פיתוח בר-קיימא: מחקר אנרגיה נקי לקישור לטווח הארוך

מאת איב מרטין, L'Argus de l'Automobile, 6.2.2003

מה יצליח שמן בלב המכוניות שלנו? אם כמה מערכות עומדות בתור, אף אחת לא יכולה לנצח, האתגר כל כך קשה לעמוד בו.

בעיית התובלה

לאחר שהפך לכלי הכרחי, התחבורה ניצודה על ידי האויב מספר 1, זיהום. ואכן, הייצור ההולך וגדל של פחמן דו חמצני (C02), האחראי להשפעת החממה הגורמת להתחממות כדור הארץ, הפך לנושא סביבתי מרכזי. זו הסיבה שמספר גדול של מדינות תעשייתיות - למעט ארצות הברית - חתמו על הסכם קיוטו בשנת 1997, במסגרתו התחייבו להפחית את ייצורן של C02.

לאחר אמנה זו, הרשויות האירופיות הציגו תקנים דרקוניים נגד זיהום לרכב.

עם זאת, הגבלת פליטת הזיהום ממכוניות אינה מטרה בפני עצמה. בנוסף, כפי שמציין פייר זרלאוט, הרכז הטכני במהלך אתגר מישלן, "מזהמים מקומיים (הערת העורך: ברמת המכונית עצמה) נשלטים טוב יותר". יש לקחת בחשבון גם את הזיהום שנוצר על ידי שרשרת הייצור - מאחסון ועד חלוקת האנרגיה המשמשת ברכב. לאחר מכן אנו מדברים על איזון אנרגיה עולמי, כלומר זיהום "מבאר לגלגל".

"מבאר לגלגל"

מחקרים בוצעו על מקורות אנרגיה שונים במטרה לקבוע את המועיל ביותר מבחינת הפחתת פליטת C02.

בין אלה LPG (גז נפט נוזלי), NGV (גז טבעי לכלי רכב), חשמל, מימן (משמש כדלק או בתא דלק).

עם זאת, כפי שהדגיש פיליפ פינצ'ון, מנהל מרכז תוצאות האנרגיה של IFP (מכון הנפט הצרפתי): "כאשר אנו מדברים על איזון אנרגיה, עלינו לקחת בחשבון ארבעה גורמים: אפקט החממה. , יעילות אנרגטית, עלות וזמינות אנרגיה. "

כאן זה מסתבך! ניקח לדוגמא את המנוע החשמלי: הכי ידידותי לסביבה שיש. בהתאם לשיטה שנוקטה לייצור חשמל, האיזון האקולוגי עלול להיות הרה אסון. לדוגמה, זו המיוצרת בגרמניה, מתחנות כוח תרמיות הפועלות על פחם, מציגה מאזן שלילי עם ייצור C02 של 460 גרם לקילו וואט לשעה, המקביל בערך לממוצע האירופי. לעומת זאת, החשמל המיוצר על ידי תחנות כוח גרעיניות צרפתיות פולט רק 100 גרם / קוט"ש. התוצאה הרסנית ביותר היא של יוון, בה ייצור החשמל מייצר כ- 900 גרם / קוט"ש C02.

על ידי ביצוע נימוק זה, אנו מבינים שהשימוש בתא דלק אינו אקולוגי כמו זה.

אכן, קיימות שתי שיטות לייצור מימן, הדלק הבסיסי לתא דלק: או שהוא נוצר על סיפון הרכב, באמצעות רפורמר (מכשיר המפיק מימן מפחמימנים), או שהוא מגיע מתחנות כוח ואז מופץ כדלק קונבנציונאלי (בצורה גזית או נוזלית). אם הפתרון הראשון מפחית את ייצור ה- C02, הוא פולט מזהמים רבים אחרים המזיקים לסביבה עקב השליטה המלאה ברפורמה. זו הסיבה שעדיף לייצר מימן בתחנת כוח בה התהליך נשלט טוב יותר, אך במקרה זה מתעוררת הבעיה (חדלת הפירעון?) של חלוקת ומימן.

בהתייחס לטבלת פליטות C02 להלן, נציין כי השימוש במימן נוזלי אינו מעניין.

ואכן, האנרגיה הנדרשת לנזילת הגז הינה משמעותית ומגדילה את ייצור ה- CO50 של מגזר זה ב -2%. היתרון חוזר אפוא לשימוש במימן דחוס. שוב, תלוי במדינה ובמקור המיצוי, האגרה משתנה מקיצוניות אחת לאחרת. לכן,התוצאה הטובה ביותר מתקבלת כאשר מימן מופק מגז טבעי באמצעות חשמל מתחנות כוח גרעיניות צרפתיות. עם זאת, לפיתרון זה יש חסרון של מחיר עלות מופקע, בין 24 ל -29 אירו ל gigaJoule (לעומת 7 EUR / GJ לייצור ולהפצה של סופר 95 ו 98 נטולי עופרת, ו- 6 EUR / GJ לדלק. , ו- 13 EUR / GJ עבור LPG).

לפיכך, הפתרון הוא שילוב של מספר פתרונות על מנת להפיק את התועלת המקסימלית מגזרים אלה.

לפיכך, המכונית שתציע את היחס הטוב ביותר בין עלות, זיהום ויעילות צריכה לאמץ מנוע דיזל היברידי ומנוע חשמלי עם מצבר בעל קיבולת גדולה (המסוגל לאגור הרבה אנרגיה) ומצויד במצבר. דלק המופעל על ידי מימן דחוס. המכונית ההיברידית היחידה שמשווקת בצרפת (הערת עורך: במחיר עדיין גבוה מאוד), טויוטה פריוס עדיין רחוקה מאוד מעודן זה.

טבלה השוואתית של טכנולוגיות תחבורה (לחץ להגדלה)

סולר; דיזל FT פישר-טרופש דיזל (סולר סינטטי); אתר דימתיל DME (דלק סינטטי); אסטרים מתיליים EMVH של שמנים צמחיים: בנזין; ETBE אתיל-טרטיו-בוטיל-אתר (המתקבל מתסיסה של סוכר סלק או תירס ונפט); אתנול EtTOH; גז טבעי ; גפ"מ; דלק H2; H2 דחוס; H2 נוזלי; מתנול MeOH; בֶּנזִין

העלייה המדאיגה ב- C02

במשך מאה שנה, אפקט החממה נוטה להיסחף וגורם לעלייה כללית בטמפרטורות, דרך העלייה בפחמן הדו-חמצני (C02) הכלול באטמוספירה. הגז הזה לבדו אחראי למחצית מהתופעה הזו.

ריכוז ה- CO02 גבוה כעת ברבע מאשר במאה שעברה. רמת זיהום מעולם לא הגיעה ב 600 השנים האחרונות.

פחמן דו חמצני זה מגיע בעיקר משימוש בדלקים מאובנים (פחם, מזוט, גז טבעי) בתחומי פעילות שונים: תעשייה, אנרגיה ותחבורה. אלה מהווים יותר מרבע מפליטת C02 במדינות מתועשות, ושיעור זה ממשיך לגדול. הסיכויים הרבים שהתווה סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) צופים עלייה חדה בפליטת C02 הכוללת בעשור הבא: בין 31% ל -42% ...

מריו לקיוטו, התפתחות איטית

ביוני 1992, בריו דה ז'ניירו, 178 מדינות ו- 50 חברות בינלאומיות התחייבו לפיתוח בר קיימא וחתמו על הסכם שנועד לייצב את ריכוזי גזי החממה, כל מקורות הייצור משולבים (תוכנית פעולה בינלאומית נקרא אג'נדה 21). אמנת מסגרת זו המליצה אז למדינות מפותחות להפחית את רמת הפליטות שלהן לשנת 1990.

שלוש שנים אחר כך, בברלין, המדינות פתחו בתהליך חדש שאמור להוביל להפחתת פליטת C02. פרוטוקול אומץ בדצמבר 1997 בתום ועידת קיוטו. רק ארצות הברית לא חתמה עליו.

האיחוד האירופי, מצדו, מחויב להפחית את ייצור ה- CO8 ב- 2% עד שנת 2010. הפחתה זו תחולק על פי רמות הפליטה שנרשמו בשנת 1990 במדינות החברות השונות, הצורך שלהן פיתוח ודמוגרפיה. לפיכך, המטרה של גרמניה היא ירידה של 21%, זו של יוון, עלייה מוגבלת ל -25% ושל צרפת, שוויון.

צי הרכב מהווה כ- 12% מסך ייצור ה- CO2 המיוצר על ידי האדם ביבשת, ו -2% ברחבי העולם. בשנת 1995 פלטה מכונית אירופית חדשה 165 גרם לקמ"ר, לעומת 191 גרם לקמ"ר עבור יפני ו -260 גרם לקמ"ר לאמריקאי.

ביולי 1998 התחייבה איגוד יצרני הרכב האירופיים (ACEA) בפני הנציבות האירופית. זה כולל מטרה כפולה. בתחילה, העמותה מתחייבת לייצר מכוניות המיועדות לשוק האירופי שפליטת ה- CO2 שלהן לא תעלה על 120 גרם לק"מ בשנת 2012 (כלומר צריכה ממוצעת של 4,9 ליטר ל -100 ק"מ). לאחר מכן התחייבה לכבד רמת ביניים למכוניות שנמכרו בשנת 2008, עם רמה ממוצעת של פליטת CO2 של 140 גרם לקמ"ר, או צריכה ממוצעת של 5.7 ליטר ל -100 ק"מ.

למידע נוסף על תאי דלק

- מאמר השוואתי של Sciences et Avenir
- מחקר קוגנרציה עם תא דלק