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Jun 03, 2023

합성 연료는 재생 에너지로 생산될 때 잠재적으로 내연 기관을 거의 CO2 중립적으로 작동시킬 수 있습니다.

세계적인 관점에서 볼 때, 우리 지구는 태양과 바람이라는 무한한 자원 덕분에 에너지가 풍부합니다. 그러나 바람과 태양이 제한된 지역에서는 이러한 에너지원으로 에너지 요구 사항을 거의 또는 전혀 감당할 수 없기 때문에 반드시 지역 수준에서는 그렇지 않습니다. 예를 들어, 독일에서는 풍력 터빈이 1년 중 평균 66일만 최대 용량으로 가동됩니다. Bundesnetzagentur에 따르면 이들은 2022년에 소비된 전기의 25.9%를 공급했습니다. 전기 자동차에서 이 재생 에너지의 일부는 이동성의 수명 주기 평가에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 현재 전 세계적으로 약 13억 대의 내연 기관 차량이 존재하며 앞으로도 수년 동안 운행될 것입니다. 친환경적인 운영을 위해서는 사실상 탄소 중립 방식으로 생산되는 합성 연료인 eFuel과 같은 다른 솔루션이 필요합니다. 포르쉐는 남미에 새로운 생산 시설을 설립하여 그 역할을 다하고 있습니다.

푼타아레나스(Punta Arenas)는 인구 13만명 정도의 칠레 남단 파타고니아 지역에 위치한 세계 최남단 대도시이다. 마젤란 해협 서해안의 가장 중요한 무역 중심지이기도 하다. 이 지역은 황량한 지형을 가로질러 거의 항상 같은 방향에서 끊임없이 불어오는 강한 바람으로 유명합니다. 그들은 매우 강력해서 나무를 "깃발 나무"라고 불리는 기괴한 조각품으로 변형시킬 수 있습니다. 이곳에서는 풍력 터빈을 연간 최대 270일 동안 가동할 수 있지만 이 지역에서는 풍력 발전을 사용하지 않습니다. 포르쉐는 국제 파트너와 함께 이 자원을 활용하기를 원하며 칠레 회사인 Highly Innovative Fuels(HIF)의 지분 11.6%를 보유하고 있습니다. 목표는 그곳의 풍력을 이용해 합성 연료를 제조하는 것이다. 2022년 12월 개장한 푼타 아레나스 근처의 생산 시설은 현지 방언으로 '바람의 땅'을 뜻하는 하루 오니(Haru Oni)라고 불린다. 현재 파일럿 단계의 생산 일정은 연간 130,000리터의 eFuel입니다.

회로: 제조 과정에서 이산화탄소(CO2)가 주변 공기에서 직접 필터링됩니다. 완성된 연료는 CO2와 물로만 구성되며, 다른 연료와 마찬가지로 가스 펌프에서 접근할 수 있습니다.

eFuel 제조의 첫 번째 단계인 수소 생산을 위한 전기분해에는 많은 양의 에너지가 필요하며, 이는 녹색 전기의 영구적인 가용성을 매우 중요하게 만듭니다. 물(H2O)은 매우 안정적인 화합물입니다. 두 개의 수소 원자(H)가 산소 원자(O)와 결합하여 물 분자를 형성합니다. 이 화합물에서 수소를 추출하려면 많은 에너지가 필요합니다. 파타고니아 풍력은 무한한 에너지를 제공하기 때문에 그곳에서는 보다 지속 가능하고 저렴하게 수소를 생산할 수 있습니다. 에너지가 제한된 지역에서는 생산된 모든 전기를 최대한의 이익을 위해 직접 사용해야 합니다.

eFuel 생산에는 수소 외에 두 번째 성분인 이산화탄소(CO2)가 필요합니다. 이산화탄소는 대기 중 농도가 높을 때 지구 온난화를 촉진하는 온실가스입니다. 자동차의 촉매 변환기와 유사한 세라믹 필터를 통해 공기가 흐르는 과정인 직접 공기 포집을 사용하여 공기에서 CO2를 필터링할 수 있습니다. 그러나 흐름 채널은 귀금속 대신 화학 물질을 사용하여 CO2 분자를 결합합니다. 모든 공간이 CO2로 채워지면 필터를 닫고 진공 청소기로 청소한 후 가열합니다. 열은 CO2를 방출하고 이를 진공 청소기로 탱크로 흡입할 수 있습니다. 구체적으로 말하면 1리터의 eFuel에는 3리터의 담수화된 바닷물에서 나온 수소와 6,000입방미터의 공기에서 나온 CO2가 필요합니다.

그런 다음 합성 공장에서는 수소와 CO2를 결합하여 노화에 강하고 저장 및 운송에 적합한 메탄올을 생성합니다. 선박 엔진은 현재 메탄올을 사용하여 작동하도록 설계되었습니다. 그러나 승용차에 사용하려면 합성의 마지막 단계인 메탄올에서 휘발유로 추가 탄소 화합물을 추가하는 등 추가 처리가 필요합니다. 최종 제품은 가솔린 및 디젤 대체품이자 기존 광유 기반 연료와 혼합하여 지속적인 배출 감소를 위한 eFuel입니다.