Szintetikus körkép, a belső égésű motor közeljövője – 1. rész

A tisztán elektromos hajtásláncú járművek elterjedéséhez az infrastrukturális, az autóipari és az energiaellátási feltételeknek is egyszerre kell jelen lennie, meglétük kulcsfontosságú. A sok mindenben hagyományosan innovatív és ezzel rendszeres úttörő Egyesült Királyság kormányának szándéka, miszerint 2030-ban elkötelezi magát az új, tiszta benzines és dízelmotoros autók betiltása mellett, sok kérdést vet fel, amelyek egy része gyakorlati, néhány pedig ideológiai. Meglesz-e az infrastruktúra ahhoz, hogy támogassa ezt a gyors és nagymértékű átállást az elektromos autókra? El tudja-e őket látni az autóipar? Rendelkezésre állnak-e majd a szükséges töltőpontok az energiaellátásukhoz, ahol zöldenergiával – szél-, nap-, atomenergia – történhet töltésük? Ezt a kérdést veti fel a brit szaksajtó, megállapításait mi is átvesszük. Tüzelőanyaggal kapcsolatos írásaink újabb témája a megszokott dilemma: a hogyan tovább hogyan továbbja.


 

A fő célkitűzés szerint már nem csak a tisztán fosszilis, hanem a hibrid hajtásláncok is leépítésre ítéltetnének „átmeneti funkcióik” betöltését követően.  Ez kicsit tolódik, mivel még 2030 után is megvásárolhatóak lesznek az elsősorban konnektorról tölthető hibridekből álló „jelentős, teljesen elektromos kínálattal” rendelkező autók, de ez csak további öt évre szól. A vonatkozó törvény az elektromos járművek (Electric Vehicles) értékesítésére helyezi a hangsúlyt, részben a hatékony energiafelhasználásuk miatt, amely messze felülmúlja a belső égésű alternatívákat, illetve a (hidrogén) tüzelőanyagcellás hajtásláncú járműveket is. Még ha az elektromos járművek által használt elektromosság fosszilis tüzelésű erőművekből származik is, effektív CO2-kibocsátásuk még mindig hasznosan alacsonyabb. Ismertek a viták arról, hogy mennyire „tiszták” az elektromos járművek élettartama során, beleértve az akkumulátorok előállításához szükséges anyagok bányászatának hatásait, ezért ezt nem ismételjük újra és újra.
 

Közlekedési formák kontra villamosítás

Azonban minden erény ellenére az elkerülhetetlen igazság az, hogy egyes közlekedési formák nem kompatibilisek a villamosítással. Ezek a nehéz rakományok és a nagy távolságok járművei, nevesítve: a szállítmányozás, a nagy távolságú repülőjáratok repülőgépei és a távolsági közúti szállítás. Az alapvető probléma az, hogy a jelenlegi akkumulátortechnológia energiasűrűsége a jelenleg használt folyékony tüzelőanyagokhoz képest gyenge és akkora térfogatú és tömegű akkumulátort igényelne, ami jelenleg kivitelezhetetlen. Például az Airbus szerint egy elektromos meghajtású A320-as még 30-szor energiasűrűbb akkumulátorral is csak a jelenlegi sugárhajtóműves A320 hatótávolságának egyötödét lenne képes repülni, miközben a hasznos terhe felét viszi.

A légi közlekedés, a távolsági hajózás és a közúti árufuvarozás nem szűnik meg és még a tüzelőanyag-hatékonyság javításával is még mindig a fosszilis tüzelőanyagot égetik el CO2-t termelés mellett. Ezért lehetnek olyan értékesek a szénsemleges szintetikus tüzelőanyagok fejlesztései, amelyek előnyeit a benzin, dízel és hibrid autók is élvezhetik.
 

A szintetikus tüzelőanyag, mint egyre komolyodó alternatíva

Bár még ára „kicsit” borsos, de létezik; többek között az Egyesült Királyságbeli tüzelőanyagspecialista Coryton már piacra dobta első fenntartható tüzelőanyagát, bárki által megvásárolható. Klasszikus járművekhez készült, literenkénti ára 3,80 GBP (a cikk írásakor ez 1672 Ft/liter), a versenyspecifikus 102RON Racing 50 egyenértékű literenkénti ára pedig 5,24 GBP (2310 Ft/liter). Tény, lehet ilyen tüzelőanyagárak hamar szabad lyukakat vágnának a városi dugókban és az autópályák torlódásaiban, mert megfelelően sokan tennék le az autót, mindennapi apró ügyeik intézése során a mobilitás más eszközét választva. (A Szerk.)

Az egyik szén-semleges szintetikus tüzelőanyagot fejlesztő cég, a Bosch, egy kiadványában rámutat, hogy a 2030-ban várhatóan forgalomban közlekedő autók mintegy felét már most (2023) eladták, legtöbbjük benzin- vagy dízelmotorral rendelkezik. „A szintetikus tüzelőanyagoknak ezeknek a régi járműveknek a CO2-kibocsátás csökkentésében is szerepük lesz” – áll a meglátás szerint. Még ha a szén-dioxid-semleges tüzelőanyagok mennyisége tovább növekszik is, teljesen kompatibilis a jelenlegi fosszilis tüzelőanyagokkal. Az autósok jórésze számára pedig reményt/bizonyságot ad arra, hogy még jóval azután is használhatunk belső égésű motorral szerelt autókat, hogy az új benzin- és dízelmotoros autók értékesítése leáll.

A Stellantis konszern kutatást és támogatást ígért a tüzelőanyag-fejlesztésre is és arra a következtetésre jutott, hogy 2014 óta eladott járművei közül 28 millió motormódosítás nélkül lesz kompatibilis a szintetikus tüzelőanyagokkal. A teszteket az Aramco által kifejlesztett, cseppfolyós tüzelőanyagokkal végezték, amelyeket a Stellantis úgy ítélt meg, hogy számos paraméterhez illeszkednek, beleértve a motor teljesítményét, károsanyag-kibocsátását, megbízhatóságát és (hideg)indíthatóságát. Ha mind a 28 millió kompatibilis Stellantis jármű szintetikus tüzelőanyagot használna, 400 millió tonnával csökkenne a CO2-kibocsátás Európában 2025 és 2050 között.

Az F1 a tervek szerint kizárólag drop-in fuel tüzelőanyagokkal fog futni A következő, a 2026-os szabályozás a hajtáslánc előírások változtatására készül, ennek „pilot projektje” volt az Aramco szintetikus tüzelőanyagának Le Mans Classicon való próbája. Mi sem autentikusabb a hatékonyság prezentálására, mint az old- és youngtimerek étvágyát csillapítani az új innovációval.

 


A Porsche is jelentős mértékben invesztál a szintetikus tüzelőanyagok innovációjába, tavaly nyílt meg  gyára Chilében. Víz és szén-dioxid – valamint szélturbinákból nyert energia – felhasználásával a chilei létesítmény szinte CO2-semleges a tüzelőanyag-termelésben és a Porsche jelenleg egy „közvetlen légelfogó” (DAC) rendszer bevezetésén dolgozik a szén-dioxid szűrésére az atmoszférából, hogy az onnan megkötött szén-dioxidot nyersanyagként használja fel a tüzelőanyag előállításához. Ez újabb lépés lenne a CO2-semleges termelési megoldás felé. Sőt!
 

100 éves technológia

A szintetikus folyékony tüzelőanyagok előállításának folyamatai már körülbelül 100 éve jelen vannak, a készleteket szénből és földgázból nyerik. A szénsemleges szintetikus tüzelőanyagok kétféleképpen állíthatók elő. Az első a már említett légkörből leválasztott szén-dioxid vagy szén-monoxid felhasználása (Porsche), a másik egy ipari folyamat a második kategória a szintetikus biotüzelőanyagok, amelyeket biomasszából (például erdészeti hulladékból) állítanak elő, amelyet elgázosítanak, mielőtt hidrogénnel katalizálják kémiai vagy termikus eljárásokkal.
 

Mi a különbség a szintetikus és a fosszilis tüzelőanyagok között?

A fosszilis és szintetikus tüzelőanyagok között jelentős különbségek vannak. A fosszilis tüzelőanyagok, mint például a szén, a kőolaj és a földgáz, természetes eredetűek és több millió év alatt a föld mélyebb rétegeiben képződtek, mivel a növényi és állati maradványok lebomlottak, majd a föld alatti hő és nyomás hatására átalakultak. Az égetésük során jelentős mennyiségű szén-dioxidot és más szennyező anyagokat bocsátanak ki, ami hozzájárul a klímaváltozáshoz és más környezeti problémákhoz. Emellett a fosszilis tüzelőanyagok végesek és korlátozottak, ami azt jelenti, hogy az (ismert és feltárt!) készletek kimerülhetnek.

Szemben ezzel a szintetikus tüzelőanyagok mesterségesen előállított vegyületek, amelyeket emberi beavatkozással hoznak létre, gyakran a fosszilis tüzelőanyagokból származó alapanyagokból. Példa erre a biotüzelőanyag, amely növényi vagy állati forrásokból készül és biodízel és bioetanol formájában használható. A szintetikus tüzelőanyagok előállítása során kevesebb szén-dioxid és egyéb káros anyag kerül a levegőbe, ami környezetbarátabb lehetőséget kínál. Ezenkívül számos szintetikus tüzelőanyag, például a biotüzelőanyagok, fenntartható forrásokból is előállíthatók, ami hosszú távon kevésbé környezetkárosító lehetőséget kínál. Azonban fontos megjegyezni, hogy a szintetikus tüzelőanyagok előállítása is energia- és erőforrás-igényes és nem mindig történik környezetbarát módon.

Térfogatuk és energiasűrűségük nagyon hasonló. Ez azt jelenti, hogy a fogyasztókhoz való eljuttatásuk a kiépített tüzelőanyag-infrastruktúrával kivitelezhető. Tisztábbak is, a fosszilis tüzelőanyagokkal egyenértékűek, kevesebb részecskét és nitrogén-oxidot termelnek. Árnyoldalaik, hogy jelenleg jóval drágábbak – körülbelül 4 font/liter (1755 Ft/liter) a biodízel és 0,80 GBP/liter (360 Ft/liter) biobenzin –, bár az innovatív fejlesztések révén lehetőség van a költségek csökkentésére. Az más kérdés, hogy a szintetikus tüzelőanyagok előállításának számos folyamata – a hidrogén kinyerése a vízből és a szén-dioxid-leválasztás a légkörből és a szintézis – energiát igényel, amelynek megújuló forrásokból kell származnia, ha a projekt zöld és szén-dioxid-semleges akar lenni és maradni.

folytatjuk!

A szintetikus-dilemma rajongói tovább mélyülhetnek a szintetikus tüzelőanyagokkal kapcsolatosan megoldandó feladatokba az alábbi videóval.
 


Forrás: evo.co.uk