Spalinowa alternatywa dla napędu elektrycznego. Czy paliwa syntetyczne mają przed sobą przyszłość?
Wiele osób uważa, że zmierzch klasycznych silników spalinowych w UE jest praktycznie przesądzony – przejście na elektromobilność ma pomóc w ratowaniu klimatu. Czy paliwa syntetyczne mogą być alternatywnym rozwiązaniem dla tradycyjnej benzyny czy oleju napędowego?
Dziś cena produkowanego w warunkach laboratoryjnych syntetycznego paliwa wynosi około 4,50 euro za litr – co absolutnie nie jest konkurencyjne w stosunku do paliw kopalnych
Ilość energii elektrycznej potrzebna do przejechania 100 kilometrów na paliwie syntetycznym pozwoliłaby "elektrykowi" przejechać 700 kilometrów
Zatankowany syntetycznym paliwem samochód testowy nie zachowuje się inaczej niż pod wpływem tradycyjnego paliwa
Kierowcy zdali już sobie sprawę: potrzebujemy motoryzacji bardziej przyjaznej dla środowiska. Oczywiście podstawowym rozwiązaniem tego problemu są samochody elektryczne. Ale co z milionami aut spalinowych, które jeżdżą dziś po drogach? Dla wielu osób wyjściem z sytuacji może być e-paliwo - czyli paliwo syntetyczne. Powszechne stosowanie takiego paliwa oznaczałby, że każdy silnik – benzynowy lub wysokoprężny – byłby neutralny dla klimatu, pod warunkiem że paliwo syntetyczne byłoby produkowane w sposób zrównoważony. Auto Bild przedstawił analizę, jak działają paliwa elektryczne, ile kosztują, i jak jeżdżą napędzane nimi samochody.
Czym jest e-paliwo?
Nazwa e-paliwa – brzmi innowacyjnie i oznacza "elektropaliwa", tj. "paliwo elektryczne". Określenie może być nieco mylące, ponieważ niektórzy mogą je kojarzyć z ładowaniem baterii w samochodzie. Ale zupełnie nie o to chodzi. Paliwa elektryczne mogą być tankowane jak normalne paliwo przy pompie, a nie w gnieździe. Dlaczego więc paliwa "elektryczne". Ponieważ energia elektryczna jest wykorzystywana do ich produkcji. Chodzi o zieloną elektryczność z energii słonecznej i wiatrowej.
Energia elektryczna jest wykorzystywana do produkcji wodoru, a ostatecznie paliw elektrycznych w wieloetapowym procesie. Po co ten wysiłek? Neutralne dla klimatu paliwo ciekłe może w istotny sposób przyczynić się do ochrony środowiska. Dzięki zielonemu paliwu można bowiem obsługiwać każdy silnik spalinowy. Paliwo syntetyczne jest dostępne jako e-benzyna czy e-Diesel. Co ważne, nadal można korzystać z istniejącej infrastruktury stacji paliw, magazynów i statków.
Jak przyjazne dla środowiska jest paliwo syntetyczne?
Krytycy paliw syntetycznych twierdzą, że zielone paliwo jest nieefektywne, a zatem nie jest wystarczająco "zielone". Ilość energii elektrycznej pozwalającej przejechanie 100 kilometrów na tak wyprodukowanym paliwie pozwoliłaby samochodowi elektrycznemu przejechać nawet 700 kilometrów. Według eksperta samochodowego Ferdinanda Dudenhöffera wydajność paliw syntetycznych to około 15 proc., a samochodów elektrycznych około 80 proc.
Jednak zwolennicy paliwa syntetycznego twierdzą, że wydajność nie jest decydująca – chodzi o wykorzystanie energii słonecznej i wiatrowej. Paliwa elektryczne powinny być produkowane tam, gdzie jest dużo wiatru i słońca. Na przykład w Afryce.
Foto: Piotr Czypionka / Auto Świat
Elektryczne paliwo pod względem właściwości nie różni się od tego tradycyjnego
Ponadto paliwa elektryczne miałyby inne zalety: ich gęstość czyni je podobnymi do paliw kopalnych. Co to oznacza? Paliwa elektryczne mogą być transportowane w sposób ekonomiczny na duże odległości, na przykład w cysternach. I można je łatwo przechowywać – co jest dość trudne w przypadku elektryczności.
Jak czysto spalają się paliwa syntetyczne?
Transport & Environment (zrzeszenie europejskich organizacji pozarządowych, zaangażowanych w zrównoważony transport) chciało się dowiedzieć, czy paliwa syntetyczne spalają się czyściej niż paliwa kopalne i zleciło francuskiemu instytutowi IPFEN pomiar emisji zanieczyszczeń z silników spalinowych napędzanych paliwami syntetycznymi. W tym celu w laboratorium wyprodukowano 100 litrów benzyny syntetycznej, pojazdem testowym był Mercedes A 180 z 2019 roku z filtrem cząstek stałych benzyny i ręczną skrzynią biegów.
Rezultat: Samochód tankowany paliwem syntetycznym emituje tyle samo toksycznych tlenków azotu, co samochód napędzany standardowym paliwem E10. Według T&E spalanie takiego paliwa wytwarza aż trzy razy więcej szkodliwego tlenku węgla niż zwykła benzyna. Emisja amoniaku była dwukrotnie wyższa. Amoniak może łączyć się z innymi cząstkami w powietrzu, tworząc cząstki stałe. Podczas testu zmniejszyła się tylko emisja cząstek stałych.
Branża reaguje na pomiary T&E
Stowarzyszenie Uniti, zrzeszające średnie firmy naftowe, członek sojuszu e-paliw, nie zgodziło się z ustaleniami T&E. Uniti wyraziło wątpliwości co do tego, czy paliwa testowe produkowane przez Instytut IPFEN są zgodne z normą eFuel DIN EN 228 w procesie wrzenia i odparowywania.
Uniti nie chciało też zaakceptować, że T&E potwierdziło wady paliw syntetycznych w porównaniu z napędami akumulatorowo-elektrycznymi w dziedzinach: koszt, wydajność i dostępność. Zrzeszone w Uniti firmy skrytykowały badanie zlecone przez T&E, argumentując, że wydajność paliw elektrycznych wzrosłaby, gdyby były produkowane z odnawialnych źródeł energii w miejscach o "wysokim czasie pełnego obciążenia". Na przykład tam, gdzie jest dużo wiatru. Aby podkreślić własne argumenty, Uniti, wraz z ADAC i Zentralverband Deutsches Kraftfahrzeuggewerbe (ZDK), rozpoczęło długoterminowy test paliw syntetycznych w lipcu 2022 r. Wyniki można śledzić na kanale Youtube "Autodoktoren".
Lekko żółtawa ciecz bulgocze w zbiorniku. Prawie nie różni się od benzyny. Pachnie dokładnie tak samo i rozlewa się z tą samą lepkością. Czysto chemicznie nie ma między nimi różnicy. Ponieważ produkt o nazwie e-paliwo został wytworzony w laboratorium w taki sposób, że odpowiada paliwu mineralnemu.
Jednak samochód testowy tak naprawdę o to nie dba. Dla niego ważne jest, jak to się spala. I właśnie o to w tym wszystkim chodzi: jak działapaliwo syntetyczne, czy istnieją różnice między produktami naturalnymi i laboratoryjnymi? Po przeprowadzonym teście okazało się, że różnic nie ma! Samochód testowy nie zachowuje się inaczej niż podczas spalania zwykłej benzyny.
Foto: ThePowerPlant / Shutterstock
Paliwa syntetyczne można tankować ze zwykłych dystrybutorów
Pozostaje pytanie: czy silnik toleruje nowe paliwo? Jednak takie obawy są bezpodstawne, ponieważ paliwo syntetyczne to tak naprawdę klasyczna benzyna, ale wyprodukowana w laboratorium. Wszystkie silniki spalinowe powinny być w stanie pracować na syntetycznych paliwach. Prof. dr Thomas Koch, kierownik Instytutu Maszyn Tłokowych w KIT (Karlsruhe Institute of Technology): "Negatywny wpływ na układ napędowy nie został jeszcze zdiagnozowany i nie jest oczekiwany. Przeciwnie, nawet małe zalety produktu są możliwe dzięki e-paliwom. "
Gdzie produkowane jest paliwo syntetyczne?
Kiedy wieje mocno, Markus Speith jest w swoim żywiole. W Siemens Energy 54-latek jest kierownikiem projektu fabryki, która powstaje 13 700 kilometrów od Monachium: w Patagonii w południowym Chile. Tam Siemens i Porsche, wraz z innymi partnerami, budują pilotażowy zakład produkcji paliw syntetycznych.
A jak zrobić paliwo? "Najpierw zbieramy wiatr", mówi Speith. Wytworzona w ten sposób energia elektryczna napędza elektrolizer, który rozkłada wodę na składniki tlenu i wodoru. Benzyna jest produkowana w procesie wieloetapowym. Do tej pory e-paliwo było produkowane w małych zakładach pilotażowych i wciąż jest daleko do możliwości zapewnienia ogólnokrajowych dostaw. Na razie cena produkowanego w warunkach laboratoryjnych paliwa syntetycznego wynosi około 4,50 euro za litr – co obecnie nie jest konkurencyjne w stosunku do paliw kopalnych.
Świat jest przystosowany do wydobycia, przetwarzania i zużycia paliw kopalnych. W 2020 roku wydobyto około 14 miliardów litrów ropy naftowej – każdego dnia! Jeśli e-paliwo będzie również produkowane na dużą skalę, a produkcja ulegnie zoptymalizowaniu, ceny "zielonej benzyny" prawdopodobnie spadną. Szacuje się, że do 2026 roku cena za litr spadnie już do 1,60 euro. A już w 2030 roku litr może kosztować około jedno euro, według optymistycznych szacunków. To uczyniłoby go konkurencyjnym w stosunku do paliw kopalnych. Do tego czasu paliwa syntetyczne mogą być dodawane do paliw kopalnych.
Lotnictwo liczy na paliwo syntetyczne
W czasach zmian klimatycznych pojawia się nowy termin: wstyd lotniczy. Nic dziwnego, że branża lotnicza chce jak najszybciej przejść na ekonaftę. Podobnie jak samochody spalinowe, samoloty mogą również tankować paliwo wyprodukowane w zrównoważony sposób.
Lufthansa jest pionierem, spalającym już 10 000 ton rocznie. Teoretycznie wystarcza to na 100 lotów z Europy do Ameryki! Niedawno szef linii lotniczych Carsten Spohr wezwał do znacznego zwiększenia produkcji ekopaliwa. Międzynarodowe Stowarzyszenie Lotnictwa (IATA) chce rozwijać się w tym samym kierunku. Do 2030 roku przemysł lotniczy musi pozyskiwać 2 proc. zużywanego paliwa ze zrównoważonych zasobów. Oznacza to, że rocznie będzie potrzebnych 200 000 ton nafty syntetycznej.
