E-palivá: Nádej alebo slepá ulička?
V diskusiách o klimatických opatreniach v dopravnom sektore sa neustále vedie debata o syntetických palivách, tzv. e-palivách (e-fuels). Niektorí považujú synteticky vyrábané palivá za cennú technológiu budúcnosti, iní ich označujú za neekonomické a absurdné.
E-palivá sú plynné alebo kvapalné palivá, ktoré je možné vyrábať pomocou elektrickej energie. Označujú sa aj ako palivá Power-to-X (PtX) alebo Power-to-Liquid (PtL) alebo Power-to-Gas (PtG). Niekedy sa tiež používa termín powerfuels. Na úrovni EÚ sú syntetické palivá definované ako obnoviteľné, kvapalné a plynné palivá nebiologického pôvodu (RFNBO) – inými slovami palivá vyrobené z elektriny, ktorá pochádza z obnoviteľných zdrojov (najmä slnečná a veterná). Európska komisia vydala pravidlá pre výrobu RFNBO na začiatku roka 2023 ako dodatok smernice o obnoviteľných zdrojoch energie (RED II). Podľa týchto pravidiel nebude jadrová energia naďalej považovaná za obnoviteľnú energiu. Podľa názoru niektorých členských krajín EÚ by sa v budúcnosti rozhodne mala podieľať pri výrobe syntetických palív. Táto otázka je stále predmetom rokovaní.
Energeticky náročná výroba
Výroba petroleja, nafty a benzínu v syntetickej podobe sa vo všeobecnosti opiera o starý výrobný proces - Fisher-Tropschovú syntézu. V ňom sa zo zmesi vodíka (H) a oxidu uhoľnatého (CO) vytvoria dlhé uhlíkové reťazce a výsledná „surová e-ropa“ sa následne môže rafinovať na palivá. Ak tento vodík pochádza z elektriny z obnoviteľných zdrojov podľa smernice RED II, môžeme tieto palivá považovať za „zelené“. Vo všeobecnosti sa vodík získava elektrolýzou. Oxid uhoľnatý (CO) musí pochádzať z oxidu uhličitého (CO₂), ktorý bol extrahovaný z okolitého vzduchu (priame zachytávanie vzduchu). Následný proces rafinácie si vyžaduje ešte viac energie.
Nedávne štúdie naznačujú, že celý proces, vrátane odsoľovania morskej vody, ktorá je potrebná na výrobu vodíka, má za následok, že energetická účinnosť surovej e-ropy zodpovedá nanajvýš tretine elektriny použitej pri jej výrobe.
V dôsledku toho je táto možnosť považovaná za vysoko energeticky náročnú a neekonomickú v porovnaní s palivami alebo priamym využitím elektriny v elektromotoroch.
Využitie v leteckej a námornej doprave
E-palivá vyrobené Fischer-Tropschovou syntézou sú v súčasnosti jediným spôsobom, ako vieme emisie CO2 pri diaľkových letoch dostať skoro na nulu. Spolu s biogénnymi udržateľnými palivami (SAF) je e-petrolej považovaný za nádej pre priemysel. V procese rafinácie sa produkuje aj vedľajší produkt - obnoviteľná nafta. Niektorí práve to považujú za nádej pre syntetické palivá v cestnej doprave. Čísla však hovoria, že to nebude v krátkodobom, ani strednodobom horizonte. Očakáva sa, že v roku 2030 v Nemecku bude e-petrolej tvoriť 2 % celkovej produkcie, teda približne 200 000 ton ročne. Tento proces by tiež generoval okolo 100 000 ton obnoviteľnej nafty. To však zodpovedá len 0,3 % dnešnej nemeckej spotrebe nafty. Vzhľadom k obmedzenej dostupnosti a výraznej vyšším nákladom sa preto bude obnoviteľná nafta používať výhradne v špeciálnych aplikáciách, kde neexistuje žiadna technická ani ekonomická alternatíva k dieselovému motoru. Alebo ako prímes do fosílnych palív, podobne ako dnešná bio prímes do benzínu a nafty.
Syntetické palivá sú žiadané aj v lodnej doprave. Veľké nákladné lode sú poháňané ťažkou ropou, ale čoskoro budú používať e-metanol (CH₄O). Kontajnerová prepravná spoločnosť Mearsk si už objednala 19 takýchto lodí. E-metanol sa vyrába priamo zo zeleného vodíka a CO2. Okrem lodnej dopravy je tento produkt žiadaný aj v chemickom priemysle. Ďalšie spracovanie na naftu je veľmi nákladné, ale možné.
Okrem e-metanolu sa lodný priemysel dlhodobo zameriava na e-amoniak (NH₃). Technológie motora však ešte nie sú naplno vyvinuté a palivo je vysoko toxické, preto manipulácia s ním dáva zmysel len na veľkých lodiach. V ďalšom desaťročí by však toto syntetické palivo mohlo nahradiť e-metanol. Výroba e-amoniaku si vyžaduje zelený vodík, bez potreby CO₂. Namiesto toho sa používa dusík (N) z okolitého vzduchu, ktorý je oveľa účinnejší než zachytávanie molekúl CO2.
Syntetické palivá sú súčasťou nového ekologického vodíkového hospodárstva a teda technológie budúcnosti, ktorú spoločnosť potrebuje k transformácii na technológie s nulovými emisiami. Na ich výrobu sa používajú odlišné procesy a využívajú sa na odlišné účely – najmä na medzikontinentálnu prepravu energie a dekarbonizáciu námornej a leteckej dopravy. Z dnešného pohľadu nebudú hrať syntetické palivá v európskej cestnej doprave hlavnú rolu.