Paliwa alternatywne – wyścig przyszłości

Paliwa alternatywne to obecnie główne zajęcie ośrodków badawczych i naukowców. Czy będą tańsze niż kosztowne dziś benzyna i ropa? Które z nich znajdzie zastosowanie w samochodach i wygra wyścig o paliwo przyszłości? W kolejce by odziedziczyć sukces ropy naftowej stoją kolejno: wodór, gaz z węgla, prąd z elektrowni termojądrowych, biopaliwa drugiej generacji, biogaz a nawet paliwa produkowane z dwutlenku węgla w procesie sztucznej fotosyntezy. Które z tych rozwiązań okaże się najlepsze?

Alternatywa koniecznością

Ropa musi mieć alternatywę. Szczególnie, jeśli weźmie się pod lupę bijące dziś rekordy ceny paliwa. Wiele wskazuje na to, że czas taniej ropy dobiegł końca. Przyczyna? Zapotrzebowanie na ten surowiec stale rośnie, ale jednocześnie nie udaje się zwiększyć jego wydobycia, co stanowi obecnie największy problem, ponieważ łatwo dostępne złoża ropy powoli się wyczerpują. Ceny rosną ponieważ głębsze złoża są znacznie droższe w eksploatacji – związek przyczynowo skutkowy, to bardzo proste. Bardzo prawdopodobnym jest, że do utrzymania obecnego wydobycia ropy będą konieczne inwestycje rzędu dziesiątków miliardów dolarów. A to oznacza, że ceny ropy na pewno nie będą tanieć, a wręcz przeciwnie, będą stale rosnąć. 

Co najlepiej mogłoby zastąpić ropę jako podstawowy surowiec do produkcji paliw? Niektórzy sugerują, że miejsce to należy się gazowi. Jego wydobycie jest łatwe i tanie w eksploatacji. Jednak złoża gazu kiedyś też zaczną się wyczerpywać i co wtedy? Sytuacja powtórzy się, a cena gazu już dziś nie należy do niskich. Czy mamy do czynienia z błędnym kołem? Z takim pytaniem postanowiło zmierzyć się całkiem spore grono naukowców, chcących odnaleźć złoty środek, który rozwiązałby ten globalny problem.  

Wodór liderem

Od wielu lat mówi się o wodorze, który byłby paliwem niewyczerpalnym. Dlatego większość pokłada w tym surowcu największe nadzieje. Są dostępne pierwsze modele aut na wodór i powstają nawet pierwsze stacje do ich tankowania. Wodór to naprawdę rewolucyjne rozwiązanie, które oszczędziłoby kłopotu całemu światu. Problem w tym, że są to bardzo drogie technologie, o wiele droższe od tradycyjnych rozwiązań. Zastosowanie wodoru jest o wiele trudniejsze w zastosowaniu – trzeba go magazynować pod bardzo dużym ciśnieniem ze względu na niską gęstość energii. 

Póki co, brutalna prawda brzmi tak, że ropa mimo wysokich cen, jest wciąż zbyt tania, by prace nad wdrożeniem wodoru jako paliwa mogły zdecydowanie przyśpieszyć. Upowszechnienie wodoru spowolni także produkcja gazu, który przez wiele lat będzie dość tanim zamiennikiem dla paliw produkowanych z ropy. Wielu specjalistów sądzi, że rewolucja wodorowa w końcu nadejdzie, ale dopiero w momencie, kiedy zacznie być to opłacalne.  

Biogaz w rezerwie

W przypadku biogazu sytuacja wygląda bardzo ciekawie. Owszem, budowa biogazowni jest aktualnie dość kosztowna, ale ich eksploatacja może okazać się bardzo tania. Dlaczego? Wszystko dzięki temu, że produkcja biogazu może odbywać się z wykorzystaniem wszelkiego rodzaju odpadów pochodzenia organicznego, które i tak wedle obecnych wytycznych trzeba utylizować i nie jest to wcale takie tanie. Kwestia biopaliw drugiej generacji wygląda wręcz identycznie. Problemem jest natomiast fakt, że trudno byłoby produkować tego surowca na tyle dużo, by wystarczało go dla wszystkich kierowców – jest to po prostu niemożliwe, przynajmniej na chwilę obecną, ponieważ międzynarodowe instytucje mają w planach uprawę na wielką skalę specjalnych gatunków glonów zawierających bardzo duże ilości oleju roślinnego. Czy to się uda? Zobaczymy. Na chwilę obecną jednak biopaliwa mogłyby po prostu uzupełniać globalną produkcję paliw, co wcale nie jest jednak złym rozwiązaniem.  

Polski akcent w wyścigu

Polski naukowiec, prof. Nazimek, wynalazł przełomową metodę produkcji paliw – wytwarzanie ich z dwutlenku węgla w procesie sztucznej fotosyntezy. Pomysł wydaje się być genialny, bo dwutlenku węgla mamy aż nadto, a ekolodzy wciąż walczą o zmniejszenie jego emisji do atmosfery. Niestety produkcja paliwa z dwutlenku węgla nie jest taka łatwa. Nad tym rozwiązaniem pracuje obecnie wiele poważnych ośrodków badawczych na świecie, wciąż jednak nie opracowano technologii, która uczyniłaby tę metodę możliwie opłacalną. Oczywiście podobnie można obecnie powiedzieć o większości paliw alternatywnych, nad którymi wciąż toczą się prace.  

Elektrownie wodorowe

Poważnym kandydatem zastępującym paliwa wytwarzane z ropy może być prąd produkowany w elektrowniach termojądrowych, bazujących także na wodorze. Takie rozwiązanie byłoby o wiele tańsze niż w przypadku zastosowania samego wodoru jako paliwa. Samochody zasilane prądem będą tańsze od tych napędzanych wodorem. To samo tyczy się stacji do ładowania pojazdów elektrycznych, które także będą znacznie mniej kosztowne w budowie i eksploatacji, niż te wodorowe. Elektrownie termojądrowe byłyby niewyczerpalnym źródłem energii, a co więcej, czystym – w trakcie eksploatacji nie powstawałyby odpady promieniotwórcze mogące być ogromnym zagrożeniem dla populacji. Prace nad wdrożeniem tych planów trwają od dziesiątek lat i potrwają niestety co najmniej drugie tyle. To odległa perspektywa, ale z drugiej strony najbardziej opłacalna i korzystna dla człowieka wizja paliwa przyszłości. Podsumowując, przyszłość motoryzacji to wykorzystanie wodoru jako paliwa i surowca do produkcji energii. Pozostałe metody będą jedynie uzupełnieniem oferty wówczas dostępnej, bądź etapami przejściowymi na drodze do rewolucji wodorowej.

FAQ

Dlaczego potrzebujemy paliw alternatywnych?

Złoża ropy i gazu kurczą się, ich wydobycie drożeje, a popyt rośnie. To prowadzi do stałego wzrostu cen i ryzyka niedoborów, więc potrzebne są nowe źródła energii dla transportu i przemysłu.

Które paliwa alternatywne są najbardziej obiecujące?

Wodór, energia elektryczna (z różnych źródeł, w tym termojądrowej przyszłości), biopaliwa/biogaz oraz paliwa syntetyczne z CO2. Każde ma zalety i ograniczenia technologiczne i ekonomiczne.

Jakie są zalety i problemy wodoru jako paliwa?

Wodór jest obfity i bezemisyjny w użyciu, ale drogi w produkcji, magazynowaniu (wysokie ciśnienie) i infrastrukturze tankowania. Przełom nastąpi, gdy koszty technologii spadną.

Jaka rola dla biogazu i biopaliw?

Biogaz i biopaliwa drugiej generacji mogą tanio powstawać z odpadów i uzupełniać podaż, ale nie wystarczą na pełne zastąpienie paliw kopalnych bez dużych, trudnych do skalowania upraw np. glonów.

Czy energia z elektrowni termojądrowych lub paliwa z CO2 to realna przyszłość?

Elektrownie termojądrowe i syntetyczne paliwa z CO2 mają wielki potencjał (niskie emisje, niewyczerpalność), ale wymagają przełomów technologicznych i obniżenia kosztów; wdrożenie to perspektywa długoterminowa.