Автопром
В ЕВРОПЕ
ПРОБЛЕМЫ
С «ЧИСТЫМ НУЛЕМ»...
Необходимое дополнение: кратко о синтетическом топливе
Автопром
В ЕВРОПЕ ПРОБЛЕМЫ С «ЧИСТЫМ НУЛЕМ»...
Необходимое дополнение: кратко о синтетическом топливе
Пару дней назад на сайте мы опубликовали статью «В Европе проблемы с «Чистым Нулем». В её основе письмо на имя Председателя Еврокомиссии, подписанное Олой Келлениусом, президентом Ассоциации европейских автопроизводителей, генеральным директором Mercedes-Benz Group AG, а также Маттиасом Зинком, президентом Европейской ассоциации производителей автомобильных автокопонентов, генеральным директором Schaeffler Group. В документе была высказана критика существующих планов достижения полной углеродной нейтральности «к дате» и высказаны предложения по комплексу мероприятий, которые действительно приведут у «Чистому нулю» - нулевым выбросам СО2 автомобильным транспортом...
Если вы ознакомились с текстом, то видимо обратили внимание на фразу «Электромобили будут лидировать, но также должно быть место для <...> автомобилей с высокоэффективными двигателями внутреннего сгорания (ДВС), работающими на водороде и декарбонизированном топливе»...
Нам было интересно узнать, что это такое «декарбонизированное топливо»... Ради 1 сентября - Дня Знаний - поделимся информацией...
Если вы ознакомились с текстом, то видимо обратили внимание на фразу «Электромобили будут лидировать, но также должно быть место для <...> автомобилей с высокоэффективными двигателями внутреннего сгорания (ДВС), работающими на водороде и декарбонизированном топливе»...
Нам было интересно узнать, что это такое «декарбонизированное топливо»... Ради 1 сентября - Дня Знаний - поделимся информацией...
Алексей САМОЙЛОВ
В общем случае под «декарбонизированным» понимается любое топливо, которое при использовании, например, на автомобильном транспорте, не дает выбросов углекислого газа - СО2. Выяснилось, что это не только водород в чистом виде, но в том числе и так называемое «синтетическое топливо». Причем речь идет имеенно о его использовании в обычных ДВС... Думаю, вы тоже удивитесь, но темой синтетики занимаются не только автомобилестроители вроде Porsche, но и такие компании как Siemens и Bosch... На сайте последнего можно найти несколько тематических пресс-релизов. Так, например, эксперты Bosch подсчитали, что к 2050 году использование синтетического топлива в Европе в качестве дополнения к электрификации может снизить выбросы углекислого газа на 2,8 гигатонн или 2 800 000 000 000 килограммов... Это в 2,5 раза превышает его выбросы во всей Германии в 2024 году!
Взгляд за пределы Европы показывает, насколько актуально дальнейшее сокращение выбросов от дорожного движения: для достижения климатических целей, установленных Парижской конференцией, выбросы CO₂ от дорожного движения во всем мире должны быть сокращены на 50% в течение следующих четырех десятилетий, а в странах с развитой экономикой - как минимум на 85%.
В качестве примера реализации подобных планов можно упомянуть совместный проект Porsche и Siemens, в рамках которого на юге Чили строится завод по производству синтетики проектной мощностью 550 млн литров синтетики. И этой цифры планируется достигнуть уже в 2026 году!
Синтетическое топливо - технология производства
Химический процесс создания синтетического топлива не нов. В еще 1920-х годах двум немецким химикам, Францу Фишеру и Гансу Тропшу, удалось сжижать синтетический газ, получаемый из угля, запасы которого в Германии были в изобилии. Масштабное развитие эта технология получила лишь во время Второй мировой войны, в частности, для удовлетворения потребностей немецкой армии в топливе.
В последнее время синтетика стала перспективным решением для сокращения выбросов парниковых газов в транспортном секторе по двум основным причинам.
■ Во-первых, его можно использовать в современных двигателях внутреннего сгорания без существенной модификации.
■ Во-вторых, весьма интересна технология его производства и использования. Виноват, но по оценочному суждению автора, отчасти она напоминает описание вечного двигателя! Судите сами...
В последнее время синтетика стала перспективным решением для сокращения выбросов парниковых газов в транспортном секторе по двум основным причинам.
■ Во-первых, его можно использовать в современных двигателях внутреннего сгорания без существенной модификации.
■ Во-вторых, весьма интересна технология его производства и использования. Виноват, но по оценочному суждению автора, отчасти она напоминает описание вечного двигателя! Судите сами...
Поясню картинку...
■ На первом этапе производства, благодаря использованию возобновляемых источников электроэнергии (ветер и солнце) из деминирализованной пресной воды, производится экологически чистый «зеленый водород». Кислород выбрасывается в атмосферу.
■ На втором этапе в специальных установках производится разложение отфильтрованного атмосферного углекислого газа (СО2) на углерод и кислород. Последний тоже выбрасывается в атмосферу.
■ На третьем этапе в результате определенной химической реакции объединяются атомы газообразного углерода и водорода. В результате чего и получается углеводородное топливо - т.н. «синтетика».
К месту напомню, что используемый на автомобильном транспорте метан имеет химическую формулу СН4. Так что теоретически это возможно.
■ На первом этапе производства, благодаря использованию возобновляемых источников электроэнергии (ветер и солнце) из деминирализованной пресной воды, производится экологически чистый «зеленый водород». Кислород выбрасывается в атмосферу.
■ На втором этапе в специальных установках производится разложение отфильтрованного атмосферного углекислого газа (СО2) на углерод и кислород. Последний тоже выбрасывается в атмосферу.
■ На третьем этапе в результате определенной химической реакции объединяются атомы газообразного углерода и водорода. В результате чего и получается углеводородное топливо - т.н. «синтетика».
К месту напомню, что используемый на автомобильном транспорте метан имеет химическую формулу СН4. Так что теоретически это возможно.
Синтетическое топливо - плюсы
Топливо можно использовать как в газообразном, так и сжиженном состоянии. Посему сохраняются двигатели внутреннего сгорания, все их производство, начиная с разработки и заканчивая рабочими местами. Равно вся заправочная и сервисная инфраструктура.
Важен и политический фактор. Как помните, в упомянутом выше письме прозвучала мысль, что «Европа сталкивается с почти полной зависимостью от Азии в цепочках создания стоимости аккумуляторных батарей». Так здесь такой зависимости больше нет... Так же фактически снимается зависимость от производителей и экспортеров природного газа...
Разработчики упоминают особо, что синтетику можно использовать в газотурбинных авиационных двигателях. Дело в том, что разумная оценка выбросов углекислого газа показывает, что они могут достигать цифры в 250 кг, или 1/4 тонны эквивалента CO2 на пассажира за час полета! Но как вы понимаете - наши автомобили все равно самые виноватые в выбросах углекислого газа! И во всем глобальном потеплении!!!
Важен и политический фактор. Как помните, в упомянутом выше письме прозвучала мысль, что «Европа сталкивается с почти полной зависимостью от Азии в цепочках создания стоимости аккумуляторных батарей». Так здесь такой зависимости больше нет... Так же фактически снимается зависимость от производителей и экспортеров природного газа...
Разработчики упоминают особо, что синтетику можно использовать в газотурбинных авиационных двигателях. Дело в том, что разумная оценка выбросов углекислого газа показывает, что они могут достигать цифры в 250 кг, или 1/4 тонны эквивалента CO2 на пассажира за час полета! Но как вы понимаете - наши автомобили все равно самые виноватые в выбросах углекислого газа! И во всем глобальном потеплении!!!
Понятно, что при использовании углеводородного топлива в процессе сгорания образуются:
■ твердые частицы (сажа) - решается повышением температуры цикла сгорания (стандарт Euro-7) или сажевым фильтром в системе нейтрализации. Впрочем даже в обычном газовом двигателе (КПГ или СПГ) выбросы сажи минимальны и без экзотической «семерки»;
■оксиды азота - решается использованием реагента AdBlue в SCR-системе нейтрализации;
■ углекислый газ - здесь возвращаемся к первому этапу производства топлива: улавливанию и разложению атмосферного СО2 на составляющие. И к той же химической реакции, в результате которой объединяются атомы газообразного углерода и водорода. Опять получается углеводородное топливо - та же самая синтетика! Замкнутый цикл? Или уже вечный двигатель?
И что бы не забыть. Как понимаете при сгорании любого углеводородного топлива требуется атмосферный кислород. Но что-то было с его выбросами в атмосферу на первом и втором этапе технологической цепочки производства синтетики... Посему можно предположить, что его потребление может быть хотя бы отчасти компенсировано. И здесь тоже замкнутый цикл?
■ твердые частицы (сажа) - решается повышением температуры цикла сгорания (стандарт Euro-7) или сажевым фильтром в системе нейтрализации. Впрочем даже в обычном газовом двигателе (КПГ или СПГ) выбросы сажи минимальны и без экзотической «семерки»;
■оксиды азота - решается использованием реагента AdBlue в SCR-системе нейтрализации;
■ углекислый газ - здесь возвращаемся к первому этапу производства топлива: улавливанию и разложению атмосферного СО2 на составляющие. И к той же химической реакции, в результате которой объединяются атомы газообразного углерода и водорода. Опять получается углеводородное топливо - та же самая синтетика! Замкнутый цикл? Или уже вечный двигатель?
И что бы не забыть. Как понимаете при сгорании любого углеводородного топлива требуется атмосферный кислород. Но что-то было с его выбросами в атмосферу на первом и втором этапе технологической цепочки производства синтетики... Посему можно предположить, что его потребление может быть хотя бы отчасти компенсировано. И здесь тоже замкнутый цикл?
Синтетическое топливо - минусы
■ Электроэнергия. Понятно, что здесь она нужна на всех этапах и энергозатраты на производство такого топлива будут намного выше, чем даже использования водорода. А ведь его в ДВС или топливных элементах можно было использовать после первого этапа технологической цепочки, описанной выше.
■ Увы, но электроэнергия нужна из возобновляемых источников... Речь идет о ветрогенераторах и гелиоэлектростанциях. Как минимум для них нужно свободное место. А где его найти в Европе с высокой плотностью застройки и заселения? Импортировать?
Выше упоминался завод Porsche и Siemens на юге Чили - видимо и здесь все дело в доступе к возобновляемой энергии... Кстати, в зарубежной прессе уже звучала мысль, что в ближайшие годы Саудовская Аравия может стать импортером «зеленого водорода». Так как там солнечных дней более чем достаточно... И как вам логистическая цепочка? Сжижать видимо придется на месте (электроэнергия!), грузить в морские суда-газовозы (электроэнергия!), выгружать на неких терминалах (электроэнергия!) и т.д. до АГНКС и ДВС автомобиля...
Кстати, из Чили или Саудовской Аравии в Европу не близкий путь... Двигатель судна-газовоза на каком топливе будет работать?
■ Потери: от производства до колеса. На публикуемой ниже иллюстрации приведен анализ испытаний легкового автомобиля с питанием от аккумуляторов (электромобиля) и такого же, но работающего на «синтетике».
■ Увы, но электроэнергия нужна из возобновляемых источников... Речь идет о ветрогенераторах и гелиоэлектростанциях. Как минимум для них нужно свободное место. А где его найти в Европе с высокой плотностью застройки и заселения? Импортировать?
Выше упоминался завод Porsche и Siemens на юге Чили - видимо и здесь все дело в доступе к возобновляемой энергии... Кстати, в зарубежной прессе уже звучала мысль, что в ближайшие годы Саудовская Аравия может стать импортером «зеленого водорода». Так как там солнечных дней более чем достаточно... И как вам логистическая цепочка? Сжижать видимо придется на месте (электроэнергия!), грузить в морские суда-газовозы (электроэнергия!), выгружать на неких терминалах (электроэнергия!) и т.д. до АГНКС и ДВС автомобиля...
Кстати, из Чили или Саудовской Аравии в Европу не близкий путь... Двигатель судна-газовоза на каком топливе будет работать?
■ Потери: от производства до колеса. На публикуемой ниже иллюстрации приведен анализ испытаний легкового автомобиля с питанием от аккумуляторов (электромобиля) и такого же, но работающего на «синтетике».
И дополнительно о минусах. Эксперты из Великобритании изучили проект завода Porsche и Siemens на юге Чили. На сегодня инвестиции в него составили 25,2 млн. фунтов (28,9 млн. евро). И пока он производит лишь 55 млн. литров топлива в год. При этом в Великобритании ежегодно потребляется 46,5 млрд литров бензина и дизельного топлива. Иными словами: таких заводов сегодня нужно примерно 845,5 (или 85 при выходе этого предприятия на проектную мощность). И только для одной страны...
Завершая... Сегодня по данным зарубежных СМИ розничная цена синтетики может достигать 5 евро за литр (470 рублей на дату публикации). Обещают, что к началу следующего десятилетия она снизится до 3 евро (280 руб.)... Посему говорить, что синтетика в ближайшее десятилетие может стать альтернативой электроприводу на автомобильном транспорте говорить не приходится... Но давайте все-таки пока списывать её со счетов!
Из архива
Такими виделись существующие и перспективные виды топлива участникам научно-практической конференции в Штутгарте (Германия) в ноябре 2007 года. Организатор: Daimler AG при содействии компании Schell. Правда тот раз речь шла о планах до 2100 года...
Вернуться на главную страницу сайта