Синтетични горива: могат ли да спасят двигателите с вътрешно горене?

Цените на горивата достигнаха тревожни нива през последните години и тенденцията за поскъпване продължава. Европейският съюз вече определи, че от 2035 г. няма да се продават нови автомобили с двигатели с вътрешно горене в Европа. В този контекст големи производители като BMW и Porsche инвестират значително в разработването на синтетични горива, които много хора считат за потенциално спасение за класическите двигатели.

Какво представляват синтетичните горива?

Синтетичните горива (e-fuels) са течни горива, получени чрез химични процеси, които комбинират водород (H₂) с въглероден диоксид (CO₂), уловен от атмосферата или от индустриални източници. Полученият край е течност с почти идентични свойства с бензина или дизела и директно съвместима със съществуващите двигатели с вътрешно горене.

Процесът на производство се основава на реакцията Fischer–Tropsch или на синтеза на метанол, последван от рафиниране. По този начин се получават въглеводороди с молекулни вериги, подобни на тези в горивата от фосилни източници, което означава, че могат да се използват без модификации на двигателя или инфраструктурата за дистрибуция.

Предимствата на синтетичните горива

Значително намаляване на емисиите на CO₂

Най-важното предимство на e-fuels е потенциалът за намаляване на емисиите на въглероден диоксид със до 90% спрямо изкопаемите горива. Това е възможно, защото въглеродът, освободен при горене, е същият въглерод, уловен предварително от атмосферата за производството на горивото, създавайки така почти затворен цикъл.

Пълна съвместимост с наличната инфраструктура

За разлика от електрическите превозни средства, които се нуждаят от напълно нова инфраструктура за зареждане, синтетичните горива могат да се разпределят през текущата мрежа от бензиностанции. Съществуващите автомобили могат да използват тези горива без технически промени, което прави прехода много по-лесен и по-евтин.

Запазване на автомобилното наследство

За любителите на класическите и спортни автомобили e-fuels представляват идеално решение. Колекционните и емблематичните спортни автомобили могат да продължат да функционират, без да допринасят значително за замърсяването, запазвайки автентичния опит от шофирането на двигател с вътрешно горене.

По-голяма енергийна плътност

Синтетичните горива предлагат много по-голяма енергийна плътност спрямо текущите батерии. Това означава по-голям автономен пробег и бързо презареждане, което за електрическите превозни средства все още е предизвикателство.

Предизвикателства и недостатъци на синтетичните горива

Висока енергийна консумация при производство

Вероятно най-голямото предизвикателство е голямото количество енергия, необходима за производството на синтетичните горива. Процесът на електролиза за добиване на водород и последващият синтез на горивото изискват около пет пъти повече енергия, отколкото се съдържа в крайното гориво.

За да бъде процесът наистина екологичен, тази енергия трябва да идва изключително от възобновяеми източници - вятър, слънчева енергия, водноелектрически. В противен случай общата въглеродна отпечатък може да бъде дори по-голяма от тази на изкопаемите горива.

Ниска енергийна ефективност спрямо електрическите превозни средства

В пряк сравнение електрическото превозно средство използва енергията по-ефективно. От първоначалната електрическа енергия:

• Електрическо превозно средство: приблизително 70-80% достига до колелата
• Автомобил с e-fuels: само 10-15% достига до колелата

Останалата енергия се губи по време на производството на горивото и в термичната ефективност на двигателя с вътрешно горене.

Високи производствени разходи

В момента цената на производството на синтетичните горива е 3-5 пъти по-висока от тази на бензина. Въпреки че се очакват спадове при мащабно производство, тепърва ще стане ясно дали ще станат икономически конкурентни.

Необходимост от възобновяема енергия

За да се произведат достатъчни количества e-fuels за замяна на текущото потребление на горива, са нужни огромни капацитети за производство на възобновяема енергия. Експертите оценяват, че трябва да се удвои или дори тройно да се увеличи сегашният капацитет на зелена енергия, само за автоотрасъла.

Идеални приложения на синтетичните горива

Авиация

Авиционната индустрия е може би най-подходящият сектор за e-fuels. Самолетите изискват много висока енергийна плътност, а технологиите за батерии към момента не могат да я осигурят. Синтетични горива за авиация (Sustainable Aviation Fuel - SAF) вече са тествани и сертифицирани от компании като Lufthansa и KLM.

Морски транспорт

Горивата за товарни и круизни кораби изразходват огромни количества гориво. Електрификацията им е изключително трудна поради теглото на необходимите батерии. e-fuels или производни като e-метанол и e-амония са жизнени алтернативи за декарбонизиране на морския транспорт.

Моторспорт и автомобили за колекция

Porsche вече обяви използването на синтетични горива в моторните състезания. Формула 1 планира да използва 100% синтетични e-fuels от 2026 година. За класическите и колекционерските автомобили това е идеалното решение за поддържане на функционалността и легалността.

Позицията на автомобилните производители

Porsche – пионер в e-fuels

Porsche инвестира над 75 милиона долара в изграждането на пилотен завод в Чили в сътрудничество със Siemens Energy. Фабрика Haru Oni използва патагонските ветрове за да произвежда 130 000 литра e-fuels годишно в пилотната фаза, с планове за разширение до 55 милиона литра до 2025 г. и 550 милиона до 2027 г.

BMW и други германски производители

BMW заедно с Audi и други германски марки продължават да подкрепят разработването на e-fuels като алтернатива на пълната електрификация. Те твърдят, че технологично неутрална подход, който включва както електрически превозни средства, така и двигатели с горене, захранвани с e-fuels, предлага повече гъвкавост.

Ferrari и луксозни марки

Ferrari заяви, че вижда синтетичните горива като бъдещето за своите легендарни V12 двигатели. Главният изпълнителен директор Benedetto Vigna потвърди, че марката ще продължи да произвежда двигатели с вътрешно горене докато законодателството го позволява, използвайки e-fuels за спазване на емисионните норми.

Бъдещето на синтетичните горива в контекста на европейското законодателство

Въпреки че ЕС определи, че от 2035 г. няма да се продават нови автомобили с двигатели с вътрешно горене, съществува важна изключение: превозни средства, които използват изцяло синтетични горива, неутрални към емисиите на въглерод, все още могат да се продават.

Това означава, че производителите, инвестиращи в e-fuels, може да продължат да продават модели с класически двигатели, стига те да са сертифицирани за работа само с такива горива. Въпреки това практическото изпълнение на това изключение все още не е ясно.

Сравнение: e-fuels срещу електрически превозни средства

За индивидуалния потребител

Електрическите превозни средства остават по-ефективното и вероятно по-икономично решение за повечето водачи. Разходите за експлоатация са по-ниски, а инфраструктурата за зареждане се развива бързо. e-fuels може да бъде опция за тези, които искат да поддържат съществуващи автомобили или за специфични приложения, където електрификацията не е практична.

Влияние върху околната среда

И двете технологии могат да бъдат екологични, ако енергията идва от възобновяеми източници. Електрическите превозни средства са по-енергоефективни, но e-fuels имат предимството да могат бързо да декарбонизират съществуващия автопарк, без да се налага замяна на превозните средства.

Заключение

Синтетичните горива представляват иновативна технология с реален потенциал да удължи живота на двигателите с вътрешно горене. Въпреки това предизвикателствата са значителни: високи разходи, необходимост от огромни количества възобновяема енергия и по-ниска енергийна ефективност спрямо директната електрификация.

Най-вероятно e-fuels няма да спасят напълно двигателят с вътрешно горене в масовия автомобилен пазар, но ще намерят нишови приложения в авиацията, морския транспорт, моторспорт и за поддържане на колекционерските автомобили. За повечето шофьори бъдещето остава електрифицирано, но e-fuels предоставя ценна алтернатива за случаите, когато електрифицирането още не е практично или за тези, които искат да запазят опита от каране на класически двигател без да замърсяват.