Алтернативите на поскъпващите горива – реални и невъзможни

Геополитическият трус, причинен от конфликта в Близкия изток и напрежението около жизненоважния Ормузки проток, поставя на дневен ред въпроса колко всъщност е зависим светът от петрола. Всяка ескалация на напрежението в региона неминуемо дава отражение върху цените на горивата и икономическите очаквания в глобален мащаб. Това води до ценови трусове не само у нас, а и в световен мащаб. 

Има ли изход от кризата и можем ли да си набавяме енергия по друг начин, разглежда NOVA. Според експерти цените на петролните борси се калкулират с хоризонт от поне шест месеца напред, като ефектът от напрежението в Ормузкия проток вероятно ще се усеща поне до есента. В Европа това се проявява неравномерно - в Германия цените остават трайно над психологическата граница от 2 евро за литър въпреки данъчни облекчения, докато във Франция се наблюдават временни спадове заради контрол върху маржовете.

В САЩ, където традиционно горивата са по-евтини, цените също достигат рекордни нива - над 6 долара за галон в Калифорния например, което е шок за местните потребители. България се нарежда сред страните с най-сериозно поскъпване на дизела в ЕС, като според експерти причините са комбинация от високо търсене, зависимост от внос и затруднения в доставките на керосин. 

През вековете са правени множество опити да се замени традиционното гориво, но кои от алтернативите са приложими днес и кои остават просто идеи?

Търсенията започват от почти толкова отдавна, колкото е създаден самият двигател с вътрешно горене. В този процес през годините се редуват както напълно реални технологични пробиви, така и идеи, които остават утопични. Сред тях са биогорива, произведени от растителни култури, електромобили и коли, задвижвани от водород. Според "Ройтерс" част от тях се използват и днес, като например биодизелът и етанолът (в различни смеси с конвенционални горива). Други идеи, като автомобили на вода или напълно автономни енергийни системи без зареждане, остават по-скоро в полето на научната фантастика.

Според Европейската комисия въпреки широкото им приложение, биогоривата остават спорни от гледна точка на устойчивостта. Европейските регулации ограничават използването на първото поколение биогорива именно заради риска от конкуренция с хранителното производство и индиректни емисии. Това ги поставя в категорията на преходни, а не крайни решения в енергийния преход. 

Водород

Един от най-ранните обекти на изследване е водородът. Още през 19 век са създадени първите двигатели, работещи с водород, но технологията дълго време остава на заден план заради липсата на подходяща инфраструктура и високи разходи. Днес тя отново е на фокус, особено като „зелен водород“, произвеждан чрез електролиза с възобновяема енергия. Големи компании и правителства инвестират милиарди в тази посока, като се очаква водородът да играе ключова роля в тежкия транспорт, авиацията и корабоплаването, пише The Washington Post. Въпреки това, нерешени засега остават особено важни въпроси: производството е скъпо, а изграждането на мрежа за доставки - изключително трудно, което забавя масовото му навлизане.

ЕС разглежда водорода като „носител на енергия“, а не като класическо гориво, защото се изисква външна енергия за производството му. В по-новите енергийни стратегии се появява и концепцията за „водородна икономика“, в която той служи като база за други горива, включително синтетични горива и амоняк.

Амоняк

Амонякът се смята за особено перспективен в морския транспорт, тъй като има по-висока енергийна плътност от водорода в практическо приложение и по-лесна логистика при съхранение. Той може да се използва директно или като основа за горивни смеси, като интересът към него нараства именно заради трудностите при водорода в дълги транспортни вериги.

Паралелно с това се развиват и синтетичните или т.нар. e-fuels – горива, произведени чрез улавяне на въглерод и комбинирането му с водород. Те са интересни с това, че могат да се използват в съществуващите двигатели и инфраструктура, но към момента остават изключително скъпи и енергийно неефективни в сравнение с директната електрификация.

Като „преходно гориво“ Европейската комисия включва и втечнения природен газ (LNG), който се използва основно в тежкия транспорт и корабоплаването, както и втечнения нефтен газ (LPG), който има широко разпространение в Европа, но остава нишов в дългосрочен план (European Commission).

Биогорива

Паралелно с това биогоривата се превръщат в една от първите реално приложими алтернативи. Според Britannica в края на XX век Бразилия въвежда масовото използване на етанол в автомобилите, като част от моделите могат да работят с до 85% биогориво. Днес биодизелът и етанолът продължават да се използват, но не без критики. Експерти предупреждават, че производството им може да води до екологични проблеми и дори до увеличаване на емисиите в дългосрочен план. Това ги поставя в категорията на „преходни решения“, а не окончателна алтернатива.

Според Европейската комисия въпреки широкото им приложение, биогоривата остават спорни от гледна точка на устойчивостта. Европейските регулации ограничават използването на първото поколение биогорива именно заради риска от конкуренция с хранителното производство и индиректни емисии. Това ги поставя в категорията на преходни, а не крайни решения в енергийния преход. 

Електромобили

Най-големият реален пробив в последните години обаче идва от електрическите и хибридните автомобили. Още петролната криза през 70-те години възражда интереса към електромобилите, но истинското им развитие започва след 2000 г. с напредъка на батериите и силната държавна подкрепа. Днес те вече са масово разпространени, а хибридните модели, комбиниращи двигател с вътрешно горене и електромотор, са стъпка в правилната посока към пълна електрификация. Въпреки това дори и тези технологии не са универсално решение.

Ограниченията в пробега, нуждата от инфраструктура и зависимостта от редки суровини са големите предизвикателства. Още с пускането си пазара електрическите автомобили се превръщат в конкуренция на бензиновите и дори имат предимство в градска среда. Те са значително по-тихи, лесни за управление и не изискват ръчно палене, за разлика от първите двигатели с вътрешно горене. Те обаче губят битката, когато масовото производство на Ford Model T и евтиният петрол правят бензиновия двигател значително по-достъпен и практичен за дълги разстояния.

По-късно ключова роля започва да играе и Tesla, която не само популяризира технологията, но и променя начина, по който индустрията мисли за електрическите автомобили. Паралелно с това, големите автомобилни производители и правителства в Европа, САЩ и Азия започват да въвеждат стимули - субсидии, данъчни облекчения и регулации за намаляване на въглеродните емисии.

Според изпълнителния директор на Международната агенция по енергетика International Energy Agency Фатих Бирол, цитиран от Reuters, световната енергийна система вече се движи към по-висока електрификация и ръст на възобновяемите източници, но това няма да се случи рязко. Той подчертава, че въпреки растящите инвестиции, изкопаемите горива ще продължат да бъдат необходими още десетилетия напред, защото индустрията, транспортът и авиацията не могат да се трансформират мигновено. В същото време IEA прогнозира, че преходът ще бъде ускорен от електромобилите и възобновяемата енергия, които вече „променят структурата на енергийното търсене“. 

Електромобилите имат и допълнителна роля извън самия транспорт – те могат да функционират като „подвижни батерии“, които стабилизират електроенергийната мрежа чрез съхранение и връщане на енергия (vehicle-to-grid концепция). Това ги превръща не само в алтернатива на бензиновите автомобили, а в част от енергийна система, която се адаптира към търсенето.

Нестандартни идеи

Съществуват и редица по-екзотични и неуспешни идеи, които периодично се връщат в публичното пространство. Сред тях са т.нар. „автомобили на вода“, различни видове синтетични горива или метанол, както и напълно автономни енергийни системи. Анализи показват, че през последните десетилетия общественият интерес „прескача“ от една технология към друга, но категорично изкопаемите горива все още доминират с около 95% от енергията в транспорта.

Според платформата Everything Explain Today една от най-често споменаваните е двигателят на въздух. При тази концепция автомобилът се задвижва от сгъстен въздух, съхраняван под налягане. Идеята изглежда чиста и беземисионна, но на практика има сериозен проблем с ниската енергийна ефективност и ограничен пробег.

Друга популярна разработка е за т.нар. магнитни или „вечни“ двигатели, които използват магнити за създаване на непрекъснато движение без външен източник на енергия. Те обаче противоречат на основните закони на физиката, по-специално на закона за запазване на енергията, и никога не са били доказани като работеща технология.

Освен широко дискутираните концепции като двигатели на сгъстен въздух или т.нар. „вечни двигатели“, периодично се появяват и други идеи като двигатели, използващи водни молекули директно като гориво или системи за извличане на енергия от околната среда.

Подобни концепции обаче попадат в категорията на т.нар. псевдонаучни модели.

Източник: NOVA по Britannica, Reuters, Everything Explain Today, European Commission, Robeco