawasaki Heavy Industries, Renault Trucks dan Porsche.

Oleh Léon Thau