Az Európai Unió által 2023 márciusában elfogadott törvény 2035-től minden új autónak 0 CO2-kibocsátást ír elő, azonban Németországnak sikerült kivételt kicsikarnia az “e-üzemanyaggal” működő járművek számára. Egyesek ezt úgy tekintették, mint a gyártóknak szóló felhatalmazást arra, hogy továbbra is belső égésű motorral hajtott autókat áruljanak a benzinfüggőknek. Bár ez valóban azt jelenti, hogy néhány benzinmotoros sportautó valószínűleg a jövőben is gyártásban marad, a remény az, hogy ezek a bolygó túlmelegedése nélkül is működtethetők lesznek.
Az éghajlati célok eléréséhez a közlekedésből származó CO₂-kibocsátást világszerte 50%-kal kell csökkenteni a következő 4 évtizedben, a fejlett gazdaságokban pedig legalább 85%-kal.
Ehhez a nemzeteknek együtt kell működniük, az iparágaknak pedig együtt kell megtalálniuk a megoldást annak érdekében, hogy olyan innovatív technológiákat fejlesszenek ki és alkalmazzanak, amelyek segítenek elérni ezt a célt. Világszerte az antropogén eredetű CO2 -kibocsátás túlnyomó többsége a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származik. Az üvegházhatású gázok kibocsátásának számos forrása van, de az elsődleges források a villamosenergia- és hőtermelés, a közlekedés, a mezőgazdaság és a feldolgozóipar. A közlekedés az üvegházhatású gázok globális kibocsátásának mintegy 15%-áért és az USA teljes üvegházhatású gázkibocsátásának mintegy 29%-áért felelős, így ez az USA legnagyobb üvegházhatású gázkibocsátója. A jelenlegi üvegházhatású gázkibocsátási arányok mellett a hőmérséklet tovább fog emelkedni, és az időjárási minták tovább változnak, így létfontosságú, hogy tegyünk valamit, különben visszafordíthatatlan károk keletkeznek.
Egészen a közelmúltig a CO2-semleges belsőégésű motor csak álom volt. Most pedig hamarosan valósággá válhat. A titok a szintetikus vagy CO2-semleges üzemanyagokban rejlik, amelyek előállítási folyamata megköti a CO₂-t – ezzel jelentősen hozzájárulva a globális felmelegedés korlátozásához.
A szénsemleges szintetikus üzemanyagok a gyártási folyamat során CO2-t kötnek meg, és azt hidrogénnel kémiai reakciókban használják fel szintetikus szénhidrogének, például benzin, dízel, repülőgép-üzemanyag és földgáz előállítására. A CO2-t a levegőből vagy az ipari folyamatokból a CO2-leválasztási technológiák segítségével lehet megkötni. Ahhoz, hogy valóban CO2-semleges forrás legyen, a hidrogént elektrolízissel, megújuló energia felhasználásával állítják elő. A hidrogén előállításához hagyományos eljárások, például a szén elgázosítása is felhasználható, ez azonban CO2-leválasztási technológiák alkalmazását igényelné, hogy CO2-semlegessé tegye, de még mindig nem minősülne megújulónak. A hidrogént és a CO2-t egyesítik és katalizátor jelenlétében reagáltatják a reakció hatékonyságának javítása és a kívánt szénhidrogén-üzemanyagok előállítása érdekében. A szintetikus üzemanyagokat ezután a piacon értékesítik, és a személygépkocsik, teherautók, hajók és repülőgépek meglévő motorjaiban használhatók, nulla nettó kibocsátás mellett. A teljes folyamatot az alábbi 1. ábra szemlélteti.
A szintetikus üzemanyagok számos előnyt kínálnak a hagyományos fosszilis üzemanyagokkal szemben. A legnyilvánvalóbb, hogy a szintetikus üzemanyagok segíthetnek csökkenteni globális kibocsátásainkat, és mérsékelni a káros üvegházhatású gázok által okozott károkat. Egy másik fontos előny, hogy a szintetikus üzemanyagok tisztábbak, mint a kőolaj-üzemanyagok, mivel elégetésük során kevesebb nitrogén-oxidot és egyéb részecskét bocsátanak ki. A szintetikus üzemanyagok gyártási folyamata során például a kőolaj-üzemanyagokban található nehézfém- és kénszennyeződések is elkülöníthetők, így környezetbarátabbá válnak. A szintetikus üzemanyagok emellett megújuló energiaforrást jelentenek, és nem igénylik a korlátozott mennyiségű fosszilis tüzelőanyag felhasználását. Végül pedig a szintetikus üzemanyagok a jelenlegi belsőégésű motortechnológiával működnek, és ezért kihasználhatják a meglévő közlekedési hálózatunkat és a meglévő üzemanyag-tárolási- és elosztási infrastruktúrát.
A CO2-semleges szintetikus üzemanyagoknak van néhány hátránya, amelyek akadályozzák nagyüzemi előállításukat és későbbi felhasználásukat. A CO2-semleges szintetikus üzemanyagok jelenleg sokkal drágábbak, mint a kőolajból előállított megfelelőik, körülbelül ötször annyiba kerülnek. Az elkövetkező években és évtizedekben megvalósuló innováció és fejlesztés révén lehetőség van a költségek csökkentésére. A másik probléma az, hogy a szintetikus üzemanyagok előállításához szükséges eljárások – hidrogén előállítása elektrolízis útján és CO2-leválasztási technológia – energiaigényesek és drágák.
Rövid távú megoldásként a szintetikus üzemanyagok költségének csökkentésére a kék hidrogén felhasználása az egyik lehetséges megoldás. Amint azt korábban már kifejtettük, a hidrogén előállításának előnyös módja az elektrolízis, amely megújuló energiát használ. Ez a zöld hidrogénnek nevezett eljárás a legtisztább, de egyben a legdrágább is. A kék hidrogént fosszilis tüzelőanyagokból, például földgázból nyerik a metán gőzzel történő reformálásával. A kék hidrogén esetében a folyamat során keletkező CO2-kibocsátást felfogják, és jellemzően a föld alatt tárolják a CO2-leválasztási és -tárolási (CCS) technológia segítségével, így csaknem tiszta hidrogén marad. Ma a zöld hidrogén két-háromszor drágább, mint a kék hidrogén, azaz a fosszilis tüzelőanyagokból CCS-technológiával kombinálva előállított hidrogén.
Amint megfizethető, nagyüzemi CO2-semleges szintetikus üzemanyagok előállítása lehetővé válik, gazdaságunk számos része azonnal profitálhat belőlük. A távolsági és nehéz teherszállítás, az utazás, a hajózás és a kereskedelem a nemkívánatos kibocsátású belső égésű motoroktól függ. Az EV-technológia hosszú utat tett meg, de nem biztos, hogy minden területen képes lesz segíteni nekünk. Az elektromos teherautók kezdenek megjelenni a piacon, hogy a dízelüzemű járműveket felváltsák a rövid- és középtávú fuvarozásban, azonban még nem tudni, hogy az elektromos járművek megfelelőek-e a távolsági fuvarozásban. A hajózás és a repülés teljesen más tészta. Az utasszállító vagy teherszállító repülőgépek átalakítása nem kivitelezhető a szükséges akkumulátorcsomag mérete és súlya miatt, amelyre egy ilyen repülőgép meghajtásához szükséges lenne. A teherhajók hasonló problémával szembesülnek a hajó mérete és súlya, valamint a hatalmas távolságok miatt. Vannak tervezett, kisméretű, elektromos meghajtású konténerhajók és kereskedelmi repülőgépek, de ezek nagyságrendekkel kisebbek és könnyebbek, és kisebb hatótávolsággal rendelkeznek, mint teljes méretű társaik. Ezért belátható időn belül még mindig szükségünk lesz belső égésű motorokra e nagy hajók meghajtásához, így a CO2-semleges szintetikus üzemanyagok segíthetnek csökkenteni vagy megszüntetni az ezen iparágak által termelt kibocsátást.
Amíg az üvegházhatást okozó gázok globális kibocsátása tovább növekszik, várhatóan a hőmérséklet emelkedni fog, és az időjárási minták megváltoznak, ami drasztikus hatással lesz az éghajlatunkra. Egyre fontosabbá válik, hogy változtassunk, ha enyhíteni akarjuk ezeket a következményeket. Erre a világméretű problémára nincs egyetlen megoldás, és a megoldások kombinációjára lehet szükség ahhoz, hogy elérjük ezt a célt. Sajnos bizonyos iparágak számára a lehetőségek korlátozottak, és az akkumulátor-technológia korlátai miatt a villamosítás nem biztos, hogy megvalósítható megközelítés. A szintetikus üzemanyagok fontos részét képezhetik a megoldásnak, amely segíthet a CO2-semlegesség elérésében az olyan iparágakban, mint a hosszú és nehéz teherszállítás. Ezek az üzemanyagok nemcsak a globális kibocsátás csökkentésében segíthetnek, hanem a meglévő közlekedési hálózatunkkal és a kialakult üzemanyag-infrastruktúrával együtt is használhatók, így alkalmazkodóbb technológiát jelentenek. Képesek lehetünk közlekedési hálózatunk különböző ágazatait, például a tömeg- és a magánközlekedést az EV-technológiához igazítani, de a fejlődő országok nem rendelkeznek a meglévő járműveik és infrastruktúrájuk cseréjéhez szükséges erőforrásokkal, vagy nem ugyanolyan motiváltak, így a szintetikus üzemanyagok nagy segítséget jelenthetnek ezeknek a helyeknek. Ráadásul, még ha az elektromos autók az elkövetkező években jelentősen olcsóbbak is lesznek, az ilyen üzemanyagok fejlesztése megéri.
Ha a világ továbbra is a fosszilis tüzelőanyagoktól függ, és ezek felhasználása tovább növekszik, különösen a világ feltörekvő és fejlődő országaiban, a technológiai megoldások jelentik a világ legjobb esélyét a CO2-mentesítés elérésére.
Hugyecz Balázs
