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德意電力合成燃料“折中方案”任重道遠

信息來源:科技日報更新時間:2023-03-31

        3月28日,歐盟關于到2035年淘汰內燃機汽車的法案正式生效。為了讓德意等國支持該案通過,歐盟作出艱難妥協,特許2035年后繼續銷售使用電力合成燃料(E-Fuel)的汽車。盡管面臨成本較高,難以大規模應用等難題,使用電力合成燃料的汽車獲赦免還是給困境中的歐洲內燃機汽車行業帶來一線生機。

  氣變壓力加速淘汰內燃機

  一個多世紀以來,歐洲大陸以出產高效內燃機汽車著稱,由此建立了一個龐大的工業體系和成套的創新技術。在基于機械傳動的內燃機時代,無論是發動機還是變速箱,歐洲汽車的技術始終領先,但進入新能源時代,原有技術優勢逐漸喪失。與此同時,欲作氣候先鋒的歐盟在向零排放汽車過渡過程中選擇了到2035年強行淘汰燃油車的激進路線。業界普遍擔心歐洲由此失去競爭力和眾多就業機會。

  對于把汽車作為支柱產業的德國而言,強行淘汰燃油車更是影響深遠,直接關乎國家經濟命脈。德國汽車界希望有開放的技術選擇,理由是內燃機同樣可實現碳中和,E-Fuel在應對內燃機碳排放問題上大有可為。更重要的是,使用E-Fuel意味著現有加油站和汽車發動機依然能夠使用,這比完全更換現有汽車工業基礎設施更實際、更有效。

  于是,在汽車行業的大力支持下,德意等國聯手,以反對法案通過為籌碼,希望歐盟特許2035年之后繼續銷售使用E-Fuel的內燃機汽車。作為歐盟氣候計劃一個重要部分,淘汰燃油車對歐盟在2050年實現碳中和目標十分重要。經過激烈的討論,歐盟27國最終妥協促成法案的通過。歐盟將在一項單獨的提案中對使用E-Fuel的汽車作出進一步的承諾。

  E-Fuel面臨成本和產量難題

  德國聯邦交通部長沃爾克·維辛指出,作為化石燃料的環保替代品,E-Fuel是由水、二氧化碳和來自可再生能源的電力制成的。它具有與傳統燃料相似的特性和化學性質,可用于傳統內燃機,但不會釋放額外的破壞氣候的氣體。生產E-Fuel的起點是可再生能源發電。然后通過電解水生產氫,并釋放出副產物氧氣。在第二個轉化步驟中,將氫氣和二氧化碳作為原料生產合成甲烷或合成液體燃料。

  不過,目前E-Fuel的生產成本還非常高,而且使用效率很低。生產E-Fuel的過程要耗費大量的電力,與直接用電力為電動汽車充電相比,其能量損失過高,無法實現經濟性。德國聯邦環境署稱,乘用車內燃機使用E-Fuel的“效率極低”。行駛同樣的里程,所用的電量是電動汽車的3到6倍。因此,有專家預計,即便到2035年也只會有不到2%的汽車使用E-Fuel。

  另外,E-Fuel的產量能否滿足需要也是一個問題。預計2025年左右E-Fuel總產量(合成柴油+合成煤油+合成甲醇)可能低于50億加侖,不到每年車輛交通所需的6000億加侖的1%,僅僅航空部門對E-Fuel的渴望在很長一段時間內都不會得到滿足。德國聯邦環境署認為,E-Fuel未來將主要用于航運和空中交通。在這些部門使用E-Fuel來降低排放更有意義。

  E-Fuel的遙遠未來

  歐盟折中的方案給困境中的歐洲內燃機行業帶來了一線生機,它并未結束圍繞作為歐洲最重要產業之一的汽車行業發展方向的激烈辯論。對于E-Fuel的例外情況是否可按照歐盟委員會和德國的協議實施,仍存在疑問。歐盟議會和歐盟國家可在兩個月內提出反對意見。社民黨議員、歐洲法學教授勒內·雷帕西已在推特上質疑該項目能否按計劃實施。來自歐洲議會的綠色政客也宣布他們要仔細審查妥協方案。

  從技術發展趨勢看,E-Fuel似乎很難挽救歐洲內燃機行業發展的頹勢。而反過來看,德國仍寄希望于現階段還不可用的E-Fuel的事實也清楚地表明,即便已經危機重重,德國的汽車行業還是不愿徹底放棄內燃機,汽車全面電動化過程仍任重而道遠。

  不可否認,在未來的脫碳能源系統中,基于可再生能源的E-Fuel將成為直接使用可再生能源電力的重要補充。對歐洲而言,這種做法的一個關鍵優勢是,從其他國家進口合成燃料相對容易,從而間接進口可再生能源電力。Agora能源轉型智庫的報告認為,E-Fuel的成本會隨著時間推移而大幅下降。從中長期來看,E-Fuel的成本可能會慢慢接近化石燃料成本,不過要是沒有重大技術突破,這樣的展望可能是面向2050年的事情了。


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