Jakie rodzaje źródeł paliwa należy wykorzystać w procesie dekarbonizacji?

Jakie rodzaje energii są obecnie dostępne do zasilania samochodów ciężarowych?

Istnieją cztery:

• Olej napędowy
• Gaz
• Wodór
• Energia elektryczna

Przeanalizujmy je po kolei, aby sprawdzić, które z nich będą najskuteczniejsze w ograniczaniu emisji CO2 2.

Zauważmy, że wszystkie źródła CO2 są obliczane od kołyski do grobu, innymi słowy uwzględniają wszystkie emisje CO2 od momentu wytworzenia energii i pojazdów do końca ich eksploatacji. Obliczenia te wykonano dla pojazdu o masie 16 ton.

Bio-Diesel, ester kwasów tłuszczowych produkowany z olejów roślinnych, takich jak rzepak, zapewnia 65-procentowąredukcję emisji CO2 w porównaniu z kopalnym olejem napędowym i może być dobrym uzupełnieniem dla dekarbonizacja transportu drogowego towarów. Obecnie jest to oczywiście jedno z najtańszych rozwiązań.

Jednak wykorzystanie biodiesla w transporcie drogowym jest ograniczone ze względu na jego ograniczoną ilość, a jego produkcja może powodować ryzyko wylesiania i stanowić konkurencję dla innych sektorów, takich jak produkcja żywności.

Jest bardzo prawdopodobne, że do 2040 roku nie więcej niż 10% samochodów ciężarowych będzie korzystać z tego rodzaju paliwa.

Paliwa syntetyczne (XTL, HVO), biopaliwa drugiej generacji, zapewniają dalsze ograniczenie emisji CO2 2. Uzyskiwane z tłuszczów zwierzęcych, olejów przepracowanych lub odpadów leśnych, nie stanowią konkurencji dla produktów spożywczych. Jednak obecnie dostępne ilości są bardzo małe i prawdopodobnie pozostaną takie przez następne kilkadziesiąt lat, ponieważ ilość możliwych do wykorzystania surowców jest ograniczona.

E-diesel, produkowany z wykorzystaniem odnawialnej energii elektrycznej, wody i CO2 z atmosfery, również zapewnia zmniejszenie emisji o 65% w porównaniu z kopalnymi olejami napędowymi. Jednak jego udostępnienie wymaga ogromnych inwestycji, które wciąż nie są pewne.

Oznacza to, że metanktóry występuje w dwóch postaciach: kopalnego gazu ziemnego i biogazu wytwarzanego w procesie fermentacji lub gazyfikacji materii organicznej (biomasy).

Gaz ziemny kopalny zapewnia oszczędność zaledwie 5% CO2 w porównaniu z olejem napędowym. Nie jest to zatem realna opcja dekarbonizacji.

Biometan lub biogazwytwarzany w procesie fermentacji lub gazyfikacji materii organicznej służy do emisji 75% mniej CO2 niż w przypadku oleju napędowego. Jednak dostępne ilości biogazu są i pozostaną ograniczone. Dlatego sektor transportu będzie konkurował o jego wykorzystanie z innymi sektorami gospodarki, a jego cena (4 razy wyższa niż gazu ziemnego w 2019 r.) będzie rosła ze względu na prawdopodobne zmniejszenie środków publicznych na jego produkcję.

Biogaz emituje tlenki azotu (NOx), co dyskwalifikuje go do stosowania w mieście. Wreszcie, jego potencjalny efekt cieplarniany, który przyczynia się do globalnego ocieplenia, jest 86 razy większy niż w przypadku CO2 w okresie 80 lat, a zatem wymaga bardzo ścisłego monitorowania w celu zminimalizowania ryzyka wycieków podczas produkcji i transportu.

W roku 2040 około 10% samochodów ciężarowych, prawdopodobnie ciężkich, dalekobieżnych i budowlanych, będzie napędzanych biogazem.

Strona wodór wodór, do którego mamy obecnie dostęp, znany jako szary wodór, jest produkowany z kopalnego metanu i emituje o 14% więcej CO2 niż kopalny olej napędowy. Przejście na ekologiczny wodór, wytwarzany za pomocą odnawialnej elektrolizy zasilanej energią elektryczną, przyczyniłoby się jednak do zmniejszenia emisji CO2 nawet o 62%.

Przejście to będzie następowało powoli i kosztem dużych inwestycji, a transport drogowy nadal będzie konkurował z innymi sektorami, które nie mają innego sposobu na obniżenie emisyjności. Nie należy zatem oczekiwać, że będzie on stosowany na szeroką skalę wcześniej niż w następnej dekadzie.

Wodorowe ogniwa paliwowe to obecnie najbardziej zaawansowana technologia. Przetwarzają one wodór i tlen na energię elektryczną. Alternatywnym zastosowaniem wodoru są silniki spalinowe, które mogą wykorzystywać wodór w mniej czystej postaci i wymagają mniejszego chłodzenia. Wadą takich systemów jest jednak to, że emitują one niewielką ilość tlenków azotu, co sprawia, że ich zastosowanie w miastach jest mało prawdopodobne, a ponadto zużywają nieco więcej wodoru niż ogniwa paliwowe.

Średnio w Europie energia elektryczna wytwarzana z odnawialnych źródeł energii lub energii jądrowej energia elektryczna wytwarzana z odnawialnych źródeł energii lub energii jądrowej pozwala obecnie na zaoszczędzenie 55% CO2 w porównaniu z kopalnym olejem napędowym. W niektórych krajach, np. we Francji, oszczędność ta wynosi ponad 80%.

Technologia produkcji silników elektrycznych jest już dostępna, a pojemność akumulatorów stale rośnie.

Wózki elektryczne, pozbawione bezpośredniego wpływu na emisję spalin, są najbardziej efektywnym rozwiązaniem problemów związanych z zanieczyszczeniem środowiska w miastach. Mogą być ładowane w nocy - poza godzinami szczytu - zarówno przez przemysłowe przyłącze trójfazowe, jak i podstawowy terminal ładowania, pracują cicho i zapewniają kierowcom duży komfort użytkowania.

Chociaż pojazdy elektryczne są nadal droższe od pojazdów napędzanych olejem napędowym, różnica ta stale się zmniejsza, a niektóre zastosowania, takie jak wywóz śmieci, są już w pełni konkurencyjne. Począwszy od 2025 roku całkowity koszt posiadania i eksploatacji ciężarówki elektrycznej zasilanej akumulatorem do użytku miejskiego będzie niższy niż w przypadku ciężarówki zasilanej olejem napędowym. Do tego czasu wszystkie rodzaje zastosowań miejskich będą obsługiwane przez wózki elektryczne.

Analiza samochodów ciężarowych "od kołyski aż po grób", ich całkowitych kosztów eksploatacji, łatwości obsługi oraz dostępności paliw o obniżonej zawartości węgla, pozwoliła nam przewidzieć wykorzystanie czterech dostępnych rodzajów paliwa do roku 2020 w następujących proporcjach:

• 0% ciężarówek korzystających z kopalnego oleju napędowego lub gazu ziemnego.
• Do 20% samochodów ciężarowych napędzanych biopaliwami w przypadku najcięższych zastosowań (pojazdy dalekobieżne, ciężki sprzęt budowlany itp.).
• Około 80% samochodów ciężarowych będzie wyposażonych w ładowane akumulatory elektryczne lub wodorowe ogniwa paliwowe o obniżonej emisyjności, przeznaczone do najbardziej wymagających zastosowań. Dokładne proporcje wykorzystania tych dwóch źródeł energii nie są jeszcze znane.