(video) Ce sunt e-fuels și cum pot reduce emisiile auto? Descoperă adevărul despre combustibilii viitorului!
Într-un context în care, în afara Chinei, scade interesul global pentru mașini electrice și crește consumul de combustibili fosili, pe masa discuțiilor apare din nou subiectul e-carburanților. Ce sunt acești e-fuels, cum pot reduce emisiile auto, vor ajunge vreodată să fie comercializați și în Republica Moldova?…
Pe măsură ce interzicerea vânzării de mașini noi pe benzină și motorină se apropie în unele țări, atenția se îndreaptă spre soluțiile alternative care pot completa electrificarea pentru reducerea emisiilor din transport. Producătorii auto și guvernele explorează opțiuni precum vehiculele pe hidrogen, dar și combustibili sintetici precum e-fuels și biofuels. Și anume ultimii se pot răspândi pe o cale mult mai largă decât combustibilul gazos comprimat.
Ce Sunt E-Fuels?
Termenul „e-fuel” vine de la „electrofuel” și desemnează un tip de combustibil sintetic utilizabil în motoarele cu ardere internă, similar benzinei sau motorinei tradiționale. Acesta este fabricat de regulă din hidrogen „verde” și carbon, obținut fie din biomasă reziduală, fie din CO2 captat din atmosferă.
Spre deosebire de combustibilii fosili ”diluați” din ”aurul negru”, e-fuels sunt considerați neutri din punct de vedere al emisiilor de carbon, deoarece absorb CO2 în procesul de producție, compensând emisiile generate la ardere. Porsche, de exemplu, vede în ele o alternativă promițătoare la mașinile electrice.
Cum Sunt Produși e-Carburanții?
Producția de e-fuels implică separarea hidrogenului și oxigenului din apă prin electroliză, folosind electricitate, urmată de captarea CO2 din aer și combinarea acestuia cu hidrogen prin sinteză chimică.
Acest proces, dacă utilizează energie regenerabilă din surse precum soarele sau vântul, poate reduce așa-numita amprentă de carbon. Însă eficiența energetică rămâne deocamdată o provocare, vehiculele pe e-fuels având o eficiență de 4-5 ori mai scăzută decât cele pur electrice pe baterii, conform datelor Enerdata.
Detalii
Așa-numiții e-combustibili sunt molecule produse prin combinarea hidrogenului regenerabil, obținut prin electroliza apei folosind energie electrică cu emisii reduse de dioxid de carbon, cu o moleculă care conține de cele mai multe ori carbon (dioxid sau monoxid de carbon), sau azot în cazul e-amoniacului. E-combustibilii sunt, prin urmare, un termen generic care cuprinde alcani sintetici precum e-diesel, e-gasoline, e-kerosene (care au aproape aceleași proprietăți ca moleculele pe bază de petrol) și alți derivați ai hidrogenului, precum e-amoniacul sau e-metanolul, care vor fi prezentați în continuare. E-combustibilii nu au în comun o singură formulă chimică standardizată sau o valoare a densității energetice.
Trei tehnologii principale domină acum peisajul producției: Power-to-Liquid (PtL), Power-to-Methanol (PtM) și Power-to-Ammonia
- PtL: Principala tehnologie Power-to-Liquid implică electroliza apei pentru a produce hidrogen. Apoi e combinat cu dioxidul de carbon capturat din atmosferă sau din procesele industriale pentru a produce gaz de sinteză. Ulterior, prin utilizarea sintezei Fischer-Tropsch (sau a altui proces de sinteză), gazul de sinteză este transformat în hidrocarburi sintetice, precum benzină sintetică, motorină sau kerosen. Procesul Fischer-Tropsch este cel mai matur element tehnologic dintre aceste procese de conversie (TRL 9). Prin urmare, nivelul de maturitate al întregului lanț de conversie este determinat de nivelul de maturitate al procesului de obținere a gazului de sinteză.
- Observăm două tehnologii principale de obținere a gazului de sinteză:
- Reverse Water Gas Shift (RWGS)
- Co-Electroliza
- Observăm două tehnologii principale de obținere a gazului de sinteză:
Există o altă abordare pentru PtL care se bazează pe conversia alcoolilor în combustibili sintetici (Alcohol-to-Jet) utilizând tehnologiile Methanol-to-Gasoline și Methanol-to-Kerosene.
- PtM: Power-to-Methanol implică reacția CO₂ cu hidrogen. În prezent, sunt în curs de investigare diverse procese de producere a metanolului din CO₂, cu diferite niveluri de maturitate tehnologică:
- Sinteză catalitică
- Sinteză electro-catalitică
- Sinteză electro-catalitică directă
- PtA: Power-to-Ammonia presupune reacția azotului (N2) cu hidrogenul. În prezent, principalul proces utilizat pentru această reacție este procesul Haber-Bosch.
Sunt E-Fuels Curate?
Dezbaterile despre curățenia e-fuels sunt intense. Deși producția lor poate fi mai puțin poluantă dacă folosește energie verde, arderea lor emite gaze nocive precum NOx și CO, similare cu cele ale benzinei E10, și produce mai mult amoniac, conform organizației Transport & Environment (T&E).
Deși absorb CO2 în producție, emisiile rămân o problemă pentru sănătatea comunităților locale, la fel ca în cazul combustibililor fosili.
Avantajele E-Fuels
E-fuels au câteva atuuri. Sunt văzuți ca o sursă de energie mai curată decât benzina și motorina, mai ales dacă producția lor se bazează pe energie regenerabilă. Nu necesită modificări ale mașinilor actuale, fiind compatibili și cu vehiculele grele sau utilitarele.
Infrastructura existentă – cisterne, rafinării, conducte și stații de alimentare – poate fi reutilizată (și nimeni din industrie nu și-ar dori să le arunce la gunoi), iar umplerea rezervorului durează doar câteva minute, precum e necesar în cazul combustibililor clasici.
Dezavantajele E-Fuels
Principala problemă a e-fuels este costul ridicat și capacitatea limitată de producție. Procesul este extrem de consumator de energie, T&E estimând că UE ar avea nevoie de o producție de energie de 1.5 ori mai mare decât cea actuală pentru a alimenta întregul parc auto cu e-fuels.
Iar un studiu al International Council on Clean Transport (ICCT) subliniază că 48% din electricitatea regenerabilă se pierde în conversie. Respectiv, în practică, o mașină electrică poate parcurge de șase ori mai mult decât una pe e-fuels cu aceeași energie.
Producătorii Investesc cu Speranță în E-Fuels
Porsche este liderul în dezvoltarea e-fuels, investind 62 de milioane de lire sterline în 2022 într-o unitate pilot din Chile, cu o țintă de 130.000 de litri anual. Michael Steiner, executiv Porsche, a afirmat: „E-fuels oferă o alternativă aproape neutră din punct de vedere al carbonului pentru peste 1.3 miliarde de vehicule cu motoare cu ardere.”
CEO-ul Oliver Blume susține prelungirea vieții modelului 911 cu motor clasic anume prin folosirea acestui tip de carburant. Iar în cazul în care nu va deveni popular, modelul 911 va fi ultimul care va fi trecut pe baterii.
Ferrari, Mazda, Alpine și Ineos Automotive sunt, de asemenea, interesate de e-fuels, în timp ce Bentley și Volvo se opun, căci au de gând să urmeze ferm calea electrificării.
Viitorul E-Fuels
Multe guverne încă nu au inclus e-fuels în strategia lor de reducere a emisiilor. Un raport IEA din 2019 arată că producția actuală de hidrogen industrial ar necesita 3.600 TWh de electricitate – cu 1.000 TWh mai mult decât producția totală a UE din 2024, unde doar 39.4% provine din surse regenerabile. Yoann Gimbert de la T&E sugerează redirectionarea e-fuels către avioane și nave, care nu pot folosi baterii.
Totuși, proiecte precum Haru Oni din Chile și o nouă fabrică în Texas indică un interes global crescând, susținut de experți precum Steve Sapsford, care promovează utilizarea excesului de energie regenerabilă din regiuni ca Chile.
În Republica Moldova, conform Programului de dezvoltare cu emisii reduse până în anul 2030, una din prevederile menite să reducă emisiile din transporturi este deocamdată: să fie înlocuiți treptat carburanţii tradiţionali (benzina şi motorina) cu gaze naturale comprimate şi petroliere lichefiate şi, totodată, diluarea carburanţilor tradiţionali cu bio-combustibili.
Obiectivul: Reducerea necondiţionată, până în anul 2030, a emisiilor de gaze cu efect de seră provenite din sectorul transporturi cu 52% şi reducerea de gaze cu efect de seră condiționată până la 55% comparativ cu anul 1990.
Cmentariile sunt închise