E-polttoaineet, lyhenne sanoista electrofuels, ovat synteettisten polttoaineiden luokka, jotka on suunniteltu käytettäväksi tavanomaisissa polttomoottoriajoneuvoissa. Toisin kuin perinteinen bensiini ja diesel, jotka ovat peräisin öljystä, synteettinen e-polttoaine luodaan keinotekoisesti käyttämällä uusiutuvista lähteistä.
On tärkeää erottaa e-polttoaineet muista synteettisistä polttoaineista, kuten etanolista ja biodieselistä. Kasvimateriaaleista saatua etanolia käytetään ensisijaisesti bensiinin lisäaineena oktaaniluvun nostamiseen ja hiilimonoksidipäästöjen vähentämiseen. Biodieseliä sen sijaan valmistetaan kasviöljyistä ja eläinrasvoista. Sitä vastoin e-polttoaineita tuotetaan yhdistämällä sähköä vetyä ja hiilidioksidia (CO2).
Miten e-polttoainetta tuotetaan?
E-polttoaineen tuotanto riippuu siitä, onko haluttu lopputuote kaasumaisessa vai nestemäisessä muodossa:
- Kaasu E-polttoaineet: Kaasujen e-polttoaineisiin kuuluvat uusiutuva vety ja e-metaani, jotka molemmat voidaan myöhemmin nesteyttää tuottaakseen nestemäistä vetyä (H2) ja e-GNL:ää (kaasusta nesteeksi) vastaavasti.
- Nestemäiset E-polttoaineet: Nestemäiset e-polttoaineet, kuten e-metanoli ja e-raakaöljy (synteettinen raakaöljy), toimivat e-kerosiinin ja e-dieselin esiasteena.
- Kaasu tai nestemuoto: Synteettistä ammoniakkia voidaan valmistaa joko kaasumaisessa tai nestemäisessä muodossa.
E-polttoaineen valmistusprosessi vaihtelee halutun muodon mukaan. Käytetään kahta pääprosessia: Power-to-Gas ja Power-to-Liquid. Näissä prosesseissa on tyypillisesti kaksi tai kolme vaihetta. Aluksi vetyä (H2) tuotetaan vesielektrolyysillä käyttämällä uusiutuvaa sähköä. Tämä vety yhdistetään sitten toiseen molekyyliin, kuten hiilidioksidiin (CO2) e-raakaöljylle ja synteettiselle metaani/metanolille tai typpeen (N2) synteettiselle ammoniakille. Synteettinen raakaöljy vaatii lisäjalostusta, kuten fossiiliset öljyt, synteettisen kerosiinin tai dieselin valmistamiseksi.
E-metaani, e-metanoli, e-diesel ja e-kerosiini luokitellaan synteettisiksi hiilivedyiksi, hiilidioksidin sisällyttäminen tuotantoprosesseihinsa. CO2 voidaan hankkia suoraan ilmakehästä tai saada teollisuuslaitoksista käyttämällä fossiiliset polttoaineet. CO2-lähteen valinta vaikuttaa synteettisen polttoaineen ympäristöhyötyihin, tuotantokustannuksiin ja elinkaarianalyysiin.
Vaihtoehtoinen menetelmä synteettisen raakaöljyn tuotantoon on korkean lämpötilan H2O/CO2-koelektrolyysi, joka on lyhyempi prosessi, joka eliminoi uusiutuvan vedyn käytön alussa. Vaikka se parantaa tuottavuutta ja mahdollisesti alentaa investointikustannuksia, tämä tekniikka on vähemmän kypsä, ja useimmat alkuperäiset tuotantoprojektit valitsevat vedyn tuotannon matalan lämpötilan elektrolyysillä ensimmäisessä vaiheessaan.
Katso myös: Mikä on uusiutuva dieselpolttoaine?
Mitkä ovat e-polttoaineiden hyvät ja huonot puolet?
E-polttoaineiden plussat:
- Yhteensopivuus olemassa olevien ajoneuvojen kanssa: E-polttoaineet voivat toimia tavallisissa autoissa, pakettiautoissa ja raskaissa tavarankuljetusajoneuvoissa (HGV) ilman muutoksia.
- Nopea tankkaus: Ajoneuvojen täyttö E-polttoaineilla on nopea prosessi, joten se sopii hyvin pitkän matkan ajoneuvoihin, kuten kuorma-autoihin.
- Olemassa olevan infrastruktuurin käyttö: Ei tarvetta uudelle infrastruktuurille; olemassa olevia jalostamoita, putkistoja, polttoaineen jakeluautoja ja huoltoasemia voidaan hyödyntää.
- Sekoitavuus: E-polttoaineita voidaan sekoittaa saumattomasti fossiilisten polttoaineiden kanssa missä tahansa halutussa suhteessa, kuten etanolin sekoittaminen lyijyttömään bensiiniin.
- CO2-päästöjen vähentäminen: E-polttoaineiden käyttöönotto voi vähentää merkittävästi hiilidioksidipäästöjä Isossa-Britanniassa.
E-polttoaineiden huonot puolet:
- Korkeat tuotantokustannukset: E-polttoaineet ovat tällä hetkellä kalliita valmistaa, ja arvioiden mukaan kustannukset ovat noin 37.24 puntaa keisarillista gallonaa kohti, mutta kustannusten odotetaan laskevan lopulta noin 6.30 puntaa.
- Rajoitettu tuotantoaste: E-polttoaineita ei tällä hetkellä valmisteta suuria määriä.
- Paikalliset saastepäästöt: E-polttoaineilla toimivat ajoneuvot päästävät edelleen haitallisia kaasuja, mikä lisää paikallista saastumista.
- Energiaintensiivinen: E-polttoaineiden väitetään vaativan enemmän energiaa, erityisesti tuotantoprosessin aikana, verrattuna sähköautoihin kilometrikohtaisesti.
Lue myös: Mikä on Refuse Derived Fuel (RDF)?
Mitkä ovat E-polttoaineiden sovellukset?
E-polttoainesovellukset ovat seuraavat:
- Raskaat liikkuvuuden päästöt: Noin neljännes maailman hiilidioksidipäästöistä on peräisin raskaasta liikkumisesta. E-polttoaineet ovat elintärkeitä erityisesti meri- ja lentoliikenteessä, jossa täysi sähköistys on haastavaa.
- Infrastruktuurin yhteensopivuus: E-polttoaineet hyödyntävät olemassa olevaa infrastruktuuria ja kilpailevat perinteisten fossiilisten polttoaineiden ja biopolttoaineiden kanssa.
- Ilmailun E-kerosiini: Vuoteen 2070 mennessä e-kerosiinin arvioidaan kattavan lähes 40 prosenttia lentoliikenteen energiatarpeesta.
- Vihreä vety ja synteettiset polttoaineet: Lupaaviin hankkeisiin sisältyy vihreää vetyä ja talteenotettua hiilidioksidia kustannuskilpailukykyisten sähköisten polttoaineiden tuottamiseksi.
- Meneillään olevat projektit: Maailmanlaajuiset aloitteet kehittävät e-polttoaineita, mukaan lukien synteettisen metanolin tuotanto Pohjanmerellä oleville laivoille, kuten Antwerpenin satamaprojekti.
Täytyy lukea: Onko propaani fossiilinen polttoaine?
