لقد أصبح من الثابت الآن (تقريبا) أنه في أوروبا، سيتم حظر بيع السيارات الحرارية الجديدة في عام 2035. وسوف تكون السيارات الكهربائية قد أخذت زمام المبادرة بالفعل بحلول ذلك الوقت، ولكن ربما ظهرت بدائل أخرى بحلول ذلك الوقت. ولماذا لا الوقود الاصطناعي؟ ولكن هل هي حقا صديقة للبيئة أكثر من السيارات الكهربائية؟
كما تعلم بالتأكيد، إذا كنت تتابع أخبار السيارات بجدية، في عام 2035، سيكون لدى الشركات المصنعةالحظر المفروض على بيع السيارات الحرارية الجديدة في أوروبا. وقد تم اعتماد النص من قبل البرلمان الأوروبي والمفوضية الأوروبية. من الواضح أن هذا التنظيم سيفيد صناعة النقل.سيارة كهربائية.
إذا كانت جميع الشركات المصنعة تقريبًا قد بدأت الآن في التحول إلى الطاقة، فإن البعض يطرح بشكل مشروع مسألة البدائل،مثل تويوتا. في الواقع، يبدو المستقبل موعودًا فقط للسيارة الكهربائية، والبدائل القليلة ذات المصداقية التي يبدو أنها ناشئة اليوم ليست ناضجة بما يكفي للنظر فيها على المدى القصير كخيار آخر للسيارات الكهربائية.
سيارة الهيدروجينعلى سبيل المثال، تحظى باهتمام العديد من الشركات المصنعة، ولكن في الوقت الحالي، يظل تطوير هذه التكنولوجيا سطحيًا للغاية، لا سيما بسبب تكاليف التطوير الأعلى بكثير من تكاليف السيارة الكهربائية والسلبيات التي تنتج عن ذلك.
ماذا لو كان البديل الحقيقي يمكن أن يأتي في نهاية المطاف من المحركات الحرارية؟ ومع أكثر من 100 عام من البحث والتطوير في هذه الصناعة، فإن المحرك الحراري محكوم عليه بالاختفاء في الوقت الحالي. على الأقل في أوروبا في البداية. ولكن إذا كانت التكنولوجيا قادرة على "إنقاذ" المحرك الحراري، فهل يتراجع البرلمان الأوروبي عن قراره؟ أو على الأقل، هل ستكيف قرارها لاستيعاب ما يمكن أن يكون بديلاً موثوقًا للسيارة الكهربائية بشكل أفضل؟
هذه التكنولوجيا،إنه وقود اصطناعي.(أو يُسمى أيضًا "الوقود الإلكتروني")، وهو وقود اصطناعي يتم إنتاجه من الماء بعد سلسلة من العمليات الكيميائية. وفي الأسابيع الأخيرة، قامت ألمانيا وإيطاليا، برفقة بورشه وفيراري خلف الكواليس،الضغط على الاتحاد الأوروبي. لدرجة أنه يمكن الترخيص بالوقود الاصطناعي بعد عام 2035. وهذا لا يعني نهاية محركات الاحتراق.
ما هو الوقود الاصطناعي؟
الوقود الإلكتروني، المعروف أيضًا باسم الوقود الكهربائي أو، ببساطة، الوقود الاصطناعي، هو وقود يتم إنتاجه بشكل صناعي من خلال استخدام تقنية "Power-to-X" من قاعدة مشتركة: الماء. من خلال عملية التحليل الكهربائي الكيميائية الناجمة عن استخدام الكهرباء المنتجة من مصادر متجددة (إذا لم يكن الأمر كذلك فلن تكون هناك فوائد بيئية)،ينقسم الماء إلى أكسجين وهيدروجين أخضر.
يتم دمج الهيدروجين، بفضل عملية فيشر تروبش (التي تتضمن اختزال أول أكسيد الكربون عن طريق التحفيز غير المتجانس بواسطة الهيدروجين لتحويله إلى هيدروكربونات) مع ثاني أكسيد الكربون2مأخوذة من البيئة أو مخزنة باستخدام تكنولوجيا احتجاز الكربون،ومن ثم يتم إنشاء غاز يتحول، اعتمادًا على عملية التخليق الكيميائي والتكرير اللاحق، إلى وقود إلكتروني. يتم إنتاج الوقود الإلكتروني بدون زيت أو كتلة حيوية، ولكن من ثاني أكسيد الكربون2والكهرباء منخفضة الكربون. سنرى ذلك أدناه، لكن فكرة الكهرباء منخفضة الكربون مهمة للغاية.
هل هو متوافق مع السيارة الحرارية ؟
الجواب هو نعم، وقد تكون خصائصها الكيميائية أعلى من خصائص الديزل الخالي من الرصاص اليوم. نظرًا لكون هذا الوقود اصطناعيًا، فيمكننا أن نضع فيه "ما نريده"، أيالعناصر التي تحترق بشكل مثالي في المحرك وبكفاءة جيدة في استخدام الطاقة.
على الجانب الآخر،الوقود الإلكتروني لا يقلل بأي شكل من الأشكال من انبعاثات العوادم الملوثة، مثل أكاسيد النيتروجين (NOx) أو الجسيمات. ولذلك فإن الاهتمام هو تقليل الانبعاثات الملوثة أثناء عملية التصنيع. على سبيل المثال، يمكن للوقود الاصطناعي أن يجعل النماذج الحرارية الحالية محايدة مناخيا تقريبا بفضل احتجاز ثاني أكسيد الكربون في المنبع.2,شركة2والتي سيتم استخدامها لاحقًا لإنتاج الوقود الاصطناعي مرة أخرى، والتي سيتم إطلاقها بعد ذلك في العادم، كما هو الحال في السيارات الحرارية الكلاسيكية. ثاني أكسيد الكربون الذي سيتم بعد ذلك احتجازه لإنتاج الوقود الإلكتروني مرة أخرى، وهكذا.
ولا تزال هذه التكنولوجيا بحاجة إلى أن تكون متاحة على نطاق واسع، وهو ما لم يحدث بعد.
ما هي شركات تصنيع السيارات التي تعمل هناك؟
هناك الكثير منها، وقد ظلوا يعملون عليها لفترة أطول مما يبدو منذ أن بدأ عملهم عندما بدأت أجراس الإنذار الأولى حول الحاجة إلى إزالة الكربون من قطاع النقل تدق قبل عشر سنوات. حتى قبل التحول الكهربائي المكلف، ولكنه ضروري،بدأ المصنعون في البحث عن تقنيات جديدة من المحتمل أن تقدم بديلاً قابلاً للتطبيق للمحركات الحرارية.
واليوم ظهرت عدة مشاريع لتطوير وإنتاج هذا الوقود الاصطناعي الصديق للبيئة. كان من أوائل الذين شرعوا في هذا الطريقأودي. تنتج الشركة الحلقية الوقود الاصطناعي في العديد من المصانع الأوروبية، ولا سيما في فرنسا، في مصنع يقع بالقرب من ريمس.ومع ذلك، تظل الكميات هامشية بما يكفي للأمل في الإنتاج الضخم.
أودي جزء من المجموعةفولكس فاجن، وعلامات تجارية أخرى بحثت في موضوع الوقود الاصطناعي.بورشهي واحدة من أكثر الشركات نشاطًا، وقد أطلقت مشروعًا تجريبيًا مع شركة Siemens Energy لبناء مصنع لإنتاج الوقود الاصطناعي في تشيلي، والذي من المتوقع أن ينتج ما يصل إلى 550 مليون لتر من الوقود بحلول عام 2026. وكخطوة أولى، سيتم استخدام هذا الوقود فقط يُستخدم لتشغيل كؤوس بورشه 911 جي تي 3 في كأس السوبر، وهي واحدة من العديد من البطولات الفردية التي تنظمها الشركة المصنعة.
ما هي الصناعات الأخرى المهتمة؟
بالإضافة إلى محركاتنا الحرارية، يمكن أن يكون الوقود الاصطناعي أيضًا حلاً مستدامًا للقطاعات التي ليس لديها بدائل أخرى لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.2. التنقل الثقيل والمسافات الطويلة (البرية، البحرية، الجوية) على سبيل المثال،تواجه مشاكل في إزالة الكربون وستتطلب الكهرباء ما بين 10 إلى 20 عامًا لتكييف محركاتها والبنية التحتية للشحن. وينطبق الشيء نفسه على الهيدروجين، الذي سيستغرق عدة عقود قبل أن يصبح ديمقراطيا، أو لا يصبح، في هذه الصناعات.
هنا مرة أخرى، يبدو الوقود الاصطناعي كما هوحل انتقالي لا يهدف إلى التنافس مع الكهرباء أو الهيدروجينولكن اقتراح حل مستدام منخفض الكربون للقطاعات التي لن تكون قادرة على اعتماد استراتيجيات أخرى لإزالة الكربون على المدى القصير والمتوسط.
ومن المؤكد أن المثال الأكثر أهمية هو قطاع الطيران. ولا يوجد لدى هذه الصناعة سوى عدد قليل جدًا من البدائل للكيروسين، خاصة في طائرات الرحلات الطويلة. الكهرباء أو الهيدروجين ليست بدائل ممكنة بعد لهذا النوع من الاستخدام. وستتطلب هذه الطاقات إدخال تعديلات كبيرة على البنية التحتية لتوصيل الطاقة بالكامل، وتصميم الخزانات، وحتى الطائرات بالمعنى الأوسع للمصطلح.
وفي حالة الكهرباء، تكون كمية الطاقة المخزنة في الخزان أقل من الكيروسين بسبب انخفاض كثافة الطاقة. وبالتالي، من أجل قطع نفس المسافة، تشغل خزانات الطاقة، وهي البطاريات في هذه الحالة، حجمًا أكبر بثلاث إلى أربع مرات على الأقل من خزانات الكيروسين.
مع الوقود الاصطناعي، في هذه الحالة الكيروسين الاصطناعي، فإن هذا يجعل الأمور أسهل عمومًا نظرًا لأن الجزيء هو نفسه،ولكن أنتجت بشكل مختلف. ونتيجة لذلك، ليست هناك حاجة لتغيير أساطيل طائرات المسافات الطويلة.
ما هي مزايا الوقود الاصطناعي
المياه وثاني أكسيد الكربون2هي المصادر الوحيدة للمواد اللازمة لإنتاج الوقود الاصطناعي بخلاف النفط ومشتقاته الأحفورية التي تحتوي على شوائب كبيرة في الكبريت والنيتروجين والتي يجب التخلص منها أثناء التكرير.
في الواقع، هناك بالفعل CO2تستخدم للتوليف، ويمكن أن تكون من أصول مختلفة (أحفوري أو بيولوجي أو جوي)، ولكنيتميز الوقود الاصطناعي ببصمة كربونية منخفضة على مدار دورة التصنيع بأكملها بنسبة لا تقل عن 70% مقارنة بالوقود البترولي.
وبما أن هذه يمكن أن تحل محل الوقود البترولي مباشرة،ولذلك فهو بديل جدي وفعال للحد من انبعاثات وسائل النقل. لا يستخدم الوقود الاصطناعي الموارد الأحفورية مثل الغاز أو النفط ويستفيد من نفس الصفات من حيث الطاقة.
ما هي عيوب الوقود الاصطناعي
ومن ناحية أخرى، فإن إنتاج هذا الوقود الاصطناعي يتطلب طاقة. الوقود الإلكتروني، المنتج من ثاني أكسيد الكربون2، سيطلب بقوة إنتاج كهرباء منخفضة الكربون لتصنيع الهيدروجين أو التحليل الكهربائي لثاني أكسيد الكربون2. في السياق الحالي حيث هو مطلوب منه القيام بهتوفير الطاقةومن الممكن إبطاء تطوير الوقود الاصطناعي، من أجل تفضيل تكنولوجيات أكثر ديمقراطية وتقدما مثل السيارة الكهربائية.
ولذلك يجب التخطيط لهذه الاحتياجات وتوقعها. والخبر السار هو أن فرنسا من الطلاب الجيدين في هذا المجال، حتى أنها أصبحت واحدة من الدول الرائدة. لماذا ؟ لأن كثافة الكربون في الوقود الاصطناعي تعتمد بشكل كبير على الكهرباء. وكما تعلمون بالتأكيد، فإن الكهرباء لدينا في فرنسا هي واحدة من أكثر الكهرباء الخالية من الكربون.
هل الوقود الاصطناعي صديق للبيئة؟
وسيكون التأثير معاكسا تماما في ألمانيا على سبيل المثال، حيث لا تزال محطات الطاقة التي تعمل بالفحم منتشرة في البلاد.إن إنتاج الوقود الإلكتروني باستخدام الكهرباء من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم لن يكون له فائدة بيئية كبيرةخاصة وأن كمية الطاقة اللازمة لإنتاج لتر من الوقود الإلكتروني كبيرة، وهي في هذه الحالة 20 كيلوواط ساعة.
20 كيلووات في الساعة هو استهلاك سيارة كهربائية بسرعة 130 كم/ساعة لمسافة 100 كم تقريبًا. من خلال إجراء حساب سريع، نلاحظ أنه حتى لو كان لإنتاج الوقود الاصطناعي تأثير بيئي أقل مقارنة بالوقود التقليدي، بالنسبة للسيارة الحرارية التي تستهلك على سبيل المثال 6.0 لتر/100 كم، فسوف يستغرق تصنيعها 120 كيلووات في الساعة. 6 لترات من الوقود الإلكتروني، أي.استهلاك الكهرباء أعلى بخمس مرات من استهلاك السيارة الكهربائية لقطع نفس المسافة.
وهذا ما يؤكده كابجيميني لوسائل الإعلامأخبار السيارات. ووفقا له، تبلغ الكفاءة الإجمالية للسيارة الكهربائية حوالي 75%، مقارنة بـ 10 إلى 15% للسيارة التي تعمل بالوقود الإلكتروني. أو ارتفاع استهلاك الطاقة، على حساب الوقود الاصطناعي.
أعلاه، قدمنا لك مثالا على ذلكبورشالتي اختارت إنشاء مصنعها التجريبي لتصنيع الوقود الإلكتروني في تشيلي. لماذا شيلي؟ لأنها منطقة عاصفة بشكل خاص وتوربينات الرياح هناك توفر 3.5 أضعاف الكهرباء مما لو كانت موجودة في ألمانيا. كما يمكن تجنب ضياع هذه الطاقة، لأن الكثافة السكانية المنخفضة القريبة لا تسمح باستخدامها بشكل مباشر.
ومع ذلك، لا يزال هناك عيب واحد:نقل الوقود إلى أوروبا مما يقوض الطبيعة الفاضلة للمعادلة. ولذلك نعود إلى الفصل أعلاه، حيث سيكون للوقود الاصطناعي، على المدى الطويل، مصداقية أكبر بالتأكيد للنقل البحري أو الجوي، وهما قطاعان حيث يبدو من غير المحتمل توفير الكهرباء اليوم على المدى القصير والمتوسط. ولكن هناك شيء واحد يبدو مؤكدًا، في الوضع الحالي، إذا لم تنخفض موارد الكهرباء اللازمة لتصنيع الوقود الإلكتروني،ليس هناك أي معنى حقيقي في تفضيل الوقود الاصطناعي على السيارات الكهربائية.
خاصة وأن سعر الوقود الاصطناعي سيكون بالتأكيد باهظ الثمن للغاية، بسبب إنتاجه المعقد للغاية والمكلف للغاية. وتتوقع بعض التقديرات أن يصل سعر البنزين إلى ضعف سعر البنزين. دون أن ننسى أنها ستستمر في التلوث، لا سيما من خلال إطلاق أكاسيد النيتروجين والجسيمات الدقيقة الأخرى.
كما يتبين في الرسم البياني أعلاه، فيما يتعلق بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون،دراسة حديثة لالنقل والبيئةويخلص إلى أن السيارة الكهربائية تنبعث منها كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون، طوال دورة حياتها بأكملها، مقارنة بنظيرتها الحرارية. حتى لو كان يعمل بالوقود الاصطناعي المصنوع من الكهرباء "النظيفة" (الطاقة الشمسية وطاقة الرياح).
مأزق آخر للوقود الاصطناعي: طاقته الإنتاجية المنخفضة للغاية المتاحة بحلول عام 2035. كما هو مبينالنقل والبيئةواستناداً إلى توقعات الصناعة، فإن إنتاج الوقود الاصطناعي في عام 2035 يكفي لدفع... 2% من أسطول السيارات! ويرتفع هذا الرقم إلى 3% إذا أخذنا بعين الاعتبارالسيارات الهجينة، منذوهم من سيتأثرون بهذا النوع من الوقود.
وأخيرا، ماذا بقي بالنسبة للوقود الاصطناعي؟ ليس كثيرًا، باستثناء السماح للمصنعين بمواصلة تقديم المحركات الحرارية.
هل تريد العثور على أفضل مقالات Frandroid على أخبار Google؟ يمكنك المتابعةفراندرويد على أخبار جوجلبنقرة واحدة.
