Lời hứa về xăng tổng hợp trung tính carbon đang đối mặt với thực tế kinh tế khắc nghiệt khi các phương pháp sản xuất hiện tại tạo ra nhiên liệu với chi phí cao gấp khoảng 100 lần so với xăng thông thường. Mặc dù công nghệ tạo ra xăng từ carbon dioxide trong khí quyển và hydro đã tồn tại, con đường đến khả năng thương mại hóa vẫn còn dốc và không chắc chắn.
Chi phí sản xuất
- Xăng tổng hợp hiện tại: ~cao gấp 100 lần giá xăng thông thường
- Ví dụ thiết bị gia đình: 20.000 USD cho công suất 1 gallon/ngày
- Chỉ riêng chi phí điện: ~15 USD mỗi gallon (cần 75 kWh)
Hàng không nổi lên như thị trường mục tiêu chính
Cộng đồng công nghệ ngày càng xem hàng không là ứng dụng hợp lý nhất cho nhiên liệu tổng hợp, bất chấp chi phí cao của chúng. Không giống như ô tô và xe tải có thể chuyển sang sử dụng điện, máy bay phải đối mặt với những ràng buộc vật lý cơ bản khiến pin trở nên không thực tế cho hầu hết các chuyến bay thương mại.
Khoảng cách về mật độ năng lượng giữa pin và nhiên liệu lỏng tạo ra thách thức không thể vượt qua đối với hàng không. Xăng chứa 46,4 MJ/kg năng lượng, trong khi ngay cả pin lithium-ion tiên tiến cũng chỉ đạt 958,1 kJ/kg. Máy bay cũng được hưởng lợi từ việc đốt cháy nhiên liệu và trở nên nhẹ hơn trong suốt chuyến bay, trong khi pin duy trì trọng lượng của chúng trong suốt hành trình.
Thực tế này đã chuyển hướng tập trung khỏi giao thông vận tải mặt đất, nơi xe điện đã cung cấp hiệu suất vượt trội. Ô tô chạy bằng pin đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng trên 90%, trong khi xăng tổng hợp mất 40-70% năng lượng trong động cơ đốt trong, ngay cả trước khi tính đến tổn thất sản xuất.
So sánh Mật độ Năng lượng
- Xăng: 46.4 MJ/kg
- Pin lithium-ion: 958.1 kJ/kg (ít năng lượng hơn khoảng 48 lần)
- Hiệu suất sản xuất xăng tổng hợp tổng thể: 50-60%
Kinh tế sản xuất vẫn còn cấm đoán
Các ví dụ thực tế làm nổi bật những thách thức kinh tế mà sản xuất nhiên liệu tổng hợp phải đối mặt. Một công ty cung cấp máy tạo xăng modular với giá khoảng 20.000 đô la Mỹ sản xuất một gallon nhiên liệu octane 90 mỗi ngày, tiêu thụ 75 kWh điện trong quá trình này. Với mức giá lưới điển hình, chỉ riêng điện đã có giá khoảng 15 đô la Mỹ mỗi gallon, chưa tính đến chi phí thiết bị và bảo trì.
Hiệu suất sản xuất tổng thể dao động khoảng 50-60%, có nghĩa là tổn thất năng lượng đáng kể xảy ra trong suốt quá trình chuyển đổi. Sự kém hiệu quả này, kết hợp với công nghệ thu giữ carbon đắt tiền và sản xuất hydro, tạo ra cấu trúc chi phí mà thị trường hiện tại không thể hỗ trợ nếu không có trợ cấp đáng kể.
Xe cổ và các ứng dụng thích hợp tìm thấy sự hỗ trợ
Những người đam mê cho rằng nhiên liệu tổng hợp mang lại giá trị bảo tồn tốt hơn cho ô tô cổ so với việc chuyển đổi điện. Thay vì loại bỏ động cơ và linh kiện gốc, xăng tổng hợp cho phép xe cổ hoạt động với tác động môi trường giảm thiểu trong khi duy trì tính xác thực lịch sử của chúng.
Chúng ta không nên chỉ ném động cơ cũ còn hoạt động tốt & ECU & các linh kiện khác vào bãi rác.
Phát điện khẩn cấp đại diện cho một ứng dụng tiềm năng khác nơi sự tiện lợi và mật độ năng lượng của nhiên liệu lỏng vượt trội hơn mối quan tâm về hiệu suất. Tuabin khí kết hợp với xe tải nhiên liệu vẫn khó có thể sánh được về tính linh hoạt và triển khai nhanh chóng trong các tình huống khủng hoảng.
So sánh hiệu suất
- Hệ thống truyền động xe điện: hiệu suất khứ hồi trên 90%
- Động cơ đốt trong: hiệu suất 30-60% (tổn thất năng lượng 40-70%)
- Kết hợp với tổn thất trong sản xuất nhiên liệu tổng hợp: Hiệu suất tổng thể thấp hơn đáng kể
Mối quan ngại về tẩy xanh che phủ sự phát triển
Các nhà phê bình đặt câu hỏi liệu việc phát triển nhiên liệu tổng hợp có phục vụ các mục tiêu môi trường thực sự hay chủ yếu cung cấp sự che đậy cho việc tiếp tục sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Các yêu cầu năng lượng tái tạo khổng lồ cho sản xuất quy mô lớn có thể được sử dụng tốt hơn cho việc điện hóa trực tiếp giao thông vận tải.
Một số nhà quan sát ngành cho rằng việc thúc đẩy nhiên liệu tổng hợp có thể trì hoãn hành động khí hậu hiệu quả hơn bằng cách tạo ra ảo tưởng về một sự thay thế trực tiếp cho xăng thông thường. Những hạn chế hiện tại của công nghệ khiến nó không phù hợp với nhu cầu giao thông vận tải chính thống, nhưng tiếp thị thường nhấn mạnh tiềm năng của nó hơn là khả năng hiện tại.
Cuộc tranh luận phản ánh những căng thẳng rộng lớn hơn giữa những cải tiến tăng dần đối với các hệ thống hiện có và chuyển đổi cơ bản sang công nghệ mới. Trong khi xăng tổng hợp cuối cùng có thể phục vụ các ứng dụng chuyên biệt, vai trò của nó trong việc khử carbon rộng rãi vẫn còn đáng ngờ với những ràng buộc kinh tế và kỹ thuật hiện tại.
Tham khảo: What is Synthetic Gasoline?