Электромобили (EV) считаются более экологически чистым видом транспорта из-за отсутствия выхлопных газов. Вытеснят ли они авто с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) – вопрос открытый и явно не ближайшего будущего. Ну а пока бензиновые и дизельные машины по-прежнему доминируют на дорогах, загрязняя воздух. Однако и их можно сделать «зелеными» при использовании синтетического, или так называемого электротоплива – е-fuels. Это не радикальное решение, но приемлемый компромисс, пишет журнал «Профиль«.
Что ждет «грязные» авто
Всего в мире зарегистрировано, по разным оценкам, около 1,5 млрд автомобилей. Продажи новых приближаются к 100 млн единиц в год. Львиная доля – с двигателями внутреннего сгорания, включая все виды топлива на основе углеводородов (бензин, дизель, метан, пропан-бутановая смесь).
Электромобилей в 2024-м было продано 17,1 млн единиц, подсчитали в исследовательской компании Rho Motion. Вроде бы много, но на самом деле доля их невелика и составляет примерно 11,3%. Или 20% – так полагает Международное энергетическое агентство (МЭА), относя к сегменту EV и гибридные автомобили. Потребителей по-прежнему удерживают от покупки цена и недостаточно развитая зарядная инфраструктура. Впрочем, EV дешевеют, а количество зарядок увеличивается, в том числе и быстрых, хотя они еще не достигли широты покрытия, сопоставимого с сетями АЗС.
По прогнозам МЭА, к концу десятилетия доля EV в мире может составить больше четверти. С 2035-го страны Евросоюза собираются прекратить продажи авто с ДВС, ограничения стартуют уже с этого года. Речь идет именно о новых машинах. Ранее выпущенные продолжат колесить по автодорогам, выбрасывая в атмосферу углекислый газ (CO2), оксид азота (NO), а дизельные – еще и сажу. Как снизить вред? Вариантов два: искусственно ограничить использование или перевести на более чистое топливо.
Отказаться от бензиновых и дизельных авто еще долго не получится – это невозможно ни экономически, ни технически. Изъять у собственников (частных лиц, транспортных компаний, таксопарков) и насильно отправить в утилизацию – мера маловероятная. Что же будет через десяток лет с миллиардом традиционных авто, еще способных ездить? Ведь даже в США, самой автомобилизированной стране, средний возраст машин с ДВС – 11 лет. В России он составляет 15,5 года, подсчитал «Автостат». Рекордсменом является Куба – 38 лет. Это в среднем, встречаются там и «копейки» 1970-х, и «форды» 1950-х.
Сокращение производства бензиновых и дизельных авто, даже если пойдет с замедлением, не приведет к их исчезновению ни через 10, ни через 20 лет. Машины с ДВС останутся и будут конкурировать с EV. «Чистыми» их могут сделать новые виды топлива, которые не потребуют ни радикального изменения конструкции авто, ни переоборудования топливной системы. Речь о e-fuels, или электротопливе.
«E» как знак новизны
Буква «е» (английская) стала маркером всего электронного, от e-mail до e-commerce. Входит в обиход и слово e-fuels. Уже говорят про e-бензин, e-дизель и e-керосин. «Е» в данном случае – удачный маркетинговый ход: это воспринимается как символ чего-то передового и высокотехнологичного. В отношении топлив такая маркировка применяется впервые. Е-топливо можно будет смешивать с традиционным, производить на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), хранить в резервуарах на существующих базах и распространять в розницу через сети АЗС.
Это еще одна e-революция, которая пока только готовится. ДВС станут чище только за счет смены топлива – технических сложностей здесь нет, допоборудования не требуется. Если для электромобилей нужно строить зарядные станции или устанавливать дома их версии, то для потребителей е-топлива ничего не изменится. Для поставщиков тоже: e-fuels можно возить в обычных топливных цистернах и танкерах-нефтепродуктовозах, сливать в давно готовые хранилища и продавать на заправках. Это лишь часть преимуществ. Важнее то, что e-топливо за раз «убивает двух зайцев» – и снижает выбросы двигателей, и потребляет углекислый газ, произведенный другими, не транспортными отраслями.
СО2 плюс водород
Что же такое е-fuels? Это класс синтетических топлив из CO2 и водорода. Водород получают методом электролиза из воды с помощью большого количества энергии. Самый чистый – «зеленый», с использованием ВИЭ, но вполне годится и «желтый» (на энергии от АЭС), и два других, на основе риформинга метана: «голубой» (с улавливанием и захоронением CO2) или «серый» (без его нейтрализации).
Производство е-топлива – еще одна сфера применения водорода, которой все энергетические аналитики прочат большое будущее. Что касается CO2, то этот газ «назначили» главным виновником глобального потепления (хотя по факту опаснее метан). Инженерная мысль находит различные способы утилизации углекислого газа, но его можно превратить в сырье для новых продуктов.
При температуре 200–300ºС и давлении 20–50 бар в присутствии катализаторов CO2 и водород превращаются в топливо. Процесс называют «энергия в жидкость» (power-to-liquid). Пока из-за большой энергоемкости это дорогая технология. Но и солнечная, и ветроэнергетика, которые давно стали не только самоокупаемыми, но и прибыльными, поначалу не рассматривались как бизнес и требовали субсидий.
E-fuels тоже дают выбросы парниковых газов, но по сравнению с традиционными моторными топливами их меньше примерно на 85%, по оценке МЭА. Это превращает транспорт, работающий на е-топливе, в почти углеродно-нейтральный. Ключевое слово тут «почти», поскольку процесс горения неизбежно приводит к выбросам CO2, а от выбросов твердых частиц, равно как и оксидов азота, новое топливо не избавляет полностью. Таким образом, авто на е-топливе лишь приближаются по чистоте к EV, однако дают возможность продолжать использовать ДВС с меньшей нагрузкой на природу и климат.
В режиме эксперимента
Интерес к e-fuels со стороны топливных компаний уже есть. МЭА насчитало более 200 проектов по их производству. Наибольшая часть находится на ранних этапах – Pre-FEED (предварительные расчеты, обосновывающие техническую и экономическую возможность осуществления проекта), либо FEED (разработка предпроектной документации). Но ключевой этап реализации любого проекта – FID (финальное инвестиционное решение), а до него еще далеко.
Тормозят развитие новой отрасли два момента: высокая стоимость оборудования и большие операционные затраты на энергию. Однако главный сдерживающий фактор заключается в том, что рынок для e-fuels пока не сформировался, а значит, производитель не может рассчитать рентабельность бизнеса через 3–5 лет и далее. Что будет на рынке новых топлив – непредсказуемо до тех пор, пока его не примет потребитель.
Сейчас e-топливо – эксперимент, а не реальность. По расчетам Немецкого энергетического агентства (Dena), его цена на АЗС через пять лет будет составлять от трех до пяти долларов за литр. Это большой разброс, но даже по нижней границе e-fuels дороже бензина и дизеля. Для сравнения: обычное топливо в ЕС стоит сейчас в среднем около двух долларов.
Еврокомиссия разработала нормативные документы, позволяющие не отказываться от авто с ДВС после 2035 года, но только в том случае, если они будут использовать не чистые бензин или дизель, а в смеси с е-fuels. Больше всех в этом разрешении заинтересованы даже не европейские владельцы традиционных авто, а автопроизводители. Им не придется полностью перестраивать производства, а главное, не надо менять конструкцию двигателей.
Стремление к нулю
Резерв для удешевления e-топлив – в масштабах их производства. Как будет на деле, судить рано. Новое топливо может дешеветь так же стремительно, как генерация с ВИЭ. Тогда это станет еще одним механизмом достижения миром его климатических целей.
Есть еще один плюс, неочевидный: е-fuels могут решить главную задачу глобальной энергетической трансформации – сложность в хранении и транспортировке возобновляемой энергии. Водород в чистом виде или в виде аммиака требуют большого давления и низких температур, для их транспортировки нужны дорогостоящие емкости. Логистика e-fuels обойдется дешевле: перевозить е-топливо можно при обычном атмосферном давлении и в привычном диапазоне температур.
Жидкое топливо легко хранить – в этом еще одно преимущество авто с ДВС перед EV. Электричество сохранить тоже можно, но накопители для него (литий-ионные аккумуляторы) дорогие и сложны в утилизации.
И все-таки главное, для чего задуманы новые топлива, – не заменить EV, а продлить жизнь авто с ДВС. Последних рано или поздно все равно ожидает судьба динозавров, но они будут долгие десятилетия сосуществовать и с электромобилями, и с машинами на водороде, и кто знает с какими еще их видами, которые наверняка появятся в ближайшие годы.
