Модуль 6
Альтернативні палива для транспорту
Автотранспорт сьогодні практично повністю представлений автомобілями, що працюють на викопному паливі. Більше 99% палива, що використовується на транспорті, виготовляється з нафти. Однак, автомобілі можуть використовувати альтернативні види палива, що виробляються за рахунок відновлюваних джерел енергії, насамперед, із біомаси.
Перший автомобіль Генрі Форда використовував етанол у якості палива. Перший автомобіль із двигуном із іскровим запалюванням, створений німцем Ніколасом Оттом у другій половині 19 століття, також використовував етанол. Дизельний автомобіль Рудольфа Дизеля використовував паливо, виготовлене з арахісової олії. Під час Другої світової війни, коли досить часто мали місце перебої з постачанням нафти, США, Бразилія та багато країн Європи використовували етанол чи газ, отримані шляхом газифікації деревини. Тим не менш, у післявоєнний період, коли ціна на нафту знизилася, а її обсяги здавалися невичерпними, інтерес до біопалива зник. Сьогодні ж ситуація на нафтових ринках змінюється. Ціни на паливо, вироблене за рахунок викопних джерел енергії, стрімко зростають, знову відкриваючи таким чином дорогу для використання альтернативних видів палива, в основному з біомаси.
Споживання палива на транспорті постійно зростає. У 1985 році у всьому світі налічувалося 375 мільйонів пасажирських автомобілів, а кількість машин, що використовуються для перевезень, – 109 мільйонів. У 2002 році світовий пасажирський автопарк становив уже 530 мільйонів автомобілів, причому США - країні, населення якої складає 5% від світового - належало чверть з усіх автомобілів, що використовуються у світі. За оцінками експертів, близько 600 мільйонів автомобілів їздять сьогодні (2006 рік) вулицями світу. Лише у 2005 році у світі було вироблено 63 мільйони пасажирських автомобілів та легких вантажівок. Очікувалось, що до 2020 року вулицями світу їздитиме мільярд автомобілів. Проте, прогнози виявились навіть консервативнішими, за реальність, бо за даними статистики вже у 2019 році кількість автомобільного транспорту вже перевищувала цю цифру і складала 1,4 млрд одиниць у всьому світі. За даними дослідження ринку автомобілів, у 2022 році на планеті вже їздили 1,446 млрд автомобілів.
Зростання кількості автомобілів веде до постійного зростання споживання нафти у світі. Оскільки видобуток нафти стає дедалі дорожчою, ціни на нафту постійно зростають, у майбутньому зміни ситуації не очікується. Стрімко збільшується кількість автомобілів у країнах з економіками, що швидко розвиваються, такими як Китай та Індія, що, природно, значно позначиться на рівні споживання нафти в найближчі десятиліття. Все це змушує світ шукати Альтернативне паливо.
Під альтернативними видами палива ми розуміємо паливо, отримане з відновлюваних джерел енергії. Існують також інші види палива, як, наприклад, зріджений нафтовий газ (пропанобутанові фракції) або природний газ, які є похідними викопного палива, але в багатьох країнах також вважаються паливом альтернативним нафти. У цьому розділі ми не враховуватимемо ці види палива, оскільки розвиток будь-якого виду палива, заснованого на викопному джерелі енергії, можна розглядати лише як короткочасне рішення. Крім того, як паливо для автомобілів можна використовувати електроенергію або водень, які можна отримати за рахунок як копалин, так і відновлюваних джерел енергії. Тим не менш, розробка автомобілів, що використовують ці види палива, включаючи і паливні елементи, знаходиться ще на ранньому етапі, до того ж паливо, що використовується ними, в основному проводиться за рахунок викопних джерел енергії (вироблення електроенергії або отримання водню).
Занепокоєння, що посилюється у світі, щодо стану навколишнього середовища та існуюча загроза того, що світове виробництво нафти більше не зможе задовольнити всі зростаючі потреби, ставлять проблему розвитку альтернативних видів палива в розряд пріоритетних. На щастя, такі види палива вже є (біопаливо). На відміну від електрики та водню (паливні елементи) використання біопалива на транспорті не потребує великих змін у існуючій інфраструктурі, обладнанні, двигунах. Завдяки цьому, сучасний автомобільний парк можна легко перевести на біопаливо.
Розбіжності щодо енергетичного балансу біопалива (в основному етанолу) сьогодні вже подолано. У світі зміцнюється думка щодо того, що всі види біопалива (етанол, біодизель, біогаз) мають високу теплотворну здатність. Співвідношення між витраченою енергією та отриманою, як у випадку з етанолом з кукурудзи, що найчастіше піддається критиці, сьогодні істотно перевищує одиницю. Це стало можливим завдяки підвищенню ефективності як сільськогосподарських робіт, так і безпосередньо виробництва етанолу.
Ще одне спірне питання – субсидування сільськогосподарського сектору. Економія фінансів за рахунок використання біопалива та відмови від імпорту нафти, мабуть, може бути величезною. Так, досвід Бразилії свідчить про те, що за період з 1979 по 1987 роки було заощаджено 10, 4 мільярди доларів США, тоді як уряд вклав у вигляді субсидій 9 мільярдів доларів США у виробництво етанолу. А в період з 1976-2004 років економія за рахунок відмови від імпорту нафти досягла більших результатів - до 60 мільярдів доларів США.
З метою виконання зобов'язань щодо Кіотського протоколу та для підвищення рівня енергетичної безпеки Євросоюз ухвалив Директиву щодо використання біопалива. Згідно з Директивою для національних цілей встановлено "контрольне значення" в обсязі 2% у 2005 та 5,75% у 2010 (див. текст Директиви). Документ, названий "Стратегією для біопалива", ухвалений Євросоюзом у лютому 2006 року, описує ринковий, законодавчий та дослідницький потенціал щодо збільшення використання біопалива. І як результат подібних зусиль, такі країни як Франція та Німеччина оголошують про свої амбітні цілі в галузі виробництва біодизелю та етанолу, згідно з якими поставлена мета (5,75%) має бути досягнута раніше встановленого терміну - 2010 рік.