D. Trí - Tổng hợp

Cứu tinh của động cơ đốt trong – Nhiên liệu tổng hợp

(News.oto-hui.com) – Nhiên liệu tổng hợp đang được ca ngợi là cứu tinh của động cơ đốt trong, nhưng có thực sự là tất cả? Nó có nhiều tên gọi như nhiên liệu điện tử, nhiên liệu tổng hợp nhưng tất cả đều hướng đến việc giảm khí thải. 

Luật cấm động cơ đốt trong vào năm 2035 của Liên minh Châu Âu đã được điều chỉnh lại để cho phép động cơ đốt trong tiếp tục hoạt động, với nhiên liệu tổng hợp được coi là một yếu tố tiềm năng cho điều này. Porsche, Bentley, Hyundai và thậm chí cả Aston Martin đều đã rất ủng hộ việc phát triển nhiên liệu tổng hợp, với việc chiếc 718 Cayman GT4 RS trước đây chạy trên loại nhiêu liệu này như một minh chứng cho khả năng của nó và các nhà sản xuất khác có thể sẽ sớm tham gia.

Có lẽ đây sẽ là cứu cánh của động cơ đốt trong

Nhưng nhiên liệu tổng hợp/nhiên liệu điện tử là gì? Tại sao nó lại quan trọng? Và điều quan trọng là, tại sao bạn phải quan tâm? Phiên bản TL; DR là nhiên liệu tổng hợp, là xăng trung tính carbon có thể tiếp tục sử dụng trong nhiều thập kỷ tới và ngăn chặn sự tuyệt chủng của động cơ đốt trong.

Nhiên liệu tổng hợp là gì?

Nhiên liệu tổng hợp hiện đại về cơ bản giống như nhiên liệu hóa thạch (xăng, dầu diesel, v.v.) ở chỗ nó bị đốt cháy bởi động cơ đốt trong theo cùng một cách. Nhưng sự khác biệt lớn là ở cách nó được tạo ra. Thay vì tinh chế dầu để tạo ra xăng, eFuel – tên gọi của Porsche dành cho nhiên liệu tổng hợp – được tạo ra bằng cách khai thác carbon dioxide (CO2) từ khí quyển. Chẳng hạn như từ các nhà máy sản xuất hydro (nguyên tố dồi dào nhất trên trái đất, bằng phương pháp điện phân). Sau đó, chúng được thêm vào với nhau để tạo ra hydrocacbon – cấu trúc hóa học cơ bản giống như xăng và dầu diesel thông thường.

Bằng cách sử dụng CO2 từ bầu khí quyển đã được thải ra dưới dạng ô nhiễm. Điều quan trọng là, khi bị đốt cháy, lượng khí thải carbon của nhiên liệu tổng hợp không thêm bất cứ thứ gì vào bầu khí quyển. Điều này làm cho carbon nhiên liệu tổng hợp trở nên trung tính trong quá trình đốt cháy, chỉ thải ra CO2 đã được sử dụng để tạo ra nó ngay từ đầu; CO2 vốn đã gây ô nhiễm bầu khí quyển.

Nhiên liệu tổng hợp có thể thay thế xăng mà không thay đổi bất kì kết cấu nào có nghĩa là nhiên liệu tổng hợp có thể dùng cho những phương tiện động cơ đốt trong khác
Nhiên liệu tổng hợp có thể thay thế xăng mà không thay đổi bất kì kết cấu nào có nghĩa là nhiên liệu tổng hợp có thể dùng cho những phương tiện động cơ đốt trong khác

Lời cảnh báo cho điều này là mặc dù quá trình đốt cháy trung hòa carbon một cách hiệu quả, nhưng quá trình tinh chế nhiên liệu điện tử không nhất thiết phải như vậy. Khai thác CO2 và hydro từ khí quyển rất tốn năng lượng và đây luôn là trở ngại lớn đối với việc áp dụng rộng rãi trên các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu hydro. Việc tạo ra nhiên liệu trung hòa carbon cũng khó khăn nếu không có các nguồn năng lượng tái tạo (ví dụ như năng lượng mặt trời, gió, thủy điện) được sử dụng trong quá trình tinh chế.

Video của Bosch giới thiệu về eFUEL

Lợi ích của nhiên liệu tổng hợp là gì?

Ưu điểm lớn nhất là động cơ đốt trong như động cơ diesel có thể tồn tại và xe điện không phải trở thành phương tiện duy nhất trong tương lai. Bởi vì việc đốt cháy nhiên liệu điện tử không tạo ra thêm lượng khí thải carbon, nên không cần phải cấm đốt cháy hoặc loại bỏ động cơ đốt trong. Nhờ đó, chúng ta sẽ không phải vứt bỏ động cơ đốt trong; những công trình nghiên cứu mà các hãng xe đã mài dũa trong hơn một thế kỷ.

Vì nhiên liệu tổng hợp có dạng giống như xăng và dầu diesel thông thường nên chúng có thể được phân phối thông qua các trạm xăng thông thường; không cần cơ sở hạ tầng mới và trạm sạc, hoặc thay đổi thói quen tiếp nhiên liệu thường xuyên của chúng ta. Trong các nền kinh tế toàn cầu, nơi cơ sở hạ tầng đã quá tải, việc duy trì mạng lưới các trạm xăng mà chúng ta đã có sẽ chứng tỏ là rất quý giá.

Chúng ta sẽ không cần phải xây dựng thêm cơ sở hạ tằng như trạm sạc nếu sử dụng nhiên liệu tổng hợp rộng rãi.

Nó thực sự đơn giản, vì không cần thay đổi động cơ hoặc hệ thống nhiên liệu của nó để phù hợp với nhiên liệu điện tử. Miễn là nhiên liệu được tạo ra theo cách bền vững với môi trường. Điều này ngày càng trở nên khả thi hơn khi nhiều nhà máy sản xuất trong tất cả các ngành đang tìm cách cung cấp năng lượng cho các hoạt động theo kiểu trung hòa carbon thì nhiên liệu tổng hợp là không bao giờ bị đào thải.

Bosch – nhà cung cấp linh kiện ô tô lâu năm và là một trong những công ty tham gia nhiều vào việc phát triển nhiên liệu tổng hợp đã tính toán rằng việc chạy một chiếc xe hybrid như Toyota Corolla Hybrid bằng nhiên liệu tổng hợp sẽ có tổng chi phí sở hữu thấp hơn nếu không sử dụng nhiên liệu thông thường.

Quy trình sản xuất nhiên liệu tổng hợp
Quy trình sản xuất nhiên liệu tổng hợp

Nhược điểm của nhiên liệu tổng hợp là gì?

Điều gì cũng sẽ có hai mặt tốt và xấu. Mặc dù nhiên liệu tổng hợp không hẳn là một khái niệm mới. Lịch sử của chúng đã bắt nguồn từ trước Thế chiến thứ hai nhưng công nghệ và sự phát triển cần thiết để sản xuất chúng một cách hiệu quả vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Tại thời điểm này, khối lượng, chi phí và độ sạch (do năng lượng tái tạo trong quá trình tinh chế đóng vai trò thiết yếu đối với tính trung hòa carbon của nó) vẫn là ba mối quan tâm lớn nhất.

 Liên minh nhiên liệu điện tử đang đề xuất một loại phụ gia ngày càng tăng trong ba thập kỷ tới, bắt đầu bằng việc bổ sung 4% xăng thông thường vào năm 2025
Liên minh nhiên liệu điện tử đang đề xuất một loại phụ gia ngày càng tăng trong ba thập kỷ tới, bắt đầu bằng việc bổ sung 4% xăng thông thường vào năm 2025

Chúng ta cần bao nhiêu nhiên liệu tổng hợp?

Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA), khoảng 135 tỷ gallon xăng đã được sử dụng vào năm 2021 chỉ riêng ở Hoa Kỳ. Đó là chưa tính đến xăng và các nhiên liệu hóa thạch khác được sử dụng để cung cấp năng lượng cho vận tải đường bộ, vận chuyển và công nghiệp. Chúng ta hiện có khả năng sản xuất bao nhiêu nhiên liệu tổng hợp?

Porsche, một trong những hãng ủng hộ lớn nhất cho sự phát triển của nó, đang xây dựng một nhà máy nhiên liệu tổng hợp ở Chile cùng với Siemens, Enel và AME. Dự đoán từ các công ty này cho thấy nhà máy này sẽ có khả năng sản xuất 14,5 triệu gallon nhiên liệu tổng hợp vào năm 2024 – gần bằng lượng mà bang Texas sử dụng vào năm 2021 – tăng lên 145 triệu gallon vào năm 2026. Con số này ít hơn 1.000 lần so với Yêu cầu của Hoa Kỳ một mình.

Hiện tại các nhà sản xuất, các hãng xe đã bắt tay vào cuộc đua nhiên liệu tổng hợp ví dụ như Bosch, Aramco và nhiều công ty khác. Nhưng chúng ta đang phải đối mặt với một cuộc chiến khó khăn để sản xuất đủ nhiên liệu tổng hợp cung cấp năng lượng cho ô tô của chúng ta chứ chưa nói đến máy bay, tàu thủy của chúng ta và máy móc công nghiệp.

Trong khi đó, những người ủng hộ nhiên liệu điện tử như Liên minh nhiên liệu điện tử đang đề xuất một loại phụ gia ngày càng tăng trong ba thập kỷ tới, bắt đầu bằng việc bổ sung 4% xăng thông thường vào năm 2025 và tăng dần lên 42% vào năm 2035, 80% vào năm 2040, và 100% vào năm 2050. Liên minh eFuel cho rằng đây cũng sẽ là một cách lý tưởng để giảm thiểu chi phí gia tăng, vì chúng ta càng sản xuất được nhiều nhiên liệu điện tử thì chúng sẽ càng rẻ.

Chi phí cho nhiên liệu tổng hợp là bao nhiêu?

Giá xăng tăng cao đã trở nên đáng sợ kể từ đầu năm 2022. Một gallon xăng trung bình có giá 4,6 ​​đô la Mỹ theo AAA, tăng hơn một đô la so với một năm trước. Nhưng hiện tại, nhiên liệu điện tử được ước tính có giá khoảng 38 đô la một gallon. Tất cả công nghệ mới đều đắt tiền. Điều này cũng đúng với xe điện và nếu không có các ưu đãi của chính phủ và nhà nước, xe điện vẫn sẽ khá đắt đỏ ngày nay.

Nhà máy sản xuất nhiên liệu của Porsche ở Chile

Nhưng vẫn còn hy vọng. Giám đốc điều hành Porsche Oliver Blume gần đây đã ghi nhận rằng giá nhiên liệu điện tử có thể giảm mạnh: “Nếu được sản xuất ở quy mô công nghiệp, giá của nó có thể dưới 2 USD/lít (7,57 USD/gallon)”.

Ông Blume nói về mục tiêu sản xuất 145 triệu gallon vào năm 2026. Tuy nhiên nó vẫn còn rất đắt. Liên minh nhiên liệu điện tử tin rằng chi phí có thể giảm xuống tối đa là 5 đô la cho mỗi gallon vào thời điểm chúng ta sử dụng 100% nhiên liệu điện tử vào năm 2050.

Nhiên liệu điện tử/ Nhiên liệu tổng hợp có phải là chìa khóa phụ để tránh kỷ nguyên xe điện?

Không có câu trả lời chung chung nào có thể làm giảm tác động của chúng ta đối với môi trường. Ví dụ, sử dụng động cơ đốt trong làm máy phát điện cho động cơ điện là một cách hiệu quả hơn rất nhiều so với việc sử dụng năng lượng mặt trời để sạc lại pin.

Nhưng xe điện cũng không phải là giải pháp duy nhất. Gill Pratt, Giám đốc điều hành của Viện nghiên cứu Toyota gần đây đã ghi nhận với Autocar khi nói về hậu quả của việc chế tạo xe điện. Pratt cho biết: “Chúng được chế tạo bằng các vật liệu quý hiếm”.


Bài viết liên quan:

Advertisement

Advertisement

Advertisement

Thông Tin Cá Nhân

NamNữ

Trình Độ Học Vấn

Thông tin chung

Kỹ thuật viên sửa chữa chungKỹ thuật viên sơnKỹ thuật viên đồngKỹ thuật viên điệnChăm sóc, làm đẹp, Detailing ô tôCố vấn dịch vụBán hàng (Sales)Nhân viên phụ tùngThiết kếMarketingKiểm soát chất lượng (PDI)Quản đốc xưởngTrưởng/phó phòng dịch vụTrưởng/phó phòng kinh doanhTrưởng/phó phòng kỹ thuậtGiám đốc điều hànhChưa có kinh nghiệmKhác