Σε παγκόσμιο επίπεδο, η Γη είναι πλούσια σε ενέργεια, κυρίως χάρη στους απεριόριστους πόρους του ήλιου και του ανέμου. Ωστόσο, αυτό μπορεί να μην ισχύει σε τοπικό επίπεδο, καθώς οι περιοχές με ανεπαρκή αιολική ενέργεια και ηλιακό φως μπορούν μόλις και μετά βίας να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες μέσω αυτών των πόρων. Σε συγκεκριμένες χώρες όπως η Γερμανία, οι ανεμογεννήτριες λειτουργούν σε πλήρη δυναμικότητα μόνο για 66 ημέρες κατά μέσο όρο το χρόνο.
Η Bundesnetzagentur αναφέρει ότι αυτές οι ανεμογεννήτριες συνέβαλαν στο 25,9% της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας το 2022. Η ανανεώσιμη ενέργεια αποτελεί σημαντικό μέρος της αξιολόγησης του κύκλου ζωής της κινητικότητας στα ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, περίπου 1,3 δισεκατομμύρια οχήματα παγκοσμίως, που σήμερα κινούνται με κινητήρες εσωτερικής καύσης, θα παραμείνουν σε λειτουργία για αρκετά ακόμη χρόνια. Η επίτευξη φιλικής προς το περιβάλλον λειτουργίας αυτών των οχημάτων απαιτεί εναλλακτικές λύσεις, όπως τα eFuels. Πρόκειται για συνθετικά καύσιμα που είναι πρακτικά ουδέτερα ως προς τον άνθρακα. Η Porsche κάνει βήματα προς αυτή την κατεύθυνση με τη δημιουργία μιας νέας μονάδας παραγωγής στη Νότια Αμερική.
Πιλοτικό έργο στην Παταγονία
Η Πούντα Αρένας, που βρίσκεται στο νοτιότερο άκρο της Χιλής στην περιοχή της Παταγονίας, είναι η νοτιότερη μεγάλη πόλη του κόσμου, με πληθυσμό περίπου 130.000 κατοίκων. Χρησιμεύει ως το βασικό εμπορικό κέντρο στη δυτική ακτή του Στενού του Μαγγελάνου. Η περιοχή φημίζεται για τους αδυσώπητους, ισχυρούς ανέμους της που σαρώνουν το σκληρό τοπίο, συχνά από την ίδια κατεύθυνση, διαμορφώνοντας τα δέντρα σε ιδιόμορφους σχηματισμούς, γνωστούς ως “σημαίες”. Εδώ, οι ανεμογεννήτριες θα μπορούσαν να λειτουργούν σε πλήρη δυναμικότητα για 270 ημέρες το χρόνο, ωστόσο, αυτή η αιολική ενέργεια παραμένει ανεκμετάλλευτη. Η Porsche, σε συνεργασία με διεθνείς εταίρους, επιθυμεί να εκμεταλλευτεί αυτόν τον πόρο και κατέχει μερίδιο 11,6% στη χιλιανή εταιρεία Highly Innovative Fuels (HIF). Στόχος είναι να χρησιμοποιηθεί η τοπική αιολική ενέργεια για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων. Η μονάδα παραγωγής, με την ονομασία Haru Oni, που σημαίνει “γη των ανέμων” στην τοπική διάλεκτο, εγκαινιάστηκε κοντά στην Πούντα Αρένας τον Δεκέμβριο του 2022. Η προγραμματισμένη παραγωγή κατά την τρέχουσα πιλοτική φάση είναι 130.000 λίτρα eFuel ετησίως.
Καύσιμα από τον αέρα και το νερό
Η αρχική φάση της δημιουργίας των eFuels, δηλαδή η διαδικασία ηλεκτρόλυσης για την παραγωγή υδρογόνου, απαιτεί σημαντική ενέργεια. Αυτό υπογραμμίζει τη σημασία της συνεχούς πρόσβασης σε πράσινη ηλεκτρική ενέργεια. Το νερό (H₂O) είναι μια εξαιρετικά σταθερή χημική ένωση, όπου δύο άτομα υδρογόνου (H) συνδέονται με ένα άτομο οξυγόνου (O) για να σχηματίσουν ένα μόριο νερού. Η εξαγωγή υδρογόνου από αυτή την ένωση απαιτεί μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Ωστόσο, λόγω της αστείρευτης ενέργειας που προσφέρει ο άνεμος της Παταγονίας, το υδρογόνο μπορεί να παραχθεί πιο βιώσιμα και οικονομικά. Σε περιοχές με περιορισμένη κατανάλωση ενέργειας, η όποια παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια θα πρέπει να χρησιμοποιείται άμεσα για μέγιστο όφελος.
Η παραγωγή του eFuel χρειάζεται επίσης ένα δεύτερο συστατικό, το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂), το οποίο είναι αέριο του θερμοκηπίου που συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη όταν υπάρχει σε υψηλές συγκεντρώσεις στην ατμόσφαιρα. Το CO₂ μπορεί να εξαχθεί από τον αέρα μέσω μιας διαδικασίας που είναι γνωστή ως άμεση δέσμευση αέρα. Η διαδικασία αυτή περιλαμβάνει τη διέλευση του αέρα από ένα κεραμικό φίλτρο, παρόμοιο με τον καταλυτικό μετατροπέα σε ένα αυτοκίνητο, το οποίο χρησιμοποιεί μια χημική ουσία αντί για πολύτιμα μέταλλα για να δεσμεύσει τα μόρια CO₂ μέσα στα κανάλια ροής. Όταν όλοι οι χώροι γεμίσουν με CO₂, το φίλτρο σφραγίζεται, εφαρμόζεται κενό και θερμαίνεται. Η διαδικασία θέρμανσης απελευθερώνει το CO₂, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να απορροφηθεί με κενό αέρος σε μια δεξαμενή αποθήκευσης. Συγκεκριμένα, για την παραγωγή ενός λίτρου eFuel απαιτείται υδρογόνο από τρία λίτρα αφαλατωμένου θαλασσινού νερού και CO₂ από 6.000 κυβικά μέτρα αέρα.
Παραγωγή και αξιοποίηση των eFuels
Σε μια μονάδα σύνθεσης, το υδρογόνο και το CO₂ συνδυάζονται για τη δημιουργία μεθανόλης. Το προϊόν αυτό είναι ανθεκτικό στη γήρανση και κατάλληλο για αποθήκευση και μεταφορά. Επί του παρόντος, οι κινητήρες των πλοίων είναι κατασκευασμένοι για να λειτουργούν με μεθανόλη. Ωστόσο, για τη χρήση σε επιβατικά οχήματα, απαιτείται περαιτέρω επεξεργασία, με την προσθήκη πρόσθετων ενώσεων άνθρακα στο τελικό στάδιο σύνθεσης, γνωστό ως μεθανόλη σε βενζίνη. Το προϊόν που προκύπτει χρησιμεύει ως εναλλακτική λύση στη βενζίνη και το ντίζελ, καθώς και ως eFuel που μπορεί να αναμειχθεί με παραδοσιακά καύσιμα με βάση το ορυκτέλαιο για τη συνεχή μείωση των εκπομπών.
Το όραμα
Τα καύσιμα που παράγονται στη Χιλή δεν αποτελούνται από τίποτε άλλο παρά από αέρα και νερό και μπορούν να πωλούνται σε πρατήρια καυσίμων σε όλο τον κόσμο. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι όλοι οι κινητήρες εσωτερικής καύσης μπορούν να λειτουργήσουν με eFuel, από κλασικά αυτοκίνητα έως αγωνιστικά αυτοκίνητα υψηλών επιδόσεων. Μόλις η διαθεσιμότητα φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, η καύση δεν θα απελευθερώνει περισσότερο CO₂ από αυτό που απορροφήθηκε από τον αέρα του περιβάλλοντος κατά τη διαδικασία παραγωγής, γεγονός που θα έκλεινε το κύκλωμα. Η ετήσια παραγωγή στο Punta Arenas θα πρέπει να φτάσει τα 55 εκατομμύρια λίτρα eFuel μέχρι τα μέσα της δεκαετίας και τα 550 εκατομμύρια λίτρα δύο χρόνια αργότερα – και θα συνεχίσει να αυξάνεται. Αυτό ισοδυναμεί με το 1,2% των αναγκών της Γερμανίας σε καύσιμα για επιβατικά αυτοκίνητα. Μια νέα αρχή με μεγάλες δυνατότητες.
