「E-Fuel」— 可以让内燃机重振雄风的“蓝色药丸”？

词组“E-Fuels”中，“Fuel”是英语“燃料”的意思，而字母“E”则代表“可再生电力”。简单翻译，E-fuel是可以将水电解生成的H2和CO2通过催化反应进而合成的一种液体碳氢链燃料。

“E-Fuels”的化学结构和基本特性与传统的柴油或汽油燃料并没有本质的区别。但因其利用可再生能源所制得，并且可以使CO2的排放和吸收相同，因此从理论上讲，“电力合成燃料”可以帮助我们改善传统燃油汽车所令人诟病的“碳足迹”，实现“碳中和”。

业内对此的看法尚切存在很多的争论，人们更多的是将“电力合成燃料”看作是一种环保的，可以代替飞机或者轮船传统燃料的备选方案。但是对于汽车行业来讲，人们目前对E-Fuel的应用和认知可以说尚且是微乎其微。

近日，德国知名汽车制造商保时捷首席执行官奥利弗·布鲁姆（Oliver Blume）在接受德国知名媒体《Handelsblatt》采访时透露：保时捷正计划对E-Fuels电子合成燃料进行研发投资。

据悉，保时捷希望可以借助“电力合成燃料”高环保特性的技术优势，使其具有标志性意义的保时捷911等仍采用传统内燃机的跑车可以“永葆活力，长青不老”。

按照目前的趋势来分析，欧洲汽车工业的未来，在于电动化。

欧洲的整车厂们正在紧锣密鼓的提高其电动汽车的种类和产能，并不断投入大量的资金去研究和改进电池技术，同时还必须为电动汽车的普及修建新的基础充电设施，这一系列长周期的高额投入让很多整车厂面临巨大的压力。

那么，保时捷所选择的这种既可实现“碳中和”，又可以继续驱动传统内燃机的绿色环保燃料是否可以成为欧洲整车厂的另一种选择呢？

德国保时捷首席执行官奥利弗·布鲁姆（Oliver Blume）在接受采访时表示，就目前以达成共识的欧盟《巴黎气候协议》目标而言，“电动化”必将是大势所趋。

但同时，他也强调了一个重要的事实：目前全世界范围内仍然有超过十亿辆搭载传统内燃机的汽车正在公里上行驶着。那么，我们是否可以找到一个更好的方法，通过技术突破来保留现有的公共基础设施和技术积累，并加以继续利用呢？

为实现此目标此，保时捷正在加大对“电力合成燃料”的宣传，并将联合西门子能源公司在智利南部共同投资建设全球首座工业级“E-Fuel”试验工厂，旨在利用该国强劲的风能为该电厂提供可持续的电力。据悉，该试验工厂将有能力在2026年起每年生产超过5.5亿升的环保电子燃料。

当然，这一切的新型技术普及的代价就是高昂的生产研发成本。

对此，奥利弗·布鲁姆（Oliver Blume）表示，目前“电力合成燃料”的成本价格约为每升十美元左右。但是，随着“电子燃料”的大范围普及，其成本架构有望在未来降至每升两美元左右。

那么，“电力合成燃料”真的会有未来吗？

环保可实现碳中和的“电子燃料”究竟是如何制造的？

毫无疑问，“电力合成燃料”的生产工艺是极其复杂的。

首先，我们需要利用驱动电解器将水分解成氢气和氧气，这将会消耗大量的电力能源，而且必须是可再生的电力能源，例如风能。

其次，在生产过程中，我们需要将氢气与来自工业排放的废气或空气中的二氧化碳反应结合在一起，通过独特的工艺加工产生合成液体或者气体燃料。

理想情况下，生产反应所需的CO2来自过滤后的空气，而通过反应而获得的“合成燃料”可以直接被当作传统内燃机燃料来使用，因此这将会形成一个“碳排放”循环抵消的过程。这样一来，使用“电力合成燃料”的内燃机就能以“环保”的方式循环运行，该过程也被称为Power-To-X！

从理论上讲，使用电力合成燃料发动机的汽车，在驾驶的过程中已经可以实现“碳中和”。如果这个技术可以普及，无疑可以使得欧盟朝着其2030年将交通环境中的二氧化碳排放量减少40％至42％的目标又迈进一步。

同时，如果选择使用“电力合成燃料”，我们就可以继续使用加油站等现有基础设施以及最大限度的保留同内燃机技术所相关的产业供应链，无需大量布局新的充电站和生产大量的电动汽车。

但是，“电力合成燃料”在宣传和普及的过程中依然遭到了众多欧洲环保主义者的一致反对！

德国联邦议院的绿党成员奥利弗·克里斯切尔（Oliver Krischer）曾发表声明说：“电力合成燃料不仅造价昂贵，而且生产和使用效率极其低下！”

墨卡托基金会(Agora Verkehrswende)的智囊团从2017年开始的一项研究成果中得出：电动汽车每100公里大约需要消耗15千瓦时的电量，氢燃料电池驱动的汽车需要消耗大约31千瓦时的电量，而由电力合成燃料驱动的配备柴油或汽油发动机的汽车则会消耗大约103千瓦时的电量。

欧洲环保主义者反对“电力合成燃料”的一个重要论点就是：效率低。

他们认为，用“电力合成燃料”驱动的内燃车的能量消耗是电池驱动的电动汽车的五倍，“电力合成燃料”最终的能量利用率只有13％左右，而对于电动汽车来讲，能量利用率的比例至少为70％。此外，他们还认为目前世界范围内并没有足够的可再生能源电力可以用来生产电子合成燃料。

德国联邦教育与研究部根据其进行的一项研究得出的结论是：到2030年，“电力合成燃料”的大范围普及或将不会对全球的气候保护做出突出的贡献，因为“电力合成燃料”的生产仅在绿色电力产能过剩的地区才真正具有“环保”的意义。

除此之外，较低的生产效率也会让“电力合成燃料”的生产成本变得异常昂贵，尤其是在德国这样的电价高昂的国家。

当然，主张和支持使用“电力合成燃料”的呼声并没有随着反对和争议而越来越弱。恰恰相反，欧洲的知名汽车制造商们正在联合能源企业共同投入巨额的资金进行研发和生产，以此尝试将电子燃料的能量利用效率提高至60％，使其可以达到电动汽车相当的水平。

英国石油公司（BP）和电力生产商Uniper公司正在合作进行一个Power-To-X复合项目。荷兰壳牌石油公司(SHELL)以于去年6月底开始在德国莱茵兰州建造一座电解工厂。德国汉莎航空公司(Lufthansa)也在德国石勒苏益格-荷尔斯泰因州的海德精炼厂开始了它们二氧化碳中和煤油的试点项目。

与此同时，由能源供应商，矿物油公司和德国知名整车厂奥迪也共同制定了一项绿色能源计划，希望可以在2025年4月左右将环保的“电力合成燃料”投放市场。而德国的另一个知名整车厂戴姆勒（Daimler）也发表声明，称希望可以在2039年起使其在全球范围内销售的新车都可以实现“碳中和”。此外，根据奥地利媒体“蒂罗尔经济”的报道，奥地利政府目前计划建设欧洲最具创新性的电子燃油系统。

众所周知，根据欧盟气候协议的规定，对于欧盟境内的整车厂来讲“排放超标”就意味着将会面临巨额的罚款。不达标的企业将必须为每克超过限额的二氧化碳排放值支付95欧元的罚款，然后再乘以前一年该企业在欧盟登记出售的汽车数量，以此而得出其罚款的总额。而单单依靠现有的内燃机技术和各家电动汽车的销售普及程度，它们想要达到欧盟2021年的碳排放目标似乎已经太晚了。因此，欧洲的整车厂们在短期内必须采取不同的应对策略才有可能产生立竿见影的效果。

技术变革带来的干扰和不确定性对汽车行业来说一直是不可避免的，但新技术的突破必将是减少排放和降低成本的长期解决方案。

对欧洲的汽车制造商和供应商来说，对技术进行广泛和长期的布局显得尤其重要，它们不仅要短期开辟一条通向可持续发展的“纯电动交通之路”，同时还需要继续关注高效内燃机的技术趋势，可再生的合成燃料以及燃料电池的应用也都在相应的计划当中，尽管这些路径相比纯电动之路困难重重。

此外，德国汽车工业协会(VDA)也宣布到2050年实现气候中和交通的共同目标只有一个方法：在运输领域，除了使用绿色电力的电动汽车，还要加大力度使用通过氢气和再生能源生产的电子燃料。

总之，一眼望到头的技术路线是乏味的，不确定性才会让技术的未来充满期待。

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本篇文章来源于微信公众号: 几何四驱