保时捷E-fuels合成燃料为内燃机注入新活力

　　在全球新能源的浪潮下，不少国家已经采取了措施以提升消费者对电动汽车的需求，并限制非电动汽车的生产和销售，然而这似乎并不意味着内燃机走到了末路。虽然与大多数公司一样，保时捷正在投资电气化，正如2021年早些时候推出的Taycan EV所证明的那样，但它认为该技术并没有足够快地减少其碳足迹。尽管保时捷的目标是到2025年将其一半的汽车销售为电动汽车，然而该品牌并没有放松对发动机的研发。在保时捷零排放计划中，有一项非常有意思的技术——E-fuels合成燃料。在“E-fuels”中，E代表“可再生电力”，Fuel是“燃料”的意思，E-fuels是将水电解生成的H2与CO2通过催化反应进合成的一种液体碳氢链燃料。它是优秀的汽油替代品，在生产和排放过程中产生的二氧化碳，与纯电动汽车相当。

　　使老款车型“复活”

　　2020年，保时捷宣布与西门子能源建立战略合作伙伴关系，以开发可持续的E-fuels合成燃料。2021年2月，保时捷公布了其在合成燃料领域的研究成果。在保时捷看来，研发的E-fuels合成燃料将减少85%的CO2排放量，相比目前的燃油排放更为环保，产生的颗粒物和氮氧化物更少。另外，从汽车生产、电池制造和使用整个生命周期来看，这种合成燃料的碳排放与电动汽车水平相当。

　　“电动汽车是一项令人兴奋且信服的技术，但就其本身而言，它们实现可持续发展目标的速度比我们所希望的更慢。这就是为什么保时捷也致力于使用合成燃料，而且也没有忽视在赛车运动中的可能应用。E-fuels合成燃料是保时捷动力系统战略的很好补充，使我们的客户在驾驶传统内燃机车型以及插电式混合动力车型时的温室气体排放显著减少。”保时捷研发主管迈克尔·施泰纳指出，“投资合成燃料是提高现有车队可持续性的基本组成部分，不需要像电气化那样对现有汽车进行重大的机械改动。保时捷现有的车队规模庞大，70%的车辆行驶在道路上。虽然混合动力汽车在短途行驶中采用电力驱动，但常进行长途旅行时还需要内燃机。如果使用E-fuels合成燃料，便能实现碳中和。”

　　作为德国大众汽车旗下世界著名豪华汽车品牌，保时捷对合成燃料的关注反映了更广泛的趋势。英国政府宣布在2021 年引入低碳E10汽油作为英国加油站的标准配置。据悉，E10汽油由10%乙醇制成，已经在比利时、芬兰、法国和德国等国家使用。此外，E10中的生物乙醇为可再生能源，可以由玉米、小麦等农作物的生长和发酵而成。英国政府表示，与E5（生物乙醇含量为5%）相比，E10能够减少2%的排放量。以一年计算，E10可以减少约75万吨二氧化碳排放，相当于在公路上行驶的汽车数量减少了35万辆。

　　保时捷全球执行董事会主席奥博穆表示：“E-fuels合成燃料可用于内燃机和插电式混合动力车，并可利用现有的加油站网络。在保时捷生产的车型中，可以使用E-fuels合成燃料的多达七成，这样一来，老款车型便能在日益严苛的排放标准下‘复活’，延长自身使用寿命。”

　　建造合成燃料厂

　　保时捷和美国埃克森美孚公司正在根据新协议测试E-fuels这种可再生的低碳燃料，探索未来能够提供给消费者取代传统燃料的产品。他们甚至设想在未来增加二甲醚生产线，制造柴油替代品，实现人工碳循环，缓解化石能源短缺。据悉，第一代埃索可再生赛车燃料由多种先进的生物燃料混合而成，并且由埃克森美孚内部的科学家和工程师团队特别配制。埃索可再生赛车燃料的首次赛道测试于2021年在荷兰的Zandvoort赛道进行，这种燃料被用于保时捷高性能赛车发动机，在要求极高严苛的赛道条件下进行测试。

　　保时捷已与西门子能源公司、挪威微电子技术公司、意大利国家电力公司、智利电力公司和智利国家石油公司合作，共同在智利设计建造世界上第一个工业规模的综合E-fuels合成燃料工厂，届时其将成为智利首个绿氢工厂，也是拉美地区最大的制氢工厂之一。西门子能源公司将获得德国联邦经济事务和能源部为该计划提供的800万欧元的赠款，成为该厂的共同开发商，而保时捷将是燃料的主要用户。

　　该试点项目名为Haru Oni，位于智利的麦哲伦省。智利拥有巨大的可再生能源发展潜力，氢能源产业发展前景广阔。作为国家绿色氢战略的一部分，这个南美国家制定了雄心勃勃的目标，目标是到2025年实现5吉瓦的可再生能源发电制氢装机；到2030年生产世界上最便宜的绿氢；到2040年跻身全球绿色氢及其衍生物的出口国行列。

　　Haru Oni能充分利用智利南部优良的风力条件，将制造的氢与从大气中捕集的二氧化碳混合成甲醇。埃克森美孚为将甲醇转换成汽油的这项专利技术提供许可和支持，最终生产出碳排放更低的燃料。埃克森美孚此次与保时捷的合作，建立在持续开发和使用低排放能源解决方案的基础上，包括高效率的燃油和润滑油、先进的塑料以及其他能够减少汽车和卡车油耗的产品。Haru Oni将于2022年完工，试点阶段将生产约13万升E-fuels合成燃料。从2022赛季开始，在保时捷美孚1号超级杯等赛事中使用来自智利的E-fuels合成燃料。根据计划，Haru Oni到2024年每年可生产约5500万升E-fuels合成燃料，两年后可生产约5.5亿升。

　　西门子新能源业务执行副总裁阿明·施耐特勒称，该项目是氢经济的“灯塔发展”。“我们正在共同开发和实现世界上第一个集成和商业化的大规模工厂，生产合成的、气候中性的燃料。”他补充说，“在智利南部，我们正在实施能源行业未来最令人兴奋的项目之一，并推动移动行业的脱碳，这意味着西门子正在为减少交通运输部门的CO2排放做出重要而迅速有效的贡献。”

　　为燃油汽车“续命”

　　尽管E-fuels合成燃料具有诸多优势，但全球著名财经媒体《福布斯》网站的一篇文章指出，这是一项昂贵和复杂的技术，很难在汽车行业大规模市场化，未来几年不可能实现商业应用。

　　首先其产量小，根据规划，Haru On的E-fuels合成燃料产量到2024年和2026年分别达到5500万公升和5.5亿升。不过与全球汽油消耗量相比，可谓微乎其微。以美国为例，2020年消耗了4670亿升汽油，即使到2026年，Haru Onie生产的E-fuels合成燃料也只能满足美国汽车燃油需求的0.1%。虽然未来合成燃料工厂的数量可能会增加，但其显然是一种受众面很小的产品。

　　其次能效低，与氢燃料电池与化学电池相比，E-fuels合成燃料的能效过低。根据测算，目前氢燃料电池的能效是化学电池的2.3倍，到2050年将下降到能效的2倍。合成燃料的效率则更低，估计比电池低4倍左右。

　　总部位于奥斯陆的新欧洲工业联盟——挪威E-fuels联盟表示，保时捷这项计划只是试验性质，任何技术的推广都是从昂贵到廉价发展的。向E-fuels合成燃料的过渡不会一蹴而就，将逐步增加合成燃料与传统化石燃料的混合，而不是立即替换。预计到2025年，混合燃料中合成燃料的占比仅为4%，到2030年为12%，到2050年才可能达到100%。E-fuels联盟预计，到2050年，每升E-fuels合成燃料的价格将在1.38欧元至2.24欧元之间。问题是到2030年每升汽油的价格约为3到4欧元，过高的油价很有可能导致用户在合成燃料普及前就主动放弃使用燃油车。毋庸置疑的是，E-fuels合成燃料能为燃油车“续命”。也许在不远的未来，使用E-fuels合成燃料驾驶燃油车将为内燃机爱好者们带来莫大的惊喜。

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