eFuels:能源平替新选择

尽管当前电动汽车主导着今天的乘用车动力系统替代市场，但未来我们如何在不使用石油燃料的情况下去驾驶难免使人心存疑虑。为了使交通运输业进一步脱碳，世界各地的政府和企业正在推广各种未来技术，包括氢和合成燃料，作为替代能源的替代品。

最近，美国通往氢能源未来的路径上遇到了一些阻碍。2024年2月，壳牌宣布将大幅缩减其在加州的加氢站计划，并关闭少数几个加氢站中的一部分。这对当地的氢燃料汽车司机和该州建立强大的氢基础设施的计划无疑是一个打击。彼时，现代汽车于2021年10月宣布，将支持壳牌公司在加州增加48个加氢站的计划，并表示：“氢燃料加氢站的基础设施发展对于迅速提高消费者对零排放燃料电池汽车的接纳至关重要。”

这或许可以解释为什么在宣布关闭加氢站的同时，加州的一些丰田经销商开始向美国仅有的氢动力汽车之一，即2023款丰田Mirai提供4万美元的补贴，而这款车的起价刚刚超过5万美元。丰田对SAEMedia表示，其仍致力于氢燃料电池技术的发展，该技术可以转化为广泛的产品及车型的零排放解决方案。在非正式的展示场合上，丰田暗示第三代Mirai即将推出，且还要在日本和欧洲提供这种产品。

因此在欧洲和亚洲，所有的H2(氢能)行业似乎都能出现好转的话，是个好消息。氢理事会是由数十家氢工业公司和支持者组成的组织，于2023年12月发布了对其常规氢能洞察项目的更新。最新数据显示到2030年，全球已经宣布了1400个氢项目，其中欧洲有540项，北美以248项位居第二。尽管如此，该委员会指出，在生产可再生氢的成本和预期方面，清洁氢工业正面临逆风。这一趋势导致全球氢工业的发展速度低于此前的预期。这些障碍反映在一些政策和预判风向方面，例如有官方消息显示到2025年时清洁氢供应将逐渐下降10%。

进入eFuels时代

这让我们想到了合成液体燃料，有时被称为eFuels。支持者说这些燃料从大气中吸收二氧化碳，并使用可再生能源生产一种气候中性的替代燃料。这种燃料可以充当汽油、柴油、飞机燃料或其他目前需要石油的液体。

在汽车制造商中，保时捷一直是合成燃料最积极的支持者之一，在研发和生产eFuel方面花费了1亿多美元。保时捷与智利公司HIF Global(高新燃料公司)合作，建立了一个试验工厂，生产“具备接近碳中和潜质”的合成燃料。这家位于智利南部的工厂生产合成汽油和可再生甲醇，与其他eFuel生产基地的生产方式类似。风力发电(在巴塔哥尼亚这种清洁能源很丰富)被用来电解水，从而产生氢气，二氧化碳则通过陶瓷过滤器(类似于催化转化器)从空气中收集。保时捷表示，生产1升eFuel需要3升淡化海水和6000立方米空气来收集氢气和二氧化碳，只要清洁电力充足，水源充足，这个想法就可行。

据eFuels的支持者称，该工艺一旦完全商业化，就有可能使内燃机汽车实现大幅脱碳化，想必这是每个人都喜闻乐见的。在未来几十年里，人们将持续在道路上看到这种变化。马自达汽车欧洲研发部副总经理克利斯琴·舒尔茨（ChristianSchultze）告诉SAE Media，即使是当前电动汽车需求不断增长的国家也应该着手考虑eFuels。

“在德国，我们市场上的电动汽车略高于2.5%，但97%左右是传统燃油车。所以让车主保持原样不好吗？或者我们不应该尝试减少他们的排放吗？要做到这一点，只有一个办法，那就是换燃料。”

舒尔茨说，合成燃料比先进的生物燃料更容易使用，因为先进的生物燃料可能难以与标准燃料混合，而合成燃料的化学成分与石油燃料相同。当燃料燃烧时，从空气中吸收的二氧化碳会再次释放到大气中。正如舒尔茨明确指出的那样，这样做的好处是，这些二氧化碳还是原来的，而不是新转化的化石二氧化碳。

他说：“如果我能在现有的车队中取代20%的化石燃料，这听起来可能还不算多，但这已经是我们目前所有电动汽车替代率的十倍之多了。我们为此投入了大量资金、补贴、激励等手段将其推向市场。我们得到了什么反馈呢？我们最好采取多维度的解决方案，这就是马自达所强调的。”

舒尔茨表示，合成燃料流行起来后也有助于购车者将其现有内燃机汽车的残值保持在高位水平。更多的eFuels也将帮助那些没有海量电动汽车基础的国家，因为碳中和的合成燃料“几乎”可以取代传统的化石燃料，同时无需对基础设施进行重大调整。

日本和欧洲同时入局

2022年年中，六家日本公司：引能仕、铃木、斯巴鲁、大发工业、丰田汽车和丰田通商，联合成立了下一代汽车燃料生物质创新研究协会，以研究优化燃料生产过程的方法。2023年3月马自达加入了该集团，合称RABIT。

其他合成燃料的支持者也已联合起来成立了eFuel联盟，成员包括马自达、采埃孚、博世和保时捷，以及埃克森美孚和雷普索尔等石油公司。采埃孚电动汽车部门转型、战略和数字化主管萨尔·艾哈迈德(SalAhmed)告诉SAE Media，采埃孚集团支持对影响其产品的政策采取技术开放的方法，包括使用替代燃料的新变速器。

艾哈迈德表示：“合成燃料或电子燃料是轻型小汽车(LDV)和大型柴油车(HDV)脱碳的几种选择之一。”他补充说，采埃孚对欧洲议会和欧盟理事会要求欧盟委员会研究使用合成燃料的LDV和HDV的注册方法表示赞赏。

他说：“在美国，关于这一主题的立法和监管行动没有那么紧迫，但我们支持采取一种广泛的方法，以负责任的方式减少所有车辆领域的相关排放，这自然包括eFuels。”

马自达的舒尔茨表示，合成燃料在欧洲发展得似乎更平坦一些，部分原因是预计2026年欧洲二氧化碳标准即将发生变化。这些法规于2020年1月首次生效，更新了2009年(轿车)和2011年(货车)的旧欧洲车辆二氧化碳法规，并于2023年4月进行了更新。舒尔茨说其为了即将到来的变化已经工作了两年多，这是对以最佳方式减少大气中二氧化碳的扩大研究课题中的一部分。

舒尔茨在接受SAE Media采访时表示：“(电力能源)仍然是一个可能的机会，但我们当前看到的是欧洲电动汽车的普及程度并没有预期的那么大，因此我们有必要思考电动汽车的普及程度是否足够。坦率地说，如果你做的是一维解决方案，那么你就必须忍受所有的困难。”

舒尔茨指出，除了电动汽车充电基础设施和成本问题外，即使欧洲所有的汽车明天都换成电动汽车，许多旧车也会被出售并在其他地方使用。而不是凭空消失了。他说尽管在“柴油门”之后，欧洲在接受除电动汽车以外的石油替代品方面存在政治上的犹豫，但eFuels确实为所有这些汽车提供了一种低碳解决方案。

“尽管马自达等汽车制造商没有卷入这起丑闻，但这意味着政治方面存在某种保留意见。”他说：“我们一直在努力让大家明白，发动机并没有什么不好。只有当我们把化石燃料放进去时，一些引人关注的问题才会出现，毕竟在动能转化的过程中我们把化石二氧化碳带到大气中，而这正是我们想要避免的。”

供应商在内燃机(ICE)领域上的自留地

使用低碳或无碳燃料的新车仍然需要新的零部件，而采埃孚是一家能保持其ICE设施运行甚至扩大规模的供应商。2024年2月采埃孚宣布将为其位于南卡罗来纳州格雷考特(GrayCourt)的柔性制造工厂投资5亿美元，该工厂生产用于乘用车和商用车的传统内燃机和电动汽车技术的零部件。

这家在2010年开业的格雷考特工厂生产8速和9速变速器，采埃孚的新投资包括2亿美元的新生产线，为美国三大商用车制造商提供用于轻度混合动力和插电式混合动力汽车的新型变速器。格雷考特工厂在2023年底生产了第一台上述新型变速器产品——PowerLine8速自动变速器。

采埃孚预计，到2025年这种变速器的年产量将达到20万台。随着格雷考特厂的继续扩建，该基地将为客运和商用领域的传统内燃机、插电式混合动力汽车和电动汽车生产推进系统。正如采埃孚董事会成员斯蒂芬·冯·舒克曼(Stephan von Schuckmann)在投资声明中所说，“格雷考特厂是我们首次反映行业和世界正在经历的转型写照。”

采埃孚还将在格雷考特厂为乘用车生产变速器，这包括从2025年开始生产的8HP Gen4 PHEV变速器(已经在宝马7系和X5上使用)，这是采埃孚本地化战略的一部分。8速插电式混合动力变速器的输出功率最高可达160千瓦，输出功率为332lb-ft (450 Nm)。

宏观来看，低碳和无碳燃料在汽车工业中有着巨大的潜力，也存在着更多潜在的问题。以前的液体燃料替代品，如玉米乙醇和藻类燃料，曾被大力推广，但尚未取代石油产品。马自达的舒尔茨表示，我们仍处于eFuels前景光明的阶段，包括其用作可持续航空燃料(SAF)的可能性。他对未来的挑战预判是比较清晰的。

他说：“目前eFuels还不具备大规模生产设施。只有少数几个研究用生产设施，他们正在生产数百或数千升的eFuels。”

由于目前产量很低，eFuels的价格仍然很高，但航空公司可以帮助实现合成燃料。

“航空燃料和汽车燃料不是竞争对手。”他说：“eFuels将有用武之地，至少对SAF来说是这样。但我们希望，我们也相信，在汽车、货车和卡车上也用上eFuels是绝对有意义的。总之，尘归尘，土归土，二氧化碳还是二氧化碳。”