Оптимисты и пессимисты расходятся в сроках, но сходятся в одном: так или иначе, природные ресурсы окажутся в дефиците. Специалисты «Ауди» нашли нетривиальные решения замены натуральных нефти и газа, о чем рассказали Ярославу Московке. Фото автора.

Началось все с проблемы, давно будоражащей Западную Европу и совершенно не колышущей нашу страну: как минимизировать выбросы углекислого газа. Дотошные немцы взяли за образец обычный хэтчбек «Ауди-А3», приняли за его средний ресурс 200 тыс. км пробега и подсчитали, сколько же СО2 прибавляется в воздухе за жизненный цикл этого авто. Получилась следующая картина. Выхлопы самого автомобиля – 79% СО2, а выбросы при производстве и утилизации машины – соответственно 20% и 1%. Плюс еще не забудьте, что треклятый углекислый газ струится в атмосферу при производстве и доставке топлива. Итого на каждый километр пробега набегает 168 г СО2. Многовато!

Второй вопрос, также давно волнующий цивилизацию, – замена и дополнение ископаемого горючего синтезированным из биомассы. Сегодня примерно четверть бензина и дизельного топлива можно заменить продуктами, полученными из растительного сырья: биоэтанолом и биодизелем. Однако закавыка в том, что для их производства, как ни крути, тоже нужно все то же топливо нефтяного происхождения (надо же чем-то заправить трактора и комбайны!), а из-за использования плодородных земель под выращивание биосырья назревает опасный дефицит пищевых культур. Значит, биотопливо отнюдь не так привлекательно, как всем казалось сначала.

Так две задачи слились в одну: можно ли компенсировать выбросы СО2 путем превращения их в топливо? Лучшие умы «Ауди» исхитрились не только решить эту проблему, но даже предложить два интересных варианта.

Метан – своими силами

В центре научных разработок «Ауди» разработали целое семейство синтезированных топлив. Открывает его синтетический метан, который назвали e-gas. Производство его пока довольно затратное в силу новизны технологии – но реальное уже сейчас.

В Германии уже давно и широко распространены биогазовые установки, в которых разлагают и сжигают самые разные бытовые отходы (от мусора до канализационных выбросов), получая тепловую и электрическую энергии, а также некоторое количество горючих газов. Естественно, один из побочных продуктов этого процесса, как и при любом сгорании, – СО2. По сей день его приходится выбрасывать в атмосферу – и можно представить, каких нравственных страданий это стоит рачительным и экосознательным немцам.

Специалисты «Ауди» предложили аккумулировать этот углекислый газ: он-то и понадобится им для синтеза метана. Второй компонент, необходимый для производства, – водород.
К сожалению, технологии его получения пока не нашли революционных ноу-хау (кстати, именно трудоемкость добычи водорода и поставила крест на его массовом использовании как топлива): это все то же электролизное расщепление воды. Далее водород и углекислый газ в особых реакторах смешивают – и вот, пожалуйста, принимайте искусственный метан.

Конечно, как видно из описанного процесса, затраты на получение синтетического газа очень велики. Авторы проекта пока даже не готовы назвать примерную стоимость кубометра такого продукта – но уже в мае следующего года запустят первую станцию по его производству. В первое время она будет вырабатывать по 1000 тонн e-gas в год. Его можно поставлять на газокомпрессорные станции (только в Германии их более 900) в чистом виде либо смешивать с природным газом.

В «Ауди» надеются, что с расширением производств цена синтетического метана сравняется к 2018-2020 годам со стоимостью газа, полученного из растительного сырья (так называемый биометан), а к 2040 году – с ценой природного газа. Если, конечно, последний к тем временам еще останется.

За ценой, как говорится, не постоим – для немцев в первую очередь важно, что e-gas позволяет компенсировать углекислый газ, выделяемый автомобилем при эксплуатации. Почувствуйте разницу: в противовес обычной бензиновой машине аналогичная «Ауди-А3», работающая на синтетическом метане, выбросит в атмосферу 61 г СО2 на километр, а не 168. А итоговый расклад – лишь немного хуже чем у электромобиля (см. таблицу).

Полезные микробы

Помните, с чего начинался школьный курс биологии о животном мире? Правильно, – с простейших одноклеточных микроорганизмов: всякие там инфузории-туфельки, мирно барахтающиеся себе в речной воде. Нынче нас каждый день пугают бактериями под ободком унитаза, из всех толковых микроорганизмов припоминая разве что бифидобактерии в йогуртах. Светлые головы «Ауди» вместе со своими коллегами из американской компании «Джоуль» смогли расширить список полезных человечеству бактерий.

Оказалось, есть на нашей планете элементарные микроорганизмы, которым для счастья достаточно воды (причем не пресной, а соленой и вообще не особенно чистой), солнечного света и пресловутого СО2 из атмосферы. Питаясь перечисленным, эти одноклеточные существа успешно живут и размножаются. И вот самое интересное: продукты их жизнедеятельности – этанол и даже парафиновые алканы, то есть почти готовое дизельное топливо!

Открытие сулит немыслимые перспективы. По сути, все, что нужно для производства топлива с помощью этих удивительных бактерий, – построить бассейны, заполнить их морской водой или буквально канализационными стоками (ни грамма дорогой пресной воды тратить не придется!) и заселить туда культуры микроорганизмов. А затем в прямом смысле снимать пенки: этанол и парафиновые алканы – легче воды, они сами отфильтровываются от нее, поднимаясь вверх. Куда ни посмотри, всюду одни преимущества. Даже бассейны можно (и нужно) строить в местностях, непригодных для жизни человека, – например, в пустынях.

«Ауди» уже возводит свой первый «бактериологический» топливный завод (если его можно назвать заводом) в пустыне штата Нью-Мексико. Там сооружены шесть бассейнов общей площадью 2 гектара – первые литры дизтоплива из них будут получены к концу года. В среднем такое живое предприятие позволит получать с одного гектара по 75 тонн этанола в год. Для сравнения – из урожая кукурузы, собранного с такой же площади, можно «выжать» лишь 3,5 тонны спирта, а готового биодизеля – всего тонну.

Тем не менее, «Ауди» осторожно не говорит о стоимости «бактериологического» топлива, равно как и о подводных камнях процесса. Так что нефтяные магнаты пока еще могут быть спокойны – по крайней мере, до той поры, пока из американских бассейнов не польется уникальное топливо.

Материал подготовлен при содействии компании «Порше Украина».

[%GALLERY%]

«Трешка» под газом

Через два дня после премьеры новой А3 в Париже нам презентовали в Мюнхене ее серийную двухтопливную сестрицу, способную ездить на бензине и метане. Автомобиль создан на основе версии 1.4TFSI: для работы на метане немного оптимизировали мотор и установили особый задний мост, который высвободил дополнительное пространство под два газовых баллона. Последние сделаны из углеволокна, что позволило вдвое снизить их массу по сравнению с металлическими аналогами. С полной заправкой метаном A3 TCNG проедет 420 км, расходуя всего 3,4 кг газа на 100 км в смешанном цикле. По динамическим характеристикам машина не уступает бензиновой. Управление топливной системой – полностью автоматическое: в салоне нет привычных нам кнопок переключения с бензина на газ.

Выбросы СО2 разных модификаций «Ауди-А3» за жизненный цикл автомобилей (200 тыс. км), г/км

Модификация/топливо

Производство

Эксплуатация

Производство топлива

Итого

1.4 TFSI / бензин

30

113

25

168

e-tron / электричество*

51

0

3

54

1.4 TCNG / e-gas

33

95

-67

61