Zachránia syntetické palivá spaľovacie motory? A koľko budú stáť? Aj na to odpovedá špičkový palivár

Foto: Slovnaft

Miroslav Mrzula - Slovnaft Na otázky Pravdy odpovedal Miroslav Mrzula, manažér Vývoja a rozvoja produktov spoločnosti Slovnaft.

Možno si položíte otázku, prečo sme na tému syntetických palív oslovili človeka, ktorý je spätý s ropnou rafinériou a teda palivami vyrábanými z fosílnych zdrojov. Jednoducho preto, že priemysel na výrobu syntetických palív prakticky neexistuje. A navyše, aj syntetické palivá sú uhľovodíkovými palivami, takmer na nerozoznanie od benzínu alebo nafty. I keď s ropou nemajú nič spoločného.

Čo sú vlastne syntetické palivá a v čom sa odlišujú od tých vyrobených z ropy?

Syntetická palivá, ako ich už samotný názov napovedá, sú pripravené syntézou, teda chemickou reakciou, kde z menších molekúl vznikajú molekuly väčšie. V prípade syntetických palív tými základnými stavebnými blokmi sú oxid uhličitý CO2, a vodík H2. Do istej miery ide o opačný proces, ako sa deje v samotnom motore. Riadením reakcie týchto stavebných blokov v rôznom pomere a pri rôznych podmienkach vie vzniknúť rôzne spektrum chemický látok a zmesí, pričom motorové palivá sú jedným z nich. Vďaka tomu môžu byť svojím zložením veľmi podobné originál fosílnym palivám, čo je jeden z podstatných rozdielov voči dnes používaným biozložkám FAME, Etanol a ETBE, ktoré sú chemicky úplne iné, ako fosílne či syntetické palivá. Je nutné doplniť, že syntetické palivá nie sú bio palivá. Ich hlavná výnimočnosť je v tom, že vodík používaný pri ich výrobe musí byť vyrobený elektrolýzou vody za použitia obnoviteľnej energie.

Aké druhy palív sa dajú takýmto spôsobom vyrobiť a sú to teda tiež uhľovodíkové palivá?

Týmto postupom sa dá vyrobiť motorová nafta, automobilový benzín, dokonca aj letecký petrolej. Možno to bežný zákazník ani nevie, ale sú to práve prúdové lietadlá a letecký petrolej pre nich určený, kde je ako v prvom palive určený povinný minimálny podiel syntetických palív a to dokonca už v tomto desaťročí. Na rozlíšenie týchto palív od fosílnych sa používa predpona e-, takže sa môžete v anglickej literatúre stretnúť s „e-gasoline, e-diesel, e-JET, e-methanol“. Posledný menovaný má veľkú šancu presadiť sa v námornej doprave ako náhrada aktuálne používaných lodných palív pochádzajúcich z ropy.

Majú syntetické palivá odlišné vlastnosti od palív vyrábaných z fosílnych zdrojov? Napríklad energeticky či ekologicky pri spaľovaní, alebo sú takmer identické?

Zložením budú naozaj podobné aktuálnym palivám. Drobné rozdiely sa dajú očakávať v závislosti od samotnej technológie syntézy palív, ako aj typu technológií používaných v jednotlivých rafinériách.

Ak sú tieto palivá veľmi podobné klasickým palivám a pri ich spaľovaní vzniká CO2, prečo im vlastne hovoríme uhlíkovo neutrálne?

Ide o rozdiel v procese výroby samotného paliva. Pri výrobe syntetických palív sa odčerpáva CO2 z ovzdušia, prakticky v rovnakom množstve, ako neskôr počas spaľovania v motore vznikne. Samozrejme ešte počas samotného procesu výroby a prepravy palív vzniká CO2, preto je v samotnom procese žiadané používať obnoviteľnú, respektíve bezemisnú elektrickú energiu.

Čítajte viac Šéf Iveca: Syntetické palivá sú ‘šampanským‘ pre bohatých

Vyžadovali by si syntetické palivá nejaké zmeny v systéme distribúcie či technológie na čerpacích staniciach? A je nutné upravovať súčasné motory alebo ich emisné systémy, aby dokázali spaľovať syntetické palivo?

Obrovskou výhodou syntetických palív je ich okamžitá aplikovateľnosť. Netreba žiadne zmeny v distribúcii, ani pri skladovaní na čerpacích staniciach, a rovnako aj všetky automobily sú pripravené na použite týchto palív. Práve to, že okamžite vedia doniesť pozitívny efekt na strane znižovania emisií CO2 je ich výhodou v porovnaní s elektromobilitou, keďže tá potrebuje jednak masívne investície na vybudovanie infraštruktúry, čas na zavedenie a obrovské množstvo elektrickej energie pokiaľ má nahradiť významne vozový park. Ale najmä v úvode má výrazný negatívny dopad na emisie CO2 pri výrobe samotného automobilu.

Aká drahá je, alebo môže byť v budúcnosti výroba syntetických palív v porovnaní s klasickými palivami? Vyžadujú si drahé technológie?

Samotné technológie syntézy palív sú už overené a používané pri iných produktoch. Podobný proces bol používaný už počas druhej svetovej vojny. Jeho rozšíreniu práve bráni vyššia cena tak samotnej technológie, ako aj procesu, ktorý je silne energeticky náročný. Preto okrem samotnej investície do výroby je cena paliva vysoko ovplyvnená aj cenou a dostupnosťou obnoviteľnej elektrickej energie, ktorá sa bude spotrebovávať na elektrolýzu vody a výrobu vodíka. Práve vodík bude tvoriť významnú väčšinu operatívnych nákladov výroby syntetických palív. Okrem výstavby samotnej technológie na syntézu palív treba rátať aj s nákladmi na výstavbu zdrojov obnoviteľnej energie.

Je možné vyrábať syntetické palivá v množstvách podobných palivám z ropy a mohli by teda zachrániť výrobu áut so spaľovacími motormi a zároveň udržať na cestách milióny áut, ktoré už boli prihlásené?

Aktuálne je v prevádzke prvá výroba syntetického benzínu, v Chile. Vyrába 130 tisíc litrov benzínu. Postavili tam veterné turbíny s výkonom 3,4 MW, samotná elektrolýza na vodu má výkon 1,2 MW. Väčšia potreba výroby elektrickej energie je hnaná nestabilitou jej výroby z veterných turbín. Dnes naša spoločnosť len na Slovensku predá približne 1,5 miliardy litrov palív, čiže zhruba 11 500 krát viac ako v spomínanej prvej výrobe v Chile. Samozrejme, to je vrátane autobusovej a kamiónovej dopravy. Aj keby sme mali stabilný zdroj elektrickej energie a teda nemuseli by sme ako v prípade spomínanej firmy mať trojnásobný výkon, stále sa bavíme o potrebe kapacity výroby elektrickej energie na úrovni 14 GW. Aktuálna kapacita výroby elektrickej energie na Slovensku je tesne pod tri GW.

Čítajte viac Smrť spaľovacích motorov sa odkladá. Tankovať však budeme ultra drahé palivo

Koľko by mohol stáť liter syntetického benzínu alebo nafty na pumpách pre konečného spotrebiteľa? Týkala by sa syntetických palív daň z uhľovodíkových pa­lív?

Rozhodujúci podiel na cene bude mať daňová politika krajín, tak ako je aj teraz pri tradičných palivách. Napríklad iné alternatívne palivá sú dnes do istej miery zdaňované, ale elektrická energia pre automobily nie. Dnešný príjem štátu zo spotrebných daní na palivá je približne 2 miliardy eur v prípade Slovenska a približne 290 miliárd v prípade celej EÚ. Je to stabilný príjem do štátnych rozpočtov, ktorý tvorí 3 až 10% celkových príjmov a to tam ešte nerátame DPH z palív. Takže pri takomto masívnom výpadku budú musieť vlády jednotlivých krajín nájsť spôsob ako financovať svoje rozpočty.

Európska komisia požaduje, aby po roku 2035 autá na syntetický benzín nenaštartovali, pokiaľ natankujú klasické palivo z ropy. Je to možné technicky dosiahnuť?

V súčasnosti nemáme ešte k dispozícii technické riešenie, ako motor dokáže rozoznať, ktoré palivo je fosílneho alebo syntetického pôvodu. Aj pri samotnej fyzikálno-chemickej analýze v laboratóriu je toto dnes nemožné, na rozdiel od biopalív, ktorých prítomnosť vieme do určitej miery dokázať aj keby boli z chemického hľadiska rovnaké.

Je teda podľa vás syntetické palivo palivom budúcnosti? A má výnimka pre autá na syntetický benzín po roku 2035 vôbec zmysel? Nebude to len palivo pre bohatých?

Chybnou predstavou politikov je, že bude existovať len jedno palivo. Tak ako v mnohých iných častiach života a biznisu, ani v prípade palív nemôže uspieť jedno univerzálne riešenie. Veď aj dnes máme benzín, naftu, LPG, CNG, a významné flotily áut vedia ísť na čistú bionaftu, prípadne benzíny s vysokým obsahom etanolu. Každé z tých palív má svoje výhody a nevýhody a práve ich vhodným mixom sa dosahuje optimálny výkon a spotreba v celkovom meradle. Predpokladáme, že aj v budúcnosti budú na presun ľudí a tovaru používané rôzne druhy pohonov a energetických zdrojov. Syntetické palivá zrejme nebudú dominantným zdrojom energie. Na druhú stranu ich rýchly pozitívny dopad na životné prostredie, ako aj ťažké možnosti dekarbonizácie istých častí dopravy, dáva týmto palivám významnú nádej do budúcna.

Dokedy sa klasické palivá udržia na trhu? Predpokladám, že ich budeme stále potrebovať pre všetky autá so spaľovacím motorom, ktoré budú legálne prihlásené do roku 2035 a ešte dlhšie napríklad pre nákladnú dopravu.

Priemerný vek vozidla v európskej únii za posledné čosi vyše desaťročia narástol o takmer 4 roky a dosahuje dnes 12 rokov. A naďalej rastie. Plus samozrejme namieste sú isté obavy z tzv „kubánskeho efektu“. Takže určite aj po roku 2035 tu bude priestor na klasické palivá, pričom ich spotreba bude samozrejme klesať, ako bude klesať podiel vozidiel využívajúcich tento zdroj energie. Druhým faktorom, ktorý ovplyvní podiel fosílnych palív, je tlak EÚ na podiel obnoviteľných zdrojov energie v samotnom benzíne a nafte, či už vo forme biozložiek alebo iných alternatívnych pa­lív.

Čítajte viac Porsche to myslí s umelými palivami vážne. Liter chce vyrábať len za dva doláre

Ako vidíte budúcnosť rafinérii v tejto súvislosti? Môžu sa aj také firmy, ako Slovnaft, angažovať vo výrobe syntetických palív? Alebo je takáto transformácia nemožná?

Rafinérie vo svojej podstate majú určite budúcnosť. Produkty z ropy a teda z rafinérií sú dnes prítomné všade okolo nás. Či už sú to obalové materiály, plasty, ale aj lieky, lepidlá, gumové povrchy. Ak sa pozriete do priestoru okolo seba, prakticky vo všetkom je niečo z ropy. Takže po poklese dopytu po palivách sa aj naša rafinéria postupne preorientuje na iný typ výroby. Priamo z ropy, ale aj z iných surovín. Významnou výzvou, pred ktorou vyspelý svet stojí, je spracovanie odpadov. Rafinérie vďaka svojej významnej znalosti chémie a jej technológií, ako aj vďaka veľkosti svojho biznisu, budú hlavným hráčom na tomto poli.

Bude pre automobilový priemysel syntetické palivo vôbec zaujímavé, vzhľadom na obmedzenú kapacitu výroby týchto palív? Bude mať ekonomický zmysel živiť paralelný výrobný program spaľovacích áut popri vývoji a výrobe elektromobilov?

O tom, či sa automobilkám oplatí stále investovať do vývoja spaľovacích motorov, nerozhodnú rafinérie a ani schopnosti výroby syntetických palív, ale politici v Bruseli. Keďže sa na tej úrovni aktuálne rozhodlo, že je tu priestor na používanie syntetických palív, tak až budúcnosť ukáže, či je to aj naozaj realizovateľné a reálne. Veľa bude záležať od podnikateľského prostredia, či to bude vôbec ekonomicky zaujímavé investovať do týchto technológií a ako sa k tomu postavia jednotlivé štáty. Mnohé vlády nie sú schopné v takýchto horizontoch uvažovať.

Má Európa a Slovensko nejakú jasnú stratégiu v oblasti podpory výroby syntetických pa­lív?

Každý komplikovaný výrobný sektor má veľmi dlhý čas trvania investície. Zber údajov potrebných na rozhodnutie o výstavbe, vrátane už spomínanej legislatívy, je nasledovaný výberom a dizajnovaním technológie, ktorá trvá značný čas, nakoľko toto nie sú typizované produkty z katalógu. Následne máte niekoľko rokov trvajúcu výstavbu jednotky, jej pripájanie do už živého výrobného podniku má tiež svoje časové limity. Takže prešlo min 5 rokov a stále jednotka ani neprodukuje. Potom máte samotný nábeh a výrobu. Aj v tom najoptimistickejšom prípade, ktorý je ale veľmi výnimočný, rátate s 10 ročným fungovaním výrobnej jednotky, aby sa investícia splatila. Takže typické rozhodnutie, ktoré robíte, robíte na minimálne 15–20rokov. Bohužiaľ, ciele v EÚ sa menia oveľa častejšie, resp. s oveľa kratšou dobou aplikácie. Dnes máme apríl 2023, a stále nemáme pevne stanovené ciele na rok 2030. Pre rafinérie pritom rok 2030 znamená zajtra.