الوقود الإلكتروني (e-fuel) بين الآمال والتحديات: هل ينجح في قيادة مستقبل السيارات؟

المربع نت – الوقود الإلكتروني، أو e-fuel، هو نوع وقود اصطناعي يتم تصنيعه عبر تقنيات تعتمد على إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى وقود باستخدام الكهرباء المتجددة، ويشكل هذا الوقود بديلاً مستداماََ للوقود الأحفوري ويهدف لخفض الانبعاثات من السيارات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي.

كيف يعمل الوقود الإلكتروني؟

عملية إنتاج الوقود الإلكتروني تبدأ بفصل الماء “H2o” إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام التحليل الكهربائي، ثم يتم دمج الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون الملتقط من الهواء، وعلى عكس السيارات العاملة بالوقود الأحفوري المنتجة لغازات ثاني أكسيد الكربون بشكل متجدد، فإن غازات ثاني أكسيد الكربون الناتجة من السيارة العاملة بالوقود الإلكتروني ما هي إلا الجزيئات التي تم دمجها مع غاز الهيدروجين سابقاََ، أي أن السيارة لم تنتج جزيئات ثاني أكسيد كربون جديدة ما يجعلها محايدة كربونياََ وصديقة للبيئة، ويُعتبر الوقود الناتج شبيهًا بتركيب الوقود التقليدي، ما يجعله مناسبًا لمحركات الاحتراق الحالية دون الحاجة لتعديلات تقنية واسعة، مع تقديم أداء مشابه للوقود الأحفوري.

المزايا وسهولة تطبيقه في البنية التحتية

ميزة الوقود الإلكتروني الكبرى تكمن في إمكانية استخدامه في المركبات والبنية التحتية الحالية، بما في ذلك محطات الوقود ومرافق التخزين والتوزيع، مما يسهل إدراجه كبديل للوقود التقليدي في الأسواق، على الرغم من هذه الملاءمة، فإن تكاليف إنتاجه المرتفعة حالياً تحول دون التوسع السريع فيه، حيث يتطلب توفير كميات كبيرة من الكهرباء المتجددة وتكنولوجيا متقدمة لإنتاجه بكفاءة على نطاق تجاري.

العيوب والتحديات

رغم المزايا العديدة للوقود الإلكتروني، إلا أن هناك مجموعة من العيوب التي تعرقل انتشاره وتحد من فعاليته مقارنة بالبدائل الأخرى، ومن أبرز هذه العيوب:

• تكاليف الإنتاج المرتفعة: يُعد إنتاج الوقود الإلكتروني عملية معقدة ومكلفة حاليًا، خاصة بسبب الاعتماد على التحليل الكهربائي للهيدروجين باستخدام الطاقة المتجددة، بجانب احتياجه إلى كميات هائلة من الكهرباء النظيفة، وهو ما قد لا يكون متاحًا بسهولة، هذه التكاليف المرتفعة تؤثر سلبًا على قدرة الشركات على التوسع في الإنتاج وتوفير الوقود بسعر تنافسي مقارنةً بالوقود التقليدي.

• كفاءة الطاقة المنخفضة: في سلسلة إنتاج الوقود الإلكتروني، تُفقد كميات كبيرة من الطاقة، حيث يُعتبر تحويل الكهرباء إلى وقود سائل وإعادة حرقه في محركات الاحتراق عملية أقل كفاءة من استخدام الكهرباء مباشرةً في المحركات الكهربائية. تُقدر كفاءة استخدام الوقود الإلكتروني بأقل من 30%، بينما تصل كفاءة المحركات الكهربائية إلى حوالي 90%، مما يعني أن السيارة الكهربائية تبقى أكثر فعالية في استخدام الطاقة.

• التأثير البيئي لاستعادة ثاني أكسيد الكربون: على الرغم من أن الوقود الإلكتروني يعتمد على إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون من الهواء، إلا أن عملية استعادة واحتجاز هذا الغاز تتطلب تقنيات متقدمة تستهلك طاقة كبيرة، وهو ما قد يؤدي لانبعاثات إضافية في مراحل إنتاج الوقود، ويحد من الفائدة البيئية للوقود الإلكتروني مقارنة بالسيارات الكهربائية الصافية من الانبعاثات.

• التحديات اللوجستية والتوسع الصناعي: يحتاج إنتاج الوقود الإلكتروني إلى مرافق متقدمة ومكلفة، فضلاً عن بنية تحتية ضخمة لدعم الإنتاج والنقل والتوزيع على نطاق واسع. في الوقت الراهن، تظل قدرة المنشآت العالمية محدودة وغير قادرة على تلبية الطلب الضخم المتوقع إذا تم الاعتماد على الوقود الإلكتروني كبديل واسع النطاق للوقود الأحفوري.
• الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة: لضمان أن يكون الوقود الإلكتروني مستداماََ حقاََ، يجب إنتاجه بالكامل باستخدام طاقة متجددة. لكن في العديد من البلدان، لا تزال شبكات الطاقة تعتمد بشكل كبير على الوقود الأحفوري، مما يعني أن الطاقة المستخدمة في إنتاج الوقود الإلكتروني قد لا تكون نظيفة بالكامل.
• عدم التوافق التام مع بعض المحركات التقليدية: على الرغم من أن الوقود الإلكتروني مصمم للعمل مع محركات الاحتراق الحالية، إلا أن بعض الأنواع من هذا الوقود قد تحتاج إلى تعديلات بسيطة، هذا يعني أن الاعتماد الكلي على الوقود الإلكتروني قد يتطلب تكييفات على مستوى المحركات، وخاصة في السيارات القديمة التي قد تتطلب تحديثات لتجنب مشاكل في الكفاءة أو الأداء.
• التأثير المحدود على تحقيق الأهداف البيئية: لا يزال الوقود الإلكتروني مصدراََ للانبعاثات عند احتراقه، حتى وإن كانت هذه الانبعاثات أقل من الوقود التقليدي. لذا فإن مساهمته في تقليل الانبعاثات تبقى أقل فعالية من المركبات الكهربائية بالكامل التي لا تنتج أي انبعاثات أثناء القيادة، ما يجعلها الخيار الأفضل على المدى الطويل لتحقيق أهداف الحياد الكربوني.

هذه العيوب تبرز التحديات التي يواجهها الوقود الإلكتروني، وتوضح أن الاعتماد عليه كحل وحيد أو بديل كامل للوقود الأحفوري ليس سهلاً أو خالياً من العقبات، ويؤكد أهمية الاعتماد المتوازي على السيارات الكهربائية وتقنيات الطاقة المتجددة الأخرى في تحقيق مستقبل نقل مستدام.

الوقود الإلكتروني والوقود الهيدروجيني في محركات الاحتراق الداخلي.. ما الفرق؟

الوقود الإلكتروني والوقود الهيدروجيني هما بدائل للوقود الأحفوري في محركات الاحتراق الداخلي، لكنهما يختلفان في الإنتاج والاستخدام. الوقود الإلكتروني يُنتج عبر استخدام الكهرباء المتجددة لتحليل الماء، ثم دمج الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج وقود سائل يُستخدم في محركات الاحتراق الداخلي التقليدية. هذه العملية تتيح دمج الوقود في البنية التحتية الحالية بسهولة.أما الوقود الهيدروجيني، فيتم استخدام الهيدروجين الغازي مباشرة كوقود في محركات احتراق داخلي معدلة. المحرك يحرق الهيدروجين لإنتاج طاقة، مع انبعاث بخار الماء فقط.

الاختلافات الأساسية:

• الإنتاج: الوقود الإلكتروني يعتمد على طاقة متجددة لخلق وقود سائل، بينما الهيدروجين يُستخدم في حالة غازية مضغوطة.
• الاستخدام: الوقود الإلكتروني يتوافق مع المحركات الحالية دون تعديلات كبيرة، بينما يحتاج محرك الهيدروجين لتعديلات خاصة.
• الانبعاثات: كلاهما يقلل الانبعاثات، لكن الوقود الإلكتروني يعتمد على إنتاج ثاني أكسيد الكربون المعاد تدويره كعادم، بينما إحتراق الهيدروجين يسبب انبعاث بخار الماء.
• البنية التحتية: يمكن استخدام البنية التحتية الحالية لنقل وتخزين الوقود الإلكتروني، مما يجعله أكثر توافقًا مع السوق حالياََ بينما يتطلب الوقود الهيدروجيني بناء بنية تحتية جديدة لتلبية الطلب.

بالتالي، يعتبر الوقود الإلكتروني أكثر توافقًا مع البنية التحتية الحالية، في حين يتطلب الهيدروجين بنية تحتية جديدة بالكامل ومحركات جديدة مخصصة.

الشركات الرائدة في المشروع

بورش: بدأت بورش مشروع إنتاج الوقود الإلكتروني بالتعاون مع شركاء دوليين في عام 2020، وفي ديسمبر 2022، دشنت أول منشأة تجريبية في تشيلي لإنتاج الوقود الإلكتروني، وتهدف إلى إنتاج 550 مليون لتر من الوقود سنوياََ بحلول عام 2026.

أودي: أعلنت الشركة في سبتمبر 2018 عن اختبارها لوقود إلكتروني من تطويرها كجزء من استراتيجيتها للحياد الكربوني، وبدأت في تجارب صغيرة لزيادة كفاءة المحركات.

ومن بين المصانع الأخرى، مصنع نورسك إي فيول النرويجي، الذي بدأ إنتاجه في العام الحالي مع التركيز على وقود الطائرات.

سهولة التوسع والإنتاج

رغم أن البنية التحتية الحالية تدعم استخدام الوقود الإلكتروني بسهولة، إلا أن توسيع إنتاجه ليتوافق مع الطلب العالمي يحتاج إلى استثمارات ضخمة في مصادر الطاقة النظيفة ومرافق إنتاج الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون، تعمل بورش في منشأتها الجديدة على تقييم تكاليف الإنتاج بمرور الوقت، وتأمل في خفض تكلفته عبر التحسينات التقنية وزيادة حجم الإنتاج.

مستقبل الوقود الإلكتروني وتكاليفه مقارنة بالوقود الأحفوري

مع التطور السريع في التقنيات وانخفاض تكاليف الطاقة المتجددة، من المتوقع أن تنخفض تكلفة الوقود الإلكتروني بمرور الوقت. في المقابل، تظل تكلفته حاليًا أعلى بكثير من الوقود الأحفوري، ما يجعله خيارًا أكثر ملاءمةً للشركات الرائدة في صناعة السيارات الفاخرة. ومع تصاعد التوجه العالمي نحو مصادر الطاقة النظيفة، قد يتحسن جدوى استخدام الوقود الإلكتروني على نطاق أوسع في المستقبل.

الوقود الإلكتروني يمثل فرصة مهمة كحل مستدام ومؤقت للانتقال نحو مستقبل أقل انبعاثات، خاصة في الأسواق التي تعتمد على الوقود التقليدي، ومع التطورات التقنية في إنتاجه وانخفاض التكاليف، يمكن أن يكون الوقود الإلكتروني جسراََ حقيقياََ لتحقيق الأهداف البيئية على مدى العقود القادمة، إلى جانب تطوير السيارات الكهربائية والبنية التحتية المطلوبة لها.

اقرأ أيضاََ: “تقارير المربع” جاكوار تواجه أهم اختبار في تاريخها بعد قرار إيقاف جميع موديلاتها

شاهد أيضاََ: