Energia przyszłości wg Audi - co wlejemy do baku?

"Dość zaglądania do rury wydechowej" - twierdzi Audi i dodaje: "Dość liczenia CO2". Brzmi dość dziwnie, ale prowadzący prezentację szybko wyjaśnia. "Koncentrowanie się na CO2, wylatującym z rury wydechowej to błąd - powinniśmy traktować tę kwestię globalnie". Wciąż brzmi dziwnie, ale wszystko się wkrótce wyjaśnia. Okazuje się, że możemy sobie pozwolić na uwolnienie CO2 z rury wydechowej samochodu, pod warunkiem, że do produkcji paliwa do niego użyliśmy tego samego CO2 z atmosfery. Wówczas bilans globalny... Bałem się, że usłyszę w tym miejscu "wyniesie zero", bo dla mnie, jako inżyniera sprawa jest jasna, że będzie raczej dodatni. Na szczęście usłyszałem: "...będzie znacznie bardziej korzystny". To już ma sens, a oto jak tę sprawę rozwiązują inżynierowie z Bawarii.

Za inspirację posłużyła oczywiście sama natura: cykl wody, tlenu, oraz CO2 w przyrodzie dowodzi, że można uruchomić mechanizm napędzany przez Słońce. Postanowiono więc naśladować naturalne procesy w laboratoriach i pracować nad uruchomieniem niekończącego się cyklu o bilansie wszystkich składników, dążącym do zera. Przyjęto dwa założenia: 1. W przyrodzie nic nie ginie. 2. Odpadów z jakiegokolwiek etapu należy użyć w kolejnym etapie.

Na początek jednak zbadano, który z etapów życia samochodu produkuje najwięcej CO2 (przy założeniach kompaktowego auta do przebiegu 200.000). Okazało się, że produkcja auta generuje 20% szkodliwych gazów, używanie auta 79%, a jego złomowanie 1%. Mając takie dane jasne było, że należy zacząć od etapu używania auta, czyli spalania paliwa. Znamy wady i zalety paliw klasycznych. Biopaliwa mają swoje zalety, ale nie są pozbawione wad - zabierają pola uprawne i w efekcie jedzenie, w końcu nie będzie ich nigdy dość, aby zaspokoić wszystkie potrzeby cywilizacji. Audi wprowadza więc nowy etap, który nazywa E-Fuels. O co chodzi? Idea jest jasna: należy wyprodukować paliwo używając CO2 jako jednego ze składników procesu produkcji. Następnie można będzie takie paliwo spalić z czystym sumieniem, uwalniając CO2 do atmosfery. I tak w kółko. Tylko jak to zrobić? Audi ma na to aż 2 rozwiązania.

Rozwiązanie pierwsze: E-Gas

Idea, stojąca za pomysłem E-Gas, zaczyna się od istniejącego już rozwiązania. A mianowicie przy pomocy wiatraków łapiemy energię z wiatru. Prąd uzyskany w ten sposób, zużywamy w procesie elektrolizy otrzymując H2. To już jest paliwo, lecz przez brak infrastruktury inżynierowie muszą pracować dalej. W procesie, nazwanym „Methanation” łączą H2 z CO2 uzyskując CH4 - gaz, który ma identyczne właściwości, co gaz ziemny. W ten sposób mamy paliwo, do którego produkcji użyto CO2, które zostanie ponownie uwolnione w procesie spalania tegoż paliwa. Energia niezbędna do opisanych wyżej procesów pochodzi z naturalnych, odnawialnych źródeł, a więc koło się zamyka. Czy znów brzmi to zbyt piękne, aby było prawdziwe? Trochę tak i może nie dopatrzyłem się w prezentacji czegoś drobnym druczkiem, ale jeśli nawet proces ten wymaga „dopłaty energetycznej” tu i ówdzie, to i tak stanowi krok w nowym, ciekawym kierunku.

Bilans CO2 jest w powyższym rozwiązaniu niepodważalnie lepszy i Audi udowadnia to w liczbach: koszt przejechania 1 km auta (kompakt do przebiegu 200.000 km) na klasycznym paliwie to 168g CO2. Na CNG już mniej, niż 150. Na biopaliwach mniej, niż 100. A w koncepcji e-gas: mniej niż 50 g CO2 na 1 kilometr drogi! Wciąż daleko do zera, ale już 3 razy bliżej w porównaniu do klasycznego rozwiązania.

Abyśmy nie odnieśli wrażenia, że Audi stanie się potentatem paliwowym zamiast producentem samochodów, pokazano nam (uprzednio zabierając telefony komórkowe i aparaty) pięciodrzwiowe nowe Audi A3 z silnikiem TCNG, które zobaczymy na drogach dopiero za rok. Nie można było go niestety odpalić, więc nie wiemy nic więcej, prócz tego, że jest, ale cieszy sama myśl, że za teorią i prezentacjami idzie bardzo konkretny produkt.

Rozwiązanie drugie: E-Diesel/E-Ethanol

Kolejna, a w mojej ocenie jeszcze ciekawsza i śmielsza koncepcja, w którą inwestują Bawarczycy, to e-diesel i e-ethanol. Tu Audi znalazło partnera aż za oceanem, gdzie na południu USA firma JOULE produkuje paliwa przy pomocy fotosyntezy - ze słońca, wody i mikroorganizmów. Wielkie zielone grządki prażą się na gorącym słońcu, pożerając CO2 z atmosfery i produkując tlen oraz... paliwo. Dokładnie ten sam proces zachodzi w każdej roślinie, lecz rośliny te zamiast tankować nasze auta zwyczajnie rosną. Naukowcy ze Stanów pochylili się jednak nad swoimi mikroskopami i wyhodowali taki jednokomórkowy mikroorganizm, który w procesie fotosyntezy zamiast biomasy produkuje... no właśnie - paliwo! I to na zamówienie, w zależności od typu bakterii: raz etanol, raz olej napędowy - co sobie Pan naukowiec zażyczy. I to ile: 75 000 litrów etanolu, oraz 50 000 litrów diesla z 1 hektara! Ponownie - brzmi zbyt piękne, aby było prawdziwe, ale to działa! A do tego, w odróżnieniu od biopaliw, proces ten może zachodzić na nieurodzajnej pustyni.

Najciekawsze jest to, że opisane powyżej koncepcje, to nie jest bardzo odległa przyszłość, Komercyjna produkcja paliw przy pomocy mikroogranizmów ma się rozpocząć już w 2014 roku, a cena paliwa ma być porównywalna z ceną paliw klasycznych. Chciało by się taniej, ale na tym etapie nie chodzi o cenę, tylko o samą perspektywę produkcji paliwa, pochłaniającą CO2.

Wygląda na to, że Audi rzeczywiście nie ma zamiaru w nieskończoność zaglądać do rury wydechowej - zamiast tego pracuje nad czymś zupełnie nowym, co może w globalnej skali zbilansować emisję CO2. W tej perspektywie zmartwienia odnośnie wyczerpywania złóż ropy naftowej przestają być aż tak mroczne. Zapewne ekolodzy i tak nie będą zadowoleni z faktu wykorzystywania roślin do produkcji paliwa albo perspektywy wykorzystywania pustyni jako pól upraw. W myślach niektórych z pewnością przemknęły obrazy przedstawiające widoczne z kosmosu logotypy producentów na Saharze czy Gobi. Jeszcze do niedawna wytwarzanie paliwa z roślin było zupełną abstrakcją nadającą się na epizod filmu science-fiction, dziś zaś to bardzo realna i osiągalna przyszłość. Jest na co czekać? No cóż, przekonamy się za kilka, może kilkanaście lat.

Zobacz również: Silnikowa (r)ewolucja - czyli dokąd zmierza Audi?