29/3/2023
Τα συνθετικά καύσιμα (e-fuels) άνοιξαν ένα παραθυράκι από το οποίο ενδέχεται να περάσουν πάρα πολλά καινούρια αυτοκίνητα (ενδεχομένως και εκατοντάδες χιλιάδες) που ενώ θα εκπέμπουν καυσαέρια, ταυτοχρόνως θα είναι και – περίπου - μηδενικών ρύπων.
Ανάγκα και Θεοί πείθονται – και όταν τα «νούμερα» δεν βγαίνουν, τα πάντα μπορεί να συμβούν. Τα θεμέλια του οικοδομήματος της ηλεκτροκίνησης είχαν αρχίσει να τρίζουν από πέρυσι όταν κάποιες χώρες μέσα στην Ευρωπαϊκή Ένωση είχαν αρχίσει να εκφράζουν τις επιφυλάξεις και τις αντιρρήσεις τους σχετικά με την απαγόρευση πώλησης καινούριων αυτοκινήτων με κινητήρες εσωτερικής καύσης από το 2035 και μετά. Ενδεχομένως η Ευρώπη να είχε βιαστεί περισσότερο απ’ όσο έπρεπε στην πορεία προς την ανθρακική ουδετερότητα, τουλάχιστον σε σχέση με το αυτοκίνητο, όπως επίσης είχε βιαστεί και η ελληνική κυβέρνηση, που είχε ανακοινώσει ένα ακόμα πιο «σφιχτό» πλαίσιο φέρνοντας πιο κοντά την απαγόρευση, στο 2030!
Ήρθε λοιπόν αναπόφευκτα η στιγμή που ο κόμπος έφτασε στο χτένι. Και ενώ η τελική συμφωνία σχετικά εγκρίθηκε στη σύνοδο των Υπουργών Περιβάλλοντος και Ενέργειας της Ευρωπαϊκής Ένωσης την Τρίτη (28/3/2022) το πρωί με παρέμβαση – την τελευταία στιγμή - της Γερμανίας προέκυψε μια εξαίρεση: αυτή των αυτοκινήτων που θα κινούνται από κινητήρα εσωτερικής καύσης, ο οποίος όμως θα λειτουργεί αποκλειστικά με e-fuels, δηλαδή με συνθετικά καύσιμα τα οποία θεωρείται ότι έχουν μηδενικό ανθρακικό αποτύπωμα. Η εξαίρεση θα υποχρεώσει τους κατασκευαστές να τοποθετήσουν στα αυτοκίνητά τους μια συσκευή που θα ξεχωρίζει τα ηλεκτρονικά καύσιμα από τα υπάρχοντα ορυκτά καύσιμα όταν οι οδηγοί γεμίζουν τα ρεζερβουάρ τους.
Είναι προφανές ότι τα κίνητρα της Γερμανίας, η οποία δια στόματος του Υπουργού Μεταφορών της, Volker Wissing, δήλωνε ότι «Χρειαζόμαστε τα e-fuels γιατί δεν υπάρχει εναλλακτική λύση εάν θέλουμε να λειτουργήσουμε τον στόλο των οχημάτων μας με κλιματικά ουδέτερο τρόπο», είναι οικονομικά καθώς θέλει να δώσει επιπλέον χρόνο στην αυτοκινητοβιομηχανία της. Γεγονός πάντως είναι ότι η Ευρωπαϊκή Επιτροπή πρέπει τώρα να μετατρέψει αυτή την εξαίρεση για τα συνθετικά καύσιμα σε νομοσχέδιο, το οποίο θα πρέπει να εγκριθεί από τους ευρωβουλευτές.
Φαίνεται πάντως ότι δεν θα τελειώσουν όλα για τις μηχανές εσωτερικής καύσης το 2035…
Η ανατροπή έχει τη δική της ιστορία
Πριν από δύο περίπου χρόνια, στις 5 Φεβρουαρίου του 2021, δελτίο τύπου της Mazda μας πληροφορούσε ότι αυτή η ιδιαίτερη ιαπωνική εταιρία με έδρα τη μαρτυρική Χιροσίμα γινόταν η πρώτη αυτοκινητοβιομηχανία που εντάσσεται στην eFuel Alliance. Μια συμμαχία η οποία «…απαρτίζεται από οργανισμούς και ενδιαφερόμενα μέρη που έχουν στόχο την καθιέρωση και την προώθηση του οράματος των ουδέτερων εκπομπών CO2, των e-fuels και του υδρογόνου, ως αξιόπιστου και ρεαλιστικού παράγοντα στη μείωση των εκπομπών στον τομέα των μετακινήσεων.»
Και επειδή σε πρώτη ανάγνωση τα “e-Fuels” μπορεί να σας μπερδέψουν με τα fuel cell (δηλαδή τις κυψέλες καυσίμου που χρησιμοποιούνται για τη λειτουργιά ηλεκτροκίνητων οχημάτων) θα πρέπει να παραθέσουμε ακόμα ένα απόσπασμα από εκείνο το δελτίο τύπου:
«Μαζί με την eFuel Alliance και τα μέλη της, η Mazda υποστηρίζει τη δημιουργία ενός μηχανισμού που θα λαμβάνει υπόψη τη συμβολή των ανανεώσιμων καυσίμων και των καυσίμων χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στη μείωση των εκπομπών ρύπων από τα επιβατικά αυτοκίνητα, και θα συμβάλει στη διαδικασία λήψης αποφάσεων, τη στιγμή που η Ευρωπαϊκή Ένωση επανεξετάζει τη νομοθεσία για το κλίμα.»
Προσθέτουμε και την υποσημείωση ότι έχουμε να κάνουμε με «παραγωγή συνθετικών υγρών καυσίμων ουδέτερων σε εκπομπές CO2, με βάση το υδρογόνο, καθώς και βιοκαύσιμα που πληρούν τα πρότυπα ποιότητας των ορυκτών καυσίμων, και μπορούν να αναμειχθούν με τα καύσιμα» για να γίνει κατανοητό ότι μια εταιρία που έχει ήδη μπει στο χώρο της ηλεκτροκίνησης (Mazda MX-30) κλείνει ταυτοχρόνως το μάτι στις μηχανές εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) επιχειρώντας να τους προσδώσει το πολυπόθητο μηδενικό ανθρακικό αποτύπωμα.
Τι είναι τα e-fuels
H ιδέα ενός συνθετικού καυσίμου που θα ήταν ανθρακικά ουδέτερο δεν είναι καινούρια. Ωστόσο πρόσφατα επανήλθε στο προσκήνιο, καθώς κάποιες μεγάλες – και μικρές - αυτοκινητοβιομηχανίες βλέπουν σε αυτά ένα πολύ καλό εργαλείο για να μην πετάξουν στον κάλαθο των αχρήστων τις ΜΕΚ – και μαζί τους τα τεράστια ποσά που έχουν κατά καιρούς επενδύσει στην εξέλιξή τους, προκειμένου να καλύπτουν τα ολοένα και αυστηρότερα EURO.
Πίσω από τα efuels βρίσκεται η ανάλυση του κύκλου ζωής των οχημάτων, βάσει της οποίας λαμβάνοντας υπόψη το σύνολο των ρύπων που εκπέμπονται κατά την εξόρυξη των πρώτων υλών και των καυσίμων, την παραγωγή του αυτοκινήτου την κυκλοφορία του στο δρόμο, αλλά και την ανακύκλωσή του, καταλήγουμε – σύμφωνα με τους υποστηρικτές της ιδέας αυτής – να έχουμε τελικά χαμηλότερες εκπομπές ακόμα και από ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο! Αυτό βεβαίως είναι κάτι που ελέγχεται, καθώς το πλήθος των σχετικών εκτιμήσεων ποικίλει, ωστόσο η κεντρική ιδέα δεν είναι παράλογη.
Για την παραγωγή eFuels, απαιτούνται τα εξής: 1) ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές, όπως ο ήλιος ή ο άνεμος, 2) νερό – το οποίο υπάρχει άφθονο στη φύση - για την παραγωγή υδρογόνου με ηλεκτρόλυση και 3) διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το οποίο δεσμεύεται από την ατμόσφαιρα. Βλέπουμε, λοιπόν, ότι τα τα eFuels, τα οποία επειδή παράγονται με σύνθεση υδρογόνου και άνθρακα αποκαλούνται και συνθετικά καύσιμα, ξεκινούν κατά κάποιον τρόπο με «γκολ από τα αποδυτήρια» έχοντας καθαρίσει την ατμόσφαιρα από το διοξείδιο που θα δημιουργηθεί κατά την καύση τους. Και με αυτήν την έννοια μπορεί κανείς να μιλήσει για μηδενικό ανθρακικό αποτύπωμα – αν και αυτό δεν είναι απολύτως σωστό, αφού κατά τη λειτουργία μιας ΜΕΚ εκπέμπονται επίσης και άκαυτοι υδρογονάνθρακες (σε μικρές ποσότητες είναι αλήθεια – προέρχονται από το λιπαντικό του κινητήρα).
Από την πλευρά της η eFuel Alliance επισημαίνει ότι για να χρησιμοποιηθούν τα καύσιμα αυτά σε παγκόσμια κλίμακα, απαιτείται βιομηχανική παραγωγή. Και καθώς οι ηλιόλουστες και «αεράτες» περιοχές, όπως η χώρα μας, διαθέτουν τη δυνατότητα παραγωγής μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, προσφέρονται για την παραγωγή υδρογόνου και συνθετικών καυσίμων με βάση το υδρογόνο, με οικονομικά αποδοτικό τρόπο. Έτσι, το κόστος παραγωγής μπορεί να μειωθεί σημαντικά, επιτρέποντας στα eFuels να καθιερωθούν ως οικονομικά προσιτοί και κλιματικά ουδέτεροι ενεργειακοί φορείς για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών όπως οδική, εναέρια και ναυτιλιακή κυκλοφορία, η αγορά θέρμανσης και η χημική βιομηχανία.
Γιατί μπορεί να έχουν αρχίσει να κάνουν την εμφάνισή τους ανακοινώσεις για διακοπή των πωλήσεων αυτοκινήτων με κινητήρες βενζίνης και ντίζελ από τις αρχές της επόμενης δεκαετίας, ωστόσο τα συμβατικά αυτοκίνητα δεν θα φύγουν από την κυκλοφορία από τη μια μέρα στην άλλη. Βλέπετε, «Το μέσο αυτοκίνητο παραμένει στο δρόμο για πάνω από οκτώ χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι ακόμα κι αν όλοι άνθρωποι άρχισαν να αγοράζουν αύριο 100% ηλεκτρικά αυτοκίνητα, θα χρειαζόταν ακόμη σχεδόν μια δεκαετία για βγουν από την κυκλοφορία οι σημερινοί κινητήρες εσωτερικής καύσης».
BMW, Porsche και McLaren
Το θέμα, βέβαια, δεν περιορίζεται μόνο στη Mazda. Την άνοιξη του 2020 μαθαίναμε ότι η BMW, προχωρούσε, μέσω των BMW i Ventures σε επένδυση 12,5 εκ. δολαρίων στην μάλλον άγνωστη εταιρία Prometheus Fuels η οποία είχε στόχο να προχωρήσει μέχρι το τέλος της χρονιάς στην έναρξη της διάθεσης των καυσίμων της στα πρατήρια, σε τιμή παρεμφερή με αυτήν των συμβατικών καυσίμων. Το ενδιαφέρον με την Prometheus είναι ότι έχει στόχο να μην περιοριστεί στις οδικές μεταφορές, με την παραγωγή πετρελαίου κίνησης και βενζίνης, αλλά να προχωρήσει και στην παραγωγή ανθρακικά ουδέτερης κηροζίνης, που ως γνωστόν χρησιμοποιείται ως καύσιμο στα αεροσκάφη!
Ενώ η φημισμένη McLaren έχει και αυτή κάνει γνωστές τις προθέσεις της στον τομέα αυτό με τον CEO της, Jens Ludmann, να διατυπώνει την άποψη ότι ένα συνθετικό καύσιμο θα μπορούσε να προταθεί ως εναλλακτική λύση έναντι των ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Ο Ludmann δήλωσε ότι τα συνθετικά καύσιμα θα μπορούσαν να είναι ένας πιο πρακτικός τρόπος για τη μείωση της ρύπανσης, καθώς θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν την τρέχουσα υποδομή για τη βενζίνη και το ντίζελ, ενώ οι σημερινοί κινητήρες εσωτερικής καύσης (βενζίνης και πετρελαίου) θα μπορούσαν να το κάψουν μόνο με “μικρές τροποποιήσεις”. Λεπτομέρειες σχετικά με τη χημική σύσταση του καυσίμου που εξετάζει η McLaren δεν γνωρίζουμε, ωστόσο φαίνεται ότι η εταιρία ευελπιστεί στην αξιοποίηση και της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή τους.
Με τα συνθετικά καύσιμα, όμως, φλερτάρει και ένας μεγάλος κατασκευαστής σπορ αυτοκινήτων, η Porsche, η οποία δια στόματος του δρ. Frank Walliser, αντιπροέδρου της εταιρίας για τα μηχανοκίνητα σπορ και τα αυτοκίνητα μεγάλου τουρισμού “GT”, δήλωσε ότι «τα συνθετικά καύσιμα (efuels) θα προσφέρουν μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (CO2) κατά 85%». Ενώ λοιπόν η Porsche έχει ήδη λανσάρει την πλήρως ηλεκτρική Taycan διαφημίζοντας την ηλεκτρική αρχιτεκτονική των 800V, ταυτοχρόνως συνεργάζεται με τον γερμανικό βιομηχανικό κολοσσό Siemens, τις εταιρείες ενέργειας Enel και AME, και την εταιρεία πετρελαίου ENAP για την κατασκευή πιλοτικού εργοστασίου στο Magallanes της νότιας Χιλής.
Το εργοστάσιο θα παράγει πρώτη φάση μόλις 130.000 λίτρα eFuel έως το 2022, με στόχο όμως τα 55 εκατομμύρια λίτρα ετησίως έως το 2024 και τα 550 εκ. λίτρα έως το 2026. Η παραγωγή αυτή δείχνει εντυπωσιακή όμως δεν είναι, καθώς μόνο το Ηνωμένο Βασίλειο χρησιμοποιεί 46,5 δισεκατομμύρια λίτρα βενζίνης και ντίζελ κάθε χρόνο. Μικρή λοιπόν η ποσότητα των e-fuels της Porcshe (καλύπτει τις ανάγκες ενός εκατομμυρίου οδηγών), όμως η αρχή είναι το ήμισυ του παντός και αν όλα πάνε καλά θα μπορούσαν να δημιουργηθούν πολλές τέτοιες μονάδες.
Μεγάλες προσδοκίες;
Κάποιοι υποστηρικτές των efuels (BMW) θεωρούν ότι με την ευρεία υιοθέτησή τους θα μπορούσαμε να έχουμε μείωση των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα κατά περίπου 25% - όσο και το ποσοστό της συμμετοχής των μεταφορών στις εκπομπές CO2. Πρόκειται για εκτίμηση σαφώς πιο αισιόδοξη και από αυτή της Porsche που αναφέραμε προηγουμένως.
Ωστόσο, η παραγωγή των eFuels είναι ακριβό σπορ. Σύμφωνα με εκτιμήσεις του επιστημονικού ινστιτούτου της Royal Society (Ηνωμένο Βασίλειο), ένα λίτρο ντίζελ eFuel κοστίζει 4 στερλίνες (€ 4,60)- χωρίς τους φόρους. Το κόστος αυτό θα μπορούσε να μειωθεί σημαντικά με την περαιτέρω εξέλιξη της τεχνολογίας και τις οικονομίες κλίμακας, αλλά επί του παρόντος τα δεδομένα είναι άλλα. Από την πλευρά της Porsche είχε κάνει λόγο για αρχικό κόστος περίπου 10 ευρώ/λίτρο, αλλά θεωρεί ότι με την αύξηση της παραγωγής στα 55 εκ. λίτρα ετησίως το κόστος θα πέσει στα 1,84 ευρώ ανά λίτρο.
Γεγονός πάντως είναι ότι στη φάση της μετάβασης στην ηλεκτροκίνηση, η οποία θα διαρκέσει τουλάχιστον μια δεκαετία*, τα διάφορα e-Fuels θα μπορούσαν να μπορούσαν να μετατρέψουν τα αυτοκίνητα με ΜΕΚ σε περίπου «μηδενικών ρύπων». Με αυτόν τον τρόπο οι αυτοκινητοβιομηχανίες, θεωρητικά τουλάχιστον, θα είχαν τη δυνατότητα να τα παράγουν χωρίς να κινδυνεύουν με κυρώσεις για υπέρβαση των ορίων εκπομπών, ενώ και οι ιδιοκτήτες τους θα έβγαιναν κερδισμένοι καθώς το όχημά τους θα αποκτούσε περιβαλλοντικά πιστοποιητικά.
Δεν πρέπει όμως να ξεχνάμε ότι μπορεί σε αυτήν την περίπτωση τα αυτοκίνητα να μην επιδεινώνουν το φαινόμενο της κλιματικής αλλαγής, ωστόσο θα εξακολουθήσουν να ρυπαίνουν επί τόπου. Δεν θα μπορούν, δηλαδή, να δώσουν λύση στο πρόβλημα της ρύπανσης των αστικών κέντρων. Εκεί είναι που ούτως ή άλλως θα δώσει τη λύση η ηλεκτροκίνηση.
Παρατήρηση
*Στην Ευρώπη το μέσο αυτοκίνητο παραμένει στην κυκλοφορία για πάνω από οκτώ χρόνια, ενώ σε λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες για πολύ περισσότερα (στην Ελλάδα σαφώς πάνω από έντεκα). Κατά συνέπεια για να φθάσουμε σε ένα στόλο χωρίς ΜΕΚ χρειαζόμαστε πολύ περισσότερο από μια δεκαετία, ακόμα και αν σε μια δεδομένη χρονική στιγμή πωλούνταν αποκλειστικά και μόνον πλήρως ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Με δεδομένο ότι αυτό ενδέχεται να συμβεί μετά το 2030, καταλαβαίνουμε ότι συμβατικά αυτοκίνητα θα κυκλοφορούν στους δρόμους τουλάχιστον για δύο δεκαετίες από τώρα. Και αυτό είναι μια μετριοπαθής προσέγγιση…
Ο οξυμεθυλενο αιθέρας (Oxymethylene ether: OME)...
... είναι ένα συνθετικό καύσιμο που μπορεί να παραχθεί από το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και υδρογόνο που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Το OME περιέχει άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο σε διάφορους συνδυασμούς (χημικός τύπος: CH3O(CH2O)nCH3), ενώ λόγω της υψηλής του περιεκτικότητας σε οξυγόνο έχουμε κατά την καύση του λιγότερους ρύπους. Μία από τις προκλήσεις στο σημείο αυτό είναι η παραγωγή του υδρογόνου να γίνει με τέτοιο με τρόπο που καθιστά το OME εμπορικά βιώσιμο.
ExxonMobil και Porsche δοκιμάζουν προηγμένα βιοκαύσιμα και...
... ανανεώσιμα e-Fuels χαμηλών εκπομπών άνθρακα, στο πλαίσιο της μεταξύ τους συμφωνίας για την αναζήτηση εναλλακτικών καυίσμων προς πιθανή μελλοντική ευρεία κατανάλωση. Η πρώτη εκδοχή του Esso Renewable Racing Fuel είναι ένας συνδυασμός κυρίως προηγμένων βιοκαυσίμων και σχεδιάστηκε ειδικά από την ομάδα επιστημόνων και μηχανικών της ExxonMobil για να δοκιμαστεί σε συνθήκες αγώνων στους κινητήρες υψηλής απόδοσης της Porsche κατά τη διάρκεια της σειράς αγώνων Porsche Mobil 1 Supercup το 2021 και το 2022. Η συνεργασία της Porsche και της ExxonMobil θα επικεντρωθεί επίσης στα e-Fuels, τα οποία είναι συνθετικά καύσιμα κατασκευασμένα από υδρογόνο και δεσμευμένο από την ατμόσφαιρα διοξείδιο του άνθρακα. Ήδη από το 2022, οι εταιρείες δοκίμασαν τη δεύτερη εκδοχή του Esso Renewable Racing Fuel, το οποίο περιέχει συστατικά από e-Fuel. Με το e-Fuel η Porsche αναμένει να πετύχει μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου έως και 85%. H Porche σκέφτεται επίσης την πραγματοποίηση του GT3 Cup με συνθετικά καύσιμα.
ΔΗΜΟΦΙΛΗ
