Синтетическое топливо – обещание или информационный шум? Зеленая заправка все еще слишком дорогая

В феврале 2021 года распространились новости о том, что Porsche работает над синтетическим топливом, которое должно сделать автомобили с двигателем внутреннего сгорания такими же чистыми, как электромобили. Топливо на основе водорода будет готово к испытаниям в 2022 г., в т.ч. на новом гоночном автомобиле Porsche 911 GT3 Cup (1).

Электронное топливо, проверенное Porscheсогласно официальным сообщениям, они используют CO₂ и водород, а для их производства используются возобновляемые источники энергии. Конечным результатом является жидкость, которую двигатель сжигает так же, как бензин, но ожидается, что как производственный процесс, так и сгорание будут полностью нейтральными по выбросам.

Porsche не первый производитель автомобилей, проводивший испытания c. Audi выпустила первую партию электронного дизельного топлива в 2015 г., что выгодно синтетическое топливо Разговаривают Бентли, Мазда и Макларен. Mercedes-Benz занял противоположную позицию: глава отдела исследований и разработок Маркус Шефер заявил британской ежедневной газете Autocar в 2020 году, что электронное топливо не является жизнеспособным вариантом и что производитель сосредоточен исключительно на электрических проектах.

Также в феврале 2021 года голландский филиал Air France-KLM осуществил пассажирский рейс из Амстердама в Мадрид, который, по словам перевозчика, стал первым в мире с использованием синтетическое авиационное топливо производится устойчиво.

На борту Boeing 737-800 было 500 литров топлива производства Royal Dutch Shell (2), что составляет более 5 процентов. общий спрос на этот маршрут. Пассажиры разницы не заметили. Топливо для полета KLM было произведено в лаборатории Shell с использованием углекислого газа, полученного из Крупнейший в Европе нефтеперерабатывающий завод в Пернисе, недалеко от Роттердама, и с животноводческой фермы на севере Нидерландов. Марьян ван Лун, генеральный директор Shell в Нидерландах, сказал, что сейчас цель состоит в том, чтобы превратить синтетическое топливо из «технически возможного в нечто экономически целесообразное» за счет снижения затрат и ускорения производства.

2. Самолет и заправщик KLM на синтетическом топливе

Это экологично, но…

на сжигание топлива при перевозке грузов и пассажиров приходилось 24 процента. выбросов углекислого газа в мире. Несмотря на значительное развитие альтернативных источников энергии, по данным Агентства по охране окружающей среды США, почти 95 процентов. Энергия, используемая на транспорте по всему миру, по-прежнему поступает из нефтяного топлива, такого как бензин и дизельное топливо. Пандемия, возможно, временно сократила наши потребности в топливе, но прогнозы Международного энергетического агентства показывают, что спрос на ископаемое топливо будет продолжать расти до 2040 года, а может быть, и дольше.

Как в этой ситуации достичь цели «нулевых выбросов», которая у всех на слуху? В отчете Королевского общества Великобритании за 2019 год обсуждались различные предложения, от электрификации до водородная энергияно внимание было обращено на синтетическое топливо как на многообещающее долгосрочное решение. Однако существуют значительные препятствия для их принятия.

«Авиация и судоходство — это области, которые трудно обезуглероживать», — отмечает Грэм Хатчингс, профессор химии Кардиффского университета, который был частью группы, ответственной за отчет Королевского общества. Ключевым вопросом является соотношение количества энергии, передаваемой индивидуумом, к занимаемому им пространству. Существующая аккумуляторная технология, по словам Хатчингса, еще не обеспечивает достаточно эффективного соотношения энергии к объему для грузовых автомобилей, самолетов и морских грузовых судов. Им придется полагаться на сжигание топливапока не будет разработана более совершенная аккумуляторная технология.

По данным Королевского общества, лучший способ ускорить переход к экологически чистому транспорту — использовать синтетическое топливо на основе углерода, которое может заменить существующее ископаемое топливо. В настоящее время ведется работа над двумя широкими категориями синтетического топлива: электротопливом и синтетическим биотопливом.

Электротопливо (или электронное топливо для краткости) это синтетическое топливопроизводится с использованием электричества. Чтобы электронное топливо было углеродно-нейтральным, электричество должно поступать из углеродно-нейтральных источников. Электронное топливо можно в большей или меньшей степени производить из воздуха, как продемонстрировала исследовательская группа из Швейцарского научного университета ETH Zurich в 2019 году.

В процессе, подобном экологически чистое производство аммиака Они улавливали CO₂ и водяной пар из воздуха, а затем использовали солнечную энергию для производства авиационного топлива. После этого CO₂ и вода, извлеченная из атмосферы, подавались в реактор на солнечной энергии. Внутри реактора концентрированный солнечный свет генерирует высокие температуры (до 1500°С). Внутренняя часть реактора изготовлена ​​из керамики на основе оксида церия (CeO₂), в которой протекает окислительно-восстановительная реакция. На стадии восстановления тепло удаляет кислород из CeO₂. Затем добавляют CO₂ и воду, чтобы получить синтез-газ — смесь водорода и монооксида углерода. Оставшийся кислород проходит через керамическое внутреннее пространство реактора и повторно образует CeO₂ (окисление), готовя его к повторному запуску процесса. Синтез-газ может быть преобразован в заменитель сырой нефти, который затем может быть переработан в топливо, включая авиационный керосин и бензин.

Биотопливо, биодизель и биоэтанол производятся с использованием различных химических, термических и биологических процессов.

Однако до сих пор существует много проблем в расширении производства и использования синтетического топлива. Прежде всего, необходимы более эффективные и экономичные способы преобразования воды в водород. Королевское общество подсчитало, что синтетическое дизельное топливо будет стоить около 5 долларов за литр, причем стоимость варьируется в зависимости от стоимости зеленой электроэнергии. Стоимость дизельного топлива, произведенного из ископаемое топливо сейчас составляет в среднем $0,86/л. «Без дальнейшего расширения и масштабирования, — пишет Королевское общество, — биотопливо вряд ли будет экономически конкурентоспособным без государственной поддержки».

По состоянию на июль 2019 года мировое коммерческое производство синтетического топлива в мире составляло более 240 тысяч баррелей в сутки. Однако путь к прибыльности долог и крайне неопределен.

Смотрите также: