V laboratořích po celé Evropě a Americe, vědci jsou zaneprázdněný výzkum alternativ k fosilním palivům. Kromě škodlivých emisí a rostoucích nákladů na ropné produkty, nedávné geopolitická nestabilita na východě Evropy dodal k tlak na hledání nových zdrojů energie. Jaký druh syntetických paliv se dnes vyvíjí?
Níže, zkoumáme, co jsou obnovitelná a syntetická paliva. Přečtěte si prosím další informace, včetně jejich výhod, výrobních metod a dostupnosti.
Co jsou syntetická paliva?
Syntetická paliva, jako je syntetická nafta nebo syntetický benzín, pocházejí z obnovitelných surovin nebo elektřinu vyráběnou pomocí tří obnovitelných zdrojů energie: solární, větrné nebo vlnové energie. V druhém případě výsledná syntetická paliva jsou někdy tzv. e-fuel.
Jak se vyrábí obnovitelná syntetická paliva?
Výroba obnovitelných paliv, nebo e-fuel, nejprve zahrnuje elektrolýzu vody k výrobě vodíku s kyslíkem jako vedlejším produktem. Zavedení uhlíku pak poskytuje buď kapalné palivo nebo metan (syntetický zemní plyn nebo SNG), nejjednodušší organickou sloučeninu. [1]
K výrobě jedné tuny bioetanolu je potřeba čtyři až pět tun slámy. Po celém světě jsou zemědělské zbytky k dispozici pro přepracování v obrovských množstvích, od rýžové slámy v Asii po cukrovou třtinu v Latinské Americe a sklizeň odpadu v USA [2]
Jaké jsou aplikace syntetických paliv?
By vyrábět udržitelná kapalná syntetická paliva, Je by mělo být možné provozovat spalovací motory podle inženýrů z Technické univerzity v Kaiserslauternu, aniž by se přidaly k čistým emisím oxidu uhličitého. Automobilový průmysl je stále projevit zájem o syntetická paliva. Například v Německu Audi provozuje továrnu na výrobu e-paliva typu power-to-gas.
Jiné syntetické palivo Příklady včetně syntetického oleje pro použití generátoru. Přímé metanolové palivové články (DMFC) získávají komerční popularitu, zejména ve vozidlech pro manipulaci s materiálem, jako jsou vysokozdvižné vozíky, protože jejich doplňování syntetickými palivy je mnohem rychlejší než dobíjení baterií. Zásoby pro doplňování paliva také zabírají méně podlahové plochy než nabíjecí stanice. [3]
Jaké jsou výhody syntetických paliv?
Podle Evropské komise na bázi slámy bioetanolová syntetická paliva vypouštějí pouze jednu desetinu skleníkových plynů uvolňuje spalováním klasického benzínu. Ani syntetická nafta vyrobené z řepkového semene je to efektivní; vypouští přibližně polovinu všech plynných emisí uhlíku. [4]
Není pochyb o tom, že spalovací motor bude zastaralý. Vědci a společnosti nicméně pracují na způsobech, jak prodloužit jeho životnost. Biopaliva – a nyní i syntetická paliva – se jeví jako čistá alternativae zajistit udržitelnou mobilitu a minimalizovat znečištění.
Kapalná syntetická paliva mají vyšší hustotu energie než plyn a může využívat stávající síť čerpacích stanic. [4] Kromě výhod pro životní prostředí je logistika méně složitá než manipulace s vodíkovými palivovými články a jejich skladování.
Jak drahá budou syntetická paliva?
K dnešnímu dni významný nevýhodou syntetických paliv byla cena. Podle Reinharda Ottena z Audi by však vývoj efektivního provozu pohonu na plyn v rozumném měřítku mohl snížit náklady na syntetická paliva. [5]
Syntetická paliva však ano šetrné k životnímu prostředí pouze tehdy, jsou-li vyrobeny z obnovitelných zdrojů energie. I když tyto zelené pověření nejsou všude, v budoucnu by se mohlo objevit zlepšení. Kromě toho rozhodnutí přijatá Evropskou radou po událostech na Ukrajině předpokládají řadu kroků směrem k upřednostňování obnovitelné energie.
Jaký je rozdíl mezi syntetickými palivy a biopalivy?
Rozumět rozdíl mezi syntetickými palivy a biopalivyPodívejme se na příklad výroby biopaliv: etanol z pšeničné slámy. Společnost Clariant AG se sídlem v Basileji postavila v roce 2012 v německém Bavorsku pilotní závod na extrakci celulózy a cukrů ze slámy.
Speciálně vyvinuté enzymy rozkládají tyto cukry a přeměňují je na etanol. Dalším krokem je dosažení stabilní produkce na průmyslové úrovni. Audi rozšířilo svůj výzkum na vývoj biotechnologického procesu v USA se společností Joule. V tomto společném podniku proběhly laboratorní experimenty mikroorganismy absorbují oxid uhličitý a vodu při vylučování ethanolu nebo alkanů, základní stavební kameny syntetické motorové nafty.
Jak rozdílné toto je z procesů, které přeměňují rostliny nebo řasy na biomasu která musí znovu dorůst, je tato nová metoda založená na mikroorganismech regenerační: buňky zůstávají živé. Výsledkem je biopalivo.
Biopaliva první generace pocházejí z kukuřiceřepkový nebo palmový olej. V porovnání, nejnovější biopaliva pocházejí z bioplynu nebo biomasu. Vzhledem k tomu, že jejich výroba odstraňuje z atmosféry tolik plynného oxidu uhličitého, kolik se při jejich případném spalování uvolní, jsou tato biopaliva druhé a třetí generace CO2 neutrální. [6]
Jaké druhy obnovitelných syntetických paliv existují?
Směrnice EU říkají mísení paliv získaných z krmiv, řepka a řepa skončí v roce 2030. Místo toho výroba biopaliv druhé generace vzroste na více než 12 milionů tun.
Podobný produkt, kyslík methylen ether (OME), je účinnější než konvenční diesel. Tato syntetická nafta je také čistší díky relativně vysokému obsahu kyslíku. Je důležité říci, že je možné smíchat e-diesel s jeho fosilním protějškem, aby se usnadnilo postupné zavádění syntetických paliv a v případě potřeby úpravy vozidel. [6]
Co dalšího bych měl vědět o syntetických palivech?
Nedávno, Řekl to mluvčí univerzity v Cáchách že došlo k nárůstu s účinností vyšší než 10 procent při výrobě syntetických paliv. Přibližně 45 až 60 procent vyrobené energie je přebytek, v závislosti na způsobu výroby a chemii produktu. Obnovení zájmu o syntetická paliva částečně pramení z tvrzení vedoucího výzkumu a vývoje Porsche, Dr. Michaela Steinera. Zmínil, že e-paliva by společnosti mohla umožnit prodávat auta se spalovacím motorem spolu s BEV (baterií poháněná elektrická vozidla) – dokonce i po roce 2030. Porsche a Siemens vyvíjejí syntetická paliva v továrně v Chile v souladu s těmito firemními nadějemi. Syntetická paliva jsou v současné době maloobjemový produkt pro speciální aplikace. V důsledku toho eFuel Alliance počítá s postupným nárůstem přidávání syntetických palivových přísad – spíše než s přímou výměnou za dnešní fosilní paliva na bázi ropy. eFuel Alliance očekává 4procentní příměs do roku 2025, 12 procent do roku 2030 a 100 procent do roku 2050. [7]
Proč investovat do čističky vzduchu?
Celkem, syntetický plyn a biopaliva plechovka významně snížit produkci CO2 a další znečišťující látky uvolňované do životního prostředí. Nicméně syntetické palivo pro automobily a syntetické letecké palivo pro komerční lety jsou ještě daleko. V důsledku toho bude pravděpodobně nutné míchání, dokud nebude výroba schopna uspokojit širokou poptávku.
