سوخت های جدید و آینده حمل ونقل
ابوالفضل جهانشاهلو
صنعت حمل ونقل عامل حدود ۲۴ درصد انتشار دی اکسیدکربن جهانی است و بیش از ۹۰ درصد انرژی آن هنوز از سوخت های فسیلی تامین می شود. با تشدید قوانین آلایندگی (استاندارد یورو ۷، اهداف COP28) و محدودیت منابع نفتی، گذار به سوخت های پاک به یک ضرورت فناورانه و زیست محیطی تبدیل شده است. در این یادداشت، مهم ترین گزینه های جایگزین از منظر فنی بررسی می شوند.
۱. برق و باتری ها؛ محور اصلی گذار
خودروهای تمام برقی (BEV) در حال حاضر بالغ ترین فناوری جایگزین هستند. بازده موتور الکتریکی بیش از ۹۰ درصد است، در حالی که بازده موتور بنزینی حدود ۲۵ تا ۳۰ درصد است.
نسل فعلی: باتری های لیتیوم یون NMC و LFP. نوع LFP ارزان تر، ایمن تر و پرکاربردتر در خودروهای اقتصادی است.
نسل آینده: باتری های حالت جامد (Solid-State). چگالی انرژی دو برابر (حدود ۵۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم)، شارژ زیر ۱۵ دقیقه و خطر آتش سوزی بسیار کمتر. شرکت های تویوتا و سامسونگ تولید انبوه آن را برای ۲۰۲۷ تا ۲۰۲۸ هدف گذاری کرده اند.
چالش: وابستگی به معادن لیتیوم، کبالت و نیکل، وزن زیاد باتری و نیاز به توسعه زیرساخت شارژ سریع ۸۰۰ ولتی.
۲. هیدروژن و پیل سوختی (FCEV)
در این فناوری، هیدروژن در پیل سوختی با اکسیژن ترکیب می شود و فقط برق و بخار آب تولید می کند. شارژگیری در ۵ دقیقه و پیمایش ۶۰۰ تا ۸۰۰ کیلومتر از مزیت های آن نسبت به خودروی برقی است.
هیدروژن سبز در برابر خاکستری: فقط هیدروژن سبز که از الکترولیز آب با برق تجدیدپذیر تولید می شود، واقعا پاک است. امروز بیش از ۹۵ درصد هیدروژن جهان خاکستری و از گاز طبیعی است.
کاربرد ایده آل: کامیون های سنگین، اتوبوس ها، قطارها و کشتی ها، جایی که باتری بیش از حد سنگین می شود.
چالش: بازده پایین کل چرخه (حدود ۳۰ درصد)، هزینه بالای تولید و ذخیره سازی در فشار ۷۰۰ بار و نبود جایگاه های سوخت.
۳. سوخت های زیستی نسل دوم و سوم
بیواتانول E85: ترکیب ۸۵ درصد اتانول و ۱۵ درصد بنزین. از نیشکر و ذرت تولید می شود و تا ۴۰ درصد آلایندگی کمتری دارد، اما با موتورهای معمولی سازگار نیست و نیاز به موتور فلکس فیول دارد.
بیودیزل و HVO: تولیدشده از روغن های پسماند خوراکی و جلبک. بدون نیاز به تغییر موتور دیزل قابل استفاده است و در حمل ونقل سنگین اروپا به سرعت در حال رشد است.
نکته علمی مهم: نسل اول سوخت زیستی با امنیت غذایی در تعارض بود، اما نسل دوم از پسماند کشاورزی و نسل سوم از جلبک استفاده می کند و این مشکل را حل کرده است.