E-fuels: 使用空氣、水、綠電製成的燃料

保時捷正全力研發此款未來燃料

E-fuels 是一種合成的液體燃料。此種燃料採用水 (H2OO) 與二氧化碳 (CO2) 製成。製造過程所需的電力則是透過再生能源取得 (太陽能與風力)。保時捷正全力研究此種燃料,燃油引擎若採用此燃料就能達到真正的碳中和,因為排出的 CO2 與先前從空氣擷取的 CO2 量是相同的,這便是所謂的封閉循環。

E-fuels 可立即減少 CO2 排放, 因為此種燃料可取代石化燃料。考量到取得的可能性,e-fuels 一開始也能先混入傳統燃料中使用,而且現有設施儲存就能儲存這種燃料。此外,在特定可發展綠能地區所產生的能源皆可被儲存在 e-fuels 中再被運送至各處。

如此一來,e-fuels 不但能降低 CO2 排放量,同時也符合保時捷追求的駕馭策略: 中期而言仍會提供三種動力系統編成。除電動車型,還有令人熱血沸騰的燃油車款與零排放的插電式混和動力車型。e-fuels 將顯著減少燃油車與插電式混和動力車款的碳足跡。

原料: 水與二氧化碳

E-fuels 僅需水與二氧化碳兩樣原料就能生產。製造所需的氫氣是透過將水電解後取得。為此,我們只要將電流導入水中,我們就能從負極 (陰極) 得到水中的氫,此過程的能源效率為 70%。為保護飲用水水源並保有永續性,氫氣生產廠的地點會選擇靠海地區並使用淡化海水做為原料。生產時每產出一公升的產品會需要兩公升的水。

二氧化碳使用直接空氣捕獲技術取得,大型風扇會將空氣送入濾心並捕捉二氧化碳。因製程所需,濾心經過特殊材料處理,能將 CO2 分離再進行加工。上述的這些廠房在加拿大與瑞士都已經準備好開始運作了。減少並回收空氣中的 CO2 在未來的環保科技中將佔有一席之地,因此必需盡快將這項技術工業化並使其能符合經濟效益。

風力與太陽能充足的地區產生的綠電可用於生產當地的 e-fuels

經濟與生態層面適合風力及太陽能發電的地區主要為濱海地區,因為該處有充足的風與陽光。這樣的地點有摩洛哥、阿拉伯聯合大公國、南非、智利與澳洲,這些地區的預估發電量比中歐所有的發電廠生產的還高,然而電力經長距離傳輸會造成嚴重損失而且費用高昂,所以在再生能源充足的地區生產 e-fuels 才是最好的選擇。只要將風力電場與太陽能電場直接與化學工廠整合就能生產 e-fuels。如此一來就不需要昂貴又複雜的電力傳送工程,潛在獲利可增加四倍,此外,還能充分發揮液體燃料儲存容易且運輸方便的優勢。只需透過管線或船隻就能將此種環保燃料運送至全世界。但是中歐的狀況較為不同,不論是風力或太陽能產生的能量若以電力型態儲存,利用效率較高。透過電線傳輸或是電池儲存會比轉換成 e-fuels 的效率還高。根據能源產地與需能源地區的距離遠近,我們有許多不同的方法。

從 e-methanol 到適合全球使用的低排放燃料

要生產 e-fuels 得先使用氫氣與 CO2製造 e-methanol。此步驟需多道程序,而且部份產出需當作催化劑。e-methanol 可用於全球多個工業領域中,可替代用原油或天然氣製造的甲醇。E-methanol 再經過一道合成工序就能製成 e-fuel (e-petrol),那就是 MTG (甲醇轉換汽油) 程序。經過此道精煉程序,該燃料的辛烷值就能相當於無鉛汽油,可用於傳統汽油引擎。

若 e-fuels 僅需再生能源就能製造, 燃油車與插電式混合動力車款的 CO2 排放將能顯著減少。此種燃料可適用於所有車輛。考量到取得的可能性,一開始可先與傳統燃料混用,未來再全面使用 e-fuel ,而且可直接運用現有的儲存及分送設施。合成 e-fuels 讓減少排放與增加效率變得可能。舉例來說,與石化燃料相比,e-fuels 幾乎不會產生的污染與懸浮微粒因為其成分中不含汙染物,而且燃燒的更徹底。這也代表只要使用 e-fuels,現行所有燃油引擎產生的懸浮微粒就會大幅減少。