TC的編輯視角│燃油引擎不死!你必須了解eFuel合成燃料的細節!

TC的編輯視角│燃油引擎不死!你必須了解eFuel合成燃料的細節!
TC 2022/10/18

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交通運輸工具的未來面臨著一個有趣的問題

──其實應該說是一連串的問題。

一方面,人類活動正在助長更加嚴重的氣候危機,二來,全世界有太多燃油引擎,一時半刻沒有辦法全數地進行汰換與電氣化。第三,正如我們所熟知的,化石燃料的供應將會面臨枯竭,我們將會無法再使用並生產化石燃料。第一個問題我們也許可以解決,前提是地球在我們可以解決的時間點還存在,但第二與第三個問題會是持續性的存在,當問題變得更加嚴重時,我們該怎麼辦?

一如你常接收到的資訊,電動車會是汽車產業為發展的方向,我們今天不是要針對燃油車與電動車兩派進行辯論或吵架,我們有一說一,以目前的電動車發展來進行評估,全球基礎建設還需要相當大的推動才有能力滿足「取代」上的需求。

越來越多車廠投入電動車發展,但問題依然存在:現在路上的車怎麼辦?

無論你是站在什麼立場,展望未來的趨勢派,或是堅持燃油才是奧義的傳統派,這些對話與紛爭過去都會針對「未來將會使用電動車以及如何實現全面電動化」的議題打轉,但癥結點在於:

現在路上還在跑的、還能跑的車,你們打算怎麼處理?

這些車輛短期內不會有任何改變,也不會在明天、在下個月,在明年就可以幫助整個電動化趨勢而進行淘汰。當你發現目前還有車廠持續維持著燃油車輛開發部門,你就可以知道所謂的實現全面電動化的理念距離現實的距離。我們再把問題換個方式問好了:我們如何在幫助減少排放汙染的前提下同時維持目前車輛的運作?

合成燃料,或是說eFuel,有可能會是解答。

這裡不要與利用植物提煉的生物燃料搞混,eFuel是一種生產燃料的碳中和方法,這種製程也許會成為目前燃油引擎的救星,或至少是延長燃油引擎在地球上存在的壽命。事實上,歐洲摩托車製造商協會ACEM的目標之一就是eFuel,該協會也組織了eFuel聯盟,解決方案不該是單一方向,而是多管齊下。當然,以目前的趨勢來看,電動化已經是主力的研發進展,但電力只是「替代能源」中的其中一個選項,替代能源中也包含了氫燃料、電子燃料、生物燃料甚至還有其他尚未被挖掘的領域與技術。


什麼是eFuel?

資料來源:Dimitrios Karamitros/Shutterstock.com

eFuel簡而言之,就是涉及電解的過程中將水(H2O)分解成氫(H2)與氧(O2)兩種成分,重點在於,為了保持整體製程的碳中和,進行電解的動力來自於太陽能或風力發電等可再生能源。接下來,二氧化碳(CO2)直接從大氣中採集而不是從地底,並且使之與氫氣結合後合成甲醇(CH3OH),再將甲醇(CH3OH)提煉成汽油,用於交通工具的行駛、航行或飛行。


為什麼eFuel很重要?

從上述的過程來看,eFuel也許會是目前我們尋求燃油引擎延長使用的答案。

先暫時忘記什麼未來摩托車之類的幻想吧!

如果這是一種使用近乎碳中和的燃料來源,並且相較目前的化石燃料eFuel可以達到85%以上的環保改善程度,這代表了目前的摩托車、汽車、飛機與船隻、割草機等設備都可以繼續上路。

是的,以對於諸如美國等大宗市場來說這一項計畫會相當具有吸引力,在美國,摩托車有很大的程度算是一種奢侈品,但是,汽車的部分就不是如此。過去Supermoto8也曾發布過一篇新聞:

延伸閱讀: 雙E策略:保時捷確立電氣化與eFuel並行

根據PORSCHE的說法,eFuel在未來也將會扮演舉足輕重的角色。從經濟規模來看,根據歐洲摩托車製造商協會ACEM的數據指出,摩托車行業為歐洲整體帶來了214億歐元的GDP表現,我們甚至還沒有把有更龐大需求的亞洲市場給算進來。

事實上,全世界已經有多數的車廠投入到了eFuel的開發之中,在汽車方面,McLaren宣布將生產一款使用eFuel燃料的開發原型,並表示只需要小幅度的更動就可以適應新的燃料設定,這也是eFuel吸引人的地方,PORSCHE更是率先投資了7,500萬美元在智利的西門子eFuel工廠,智利擁有全世界最大的風力發電機組,最初用於賽車計畫,而後則會下放技術力道市售車款上,一切都是為了讓911保持活力──

──尤其是舊的911。

考量到汽車產業在控制排放的科技技術處於領先地位,這也是為什麼合成燃料方案會成為熱門話題。相較之下,摩托車可能就只是這麼滄海一粟,但從政治面到經濟面來看,要從四輪的監管政策移轉到二輪上也只是時間的問題,這就是ACEM為什麼持續的嘗試走在前面的原因,摩托車製造商,尤其是歐洲製造商可以有一個具建設性與公信力的框架規範可以遵守,並且在未來時機成熟時保有自身的話語權。

在現代依然是化石燃料統治的世界中,摩托車的產業並沒有漫無目的地前進。

諸如ENERGICA、ZERO、KTM等大型企業都已經有電動摩托車的存在,但摩托車產業在發展eFuel合成燃料的進度也同時在進行之中。

2024年MotoGP已經明文強制要求所有車輛必須要使用至少40%的非化石燃料,2027年則需要100%使用碳中和燃料,這些都是大目標,其實就開發的立場上,各家製造商並沒有這麼多的時間去實現。

DUCATI曾經提過使用Hybrid混合動力的提案,但那已經又是另外一個技術層面的突破問題。

延伸閱讀:DUCATI有個混合動力夢!KTM:胡說八道!

就主要的MotoGP製造工廠而言,DUCATI、KTM也都積極的在嘗試合成燃料來一窺未來的發展。在最近的一次ACEM新聞稿中,KTM認證與監事負責人Karl-Maria Grugl指出,KTM目前正在採取多種途徑,多種方式來嘗試達到「正確的車輛、正確的地點、正確的能源載體」下完成電力與eFuel的產品開發。KTM已經在Freeride底下有電動摩托車的產品線,而進一步的電動化是Grugl認為──

在KTM,電動車應該是250c.c.以下的車要做的事情,250c.c.以上的車種則堅持使用燃油引擎。

而燃油引擎的部分則會傾向部分或全部都由eFuel來提供動力,KTM希望eFuel可以普及,尤其像是北美這種龐大的市場,但實際執行上卻相當困難。

主要原因是美國各州基本上是各自為政的,加州有媲美歐盟的環保法規,但加州也同時在實施2035年後禁止銷售新的燃油車或卡車的政策,主要原因是加州決定要往電動車一條路做為能源發展。

對於DUCATI而言,執行長Claudio Domenicali也同樣採取了多管齊下的方式進行分頭開發,但原因與結果略有不同。以Domenicali的角度來看,DUCATI屬於上流豪奢的品牌,不是一個單純的交通工具製造商,所以DUCATI並不會如HONDA那樣以大規模生產平價車款的方式來維持銷量與營運,DUCATI的立場在於只做最好的摩托車,目前也由於未來的燃料動力單元存在許多不確定性,DUCATI也希望能夠超前部屬,無論最後結果是什麼。

也基於上述原因,我們可以理解為什麼DUCATI願意成為MotoE的單一指定摩托車供應商,從2023年開始與Dorna簽訂了為期四年的合約,這也可以視為試探性的在開發電動摩托車產品最好的試驗場,最終這些成果也會逐漸往市場上去做滲透。

而eFuel也是如此,MotoGP的硬性規定迫使製造商必須要對應新規則而做出改變,但Domenicali認為eFuel對於DUCATI而言是一項有趣的挑戰,無論從性能方面,還是製造開發方面。從理論上來說,eFuel是允許建立在目前現有的基礎設施上,在某個立場來說DUCATI與PORSCHE的立場一致,DUCATI比起電動車,應該也會更希望eFuel的發展更加蓬勃,如此一來旗下的洪水猛獸們就還有再度咆嘯的機會。

諸如DUCATI這種規模不是太大的企業(不把VW集團算進來的話)而言,針對eFuel進行研發要投入的資金會造成一定的風險,但DUCATI認為這是有其必要性存在。

「因為世界上存在許多不確定性。」


eFuel面臨的挑戰

如果假設eFuel是我們追尋燃油引擎的最後解答,那至今為什麼我們並沒有耳聞太多關於這方面的資訊呢?實際上,汽車方面已經開始著手好幾年了,但摩托車的業界要小上許多,因此共鳴並沒有太大。儘管如此,要使用eFuel在目前摩托車的燃油引擎中依然存在技術上的難度,原因可以分為四大點:

►效率

►成本

►產能

►製造商與政治力


eFuel的效率

電動摩托車與電動汽車的議題已經沸沸揚揚了好幾年,連「沒有靈魂的移動方式」都可以成為原因或理由的時候,電動車議題已經成為標準的爛帳了。但我們有一說一不商業吹捧,電動車在能源產出的領域做的相當高效,傳統燃油車的能量傳遞率約為13%左右,電動車的效能從馬達傳遞至後輪可以保留最多高達70%的能量之譜。

相較之下,合成燃料就悽慘許多。數據顯示使用合成燃料的能量傳遞率只有18%,在最壞的情況下,10%以下也是常見的。但對比純燃油引擎的效能與腦考量碳中和的過程,eFuel依然算是可用之兵。


eFuel的成本

根據數據指出,2030年eFuel的成本將會落在每公升3歐元,等於每加侖會超過13歐元,對歐洲市場而言可能見怪不怪,但北美市場與亞洲市場看到這種油價大概不發瘋也先翻桌了。

降低eFuel的方式就是將生產地點放在陽光與風力充足的地點,如此一來發電成本可以降到最低,這也是為什麼智利會是PORSCHE的首選。

但目前太陽能與風力發電廠數量遠遠不及需求,造價成本也是天價。


eFuel的產能

接續剛剛的PORSCHE話題,PORSCHE投資的智利西門子工廠粗估在2026年將能夠生產十億公升的eFuel合成燃料,這當然是再好不過!但在美國,2020年一年就消耗了4670億升的燃料需求,整個智利工廠所能提供的產能還不及北美需求的千分之一。目前eFuel聯盟預測,合成燃料可能會逐漸與統燃料混和,用這種方式來度過「過渡期」,直到2025年才有機會達到100%的全合成燃料時代。


製造商與政治力

要知道,大規模的使用「取代性能源」這種事情,小則一般摩托車,大則國家軍武需求,當涉及到具有全球氣候影響的新興技術時,要全盤推動的阻力會比你想像的要大上許多。

打個比方,電池與電動車近幾年也因為世界各地的製造商、政府機構與有關單位對技術開發上保持高度的一致性,所以才能在短時間內取得大幅度的科技進步,而eFuel合成燃料也會面臨一樣的問題。

時至今日,世界上有數百萬輛,甚至更多的摩托車在世界各地奔馳,相較於未來的電動車世代,我們還能為這些已經在使用的燃油引擎做些什麼?

TC 資深編輯
去賽道練車還會忘記帶車的辣個男人。