Mivel etejük majd a belsőégésű motorokat a jövőben?

Mivel etejük majd a belsőégésű motorokat a jövőben?

2021. március 13. - 10:58

 

Biodízel, bioetanol, de főleg e-fuel. Ezeket tölti majd a tankba a jövőben, aki nem villannyal vagy hidrogénnel közlekedik.

Az akkumulátoros vagy hidrogéncellás elektromos autó, az ammóniával hajtott tengerjáró hajó vagy a hidrogénrepülő remek dolog, de a belsőégésű motoroknak (köztük a repülőgépek, helikopterek gázturbináinak) van néhány nagyon komoly előnyük az új technológiákkal szemben. A legfontosabb, hogy a klasszikus folyékony üzemanyagok nagyon praktikus energiahordozók: hatalmas az energiasűrűségük, könnyen tárolhatók, szállíthatók, de az is nagyon kényelmes dolog, hogy ha az autó, a traktor, a repülő tankja kiürül, pillanatok alatt újratölthető.

A 150 éves dugattyús motoros technológia már csak elterjedtsége miatt is még sokáig velünk marad, hosszú időbe telik, míg mindenhol leváltják az új megoldások. A repülésben pedig, ahol a biztonság mindent felülír, valószínűleg jóval lassabb lesz a hosszas tesztelést igénylő új technológiák térhódítása, mint itt lenn a földön.

Szóval benzinre, gázolajra, kerozinra még jó ideig szükségünk lesz. De hogy egyeztethető össze a globális CO2-emisszió-csökkentési szándék azzal, hogy továbbra is elégetünk valamit el gépeink motorjaiban?

Az egyik megoldás erre a dilemmára a bioüzemanyagok használata. Aki ma benzint vagy gázolajat tankol egy átlagos autóba, nem csak kőolajszármazékot csurgat a tankba. Szabvány szerint a benzinben már 10, a gázolajban 7 százaléknyi biokomponens, a gyakorlatban etil-alkohol illetve növényolaj lehet az EU-ban a leggyakoribb üzemanyagfajtákban. Ugyanakkor a jobbára mezőgazdasági eredetű bioüzemanyagok arányának illetve felhasználásának további növelése már megosztja a politikai döntéshozókat. Sokan aggályosnak tartják, ha az élelmiszertermelés rovására üzemanyag termeléséhez használjuk fel a szántóföldeket.


Grafika arról, mennyivel nagyobb terület, ráadásul jó minőségű termőföld kellene az EU-s légiközlekedés üzemanyag-igényének csak a felének CO2-semleges anyagra cserélésével  bioüzemanyagok előállításával, mint e-fuelével

Több vállalkozás is indult már arra, hogy biológiai módszerrel, de a termőterületek kímélésével, iparszerűen intenzív, már-már laboratóriumi körülmények között állítson elő bioüzemanyagot. A legismertebb ilyen projekt a Joule Unlimited nevű, 2007-ben alapított startup szomorú története volt. A cég génmódosított baktériumokkal laborléptékben sikerrel állított elő üzemanyagként használható folyékony szénhidrogént vízből, a levegő CO2-tartalmát és a napfényt felhasználva. Azt állították, hogy technológiájuk felskálázásával sivatagos, másra nem alkalmas területen is nagyjából 19 ezer köbméter üzemanyagot lehetne gyártani négyzetkilométerenként ebből a bioüzemanyagból, ráadásul a kőolajtermékekkel versenyképes áron. A cég 2012-ben meg is nyerte támogatónak az Audit és Új-Mexikóban felépült egy mintaüzem. A főszponzor aztán (valószínűleg a dízelbotrány anyagi következményei miatt) kiszállt a projektből, a cég pedig támogató nélkül maradt és 2017-ben felszámolta magát.

A jelenleg leginkább sikerrel kecsegtető megoldás viszont már elszakad a biológiától. Az úgynevezett e-üzemanyag, az electro-fuel vagy e-fuel már tisztán ipari termék. Az e-fuel is a levegő CO2-tartalmából és vízből készül, megújuló energia felhasználásával, de nem biológiai, hanem ipari körülmények között. Az elektromos energiával elemeire bontott vízből származó hidrogén és a levegőből kivont szén-dioxid nagy nyomáson szénhidrogénné alakítható, amely már egyszerűbb és kevésbé energiaigényes módokon tovább formálható, szintetikus benzinné, gázolajjá vagy kerozinná.

A többszörös energiaátalakítás persze jóval kevésbé hatékony, mintha a napelemek vagy szélturbinák által termelt elektromos energiát közvetlenül használnánk fel. Viszont a folyékony energiahordozó gyártása az egyik lehetséges megoldás a megújuló energia eltárolhatóságának megvalósítására.

Európában a legnagyobb e-fuel-fejlesztési projekt egy sokrésztvevős vállalkozás, amelyben a közlekedéshez kapcsolódó számos iparág képviselteti magát. Néhány, nálunk is ismert név az E-fuel Alliance tagjaiból, a teljesség igénye nélkül: AVIA, Jet, Mahle, Mazda, Liqui-Moly, Gulf, Raiffeisen, ZF. A Porsche és a Siemens pedig Chilében vágott bele két éve az e-fuel-gyártás kikísérletezésébe illetve hosszú távon gazdaságossá tételére.

E-fuel tehát lesz, sőt, már van, a belsőégésű motorok működtetése akkor is biztosítható, ha nem bányászott kőolajat vagy földgázt, hanem ezt a klímasemleges üzemanyagot égetjük el bennük. A kérdés innentől kezdve már inkább gazdasági, mint technológiai. Vajon az egyre olcsóbbá váló nap- és szélenergia, a szintén egyre olcsóbb akkumulátoros energiatárolás és az erősen feljövőben lévő hidrogén- illetve üzemanyag-cellás technológia mellett meddig lesz még egyáltalán szükség az e-fuelre? Képes lesz kinőni magát ez az új iparág, vagy anélkül megy a múzeumba a dugattyús motorral és a gázturbinával együtt, hogy esélyt kapjon a teljes kifejlődésre?

raketa.hu