Drogie, wysokoemisyjne i jest ich zbyt mało. Prawda o e-paliwach

Lobby paliw kopalnych przy okazji ustalania nowych standardów emisji CO2 dla ciężarówek próbuje wmówić posłankom i posłom, że e-paliwa mogą być część planu dekarbonizacji. W tym artykule pokazujemy, że e-paliwa to ślepa uliczka. Są droższe od elektryfikacji, mało dostępne i nie rozwiązują naszych problemów – ani z klimatem, ani z jakością powietrza.

Najważniejsze informacje:

•  W debacie o elektryfikacji ciężarówek pojawiają się pomysły, aby e-paliwa potraktować jako neutralne klimatycznie. To rozwiązanie dobre tylko dla lobby paliwowego. E-paliwa dla ciężarówek to rozwiązanie droższe dla biznesu, złe dla jakości powietrza. W specjalnym Q&A wyjaśniamy o co chodzi z e-paliwami i ostatnim gambitem dinozaurów ery paliw kopalnych.
•  Samochody ciężarowe z napędem akumulatorowym są tańsze w utrzymaniu i obsłudze niż ciężarówki z silnikiem Diesla tankowane tradycyjnym dieslem czy e-paliwami
•  E-diesel jest znacznie droższy od tradycyjnego diesla, a dodatkowy podatek na to paliwo, analogiczny do obowiązującego modelu, stanowiłby poważne obciążenie dla przewoźników.
• E-paliwa nie rozwiązują problemów z jakością powietrza – emitują podobne ilości zanieczyszczeń jak paliwa kopalne.

Wprowadzenie

Unia Europejska dokonuje obecnie przeglądu swoich norm emisji CO2 dla pojazdów ciężkich (HDV). To rozporządzenie nieodwracalnie zmniejszy zależność sektora transportu ciężarowego od oleju napędowego. W rezultacie przemysł naftowy i gazowy (O&G) pragnie stworzyć w nowej ustawie miejsce dla tzw. „paliw alternatywnych”, pomimo sprzeciwu większościproducentów ciężarówek.

Na poparcie swojej tezy branża O&G rozpowszechnia mity, aby rzucić na nie pozytywne światło biopaliw i paliw syntetycznych oraz dyskredytować elektryczne ciężarówki.

Ten briefing ma na celu obalenie najpopularniejszych mitów na temat samochodów ciężarowych, zawartych w trzech ostatnich publikacjach

z grup paliwowych: badania Europejskiego Instytutu Badawczego ds. Innowacji Gazowych i Energetycznych (ERIG) dot. odnawialnego transportu dalekobieżnego(raport ReHaul, narzędzia porównawczego HDV do analizy cyklu życia firmy Concawe oraz kompilacja UNITI zawierającej 17 arkuszy informacyjnych na temat e-paliw.

Koncentrujemy się na trzech różnych rodzajach paliw:

• e-diesel (tzw. „e-paliwo”), 
• hydrorafinowany olej roślinny (tzw. „odnawialny olej napędowy” lub HVO,
• biometan

ponieważ są to alternatywy dla bezemisyjnych ciężarówek najbardziej reklamowanych przez branżę O&G.

Mit 1. „Zrównoważonych biopaliw i e-paliw jest mnóstwo”

Grupy lobbystów zajmujących się paliwami zwykle lekceważą obawy dotyczące dostępności surowców do paliw i pokrewnych zasobów. Na przykład narzędzie do analizy cyklu życia (LCA) Concawe wspomina o dostępności tylko na łatwej do przeoczenia stronie informacyjnej nr 6. 

Daje to czytelniczkom i czytelnikom wrażenie, że wszystkie e-paliwa są dostępne na dużą skalę i są konkurencyjne pod względem kosztów.

W rzeczywistości jednak najbardziej zrównoważone opcje biopaliw i paliw syntetycznych są dostępne jedynie w ograniczonym zakresie.

HVO

W 2022 r. 35% HVO nadal było produkowane z oleju palmowego i jego pochodnych (biopaliwa roślinne), natomiast zużyty olej spożywczy (ZOS) i tłuszcze zwierzęce stanowiły odpowiednio 21% i 22%.

Dyrektywa o odnawialnych źródłach energii (RED III) ogranicza ilość, którą można wykorzystać zarówno w przypadku biopaliw roślinnych, jak i ZOS. Dzieje się tak dlatego, że biopaliwa z upraw konkurują z produkcją żywności i powodują pośrednią zmianę użytkowania gruntów (ILUC), a także generują dodatkowe emisje. Konkurencja z uprawami na potrzeby produkcji żywności wpływa też na zwiększenie presji cenowej dla żywności w Unii. 

Z ZOS wiąże się też ryzyko oszustwa, ponieważ olej z pierwszego tłoczenia może być traktowany jako olej odpadowy. W rezultacie naprawdę zrównoważone ilości HVO są z konieczności ograniczone.

Biometan ERIG

W przypadku biometanu ERIG rozważa trzy ścieżki w swoim raporcie ReHaul: obornik, bioodpady i kukurydza. Należy jednak pamiętać, że obornik ma już konkurencyjne zastosowania w rolnictwie, podczas gdy zastosowanie kukurydzy jest ograniczone, ponieważ jest to biopaliwo uprawne. Dlatego też poważnie ogranicza to potencjał biometanu, który zastępuje gaz w ciężarówkach.

E-Diesel

Dostępność będzie również problemem w przypadku e-diesla w perspektywie krótko- i średnioterminowej. Jeżdżenie ciężarówkami z silnikiem diesla na e-dieslu wymagałoby trzy razy więcej energii elektrycznej do produkcji e-paliwa, niż korzystanie z ciężarówki z napędem elektrycznym. Jest to bardzo nieefektywne i wymagałoby dodatkowych odnawialnych źródeł energii,lepiej wykorzystać je zatem do bezpośredniego ładowania ciężarówek lub dekarbonizacji sieci.

Branża O&G często owija w bawełnę, zakładając, że e-diesel będzie importowany z zagranicy, cementując zależność Europy od importu energii na kolejne lata. UNITI wymienia zarówno Patagonię, jak i Bliski Wschód i Afrykę Północną (MENA) jako regiony potencjalnego eksportu, podając jako czynnik niską gęstość zaludnienia i brak odpowiednich warunków do budowy i utrzymania infrastruktury wytwarzającej energię do produkcji e-paliw.

To pokazuje przy okazji, jak lobby paliwowe podchodzi do kwestii ochrony przyrody – pomysł zastawiania wspomnianej Patagonii tysiącami farm wiatrowych jest niedopuszczalny także ze względu na ochronę bioróżnorodności.

Zarówno UNITI, jak i Stowarzyszenie eFuel Alliance stworzyło mapy Sahary z dużymi kwadratami pośrodku, wskazującymi obszar fotowoltaiki potrzebny do wyprodukowania wystarczającej ilości e-paliw dla Europy. Takie mapy przedstawiają nie tylko Saharę jako pustą przestrzeń do wykorzystania przez Europę i dla niej, ignorują także fakt, że jest ona teoretyczna i jej techniczny potencjał nie jest równy konkurencyjności gospodarczej i wykonalności. W studiach pomija się problemy braku wody, niestabilności politycznie regionu oraz braku podstawowej infrastruktury transportowej i konieczności jej utrzymania.

Potencjalna skalowalność produkcji e-paliw jest ważniejsza niż ich teoretyczna liczebność. ERIG wysoko ocenia e-diesel w swojej skali „poziomu gotowości technologicznej”, cytując jedną z fabryk produkujących benzynę syntetyczną w Chile. Fabryka otwarta w grudniu 2022 r. w rzeczywistości jest instalacją demonstracyjną bazującą na biogenicznych źródłach CO2 zamiast na bezpośrednim, przechwytywaniu CO2 powietrza (DAC). 

W praktyce zabezpieczenie inwestycji i skalowanie dodatkowe źródła odnawialne, elektrolizery, zakłady produkujące DAC i e-paliwa będą wymagały czasu. Jest zatem mało prawdopodobne, że odpowiednie  ilości e-paliw będą dostępne przed 2040 r. 

Poczdamski Instytut ds. Wpływu Klimatu Badania (PIK) prognozuje, że do 2035 r. produkcja e-paliwa we wszystkich planowanych projektach na całym świecie będzie wystarczająca, aby pokryć zaledwie jedną dziesiątą niemieckiego zapotrzebowania na paliwa w sektorach, w których elektryfikacja nie jest obecnie możliwa.

W opracowaniu stwierdza się, że nawet gdyby światowa produkcja e-paliw rosła tak szybko, jak wykorzystanie energii słonecznej, to nie udałoby się zaspokoić samego tylko niemieckiego popytu na paliwa w lotnictwie i żegludze, nie wspominając o przemyśle chemicznym i reszcie świata. Dlatego założenie, że e-paliw pozostanie dużo lub w ogóle dla sektora drogowego jest nierealistyczne. Elektromobilność jest tańszą i realną alternatywą.

Mit 2. „Biopaliwa i e-paliwa są czystsze niż ciężarówki z napędem akumulatorowym”

Branża O&G chętnie argumentuje, że jej tak zwane alternatywy dla kopalnego oleju napędowego i gazu kopalnego są takie same
czyste jak (jeśli nie czystsze niż) elektryczne ciężarówki.

Hydrorafinowany olej roślinny (HVO)

Branża O&G często zachwala potencjał redukcji do 75–95% emisji z HVO w porównaniu do oleju napędowego, chociaż w praktyce rzeczywista redukcja zależy od rzeczywistego składu surowców (więcej).  

Narzędzie LCA Concawe zakłada, że ​​HVO wyprodukowany w 2017 r. generował jedynie 30 gCO2eq/MJ na zasadzie „well-to-wheel” (WTW). Ale jak wyjaśnia ukryty akapit na temat ograniczeń badania, to wyklucza emisje spowodowane bezpośrednią i pośrednią zmianą sposobu użytkowania gruntów.

Po uwzględnieniu ILUC, analiza ICCT pokazuje, że HVO wytwarzany z olejów roślinnych w rzeczywistości powoduje większą ilość gazów cieplarnianych (GHG) w całym cyklu życia emisji, niż paliwa kopalne. Podczas gdy wartość odniesienia dla kopalnego oleju napędowego wynosi 95,1 gCO2eq/MJ, z którego wytwarza się HVO, olej rzepakowy lub słonecznikowy powyżej 100 gCO2eq/MJ, olej sojowy prawie 200 gCO2eq/MJ, a olej palmowy 275 gCO2eq/MJ.

Biometan

W przypadku biometanu narzędzie Concawe zawiera opcję wyboru biometanu na podstawie miksu UE w 2017 r. lub  opcję wyboru scenariusza zakładającego materiału w całości wyprodukowanego z surowców odpadowych (obornika, odpadów komunalnych lub drewna odpadowego).

W praktyce biometan nadal jest produkowany głównie z niezrównoważonych roślin paszowych. W 2018 r. połowa UE produkcja biometanu pochodziła z kukurydzy na kiszonkę, co nie zmniejsza znacząco emisji gazów cieplarnianych w porównaniu z gazem kopalnym. W Niemczech, to największy producent biometanu w Europie, kukurydza i inne uprawy odpowiadały za odpowiednio 49% i 19% produkcji biometanu w 2022 roku.

Poza tym ryzyko wycieku jest wyższe w przypadku biometanu niż gazu ziemnego. W niektórych przypadkach może to skutkować tym, że użycie biometanu jest bardziej emisyjne od wykorzystania metanu z paliw kopalnych, które biometan ma zastąpić.

E-diesel

W przypadku e-diesla narzędzie LCA Concawe zakłada emisję gazów cieplarnianych na poziomie 13 gCO2e/MJ WTW. Jest to zgodne z własnymi szacunkami T&E dotyczącymi e-diesla, ale tylko wtedy, gdy jest on wytwarzany w 100% z energii odnawialnej i przy wykorzystaniu bezpośredniego wychwytywania powietrza CO2  z powietrza. Obecnie nie ma wymogu produkcji e-diesla w oparciu o ten model

Dzięki lobbingowi O&G i innych branż zależnych od paliw kopalnych w dyrektywie RED wprowadzono zapisy, które podważają wiarygodność zielonego wodoru i neutralnych klimatycznie e-paliw. Chodzi tu np. o opóźnienie wprowadzenia wymogu dodatkowych odnawialnych źródeł energii do wykorzystania w produkcji „odnawialnego paliwa pochodzenia niebiologicznego” (RFNBO)) i o oznaczenie e-diesela, którego emisje będą do 28 gCO2e/MJ (tj. o 70% mniej niż kopalny olej napędowy) jako RFNBO.

Mit 3. „Biopaliwa i e-paliwa są tanie”

Branża O&G często przedstawia swoje paliwa jako tanie. Zarówno UNITI, jak i eFuel Alliance opisują e-diesel jako przystępne cenowo, na podstawie badania Prognos z 2018 r. W praktyce unikają pokazywania cen czystego e-paliwa dla konsumentów końcowych, wolą wizualizować jedynie koszty produkcji lub ceny końcowej paliwa mieszanego (ang. blend) – tradycyjnych paliw z komponentem e-paliw.

Dzieje się tak dlatego, że obecnie czysty e-diesel jest nadal zbyt drogi i tak pozostanie pomimo wszelkich potencjalnych redukcji kosztów w przyszłości. ERIG stwierdza, że ​​e-diesel jest najdroższą, po syntetycznym metanie, opcją dekarbonizacji dla przewoźników, nawet przy założeniu, że e-diesel będzie produkowany z wykorzystaniem energii z paneli fotowoltaicznych na Bliskim Wschodzie i w Północnej Afryce.

Warto zauważyć, że nawet jeśli byłaby możliwość produkcji taniego paliwa, to cena sprzedaży byłaby ustalana na podstawie podaży i popytu  – zostałaby ustalona na poziomie wyższym niż najniższy koszt produkcji. Każde inne twierdzenie jest wbrew prawom rynku, który kształtuje realną cenę.

W praktyce HVO jest obecnie ponad dwukrotnie droższy niż tradycyjny olej napędowy przed opodatkowaniem. ERIG zakłada, że ​​do 2030 r. HVO będzie kosztować około 0,8 euro/kg, jeśli zostanie wyprodukowany z zużytego oleju spożywczego (lub 0,6 €/l) i będzie kosztował nieco ponad 1 €/kg, jeśli jest wyprodukowany z rzepaku (lub 0,8 €/l).

Jednak Stratas Advisors (instytucja będąca czołową analityczną rynku w temacie biopaliw) prognozuje dużo wyższą cenę –  odpowiednio 1,8 €/l (zużyty olej spożywczy i tłuszcze zwierzęce) i 1,6 €/l (HVO pochodzenia roślinnego) do 2030 r.

Tymczasem elektryczne ciężarówki będą już tańsze, niż ciężarówki z silnikiem Diesla na podstawie całkowitego kosztu posiadania w połowie lat 20 XX wieku.

Jeśli chodzi o biometan, w raporcie ERIG ReHaul przyjęto, że koszty paliwa w przypadku biometanu wynoszą około 0,5 EUR/kg z obornika i 1 euro/kg na biometan z upraw w 2030 r. Jednakże niemiecka spółka ds. energii (DENA) szacuje wyższe ceny długoterminowe: odpowiednio 32 ct/kWh (tj. 4,4€/kg) i 9 ct/kWh (tj. 1,2 €/kg).

Źródła:

1.  European Commission. (2022). Review of emission standards for heavy-duty vehicles. [link]
2. ERIG. (2023) Renewable Long-Haul Road Transport Considering Technology Improvements and European Infrastructures. [link]
3. Concawe. (2023). Life Cycle Assessment (LCA) of greenhouse gas emissions from Heavy Duty Vehicles. September 2023 version. [link]
4. UNITI. (2023). UNITI informiert. 17 Fakten rund um E-Fuels. [link]
5. Stratas Advisors. (2023). Global Biofuels Outlook
6. T&E. (2021). Europeʼs surging demand for used cooking oil could fuel deforestation. [link]
7. T&E. (2020). Electrofuels? Yes, we can … if weʼre efficient. [link]
8. UNITI Fact 4: Mit dem Import grüner Energie zu mehr Akzeptanz für die heimische Energiewende. 
9. UNITI Fact 3: Warum Deutschland auf den Import grünen Stroms in Form von CO2-neutralen E-Fuels angewiesen ist.
10. HIF. (no date). Haru Oni Demonstration Plant. [link]
11. Odenweller, A., Ueckerdt, F., Nemet, G.F. et al. (2022). Probabilistic feasibility space of scaling up green hydrogen supply. Nature Energy. [link]
12.  PIK. (2023). E-Fuels – Aktueller Stand und Projektionen. [link]
13. T&E. (2020). E-fuel would be wasted on cars while itʼs badly needed to decarbonise planes and ships. [link]
14. Neste. (no date). Neste MY Renewable Diesel™. [link]
15. Baldino, C., Mulholland, E., Pavlenko, N. (2023). Assessing the risks of crediting alternative fuels in Europeʼs CO2 standards for trucks and buses [link]