eFuels 如何真正推動永續發展?

透過可再生的合成燃料,內燃機有潛力實現碳中和——前提是 eFuels 由可再生能源製造。

   

理想的條件:

理想的條件:

風幾乎一年四季不間斷地掠過這片智利南部貧瘠的土地。保時捷將從中獲得再生能源,用於生產合成燃料。

地球蘊藏豐富能源,其中,陽光和風都是取之不盡的資源之一,至少從全球的角度來看是如此。但在各別地區則不盡然,風力或陽光不足的地域無法完全藉由這些資源以滿足其能源需求,或者最多只能滿足部分需求。例如在德國,風力發電機組每年平均只有約 66 天能夠滿載運行。根據德國聯邦網路局的資料,風力發電量占 2022 年用電量的 25.9%。

這類可再生能源在電動車的發展中是相當重要的一環,然而,目前全球仍有約 13 億輛使用內燃機的燃油車,在未來數年內仍會是馬路上主要使用車型。若要做到環境友善,我們就需要其他解決方案,例如可達成氣候中和的合成燃料,即所謂的 eFuels。現階段,保時捷正致力於此──在南美洲打造了全新的 eFuels 生產設施。

隨時可以投入使用:

隨時可以投入使用:

位於智利蓬塔阿雷納斯的哈魯奧尼 (Haru Oni) 生產廠,預計在試驗階段每年生產約 13 萬公升 eFuels。

巴塔哥尼亞 (Patagonia) 試點專案

蓬塔阿雷納斯 (Punta Arenas) 位於智利最南部的巴塔哥尼亞地區。這座世界最南端的大城市,人口約 13 萬,被認為是麥哲倫海峽西岸最重要的貿易中心。這座城市還有一個特色:一年四季風頭強勁。這裡的強風幾乎總從同一方向吹襲,一路無阻地席捲著荒蕪土地。風力如此強勁,可以形塑樹型有如旗幟一般,當地人稱這些樹為「旗幟樹」(Flagtrees),但當地未能善用如此強勁風力。在這裡,風力發電機一年中能有 270 天可以最高效能運作。保時捷希望與國際合作夥伴一起開發這風力寶藏,並為此收購了智利公司 Highly Innovative Fuels (HIF) 11.6% 的股份。保時捷最終的目的是利用這裡的風力來生產合成燃料。蓬塔阿雷納斯附近的生產廠已於 2022 年 12 月落成,命名為哈魯奧尼 (Haru Oni),這是當地的方言,意為「風的土地」。在目前的試驗階段,保時捷即已計畫每年生產 13 萬公升 eFuels。

循環:
在製造過程中,二氧化碳 (CO₂) 被直接從環境空氣中過濾出來。 成品燃料僅由二氧化碳和水組成,可以如以往使用於一般加油站。

來自空氣和水的燃料

有能夠永續供應的綠色電力相當重要,是因為生產 eFuels 的第一步是電解水以生產氫氣,水分子 (H₂O) 由兩個氫原子 (H) 與一個氧原子 (O) 組成,是非常穩定的結構,需要大量能源來拆解。而巴塔哥尼亞的強風正好能提供這種取之不盡、用之不竭的能源轉作電力,也因此在那裡能夠以永續且實惠的方式生產氫氣。在巴塔哥尼亞這樣能源有限的地區,所產生的電力也必須能夠直接使用以取得最大效益。

除了氫氣,eFuels 的生產還需一要素:二氧化碳 (CO₂)。這是一種溫室氣體,當它在大氣中密度過高時,便會加速全球暖化。二氧化碳可直接從環境空氣中截取,空氣流經一個類似於汽車觸媒轉化器的陶瓷過濾設備,流通道內並沒有裝載貴金屬,而是裝載了一種能與二氧化碳分子結合的化學物質。一旦二氧化碳採集區域充滿後,過濾設備就會被密封、抽真空,然後加熱。加熱後,二氧化碳會再度釋出,最終被吸取到儲存槽裡。如果看具體數字的話,一公升 eFuels 的氫氣是從 3 公升的淡化海水中提取,而一公升的二氧化碳是從 6,000 立方公尺的空氣中提取。

eFuels 的前製和使用

接著是結合氫氣和二氧化碳,如此便能生產甲醇。甲醇比較容易儲存、運輸,且耐老化。現代船用引擎不少是使用甲醇,但為了讓汽車也能使用甲醇,就必須進行進一步加工,並在最終合成中加入額外的碳化合物,讓甲醇變為「汽油」。最終產品是汽油和柴油的替代品──eFuels。後者將會被混合到傳統以礦物油為基礎的燃料中,隨著 eFuels 在傳統燃料中占比的增加,其所造成的污染也將隨之減少。


願景

十年內, 蓬塔阿雷納斯的產量預計將增長到每年 5.5 億公升 eFuels。

由此,在智利生產的燃油原料除了空氣和水之外,並不需要什麼其他物質。這種燃料可以運往全世界的加油站點。此外,還有一點十分重要:所有內燃機都可以使用 eFuels 燃料,無論是傳統汽車,還是高性能賽車。一旦這種燃料的使用達到一定程度,其在燃燒過程中排放的二氧化碳就會與生產過程中從環境空氣中所提取的二氧化碳相當,由此達到封閉式碳循環。直至眼前這個十年的中期,蓬塔阿雷納斯的年產量預計將增長到 5,500 萬公升 eFuels。兩年後,其產能將達到 5.5 億公升,且還將進一步擴大。這相當於德國乘用車燃料需求的 1.2%。毫無疑問,這將是一個具有巨大潛力的開端。

Heike Hientzsch
Heike Hientzsch