Pôvodne sa po roku 2035 nemali na európske cesty dostávať už žiadne nové automobily so spaľovacími motormi. Po rozhodnutí Európskej komisie v marci tohto roku sa zdá, že spaľovacím motorom na starom kontinente predsa ešte neodzvonilo. Riešením majú byť e-palivá s neutrálnou bilanciou emisií CO2.
Syntetické elektropalivá majú umožniť, aby prechod na bezuhlíkovú elektrickú osobnú dopravu nebol až taký náhly a radikálny. Ide o kompromis, čím sa netaja ani tí, čo sa vývojom a výrobou e-palív zaoberajú a investujú do nej. O akom veľkom kompromise je reč?
Nahradiť, ale čím
V roku 1900 sa v dôsledku používania fosílnych palív uvoľnili takmer 2 miliardy ton CO2. Už do roku 1960 sa toto množstvo zvýšilo viac ako na štvornásobok, na viac ako 9 miliárd ton. Podľa údajov amerického Centra pre analýzu informácií o oxide uhličitom sa v roku 2014 celosvetovo uvoľnilo viac ako 35 miliárd ton CO2. Pri štandardnej teplote a tlaku by jedna tona oxidu uhličitého CO2 zaplnila guľu s priemerom približne 9,8 metra – priemerné auto v USA pritom takúto guľu vyprodukuje za tri mesiace.
Ako na svojej stránke venovanej klimatickej zmene pripomína vesmírna agentúra NASA, uhlíkové emisie sú len čiastočne znižované prirodzenými pohlcovačmi na pevnine a v oceánoch, a tak zvyšok ročných emisií oxidu uhličitého zo spaľovania fosílnych palív človekom zostáva v atmosfére Zeme. Keď štáty a vedci hľadajú alternatívne spôsoby pohonu dopravných prostriedkov, opierajú sa teda o údaje, ktoré nepodliehajú móde. Otázkou nie je či nahradiť doterajšie fosílne palivá, ale čím ich nahradiť.
Hoci elektrický pohon automobilov sa považuje za najsľubnejší spôsob odbúrania uhlíkových emisií v cestnej doprave, jeho všeobecné zavedenie si vyžiada ešte nemalé investície do vývoja, výroby aj infraštruktúry. Použitie e-palív ako doplnku pri prechode na čisté formy pohonu sa v takomto prípade zdá byť logickou odpoveďou.
Palivo z vody a CO2
Na rozdiel od klasického spracovania ropy e-palivá vznikajú chemickou reakciou vodíka a oxidu uhličitého (CO2). Pri ich výrobe sa nepoužíva ropa, ale namiesto nej je možné využiť CO2 zachytený ako produkt iných výrobných procesov alebo priamo z atmosféry. K zachytenému CO2 sa pridá vodík a tým vznikne tzv. syntézny plyn alebo e-plyn, ktorý sa potom dá spracovať na syntetické palivá. Ako pripomína popularizačná stránka HowStuffWorks, e-plyn je len marketingový názov pre syntetický metán, laboratórnu verziu toho istého plynu, ktorý pochádza z dávnych suchozemských rastlín a organických látok nachádzajúcich sa v zemskej kôre pri ložiskách ropy. No zatiaľ čo fosílny metán vznikal milióny rokov, syntetický metán vzniká relatívne rýchlo vďaka chemickým postupom.
Výroba e-palív je horúcou novinkou – s vážnejšími prípravami sa začalo až v druhej dekáde tohto storočia. Proces sa začína elektrolýzou – pri nej látkou prechádza elektrický prúd, ktorý spôsobí chemickú zmenu. Touto látkou je voda a výsledkom je rozklad molekúl vody na plynný vodík a kyslík: 2H2O → 2H2+ O2. Vodík môže byť použitý ako palivo pre automobily, v ktorých sa skladuje stlačený v nádržiach a reaguje s kyslíkom na výrobu elektriny a vody. Pri výrobe syntetických e-palív sa však používa plynný vodík reagujúci s oxidom uhličitým v procese zvanom metanizácia: CO2 + 4H2→ CH4 + 2H2O. Ďalšou možnosťou syntézy je amoniak, pričom nie je potrebný CO2. Spaľovacie motory sa však v tomto prípade musia upraviť, aby mohli na takomto palive pracovať. Výroba e-palív si od začiatku do konca vyžaduje elektrickú energiu – proces sa niekedy označuje Power-to-X, teda premena elektriny na X. Elektrina v tomto prípade nie je v batérii, ale, obrazne povedané, v nádrži vozidla, preto ide o elektropalivá alebo e-palivá.
Ako bežné pohonné látky
Po spracovaní v rafinériách sa e-palivo používa ako e-benzín, e-diesel, e-kerozín (letecké palivo) alebo e-plyn a môže úplne nahradiť konvenčné palivá. Prvou výhodou takéhoto riešenia teda je, že na distribúciu e-palív je možné využívať existujúce logistické, distribučné a tankovacie infraštruktúry vrátane cisterien, potrubí a čerpacích staníc. Tieto palivá sú tiež kompatibilné s motormi s vnútorným spaľovaním. E-palivá sa skladujú rovnako ako benzín a nafta pri izbovej teplote. V kvapalnom stave nevyžadujú tlak, vďaka čomu sa prepravujú a skladujú ľahšie ako vodík.
E-palivá sa správajú ako fosílne palivá. Majú vysokú energetickú hustotu, na rozdiel od tradičných palív však do atmosféry nepridávajú tony ďalšieho CO2 – do atmosféry ho vracajú presne toľko, koľko ho v nej bolo predtým, ako bol zachytený v procese výroby paliva. Zástancovia týchto palív pripomínajú, že vďaka tomu, že pri ich používaní sa uvoľňuje len toľko CO2, koľko sa predtým viazalo pri výrobe, e-palivá môžu prispieť k uhlíkovej neutralite všade tam, kde sa používajú tradičné fosílne palivá, napríklad aj pri vykurovaní budov.
R, foto Pixabay
