Αυτοκίνηση και περιβάλλον: Τα μελλοντικά ενεργειακά σενάρια

Ο ηλεκτρισμός, τα συνθετικά καύσιμα και το υδρογόνο αποτελούν τα κυριότερα ενεργειακά σενάρια της αυτοκίνησης για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου τα επόμενα χρόνια.

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 (ΑΠΕ) 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 ΑΠΕ, 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, 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 μια 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 ΑΠΕ 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 κηροζίνης 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 Γ. Γιαννόπουλο, θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως το επερχόμενο καύσιμο του μέλλοντος. Η παραγωγή του από ηλεκτρισμό που προέρχεται από ΑΠΕ 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 αυτήν τη διαδικασία χαρακτηρίζεται ως «μπλε» υδρογόνο.

Ως καύσιμο μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε απευθείας σε μηχανές που είναι κατασκευασμένες γι’ αυτό 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’ ό,τι χρειάζεται για την κίνηση του ίδιου οχήματος με συμβατικές μπαταρίες, και 5 φορές περισσότερη απ’ ό,τι 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 μια μεγάλη και σε βάθος ερευνητική προσπάθεια τόσο στην ΕΕ όσο και παγκοσμίως. 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 χώρα με κατεξοχήν μεγάλη διαθεσιμότητα ΑΠΕ (μεγάλη ηλιοφάνεια, άνεμοι), μπορεί να προωθήσει την παραγωγή «πράσινου» υδρογόνου όχι μόνο για την εσωτερική κατανάλωσή της αλλά κυρίως για εξαγωγές.

Από την άλλη, η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των σημερινών συμβατικών οχημάτων είναι επίσης μια 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. τρικύλινδροι 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.

• Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ / Κυριάκος Παρασίδης.