Historically, most cars have run on gasoline, but that doesn’t have to be the case in the future: other liquid fuels and electricity can also power cars. So what are the differences between these options? And which one’s best?
Kiedyś większość pojazdów miała silniki benzynowe, ale w przyszłości wszystko może się zmienić. Istnieją inne paliwa, które mogą służyć do napędzania pojazdów. Czym różnią się od siebie te paliwa? I które z nich jest najlepsze?
Gasoline is refined from crude oil, a fossil fuel extracted from deep underground. The energy in gasoline comes from a class of molecules called hydrocarbons. There are hundreds of different hydrocarbons in crude oil, and different ones are used to make gasoline and diesel— which is why you can't use them interchangeably.
Benzynę produkuje się poprzez rafinowanie ropy naftowej, która jest jednym z paliw kopalnych wydobywanych z głębi ziemi. Energia w benzynie pochodzi z grupy cząsteczek zwanej węglowodorami. Istnieją setki różnych węglowodorów w ropie naftowej. Jedne wykorzystywane są do produkcji benzyny, a inne do oleju napędowego. Dlatego nie możemy stosować ich wymiennie.
Fuels derived from crude oil are extremely energy dense, bringing a lot of bang for your buck. Unfortunately, they have many drawbacks. Oil spills cause environmental damage and cost billions of dollars to clean up. Air pollution from burning fossil fuels like these kills 4.5 million people each year. And transportation accounts for 16% of global greenhouse gas emissions, almost half of which comes from passenger cars burning fossil fuels. These emissions warm the planet and make weather more extreme. In the U.S. alone, storms caused by climate change caused $500 billion of damage in the last five years.
Paliwa pochodzące z ropy naftowej mają dużą gęstość energii, przez co dają niezłą wydajność za rozsądne pieniądze. Niestety mają wiele wad. Wycieki oleju powodują szkody w środowisku i ich naprawa kosztuje miliardy dolarów. Spalanie takich paliw kopalnych zanieczyszcza powietrze, co jest przyczyną zgonów 4,5 miliona ludzi rocznie. Z kolei transport stanowi 16% globalnych emisji gazów cieplarnianych, prawie połowa których pochodzi z samochodów osobowych. Te emisje ogrzewają planetę, powodując ekstremalne zjawiska pogodowe. W samych USA burze spowodowane zmianami klimatycznymi w ostatnich 5 latach były przyczyną szkód o wartości 500 miliardów dolarów.
So while gas is efficient, something so destructive can't be the best fuel. The most common alternative is electricity. Electric cars use a battery pack and electric motor instead of the internal combustion engine found in gas-powered cars, and must be charged at charging stations. With the right power infrastructure, they can be as efficient as gas-powered cars. If powered by electricity generated without fossil fuels, they can avoid greenhouse gas emissions entirely. They’re more expensive than gas-powered cars, but the cost difference has been shrinking rapidly since 2010.
Mimo wydajności benzyny coś tak destrukcyjnego nie może być najlepszym paliwem. Najpopularniejszą alternatywą jest energia elektryczna. Samochody elektryczne korzystają z akumulatorów i silnika elektrycznego, który zastępuje silnik spalinowy znajdujący się w pojazdach benzynowych. Samochody te korzystają ze specjanych stacji ładujących. Przy odpowiedniej infrastrukturze ich wydajność może być równie dobra. W przypadku zasilania energią elektryczną wytworzoną bez paliw kopalnych możemy całkowicie uniknąć emisji gazów cieplarnianych. Auta elektryczne są droższe od spalinowych, ale ta różnica od 2010 roku znacznie się zmniejszyła.
The other alternatives to gasoline are other liquid fuels. Many of these can be shipped and stored using the same infrastructure as gasoline, and used in the same cars. They can also be carbon-neutral if they’re made using carbon dioxide from the atmosphere— meaning when we burn them, we release that same carbon dioxide back into the air, and don't add to overall emissions.
Kolejną alternatywą dla benzyny są inne paliwa ciekłe. Wiele z nich można wysyłać i przechowywać przy użyciu istniejącej infrastruktury, a także stosować w autach benzynowych. Mogą być również bezemisyjne, gdy wyprodukujemy je z dwutlenku węgla znajdującego się w atmosferze. Oznacza to, że przy ich spalaniu ten sam dwutlenek węgla wraca do atmosfery, przez co nie produkujemy dodatkowych zanieczyszczeń.
One approach to carbon-neutral fuel is to capture carbon dioxide from the atmosphere and combine its carbon with the hydrogen in water. This creates hydrocarbons, the source of energy in fossil fuels— but without any emissions if the fuels are made using clean electricity. These fuels take up more space than an energetically equivalent amount of gasoline— an obstacle to using them in cars.
Jednym ze sposóbów jest wychwycenie dwutlenku węgla z atmosfery i połączenie jego cząsteczek węgla z wodorem znajdującym się w wodzie. Produktami tej reakcji są węglowodory, czyli źródło energii w paliwach kopalnych, ale bez zanieczyszczania środowiska przy użyciu czystej energii elektrycznej. Jednak paliwa te zajmują więcej miejsca niż równoważna pod względem wydajności ilość benzyny, co jest przeszkodą w stosowaniu ich w autach.
Another approach is to make carbon-neutral fuels from plants, which sequester carbon from the air through photosynthesis. But growing the plants also has to be carbon neutral— which rules out many crops that require fertilizer, a big contributor to greenhouse gas emissions. So the next generation of these fuels must be made from either plant waste or plants that don't require fertilizer to grow. Biofuels can be about as efficient as gasoline, though not all are.
Innym rozwiązaniem są paliwa pochodzenia roślinnego, które przyjmują dwutlenek węgla z atmosfery poprzez fotosyntezę. Ale uprawa musi być neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla, co wyklucza wiele upraw wymagających nawozu, który przyczynia się do powstawania gazów cieplarnianych. Następna generacja tych paliw musi być wykonana z odpadów roślinnych lub roślin, które nie wymagają nawozów do ich uprawy. Biopaliwa mogą dorównać wydajności benzyny, ale nie zawsze tak jest.
For a fuel to be the best option, people have to be able to afford it. Unfortunately, the high upfront costs of implementing new technologies and heavy subsidies for the producers of fossil fuels, mean that almost every green technology is more expensive than its fossil-fuel-based cousin. This cost difference is known as a green premium.
Najlepsze paliwo jest zarówno wydajne, jak i opłacalne. Niestety, duże koszty początkowe związane z wdrożeniem nowych technologii i dotacje dla producentów paliw kopalnych, wpływają na zwiększone koszty technologii ekologicznych w porównaniu do rozwiązań opartych o paliwa kopalne. Ta różnica kosztów to opłata ekologiczna.
Governments have already started subsidizing electric vehicles to help make up the difference. In some places, depending on the costs of electricity and gas, electric cars can already be cheaper overall, despite the higher cost of the car. The other alternatives are trickier, for now— zero-carbon liquid fuels can be double the price of gasoline or more. Innovators are doing everything they can to bring green premiums down, because in the end, the best fuel will be both affordable for consumers and sustainable for our planet.
Instytucje rządowe rozpoczęły już dotację pojazdów elektrycznych, żeby pomóc zniwelować tę różnicę. W niektórych miejscach w zależności od kosztów prądu i benzyny samochody elektryczne stają się tańszym rozwiązaniem mimo wyższych kosztów zakupu pojazdu. Sytuacja jest trudniejsza jeśli chodzi o inne alternatywy. Bezemisyjne paliwa ciekłe często kosztują dwukrotnie więcej niż benzyna. Innowatorzy robią wszystko, co mogą, żeby obniżyć opłatę ekologiczną. W końcu najlepsze paliwo musi być zarówno dostępne dla konsumentów, jak i zrównoważone ekologicznie.