Можно отметить следующие последние тенденции в области применяемых экологически чистых видов топлива для двигателей внутреннего сгорания.
- менее настойчиво звучат политические требования о безуглеродном будущем и массовой электрификации, вопрос с повестки дня не снят, но рассматриваются возможные варианты со смещением сроков;
- появление большего количества публикаций, выступлений о синтетическом топливе как экологически чистом топливе;
- присоединение производителей DEUTZ AG, Kohler, KUBOTA к eFuel Alliance, участие в популяризации E-fuel;
- концентрация усилий ведущий производителей дизельных двигателе на разработку экологически чистого двигателя как водородного двигателя, и как следствие выпуск первых образцов двигателей на водороде большинством мировых производителей дизельных двигателей;
- освоение технологий промышленного производства третьего поколения биоэнергетических культур или культур биомассы для производства биотоплива;
- недостаточные мощности по производству E-fuel, медленные темпы запуска новых заводов по его производству;
По мере того, как всё настойчивее звучат политические требования о безуглеродном будущем и массовой электрификации, многие активисты всё настойчивее требуют, чтобы синтетическое топливо стало заменой как бензиновым двигателям, так и электромоторам. Такими активистами стали производители люксовых брендов автомобилей. Так, компании Ferrari и #Porsche вкладывают значительные средства в развитие технологии e-Fuels — синтетического топлива, получаемого путём электролиза и рассматриваемого в качестве подходящей альтернативы электрическим батареям. Синтетическое топливо совместимо с ДВС и подходит для уже существующих АЗС. Кроме того, синтетическое топливо позволит странам, обладающим большим количеством солнечной и ветровой энергии, использовать и преобразовывать свои природные ресурсы в альтернативный вид топлива, тем самым снижать зависимость от иностранной и местной нефти.
В 2022г. заработал первый коммерческий завод по производству CO2-нейтрального топлива e-Fuel в Пунта-Аренса (Чили) построенный при поддержке компаний Porsche и «Сименс Энергетика». Немецкий производитель планирует выпускать 550 млн литров топлива в год после 2026г., которое подойдёт для двигателей внутреннего сгорания. Юг Чили, где находится Пунта-Аренас, славится ветрами, которые исправно дуют на протяжении 270 дней в году, - в таких погодных условиях турбины способны работать на полную мощность. Город расположен в непосредственной близости от Магелланова пролива и порта Cabo Negro. Отсюда e-Fuel можно без труда транспортировать в любую точку планеты. В долгосрочной перспективе руководители проекта намерены возвести еще 12 заводов, включая заводы в США и Австралии.
Норвежский консорциум Norsk e-fuel уже запустил производство синтетического керосина объемом 10 млн. литров в год. При этом двуокись углерода извлекается из окружающего воздуха с помощью технологии швейцарской компании Climeworks. В феврале 2022г. объявлено о партнерстве с муниципалитетом Вефсн для расширения производства в Nesbruket Industrial Zone в г. Мосьене, Норвегия.
Другой немецкий производитель компания Audi в рамках стратегии по созданию экологичных видов топлива разрабатывал свое синтетическое дизельное топливо(e-diesel). С 2014 по октябрь 2016 вместе с компанией Sunfire, Audi управляла в Дрездене экспериментальным заводом по производству этого вида топлива. Здесь использовалась электроэнергия из возобновляемых источников, а в качестве сырья — вода и двуокись углерода. Конечный продукт, получивший название Blue Crude, очищался и преобразовывался в дизельное топливо Audi e-diesel. Однако в 2022 году Audi заявила, что синтетическое топливо не станет будущим бренда и что в конечном итоге будущее Audi только за электромобилем, когда двигатель внутреннего сгорания уйдет в историю. «Синтетическое топливо для нас — всего лишь связующая технология», — недавно рассказал TopGear.com руководитель технического развития Audi Оливер Хоффманн.
В стадии запуска проект Arcadia eFuels: строительство завода по производству авиационного e- Fuel в Вордингборге, Дания. Который будет производить около 80 000 тонн топлива в год eJet Fuel (eKerosene) и eNaphtha с использованием новых, но проверенных технологий. Проект охватывает проектирование электролизера мощностью 250 МВт для производства зеленого водорода. Завод будет спроектирован с гибкой номенклатурой продукции, позволяющей дополнительно производить e-Diesel.
Infinium и ENGIE сформировали стратегическое партнерство для сотрудничества в рамках одного из крупнейших заявленных предприятий по производству синтетического топлива коммерческого масштаба в Европе. Проект #Reuze будет использовать технологию Infinium для производства синтетического топлива с использованием улавливаемого CO2 на сталелитейном заводе в Дюнкерке, Франция, с использованием зеленого водорода, производимого электролизером мощностью 400 мегаватт, который будет установлен ENGIE. Project Reuze поддерживает амбициозную стратегию ENGIE по развертыванию мощностей по производству экологически чистого водорода мощностью 4 ГВт к 2030 году.
ABEL Energy развивает свой флагманский проект по производству зеленого метанола Bell Bay Powerfuels в Белл-Бэй, Тасмания, с целью производства 300 000 тонн возобновляемого зеленого метанола в год. Завод будет комбинировать зеленый водород из электролизной установки мощностью 240 МВт с синтез-газом из газификатора биомассы для производства зеленого метанола. В производственном процессе будет использоваться 100% возобновляемая энергия от гидроэлектростанций и новых ветроэнергетических мощностей, пресная вода из основных речных систем и остатки биомассы, полученные от существующих лесных хозяйств на плантациях Тасмании. Производственная площадка будет экологически чистой при работе с практически нулевыми выбросами парниковых газов, водяных паров и сбросов сточных вод. Производственный процесс не имеет запаха, продукт биоразлагаем и с ним легко обращаться в виде прозрачной жидкости.
Заводы проектируются и открываются по всему миру, география участников обширна, и это не только европейские производители, но и центральноазиатские, так например на заводе Uzbekistan GTL в Кашкадарьинской области получена первая в истории нефтегазохимической промышленности Узбекистана синтетическая дизельная продукция.
Но в любом случае этого пока крайне мало, чтобы составить конкуренцию уже распространившимся по миру электромобиля. А освоенных объемов производства топлива уже не хватает. Так, аналитическая компания Transport&Environment в октябре 2022г. заявила, что в 2035 году только 5 млн из 287 млн автомобилей в странах ЕС смогут использовать синтетическое топливо e-Fuel. Глава крупнейшей немецкой авиакомпании Lufthansa Карстен Шпор на крупнейшем собрании представителей автомобильной промышленности Германии в Мюнхене заявил(передает Bloomberg): “При переходе на экологические виды топлива авиакомпаниям понадобится все синтетическое топливо и на автомобили его не хватит. Поскольку в обозримом будущем нет технологий, которые могли бы заменить топливо, нам действительно необходимо все экологически чистое авиационное топливо в мире», — сказал Карстен Шпор. В апреле Европарламент и Совет ЕС договорились о введении с 2025 года требования по использованию авиацией синтетического топлива. Планируется, что к 2035 году его доля должна быть 20%, а к 2050 году — 70%. Автомобильные компании тем временем бьются за сохранение автомобилей с двигателями внутреннего сгорания в ЕС после 2035 года и предлагают использовать синтетическое топливо вместо бензина. «Оливер может получить немного для своего 911, но нам действительно нужны все объемы», — сказал глава Lufthansa, имея в виду стремление генерального директора Porsche AG Оливера Блюма получить освобождение от запрета на двигатели внутреннего сгорания. К 2035 году ЕС планирует запретить автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Это приведет к ценовой войне с Китаем и, скорее всего, к проигрышу европейских производителей по недорогим автомобилям, считает глава BMW Оливер Зипсе. «Сегмент рынка базовых автомобилей либо исчезнет, либо его не будут занимать европейские производители», — сказал глава BMW.
Не так давно Евросоюз допустил, что автомобили, которые работают только на синтетическом топливе, смогут продаваться даже после введения полного запрета на ДВС в 2035 году(именно Берлин настоял на исключении для автомобилей на углеродно-нейтральном синтетическом топливе (e-fuel)). Ранее без включения этого дополнения федеральный министр транспорта и цифровой инфраструктуры Германии Фолькер Виссинг наложил вето на данный закон о запрете с 2035 года допуска в странах ЕС к эксплуатации новых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, продвигаемый Комиссией ЕС.
На первый взгляд кажется, что переход на другой тип топлива вместо производства электромобилей более выгодный, короткий, экологичный и простой путь. Однако полученное данным методом e-Fuel пока менее эффективно, чем аккумуляторы в электромобилях. Искусственное топливо может удерживать лишь от 16 до 48% используемой энергии. Это означает, что потребность в электроэнергии для нового вида топлива в 2−10 раз выше, чем для электромобилей. Требуются значительные инвестиции, в условиях зарождающегося мирового кризиса это приводит к смещению сроков запуска проектов. В исследовании в журнале Nature Climate Change говорится, что e-Fuel может стать конкурентоспособным, поскольку технологический прогресс позволит с годами снизить затраты на его переработку, о таких же перспективах говорят ученые касательно освоения технологий промышленного производства третьего поколения биоэнергетических культур или культур биомассы для производства биотоплива.
Синтетические жидкие топлива, разработка процессов их получения и исследования в этой области имеют уже почти 100 –летнюю историю, если точкой отсчета принять исследования Сабатье и Сандеренса, Е.И.Орлова начала 20 века, впервые синтезировавших углеводороды (метан и этилен) из смеси СО и Н2. Основы промышленного производства углеводородов из синтез – газа были заложены исследованиями немецких химиков Ф. Фишера и Х. Тропша, сотрудников компании Ruhrchemie, в 20-х годах прошлого века. Технологиям производства СЖТ присущи органические изъяны: повышенная экологическая опасность, сложность технологии и обусловленная ею повышенная инвестиционная затратность (стоимость углеперерабатывающего завода эквивалентной мощности минимум в два раза выше стоимости такого же нефтеперерабатывающего завода). Важной проблемой при производстве синтетического топлива является и высокое потребление воды: 5-7 единиц на единицу полученного топлива.Самым существенным отличием углеводородных продуктов синтеза Фишера — Тропша от нефтепродуктов является отсутствие в них серы, азотсодержащих, а в ряде случаев и ароматических соединений, что обуславливает их экологическую ценность. Синтетическая нефть - смесь углеводородов C5—C19 нормального и изостроения может быть использована и используется для переработки в моторные топлива, в качестве сырья для химической и нефтехимической промышленности или как товарный продукт.
Важнейшим фактором процессов получения СЖТ является вид используемого сырья. Принято следующее разделение процессов по этому фактору:
GTL (Gas to liquids) — сырьем является газ (природный, попутный нефтедобычи, сланцевый и т.д.);
CTL (Coal to liquids) — уголь и другие твердые горючие ископаемые;
BTL (Biomass to liquids) — биомасса.
Первым кто в промышленном масштабе запустил производство синтетического топлива была Германия на заводе в городе Лойна. Однако производство было дорогим и нерентабельным и в промышленных масштабах была запущена после прихода к власти в Германии нацистов во главе с Гитлером. Второй страной кто производил в 20 веке синтетическое топлива был ЮАР во времена апартеида. Таким образом, применялось в странах находящихся в изоляции и под санкциями, в отсутствии достаточных собственных месторождений ископаемого топлива. Доля синтетического топлива в топливном балансе Германии стала стремительно возрастать и уже в 1940 году производство синтетического топлива покрыло более трети всей потребности Германии в топливе , так во время Второй мировой войны синтетическое топливо, полученное из угля, практически полностью покрывало потребности немецкой авиации.
#DEUTZ AG #Kohler #KUBOTA #Porsche #электронное топливо #AUDI #GTL #CTL #efuel