Zrównoważone paliwa

Alternatywne i zrównoważone paliwa
Przyszłość paliw jest niezwykle zróżnicowana. Niemniej jednak nie każde paliwo jest odpowiednie do wszystkich zastosowań. Gęstość energetyczna, dostępność i infrastruktura odgrywają kluczową rolę w procesie wyboru.

E-wodór
Wodór jest produkowany poprzez elektrolizę, gdzie prąd elektryczny jest używany do rozkładu wody. Gdy energia elektryczna pochodzi z odnawialnych źródeł, mówimy wówczas o „zielonym” wodorze. To paliwo nie zawiera związków węglowodorowych, co oznacza, że podczas spalania nie emituje CO2, a jedynym produktem ubocznym jest, ponownie, woda. Jednak wodór ma niską gęstość energetyczną, co wymaga odpowiedniej infrastruktury i zbiorników do przechowywania, ze względu na konieczność przechowywania go pod wysokim ciśnieniem lub w postaci ciekłej przy temperaturze -253 stopni Celsjusza. Z tego powodu widzimy największy potencjał jego zastosowania w ogniwach paliwowych i stacjonarnych silnikach spalinowych do produkcji energii. Już w 2022 roku oczekujemy, że nasze gazowe silniki mogą być zasilane wodorem w 25%, a ten odsetek będzie stale rósł, aż osiągniemy pełne 100% wykorzystanie wodoru.

E-Metanol
Metanol może być produkowany neutralnie pod względem emisji CO2 w procesie Power-to-X, gdzie wodór jest syntetyzowany z CO2 w metanol. Gęstość energetyczna metanolu jest wysoka w porównaniu z wodorem, a jego płynna forma w temperaturze pokojowej sprawia, że jest łatwy w przechowywaniu i przesyłaniu. Nawet istniejąca infrastruktura może być nadal wykorzystywana w wielu przypadkach. W przeciwieństwie do amoniaku metanol nie jest toksyczny i przyjazny dla środowiska. Może być stosowany nie tylko w silnikach wysokoprężnych i spalinowych z zapłonem iskrowym, ale również we współpracy z bezemisyjnymi ogniwami paliwowymi. MTU pracuje nad obydwoma produktami.

E-metan
Zielony wodór może być dalej przetwarzany na e-metan, wykorzystując dwutlenek węgla z powietrza lub źródeł biogenicznych. Istniejące silniki gazowe MTU mogą być nadal używane w sposób neutralny pod względem emisji CO2. W zastosowaniach mobilnych paliwo jest zwykle skraplane do postaci e-LNG (ciekły gaz ziemny), aby zmniejszyć jego objętość do celów transportu i przechowywania. Silniki gazowe są obecnie wykorzystywane w wielu różnych zastosowaniach i, jeśli e-metan jest wytwarzany przy użyciu odnawialnej energii elektrycznej, mogą działać neutralnie pod względem emisji CO2. Jednak paliwo metanowe (lub e-metanowe) nie jest całkowicie spalane w niektórych zakresach obciążenia (praca przy częściowym obciążeniu i fazie przyspieszania), co prowadzi do emisji niespalonego metanu, tzw. poślizgu metanowego. Ponieważ metan jest szkodliwy dla klimatu, jednym z wyzwań w rozwoju silników gazowych jest minimalizacja tego zjawiska aż do jego całkowitego wyeliminowania.

E-amoniak
Zielony amoniak może być również produkowany neutralnie pod względem emisji CO2 w procesie Power-to-X, gdzie zielony wodór jest katalitycznie przekształcany w amoniak przy użyciu azotu z atmosfery. E-amoniak nie emituje CO2 podczas spalania. Paliwo skrapla się już w temperaturze minus 33 stopni i ma wyższą gęstość energetyczną niż ciekły wodór. Jednak związek azotu i wodoru jest wysoce toksyczny, a wszelkie wycieki do wód przybrzeżnych mogą spowodować poważne szkody ekologiczne.

Elektryczny olej napędowy
E-diesel jest produkowany z CO2 i zielonego wodoru głównie w procesie Fischera-Tropscha, co sprawia, że paliwo to jest często określane jako olej napędowy Fischera-Tropscha. W porównaniu do konwencjonalnego oleju napędowego e-diesel zawiera prawie zerową siarkę i związki aromatyczne. Ma również większą skłonność do zapłonu ze względu na swoją strukturę chemiczną, co sprawia, że spala się czysto i doskonale nadaje się do przechowywania. Gęstość energetyczna jest niemal porównywalna z gęstością konwencjonalną.