Tα μελλοντικά ενεργειακά σενάρια της αυτοκίνησης: Ηλεκτρισμός, συνθετικά καύσιμα και υδρογόνο

Τα κυριότερα ενεργειακά σενάρια της αυτοκίνησης για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου τα επόμενα χρόνια αποτελούν ο ηλεκτρισμός, τα συνθετικά καύσιμα και το υδρογόνο. Η παραγωγή ενέργειας και η χρήση καυσίμων με μηδενικό ή μικρό αποτύπωμα άνθρακα αποτελούν το μεγάλο στοίχημα των βιομηχανιών και των κατασκευαστών αυτοκινήτων.

Η παραγωγή καυσίμων με μηδενικό αποτύπωμα άνθρακα σημαίνει τη χρησιμοποίηση εντελώς «καθαρών» Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας για την παραγωγή αυτών των καυσίμων ή εναλλακτικά τη δέσμευση του άνθρακα ή των ενώσεών του, που εκπέμπονται από την παραγωγή τους.

Ο «πράσινος» ηλεκτρισμός προέρχεται καθαρά από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, δηλαδή νερό (υδροηλεκτρικά), ήλιο (φωτοβολταϊκά) και αέρα (ανεμογεννήτριες).

Για την Ελλάδα, μετά τη λήψη της πολιτικής απόφασης για κλείσιμο των λιγνιτικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος μέχρι το 2028, αυτές οι τρεις πηγές ενέργειας για την ηλεκτροπαραγωγή είναι σχεδόν μονόδρομος. Για τον ομότιμο καθηγητή του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του ΑΠΘ και διευθυντή του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών στον Σχεδιασμό, την Οργάνωση και τη Διαχείριση Συστημάτων Μεταφορών, Γεώργιο Γιαννόπουλο, όπως μεταδίδει το Αθηναϊκό Πρακτορείο Ειδήσεων η παραγωγή καθαρής ηλεκτρικής ενέργειας αποτελεί ουσιαστικό προαπαιτούμενο για την ηλεκτροκίνηση. H χρήση μη καθαρού ηλεκτρισμού (που παράγεται, δηλαδή, από λιγνίτη) για τη φόρτιση των μπαταριών ηλεκτρικών αυτοκινήτων κάνει το συνολικό αποτύπωμα άνθρακα για τα αυτοκίνητα περίπου ίσο με εκείνο των σημερινών μηχανών εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιούν υγρά (ορυκτά) καύσιμα.

Τα συνθετικά καύσιμα είναι μία εναλλακτική λύση, κυρίως για τη μεταβατική περίοδο, δηλαδή μέχρι να υπάρξει παραγωγή εντελώς «καθαρών» καυσίμων. Η διαδικασία παραγωγής συνθετικών καυσίμων ξεκινάει από την ύπαρξη καθαρής ηλεκτρικής ενέργειας, δηλαδή από Ανανεώσιμες Πηγές ή ορυκτά καύσιμα αλλά με συλλογή και αποθήκευση του παραγόμενου CO2. Η χρήση αυτής της ηλεκτρικής ενέργειας για την παραγωγή υδρογόνου από ηλεκτρόλυση συμβάλλει στην παραγωγή μεθανίου ή υγρών υδρογονανθράκων που μπορεί να είναι διάφορα ήδη αλκοόλ ή συνθετικής βενζίνης ή ντίζελ ή κηροζήνης ή άλλων μονομοριακών καυσίμων. Όπως προκύπτει από αυτήν τη διαδικασία, η παραγωγή συνθετικών καυσίμων μπορεί να καλύψει τις ανάγκες όταν αυτές είναι μικρές. Αν οι ανάγκες αυξηθούν τότε θα υπάρξει πρόβλημα διαθεσιμότητας. Ωστόσο, τα συνθετικά καύσιμα αναμένεται να χρησιμοποιηθούν κυρίως για εκείνες τις ειδικές κατηγορίες μεταφορών μεγάλου μήκους σε απομακρυσμένες και απομονωμένες περιοχές.

Το υδρογόνο, σύμφωνα με τον κ. Γιαννόπουλο, θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως το επερχόμενο καύσιμο του μέλλοντος. Η παραγωγή του από ηλεκτρισμό που προέρχεται από Ανανεώσιμες Πηγές το χαρακτηρίζει ως «πράσινο» υδρογόνο, ενώ όταν παράγεται από ηλεκτρισμό που προέρχεται από χρήση ορυκτών καυσίμων με ταυτόχρονη δέσμευση και αποθήκευση του παραγόμενου άνθρακα από τη αυτήν διαδικασία χαρακτηρίζεται ως «μπλε» υδρογόνο.

Σαν καύσιμο μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε απευθείας σε μηχανές που είναι κατασκευασμένες για αυτό το καύσιμο είτε σε κυψέλες καυσίμου, οι οποίες παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα που κινεί έναν ηλεκτροκινητήρα όπως γίνεται και με τις μπαταρίες. Με τα σημερινά δεδομένα, η κίνηση ενός οχήματος που χρησιμοποιεί κυψέλες (πράσινου ή μπλε) υδρογόνου απαιτεί 2,5 φορές περισσότερη ενέργεια απ’ ότι χρειάζεται για την κίνηση του ίδιου οχήματος με συμβατικές μπαταρίες και 5 φορές περισσότερη απ’ ότι με χρήση συνθετικών καυσίμων. Συνεπώς, προς το παρόν, η χρήση υδρογόνου ενδείκνυται κυρίως για κίνηση οχημάτων ειδικού σκοπού. Σύντομα τα δεδομένα θα αλλάξουν υπέρ του υδρογόνου με θεαματικές αλλαγές στα ποσοστά ενέργειας, καθώς γίνεται μία μεγάλη και σε βάθος ερευνητική προσπάθεια τόσο στην ΕΕ όσο και παγκόσμια. Η έμφαση δίνεται τόσο στην απλοποίηση των μεθόδων παραγωγής του υδρογόνου όσο και στις διαδικασίες μεταφοράς και διανομής του στα σημεία τροφοδοσίας των οχημάτων.

Με δεδομένο ότι η Ελλάδα είναι μία χώρα με κατ’ εξοχήν μεγάλη διαθεσιμότητα Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (μεγάλη ηλιοφάνεια, άνεμοι), μπορεί να προωθήσει την παραγωγή «πράσινου» υδρογόνου όχι μόνο για την εσωτερική κατανάλωσή της αλλά κυρίως για εξαγωγές.

Από την άλλη πλευρά, η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των σημερινών συμβατικών οχημάτων είναι επίσης μία συμφέρουσα και αποδοτική πολιτική που συμβάλλει στη μείωση των εκπομπών CO2. Ήδη, όλες οι αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν ενστερνιστεί αυτήν την πολιτική και υπό τον φόβο των μεγάλων προστίμων συνεχώς βελτιώνονται ως προς τις εκπομπές ρύπων. Για να το πετύχουν αυτό βελτιώνουν συνεχώς το βάρος των αυτοκινήτων, την αεροδυναμική τους και τη δομή της εσωτερικής λειτουργίας των κινητήρων (π.χ τρικίλυνδροι κινητήρες). Αυτές οι βελτιώσεις επιφέρουν περαιτέρω μειώσεις εκπομπών της τάξης του 5-15%, ανάλογα με τον τύπο του οχήματος. Τέλος, μπορεί να θεωρηθεί παρήγορο για να επιτευχθεί η μείωση των ρύπων, η τάση πολλών ιδιοκτητών αυτοκινήτων να μετατρέπουν το όχημά τους σε δέκτη διπλού καυσίμου, όπως υγραέριο ή φυσικό αέριο, συμβάλλοντας και αυτοί με τον δικό τους τρόπο και με όφελος την οικονομία καυσίμου στη μείωση των εκπομπών CO2.