Syntetické palivá: dobrý nápad, alebo...? Otázky a odpovede

Nemci na poslednú chvíľu zablokovali hlasovanie o schválení legislatívy, ktorá v EÚ pošle vozidlá so spaľovacím pohonom do dôchodku. Sú totiž presvedčení, že treba dať šancu syntetickým palivám.

Na prvý pohľad sa to zdá ako rozumné riešenie. Pri bližšom pohľade však zistíte, že na výrobu syntetických palív sa spotrebováva násobne viac energie, sú teda pre motoristov oveľa drahšie. Okrem toho sa pre zložitý proces nedajú vyrábať vo veľkom. Pre koho je výhodné „čapovať“ tento zelený elixír?

Čím viac sa tlačí na elektromobilitu, tým viac počuť hlasy skeptikov, ktorí sa pýtajú, prečo sa nevenujeme radšej obnoviteľným syntetickým palivám (ďalej len e-palivá). Ako to teda je? Pomôžu pri dosiahnutí nulových emisií v doprave?

Čo sú e-palivá?

E-palivá sú kvapalné palivá, ktoré majú v podstate rovnaké vlastnosti ako fosílne palivá, no vyrábajú sa umelo. Použité môžu byť rovnakým spôsobom, ako sa používajú fosílne palivá, vyrábať sa dá syntetický benzín, nafta i letecké palivo. Hlavným rozdielom medzi fosílnymi a e-palivami je spôsob ich výroby. Fosílne palivá vznikali milióny rokov z organickej hmoty, ktorá sa mení na uhlie, zemný plyn alebo ropu. E-palivá sa vyrábajú napodobňovaním týchto prírodných procesov s využitím obnoviteľných zdrojov.

Kde sa môžu využívať e-palivá?

E-palivá sú plne kompatibilné s existujúcou globálnou palivovou infraštruktúrou. Môžu byť použité v konvenčných spaľovacích motoroch a prúdových motoroch, čo znamená, že osobné a nákladné vozidá,, lietadlá a lode môžu byť poháňané e-palivami bez toho, aby sa museli niečo meniť čo prestavovať. Pozitívom tiež je, že sa dá využívať súčasná palivová infraštruktúra na ich skladovanie a distribúciu.

E-palivá sa všeobecne považujú za dobré riešenie na dekarbonizáciu, ale len tých sektorov dopravy, ktoré sa v súčasnosti nedajú elektrifikovať. Diaľková doprava potrebuje nosiče energie s veľmi vysokou hustotou energie, bude sa naďalej spoliehať na kvapalné palivá, tie totiž obsahujú 60 až 100-krát viac energie na hmotnosť ako lítium-iónové batérie. Pre diaľkové letectvo sú batérie veľmi ťažké a objemné. Letecký priemysel preto počíta s obnoviteľnými syntetickými palivami, Sustainable Aviation Fuels (SAF) s tým, že v budúcnosti dosiahnu nulovú uhlíkovú stopu.

Ako prebieha výroba?

Fosílne palivá, zjednodušene povedané, sú vyrobené z reťazcov prvkov vodíka (H) a uhlíka (C). Kľúčom k výrobe e-palív je syngas, zmes vodíka (H) a oxidu uhoľnatého (CO). Syngas je univerzálny prvok, ktorý je nutný na výrobu akéhokoľvek typu kvapalného uhľovodíkového paliva, či už je to letecký benzín, nafta alebo benzín. Premena syntézneho plynu na palivo je známy a zavedený priemyselný proces, vo veľkom meradle sa používa už desaťročia, no ako surovina sa používa uhlie a zemný plyn, čo dnes nie je žiadúce.

Práve v tom je najväčší problém výroby syntézneho plynu. Výroba syngasu si vyžaduje obrovské množstvo energie. Aby sa táto energia vyrábala udržateľným spôsobom, musí pochádzať z obnoviteľných zdrojov, napríklad slnečná, veterná či vodná energia, alebo biomasa.

Koľko druhov e-palív je?

Poznáme tri spôsoby výroby obnoviteľného syntézneho plynu a teda aj syntetických palív, ktoré sú šetrné ku klíme. Ide o biopalivá, tie sa vyrábajú z biomasy; elektrické palivá vyrábajúce sa z obnoviteľných zdrojov elektriny a solárne palivá, ktoré sa vyrábajú zo solárnej energie. Tieto metódy prechádzajú hlavne cez syngas, zmes vodíka a oxidu uhoľnatého. Syntézny plyn sa následne premieňa na kvapalné palivá prostredníctvom zložitých priemyselných procesov premeny plynu na kvapalinu. Tieto metódy sa označujú ako Biomass-to-Liquid, Power-to-Liquid a Sun-to-Liquid.

Najškálovateľnejší a z hľadiska suroviny najuniverzálnejší je proces splyňovania biomasy. Tá sa pri vysokých teplotách premieňa na syngas. E-palivá sa vyrábajú z obnoviteľnej elektriny, ako je solárna, veterná alebo vodná energia. Proces Power-to-Liquid predstavuje sériu krokov premeny energie. Najprv sa vyrába obnoviteľná elektrina, tá následne poháňa elektrolyzér štiepiaci vodu na vodík a kyslík. Potom sa vodík zmieša s oxidom uhličitým a premení sa na syntézny plyn prostredníctvom reakcie reverzného posunu vodného plynu. Ide o proces, ktorý sa vykonáva pri vysokých teplotách a je poháňaný elektrinou. 

Solárne palivá sa vyrábajú zo slnečného tepla, ktoré poháňa termochemický reaktor. V reaktore sa oxid uhličitý a voda premieňajú na syngas. Rovnako ako e-palivá, ani solárne palivá zatiaľ nie sú na trhu bežne dostupné. Slnečné oblasti ponúkajú ideálne podmienky na výrobu solárnych palív ponúkajú najmä púšte a polosuché oblasti s vysokým slnečným žiarením.

Aké sú výhody e-palív?

E-palivá sú efektívne, pretože majú fyzikálno-chemické vlastnosti podobné konvenčným palivám. Sú teda kompatibilné so súčasnými vozidlami a umožňujú využitie existujúcej infraštruktúry. Ako sme spomínali vyššie, sú udržateľné, pretože na ich výrobu sa používajú alternatívne a obnoviteľné suroviny. Dôležité je, že e-palivá tiež prispievajú k postupnej dekarbonizácii dopravy a letectva.

Aké sú nevýhody e-palív?

Na výrobu je potrebné obrovské množstvo energie, ktorá musí byť „čistá“. Ekologická musí byť aj distribúcia a to všetko predražuje cenu e-paliva. V roku 2030 by mohol stať liter zhruba 3 až 4 eurá. Nabíjanie elektromobilov je tak niekoľkonásobne lacnejšie a efektívnejšie. Je možné, že sa súčasné výrobné procesy zefektívnia, celkom určite to nebude do roku 2035. Experti očakávajú výrazne vylepšenie až v dekáde 2040.

Zdá sa teda, že Nemcom nejde o motoristov, ba dokonca ani o životné prostredie, keď žiada výnimku pre e-palivá. Portál Politico to pomenoval priamo, keď uviedol, že skutočným motívom je politika. Koaličná liberálna strana FDP vo vláde kancelára Olafa Scholza začala hrať tvrdú hru po porážke, keď utŕžila porážku vo februárových regionálnych voľbách.

Najhoršie na tom celom je fakt, že ak sa výnimka pre e-palivá presadí, odborníci už teraz hovoria, že bude prakticky nemožné rozpoznať, či sa predáva, tankuje a jazdí na e-palivách, alebo na klasických pohonných hmotách. Je síce možné, že by sa do takýchto automobilov montovalo zariadenie, ktoré nedovolí naštartovať vozidlo s neekologickým palivom. Určite to zvýši cenu vozidla a tiež je otázne, či sa to nebude dať obísť, resp. deaktivovať.

Mimochodom, jedným z najväčších koncernov, ktorý skúma možnosti e-palív pre spaľovacie motory, je Porsche. Aj táto značka však ráta s tým, že e-palivá budú len pre zlomok vozidiel, ktoré budú vybavené spaľovacími motormi. Zvyšok flotily Porsche bude elektrický.