1. خانه
  2. اخبار خودرو
  3. فن آوری، تکنولوژی و مقایسه
  4. سوخت‌های سنتزی، کورسوی امیدی برای زنده نگه داشتن موتورهای احتراق داخلی

آخرین اخبار


سوخت‌های سنتزی، کورسوی امیدی برای زنده نگه داشتن موتورهای احتراق داخلی

28 اسفند 1400
  • 0
  • 598

کسانی که از به حاشیه رفتن تدریجی خودروهای احتراقی غمگینند، به سوخت های دست ساز یا سنتزی (Synthetic) دل بسته اند تا شاید ناجی موتورهای احتراق داخلی باشند. سوخت‌های دست ساز/مصنوعی (که گاهی اوقات eFuel یا synfuel نیز نامیده می‌شوند) به دلیل مزایای زیست‌محیطی و همچنین این واقعیت که خودروهای بنزینی فعلی می‌توانند از این سوخت بدون نیاز به هیچ گونه تغییری استفاده کنند، به عنوان پله بعدی در راه آینده حمل‌ونقل پایدار معرفی می‌شوند.

این راه حل پیشنهادی برای کنترل بحران جهانی آب و هوا، گزینه جذاب و متفاوتی در رقابت با وسایل نقلیه الکتریکی (EV) است، که اکنون مورد توجه بیشتری است و البته از طرف دیگر فعلا معایبی چون نیاز به سرمایه گذاری گسترده در زیرساخت های شارژ و همچنین زمان طولانی لازم برای شارژ خودروها دارد.

 

تولید سوخت جایگزین در حال رشد است و این در حالی است که تولیدکنندگان خودروی بیشتری در حال بررسی استفاده از این فناوری در ناوگان خودروهای موتور احتراقی موجود خود هستند.

اما در حالی که وسایل نقلیه الکتریکی این توانایی را دارند که کاملاً عاری از کربن باشند، سوخت های دست ساز هنوز نمی تواند چنین ادعایی داشته باشند. به گفته دکتر فرانک اشتفن والیسر، قائم مقام پورشه، برآوردها نشان می دهد که سوخت های مصنوعی می توانند انتشار کربن را تا 85 درصد کاهش دهند. با اینکه انتشار کربن آنها صفر نیست، اما این عدد نویدبخش یک پیشرفت بزرگ نسبت به وضعیت فعلی است.

حال سوالی که پیش می آید این است که: آیا همه اینها به این معنی است که این احتمال وجود دارد که شما مجبور نباشید خودروی بنزینی خود را در سال های آینده رها کنید؟

پاسخ خیلی امیدوار کننده نیست!

اول از همه، سوخت‌های دست ساز، سوخت‌های مایعی هستند که اساساً خواصی مشابه سوخت‌های فسیلی دارند، اما به‌طور مصنوعی و با روشی سازگار با محیط زیست تولید می‌شوند. این سوخت ها نیز از زنجیره‌ای از مولکول‌های هیدروکربنی مختلف تشکیل شده‌اند، سنگ بنایی که برای ساخت هر نوع سوخت فسیلی مانند بنزین یا گازوئیل مورد نیاز است. تفاوت اصلی در نحوه ساخت آنها نهفته است.

سوخت‌های فسیلی با تحت فشار قرار گرفتن مواد آلی در زیر زمین و در طول میلیون‌ها سال ایجاد می‌شوند، در حالی که سوخت‌های مصنوعی با تقلید از این فرآیندها و با استفاده از منابع تجدیدپذیر ساخته می‌شوند.

اگرچه سوزاندن سوخت های سنتزی باعث انتشار کربن می شود، اما بخشی از آن کربن هم برای تولید سوخت مصنوعی، دوباره از هوا جمع آوری می شود. آنچه بسیار مهم است این واقعیت است که این فرآیندها مقادیر زیادی الکتریسیته مصرف می کنند تا اطمینان حاصل شود که به روشی بدون کربن (یا با کربن نزدیک به صفر) انجام می شوند. البته تامین این مقدار انرژی دشوار است.

اما اجازه بدهید در ادامه اندکی بیشتر در مورد این سوخت ها توضیح بدهیم.

سوخت‌های مصنوعی را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلفی ساخت، اما در بیشتر موارد فرآیند با تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن از طریق فرآیندی به نام الکترولیز شروع می شود. سپس این هیدروژن با دی اکسید کربنی که از اتمسفر گرفته می شود ترکیب می شود تا متانول ساخته شود و در مرحله بعد این متانول می تواند به بنزین خام مصنوعی تبدیل شود. در نهایت این بنزین خام را می توان به بنزینی مطابق با استانداردها تبدیل کرد که قابل سوختن در موتورهای احتراقی بنزینی بدون نیاز به ایجاد تغییرات پرهزینه است.

eFuels.webp

موتورهای احتراقی با سوخت بنزینی در بسیاری از وسایل نقلیه از هواپیما ها و کشتی ها گرفته تا موتور کامیون ها استفاده می شوند. تحویل سوخت‌های مصنوعی نیز دشوار نیست و جایگاه‌های سوخت برای تطبیق با سوخت جدید به تعمیرات اساسی نیاز ندارند، و این مزیتی است که این نوع سوخت در مقایسه با سوخت هیدروژنی یا الکتریسیته مورد نیاز برای خودروهای الکتریکی دارد.

یک نمونه واقعی از اقبال به این سوخت ها، پورشه و زیمنس هستند که به تازگی مبالغ هنگفتی را در کارخانه جدید تولید سوخت های مصنوعی در استان ماگایانِز (Magallanes) در جنوب شیلی سرمایه گذاری کرده اند. محل این کارخانه به دلیل شرایط مناسب باد منطقه انتخاب شده است. منبعی طبیعی که نیروگاه کارخانه برای تولید سوخت خود استفاده می کند.

پورشه این فناوری را به عنوان یکی از بال های رشد خود کنار بال دیگر یعنی وسایل نقلیه الکتریکی می بیند و انتظار دارد بتواند از آن برای تامین انرژی ناوگان خودروهای کلاسیک و وسایل نقلیه باری خود استفاده کند.

این سازنده آلمانی در حال حاضر از eFuel برای تامین انرژی خودروی پورشه سوپرکاپ موتور اسپورت خود در اروپا استفاده می کند، اما به تازگی این فناوری را در پورشه 718 کیمن GT4 RS 2022 نیز با موفقیت آزمایش و آماده به استفاده کرده است.

خودروسازانی مانند مزدا نیز در بررسی امکان استفاده از سوخت‌های مصنوعی شریک هستند و آن را یکی از راه‌های تقویت خودروهای پرطرفدار خود مانند خودروی اسپرت MX-5 می‌دانند.

همه اینها یک چشم انداز امیدوارکننده را تصویر می کند، اگرچه به نظر می رسد که بیش از حد خوشبینانه است و سخت است که رنگ واقعیت به خود بگیرد. دلایل زیادی برای این تردید وجود دارد، اما مهمترین آنها علامت سوال در مورد تولید و چگونگی عرضه برای پاسخگویی به تقاضا است.

برای مثال پورشه با استفاده از تاسیسات هارو اونی (Haru Oni)، در مسیر تولید 130,000 لیتر eFuel برای سال 2022 است که خودروهای پورشه به طور کامل از آن استفاده خواهند کرد. سپس این رقم تا سال 2024 به 55 میلیون لیتر و در نهایت تا سال 2026 به بیش از نیم میلیارد لیتر افزایش پیدا خواهد کرد.

haruoni_site.webp

تاسیسات هارو اونی در شیلی

این رقم آخر بسیار زیاد به نظر می رسد، اما وقتی در نظر بگیرید که ایالات متحده به تنهایی 467 میلیارد لیتر سوخت فسیلی را در سال 2020 مصرف کرده است، اعداد پورشه در مقایسه با آنها رنگ می بازد. البته این تنها کارخانه تولید سوخت مصنوعی نیست، اما با این حال تولید این نوع سوخت محدودیت های خود را دارد.

به جز آن، حداقل در ابتدا، هزینه تولید سوخت های مصنوعی بسیار بالاست. پورشه تخمین می زند که سوختی که در حال توسعه آن است، 10 دلار در هر لیتر قیمت داشته باشد. این بدان معناست که پر کردن یک مخزن 50 لیتری برای سوخت گیری نزدیک به 700 دلار هزینه دارد.

کارشناسان می گویند که هزینه تولید هر لیتر بین 4.50 تا 7.50 دلار خواهد بود، و با وجود اینکه که هزینه‌ها با مقیاس‌پذیری تولید کاهش می‌یابد، به نظر می رسد قیمت این سوخت نسبت به سایر انواع حامل های انرژی همچنان بالاتر خواهد بود.

تا زمانی که سوخت‌های مصنوعی بتوانند بر سر برابری قیمت با سوخت‌های فسیلی رقابت کنند، دیگر شاید دیر شده باشد. مشکل دیگر، ضرورت رقابت سوخت‌های مصنوعی نه تنها با سوخت‌های فسیلی، بلکه با خودروهای الکتریکی است. هزینه انرژی خودروهای برقی اغلب کمتر از بنزین است و حتی در صورت استفاده از انرژی خورشیدی می‌توانند رایگان هم باشند.

این نوع سوخت ها در ابتدای راه هستند، با وجود اینکه از دهه‌ها قبل وجود داشته‌اند. پیشرفت‌های احتمالی در فناوری تولید سوخت‌های مصنوعی می‌تواند مشکلات بسیاری را برطرف کند و در صورت وقوع، اتفاقی جذاب است. اما در حال حاضر، تصور این که در پمپ بنزین محلی شما این سوخت ها ارائه شود کماکان دشوار است و تا آن زمان این نوع سوخت ها منحصر به کاربردهای خاص خواهند بود.

با همه این اوصاف، وسایل نقلیه الکتریکی در حال پیشرو هستند و می‌توانند با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به حرکت درآیند. اگرچه این خودروها اغلب گرانتر از انواع احتراقی هستند، اما به نظر می رسد که پرچمداران حرکت رو به آینده اند.

منبع درایو



نظرات