國(guó)際能源署近期的一份報(bào)告指出，在過去十年中，部署低排放燃料對(duì)于加快交通運(yùn)輸部門的脫碳至關(guān)重要。道路運(yùn)輸部門擁有重要的電氣化機(jī)會(huì)，而航空和海運(yùn)部門將更加依賴基于燃料的解決方案以實(shí)現(xiàn)脫碳。

增加航空和航運(yùn)脫碳選擇多樣性

報(bào)告表示，從電解氫獲得燃料或電子燃料是一種可行的方式，并應(yīng)在2030年前迅速擴(kuò)大規(guī)模，這得益于廉價(jià)可再生電力的大規(guī)模擴(kuò)張和電解槽的預(yù)期成本降低。低排放的電子燃料可以增加航空和航運(yùn)脫碳選擇的多樣性，并且與生物燃料協(xié)同發(fā)揮巨大的作用，特別是二氧化碳生物利用技術(shù)。

國(guó)際能源署的這份報(bào)告對(duì)一系列新興的電子燃料技術(shù)進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度的評(píng)估，包括評(píng)估了到2030年要實(shí)現(xiàn)電子燃料在航空和航運(yùn)中10%份額的宏偉目標(biāo)，對(duì)于所需成本削減、資源和基礎(chǔ)設(shè)施投資等方面的影響。

為航運(yùn)加快部署低排放電子燃料將需要對(duì)加油基礎(chǔ)設(shè)施和船舶進(jìn)行大量投資。實(shí)現(xiàn)10%的運(yùn)輸份額將需要大約70Mt/年的電子氨或甲醇。這是目前全球氨貿(mào)易量的3.5倍，或甲醇貿(mào)易量的兩倍。航運(yùn)能力方面的額外累計(jì)投資將達(dá)到300~750億美元，這取決于投資在氨船和甲醇船之間的分配。這意味著在2023~2030年期間，造船市場(chǎng)的累計(jì)規(guī)模將占不到5%的份額。同樣，加油基礎(chǔ)設(shè)施的增量投資預(yù)計(jì)在100~300億美元左右。

含碳低排放的e-煤油和e-甲醇將需要大幅增加二氧化碳的利用率，并與生物燃料生產(chǎn)存在著巨大的潛在協(xié)同作用，因?yàn)樯镆掖己蜕锛淄楣S的副產(chǎn)品二氧化碳是其最便宜的來源（每噸二氧化碳20~30美元）。此外，它們來自可持續(xù)的生物源，能夠生產(chǎn)低生命周期溫室氣體排放的電子燃料。

讓交通運(yùn)輸行業(yè)更加“綠色”

眾所周知，交通運(yùn)輸是全球溫室氣體排放的主要來源之一，因此，在減少交通運(yùn)輸?shù)?a href="http://m.bjruji.com" target="_blank" class="relatedlink">碳排放方面采取有效措施至關(guān)重要。電子燃料作為一種低碳燃料，可以成為更清潔的工具，使飛機(jī)、輪船、汽車等交通運(yùn)輸行業(yè)更加“綠色”。

首先，電子燃料通過減少化石燃料的使用量來減少碳排放。電子燃料是通過電解氫或電解碳源產(chǎn)生的燃料，這些燃料不會(huì)釋放出大量的二氧化碳和其他溫室氣體。相比傳統(tǒng)的石油燃料，電子燃料可以顯著降低交通運(yùn)輸?shù)奶寂欧?。因此，電子燃料在減少交通運(yùn)輸碳足跡方面具有巨大的潛力。

其次，電子燃料具有多樣性和靈活性。電解氫和電解碳源可以使用多種可再生能源，如太陽能和風(fēng)能作為電力來源，因此，電子燃料的生產(chǎn)過程本身就是可持續(xù)的。而且，電子燃料可以在不同的交通工具中使用，包括航空和航運(yùn)等高能耗的領(lǐng)域。這種多樣性和靈活性使得電子燃料成為一個(gè)可行的替代品，能夠滿足不同交通運(yùn)輸需求的碳減排目標(biāo)。

此外，電子燃料還可以與其他脫碳技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。例如，電子燃料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳可以被捕獲并用于生物燃料生產(chǎn)，這種利用生物二氧化碳的方式可以進(jìn)一步減少碳排放。因此，電子燃料與其他技術(shù)的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的碳減排效果。

有望成為交通運(yùn)輸脫碳的重要策略

然而，國(guó)際能源署指出，要在交通運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)電子燃料的大規(guī)模應(yīng)用還面臨一些挑戰(zhàn)。首先是成本的問題，目前電子燃料的生產(chǎn)成本較高，需要進(jìn)一步降低成本才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模。其次是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的挑戰(zhàn)，需要適應(yīng)電子燃料的生產(chǎn)和儲(chǔ)存需求，以及相關(guān)的供應(yīng)鏈建設(shè)。最后，政策和市場(chǎng)機(jī)制的支持也是推動(dòng)電子燃料發(fā)展的關(guān)鍵因素。

電子燃料一經(jīng)問世便備受矚目，其對(duì)于加快交通運(yùn)輸部門的脫碳至關(guān)重要，同時(shí)還可以與其他脫碳技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。在商業(yè)化的過程中，成本和效率問題使其推廣應(yīng)用更具挑戰(zhàn)性。盡管如此，通過降低成本、建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施和提供政策支持，推廣應(yīng)用電子燃料未來有望成為全球交通運(yùn)輸脫碳的重要策略之一。

什么是電子燃料？

電子燃料又稱合成燃料，是指通過可再生能源或脫碳電力生產(chǎn)的氣體或液體燃料，包括電子乙烷、電子煤油和電子乙醇。與生物質(zhì)燃料不同，電子燃料的原料為氫氣和二氧化碳。因此，業(yè)界認(rèn)為電子燃料可以成為汽柴油的綠色替代品，但針對(duì)其成本高、能效低且并不綠色的爭(zhēng)議仍不絕于耳。

電子燃料站上風(fēng)口，實(shí)現(xiàn)商業(yè)發(fā)展仍需突破

●王 林

2023年第四季度，圍繞電子燃料誕生了兩筆頗受關(guān)注的合作：其一，沙特阿美與沙特公共投資基金子公司NEOM將合作建造一座電子燃料示范工廠，通過可再生能源制氫和碳捕獲技術(shù)實(shí)現(xiàn)低碳合成汽油商業(yè)生產(chǎn)。其二，智利燃料生產(chǎn)商HIF Global與日本能源公司引能仕株式會(huì)社達(dá)成協(xié)議，將向后者供應(yīng)綠色氫基電子燃料。

歐盟委員會(huì)在2023年2月提出2035年禁售燃油車，遭到德國(guó)、波蘭、意大利的強(qiáng)烈反對(duì)，為此不得不為包括電子燃料在內(nèi)的合成燃料“開綠燈”，調(diào)整為歐盟2035年后銷售的燃油車必須使用100%碳中和的電子燃料。

沙特阿美表示，與傳統(tǒng)燃料相比，電子燃料可以減少二氧化碳排放量超70%。

德國(guó)工業(yè)巨頭博世則預(yù)計(jì)，到2030年，約一半燃油車可以通過使用合成燃料繼續(xù)上路。目前，保時(shí)捷、奧迪等各大汽車制造商都是合成燃料的追捧者，尤其是電子燃料。

保時(shí)捷于2021年投建了全球首個(gè)電子燃料工廠，同時(shí)還在規(guī)劃其他電子燃料工廠項(xiàng)目。保時(shí)捷已經(jīng)投資超過1億美元用于電子燃料開發(fā)和生產(chǎn)。

“電子燃料潛力巨大。目前，全球有超過13億輛內(nèi)燃機(jī)汽車，電子燃料無疑是這些汽車走向碳中和的可行替代方案。”保時(shí)捷開發(fā)與研究執(zhí)行董事會(huì)成員邁克爾·斯坦納強(qiáng)調(diào)。

雖然電子燃料在燃燒時(shí)也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，但由于在合成過程中吸收了二氧化碳，因此，電子燃料被認(rèn)為是一種碳中和的新燃料。

日本成蹊大學(xué)理工系教授里川重夫表示，作為化學(xué)物質(zhì)，電子燃料與汽油成分相同，其抗爆震性和動(dòng)力性基本能達(dá)到98號(hào)汽油水準(zhǔn)，但有害物質(zhì)排放卻大大降低。

不過，電子燃料是否真的“綠色、清潔”，仍然有待商榷。反對(duì)者認(rèn)為，電子燃料本質(zhì)上仍是化石基燃料，生產(chǎn)過程也是能源密集型，且成本和效率均不具優(yōu)勢(shì)，完全沒有存在的必要。

國(guó)際清潔運(yùn)輸委員會(huì)研究發(fā)現(xiàn)，因水在電解、合成及燃料燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量損失，電子燃料汽車存在能源使用效率低的問題。在使用等量再生能源的情況下，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航距離要比電子燃料汽車長(zhǎng)5倍。

歐盟非政府組織運(yùn)輸與環(huán)境聯(lián)合會(huì)則指出，電子燃料汽車雖然碳排放量會(huì)降低，但會(huì)排放致癌物二氧化氮，直接降低了其作為清潔燃料的綠色屬性。

“多年來，電子燃料一直強(qiáng)調(diào)其‘清潔高效’，但實(shí)際其排放的是二氧化碳以外的其它污染物。”運(yùn)輸與環(huán)境聯(lián)合會(huì)政策經(jīng)理亞歷克斯·凱恩斯表示。

油價(jià)網(wǎng)指出，電子燃料有望成為燃料市場(chǎng)規(guī)則改變者，其高熱值、低污染等特性，尤其可以在脫碳難、電動(dòng)化轉(zhuǎn)型難的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

艾爾西汽車市場(chǎng)咨詢公司預(yù)計(jì)，到2028年，全球電子燃料產(chǎn)量將增至189億升，屆時(shí)將占航空燃料總需求的5.5%，而面向汽車的供應(yīng)量則可能較為有限。

除了綠色屬性存疑，能否實(shí)現(xiàn)低價(jià)量產(chǎn)，也是電子燃料發(fā)展的主要阻礙。日產(chǎn)汽車首席運(yùn)營(yíng)官阿西瓦尼·古普塔坦言，高成本和商業(yè)化是電子燃料發(fā)展的兩大難關(guān)。

根據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省估計(jì)，在日本生產(chǎn)1升電子燃料成本約為700日元（約合4.65美元），是目前日本汽油零售價(jià)格的4倍多，加上電子燃料能量轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，商業(yè)前景并不樂觀。