如何通过可再生能源获得合成燃料

除非要扩大电池电力推进,否则不排除将其排除在内燃机之外。在汽车领域,当今全球有 1.300 亿辆汽车在流通,而且这个数字在未来几十年内不会减少。在所有情况下,在航空等行业或特定用途(从医院的备用发电机组到消防车的泵)中取代燃烧并不容易。

为此,保时捷正在采取措施开发合成燃料或电子燃料的生产。从 2022 年开始,保时捷向 HIF Global LLC 投资了 75 万美元,该集团是一家计划开展国际项目以建立合成燃料生产工厂的商业集团。这些项目包括位于智利蓬塔阿雷纳斯的 Haru Oni 试点工厂,该项目由保时捷发起,并与西门子能源和埃克森美孚等公司共同实施。

合成燃料

PF 合成燃料

而他们在Haru Oni中使用的两个主要元素之一就是空气。该工厂展示了其利用风能的独特位置特征。智利南部麦哲伦省的风很大,而且总是朝同一个方向吹。用于 3.4 MW 西门子歌美飒 SG 132-3,4 涡轮机的示范工厂。下一阶段,风电场将扩建至280兆瓦,同时将达到产业化规模,发电量将扩大100倍。

另一个基本元素是水。利用由此获得的电力,它可以分离其中所含的氢气和氧气。这是燃料电池的一种逆转方法,其中氢和氧的结合产生电和水。同样的技术是通过以下方式出现的:质子交换膜 (PEM) 可以渗透这些粒子 (H+),但对气体和电子来说是密封的。也就是说,膜充当阳极和阴极之间的电导体,同时分离氢和氧,使得它们不会重新结合。这是一个相对简单高效的过程,维护成本低,并且不需要添加其他物质。

在下一步中,空气再次介入:必须从中提取二氧化碳。 Global Thermostats 的直接捕获装置具有陶瓷巨石,可介导充当二氧化碳海绵的化学吸收剂。随后,用低温水蒸气收集该气体。

合成燃料

PF 合成燃料

一方面利用氢气,另一方面利用二氧化碳,现在可以制造碳氢化合物。它首先结合形成合成气或合成气,经过催化剂后转化为甲醇。或者,更具体地说,电子甲醇来自可再生能源和非化石原材料:水和空气。一旦获得碳氢化合物,就可以将其转化为其他物质,例如合成汽油。以 Haru Oni 工厂为例,埃克森美孚(流化床)转换工艺已完成。

燃烧这种燃料时,不会向大气中添加二氧化碳,因为之前的二氧化碳被使用了。此外,由于它本质上不是化石,因此缺乏其他不需要的元素,例如必须从汽油或柴油中去除的硫,这是一个需要消耗能源成本的过程。