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替代汽油和柴油的燃料

汽車 更新时间:2024-06-30 11:06:09

替代汽油和柴油的燃料(欲替代汽柴油合成燃料能為燃油車)1

替代汽油和柴油的燃料(欲替代汽柴油合成燃料能為燃油車)2

當前,全球汽車行業正在積極推進電動化轉型,但内燃機的退市并非一朝一夕。為了給内燃機汽車“續命”,大衆集團、博世、沙特阿美等車企、零部件廠商以及能源公司正在嘗試一種新的減排方案——合成燃料。近日,超豪華品牌法拉利公布了未來5年的戰略規劃,在大力研發電動汽車的同時,該公司仍将繼續開發混合動力驅動的内燃機汽車,以及“更加綠色”的合成燃料。

在受到車企追捧的同時,合成燃料也引來不少質疑聲。不久前,歐洲議會通過了2035年禁售燃油車的提案。在此之前,德國汽車工業協會曾大力呼籲對使用合成燃料的車輛給予豁免,但遭到否決,原因是歐洲議會認為合成燃料是一種“虛假的綠色解決方案”。

01 理論上全生命周期淨碳

合成燃料,也被稱為電子燃料,是一種液體燃料,類似于汽油或柴油等常見的碳氫化合物。與這些傳統燃料不同的是,合成燃料并非來自化石能源,而是人工制造,在技術上使用電解水生成的氫氣與大氣中的二氧化碳進行催化反應進而合成液體碳氫鍊燃料。而合成燃料燃燒時所産生的二氧化碳本質上是生産過程中捕獲的大氣中現有的二氧化碳,因此理論上在全生命周期内滿足淨碳要求。

此外,與汽油和柴油一樣,合成燃料具有能量密度高的特點,能夠滿足長途運輸的能源需求,且在長距離運輸或長時間儲存時幾乎不存在損耗,還可通過現有的加油站等網絡迅速補給。

當前,大衆集團旗下保時捷、大衆、蘭博基尼等品牌都在研發合成燃料技術。其中,保時捷尤為積極,與西門子能源、埃克森美孚等合作開發合成燃料。去年年初,保時捷首席執行官弗蘭克·沃利塞表示,希望2022年開始嘗試生産合成燃料,合成燃料可适配現有的發動機。去年9月,保時捷宣布與合作夥伴一道在智利南部建設世界上第一家零碳合成燃料工廠,預計該工廠今年将生産13萬升合成燃料,到2024年将年産能擴大到5500萬升。今年4月,保時捷宣布向合成燃料制造商HIF Global LLC投資7500萬美元,購買該公司約12.5%的股份。

蘭博基尼對合成燃料也很感興趣。6月初,蘭博基尼首席執行官史蒂芬·溫科爾曼對外透露,計劃2030年後在其産品陣容中新增2款由合成燃料驅動的混合動力超跑。他透露,技術人員目前正在研發合成燃料與生物燃料,探索多種減排方式,而不是全面轉向純電動汽車。

德國零部件巨頭博世集團也是合成燃料的擁趸。博世一直堅持技術中立原則,該公司曾在一份聲明中稱:“依靠可再生電力驅動,電動汽車可以實現碳中和;如果柴油車和汽油車使用合成燃料驅動,也能夠實現碳中和。”博世方面認為,到2030年,世界上大部分新車仍将是内燃機汽車,為此博世推出了高效發動機、電動汽車技術等多元化的動力總成解決方案。與此同時,目前仍在路上行駛的内燃機汽車同樣也需要減排,而使用可再生合成燃料可以幫助它們實現這一目标。

02 未獲得歐盟“禁燃”豁免

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在歐洲,德國可以說是推動合成燃料發展最積極的國家之一。德國就對前不久歐洲議會通過的“禁燃”提案表示強烈反對,理由是合成燃料可以替代内燃機汽車所使用的化石燃料。德國汽車工業協會希望在“禁燃令”中,為合成燃料提供豁免。德國交通部長福爾克·維辛曾表示:“未來不能隻依賴純電動或氫能源動力出行,我們需要在技術上保持中立。尤其是考慮到目前新能源汽車并不能完美替代傳統内燃機汽車,所以應該在碳中和問題上考慮更多可能性。”

不過,德國的提議遭到了歐洲議會的否決,歐洲議會并不認可合成燃料的減碳價值。為此,維辛公開反對“禁燃令”,并稱将努力為合成燃料争取豁免。這并不容易,歐盟委員會對于“禁燃”的态度十分堅決,從此次“禁燃”提案就可見一斑。即使是插電式混合動力車也無法得到豁免,更何況是未經過驗證的合成燃料呢?雖然支持者宣稱使用合成燃料可以助力碳中和,但業内對此存在一定的質疑,原因之一是合成燃料的生産也需要用到電,這就帶來了成本和環保方面的疑問。

歐洲交通與環境組織(T&E)去年曾先後發布兩份報告,質疑合成燃料的經濟性和減排效果。該機構警告稱,與電動汽車相比,使用合成燃料的内燃機汽車可能會排放更多二氧化碳,而且成本更高。按照T&E的測算,到2030年,無論是新車還是二手車,合成燃料汽車的總擁車成本将比電動汽車高43%;減排方面,電動汽車的二氧化碳排放量将比使用合成燃料的内燃機汽車低40%。該機構還稱,傳統燃油車(汽油車和柴油車)與使用合成燃料的汽車釋放到大氣中的氮氧化物量幾乎沒有任何區别,後者的一氧化碳排放量甚至更高。不過,使用合成燃料的汽車PM顆粒物排放大大減少,其中PM10以上的顆粒物在實驗室測試中減少了97%。

在前不久歐洲議會針對“禁燃”提案的投票中,盡管有四成左右的議員投了反對票,但歐洲議會仍以少數服從多數通過了該提案,并且不同意為合成燃料提供豁免。原因之一正是合成燃料的環境效益并未得到驗證和認可。

需要指出的是,合成燃料或許成了政治博弈的“犧牲品”。在2015年大衆“排放門”之後,歐盟内部淘汰内燃機的聲音越來越大,尤其是柴油車成為衆矢之的,再加上綠黨和一些環保組織的推波助瀾,内燃機汽車被視作歐洲減排大業的阻礙。在名為“Fit for 55”的歐盟減排一攬子計劃下,很多議員傾向于“一刀切”的方式實現碳中和,主張大力發展零排放的純電動汽車和氫燃料電池車,而對合成燃料這樣的“妥協”方案說“不”。

03 或充當過渡解決方案

在歐洲,合成燃料最大的發展壁壘,可能并不在于技術本身,而是歐盟在應對氣候變化方面的政治議程。不過,企業方面對此也有心理準備。例如,邁凱倫一方面表示,合成燃料可能是比電池更清潔的環保解決方案,但另一方面又承認,合成燃料大規模應用的時間還不确定,因此未來幾年仍會專注于發展電動汽車。

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另外,“禁燃”提案在獲得歐洲議會通過後,還需要歐盟各成員國的批準才能成為法律。即使全員批準,生效也要到2035年,在此之前合成燃料的使用并不受限。而且,即使到最後無法避免内燃機的消亡,但和油電混動、插電混動一樣,合成燃料也可以作為一項過渡技術使用,奧迪對此似乎已有想法。

今年3月,奧迪主管技術研發的董事會成員奧利弗·霍夫曼對外表示:“合成燃料對于我們來說是一種過渡技術。”在他看來,對于船舶、飛機等其他行業來說,合成燃料可能是未來的解決方案;但在個人出行方面,未來将屬于純電動汽車。當然,上述表述并不意味着奧迪完全放棄合成燃料的研發。目前,奧迪有關合成燃料的一些試點項目仍在推進當中。

目前,雖然合成燃料尚未大規模應用于量産車,但在賽車領域已經進行了嘗試。例如,保時捷911 GT3 Cup參加了2021年保時捷美孚1号超級杯比賽,該車使用的就是合成燃料。今年6月初舉辦的日本富士24小時汽車耐力賽中,豐田GR86和斯巴魯BRZ也使用了合成燃料。F1首席技術官帕特·西蒙茲去年曾表示,計劃2025年為F1賽車引入可持續燃料,且F1會繼續與沙特阿美合作研究合成燃料。大衆集團首席執行官赫伯特·迪斯前不久證實,保時捷和奧迪将參加2026賽季的F1賽事,為此将研發新的發動機,并使用合成燃料。

文:張冬梅 編輯:萬瑩 版式:李沛洋

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