A belső égésű motorok karrierje gyakorlatilag véget ért, de egy olyan üzemanyag típus, amely még nem is áll rendelkezésre, ám megmentheti őket: ezek az e-üzemanyagok. Pontosan mi áll a koncepció mögött? Valóban a szintetikus üzemanyagok jelenthetik a megoldást a dízel- és benzinmotorok fenntarthatóvá tételére? Ezekre keresi a választ a német Ingenieur magazin cikke.

Amikor Carl Benz a XIX. század végén bemutatta első automobilját, senki sem gondolta volna, hogy a belsőégésű motor mekkora sikert arat – több mint 130 év alatt folyamatosan nőtt azoknak a járműveknek a száma, amelyekbe beépítették. De hamarosan itt a vég. Az évtizedek során a motorok erősebbé és hatékonyabbá váltak, de még mindig bocsátanak ki részecskéket és éghajlatkárosító gázokat. Az Európai Unió környezetvédelmi miniszterei azt javasolták, hogy 2035-től tiltsák be a belső égésű motorral felszerelt új autók nyilvántartásba vételét. Ha a javaslatot elfogadják, egyetlen reménysugár marad a technológia rajongói számára: az e-üzemanyag. Lehetséges ugyanis, hogy a hagyományos új autók továbbra is közlekedhetnének az utakon, ha klímasemleges módon, e-üzemanyaggal hajtanák őket.

Mik azok az e-üzemanyagok?

Az e-üzemanyagok olyan szintetikus üzemanyagok, amelyeket víz és szén-dioxid felhasználásával állítanak elő. Tulajdonságaik nagyon hasonlóak a benzin és a dízel paramétereihez, ezért valószínűleg viszonylag könnyen kiválthatnák őket, esetleg a motorok kisebb módosításával. Az e-üzemanyagokat a következő módon állítják elő: a vizet elektrolízis útján oxigénre és hidrogénre bontják. A következő lépésben a hidrogén szén-dioxiddal (CO₂) egyesül. Az ehhez szükséges CO₂ például ipari folyamatok során leválasztható. Az eredmény egy szintetikus üzemanyag, más néven e-üzemanyag. A szintetikus gáz ugyanígy előállítható a földgáz helyettesítésére is, ám az e-üzemanyagok jelenleg még nem kaphatók a nyílt piacon.

Az e-üzemanyagok előnyei nyilvánvalóak: a víz és a szén-dioxid szinte korlátlan mennyiségben áll rendelkezésre. Olyan szűk erőforrás-keresztmetszetre, mint ami az olaj esetében előbb-utóbb feltehetően bekövetkezik, nem kell számítani. Ráadásul az e-üzemanyagok elégetésekor csak annyi CO₂-t kerül a légkörbe, amennyit azok korábban elnyeltek. Elvileg tehát klímasemlegesek lehetnek, ez azonban feltételezi, hogy az elektrolízis folyamatát megújuló energiaforrásokból származó villamos energiával végzik.

Milyen érvek szólnak az e-üzemanyagok ellen?

Első pillantásra rendkívül ésszerű megoldásnak tűnik a megújuló energiaforrások, például a szél- és napenergia felhasználása az e-üzemanyagok előállításához. Mint ismeretes, a megújuló forrásokból nyert energia tárolási lehetősége jelenleg még mindig korlátozott. A többlet villamosenergia-termelés így üzemanyag-előállításra lenne használható. Itt lép azonban a képbe az e-üzemanyagok legnagyobb hátránya: a hatékonyság rendkívül alacsony. Még ha az értékek ingadoznak is, a felhasznált energia több mint 20%-a végül nem jut el a motorhoz. Egyébként ez az egyik oka annak, hogy az e-üzemanyagok – legalábbis a technika jelenlegi állása szerint – jelentősen drágábbak lennének, mint a benzin vagy a dízel.

Lehetne azzal érvelni, hogy a magas hatásfokveszteség nem olyan tragikus – feltéve, hogy például valóban többlet napenergiáról van szó. De ez a gondolkodásmód eléggé leegyszerűsíti a dolgokat, hiszen végül is a megújuló energiaforrásokat is egyre inkább integrálják a „rendes” energiaellátásba. Az is világos, hogy ezek kapacitása még hosszú ideig nem lesz elegendő Németország energiaellátásához, és emellett az e-üzemanyag előállításához szükséges villamosenergia-szükségletet is fedezni kellene. A szakértők szerint a probléma nem oldható meg azzal, hogy az e-üzemanyag gyártását kiszervezik a napfényes országokba. Ehhez túl nagy (lenne) az üzemanyagigény. Az e-üzemanyagok előtt tehát csak akkor állhat dicsőséges jövő, ha a kutatók jelentősen növelni tudják alacsony hatásfokukat.

Mikor jönnek az e-üzemanyagok?

Ezeket az üzemanyagokat még nem állítják elő nagy mennyiségben, és még nem világos, hogy ez mikor változhat meg. Az alacsony hatékonyságra egyelőre nem látszik megoldás, de az e-üzemanyagok ezzel együtt hozzájárulhatnak az energiaátálláshoz. Egyrészt lehetséges megoldás lehetne a nagy energiaigényű járművek, például teherautók vagy repülőgépek számára. Másrészt azt is figyelembe kell venni, hogy a belsőégésű motorral üzemelő autók 2035-nél jóval hosszabb ideig lesznek forgalomban – függetlenül attól, hogy az EU bezárja-e az újonnan forgalomba helyezett járművek esetében az e-üzemanyagokra vonatkozó kiskaput vagy sem. Továbbra is kérdéses, hogy a megújuló energiák kapacitása elegendő lesz-e akkoriban ahhoz, hogy azt e-hajtóanyagok előállítására lehessen fordítani.

Forrás: https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/e-fuels-was-sind-die-vor-und-nachteile/