石油由来の液体燃料を燃料とする内燃エンジンを中心に構築された既存の輸送システムは、不可欠なニーズを満たし、多数の仕事をサポートしています。輸送エネルギーの需要は非常に大きく、毎日約 105 テラワット時 (TWh) の液体燃料エネルギーが必要であり、増加しています。比較のために、2016 年の通年の風力エネルギーと太陽エネルギーの消費量は合わせて 1292 TWh に達しました。
一部の政治家が示唆するように、内燃機関 (ICE) の生産を禁止するなどして、そのようなシステムを突然解体することは、経済、社会、環境、および政治に極度の影響を与える可能性が非常に高くなります。このシステムに代わるものはすべて、非常に低いベースから始まり、急速で無制限の成長を阻む重大な環境的および経済的障壁に直面しています。
完全にバッテリー式電気自動車 (BEV) または水素燃料電池車 (FCV) を中心とした代替システムの強制的な構築は、一次エネルギー システムが十分に脱炭素化されておらず、バッテリー サプライ チェーンに関連する毒性の影響がなければ、莫大な費用がかかり、環境に損害を与えることになります。適切に対処されていません。
たとえば、2040 年までに世界中のすべての小型車 (LDV) を完全に電動化するには、利用可能なバッテリー容量を数百倍、おそらく 1,000 倍以上に増やす必要がありますが、これで対処できるのは、商用輸送は、このタイムスケールでは電気だけでは現実的に稼働できないため、輸送エネルギー需要。さらに重要なことに、BEV は「ゼロ エミッション」車ではありません。排出ガスの影響を排気管から別の場所に移すだけです。
BEV が GHG 排出量の観点からライフサイクルベースで ICEV より優位に立つには、発電を十分に脱炭素化する必要があります。これは世界の一部の地域では当てはまりますが、中国やインドなどの急速に成長している市場では、石炭が発電ミックスの重要な部分であり続けるため、今後数十年はそうはならないでしょう。また、そのような地域では、発電所が都市交通センターから十分に離れていない場合、微粒子、NOx、SO2 などの汚染物質による都市の大気質への影響でさえ、ICEV と比較して BEV の方が悪化するでしょう。
バッテリーのサプライチェーンに関連する人体への毒性の問題は非常に深刻ですが、コンゴ民主共和国や中国などに集中しています。ただし、BEV の数を数百倍に増やす必要がある場合は、この汚染に対処する必要があります。政府がそのような変更を強制したい場合は、充電インフラストラクチャと、人々に BEV を購入するよう説得するための継続的な補助金、および追加の発電とグリッド管理への事前の大規模な投資が必要になります。
これらの障壁が克服されるまで、輸送は本質的にICEによって駆動され、これには数十年かかる可能性があります.より優れた燃焼、後処理、および制御システムが実装されるにつれて、ICE も急速に改善されています。特に LDV の電動化が進むでしょうが、主に内燃機関 (ICE) を搭載した車両の効率と性能を向上させるためのハイブリッド化の形になります。
エネルギーシステム全体が脱炭素化され、バッテリー技術が向上するにつれて、長期的には液体炭化水素に取って代わることができるBEVと水素の役割が高まり、必要なインフラストラクチャが進化します。バイオ燃料、天然ガス、LPG、DME、メタノール、水素などの石油ベースの液体燃料に代わるものは成長しますが、急速かつ/または無制限の成長には独自の制約がありますが、輸送エネルギーのシェアを現在の 5% から2040 年までに約 10%。将来の輸送は、過去 35 年間に消費よりも速く増加してきた石油の供給によって制限されることはありません。現在の埋蔵量は、現在の生産/消費率で今後 50 年間持続するのに十分です。
現在、BEV はハイプ サイクルの第 1 段階の頂点近くにあるように見えます。この段階では、新技術に対する過度に前向きで不合理な熱意によって期待が高まります。誇大宣伝は、潜在的に大きなニュースに焦点を当てる傾向があるメディアによって促進され、意思決定者は、テクノロジの可能性や強制的な実装のすべての結果を慎重に評価するのではなく、トレンドに従います。多くの場合、この技術が広く商業的に採用されることの難しさと真の結果が明らかになると、誇大宣伝は突然衰退し、崩壊します.
ちなみに、BEV の数が実際に急速に増加した場合、主に LDV を駆動するガソリンの世界的な需要はさらに減少し、中間留分 (ジェット燃料とディーゼル) とガソリンの需要のギャップが予想されます。広がるだけです。中間留分の需要の増加に対応するには、より多くの石油を処理する必要があります。低オクタン価ガソリン成分の供給は比例して増加し、主にガソリン生産に使用されるオイルの初期蒸留から供給されます。
このような燃料を使用できるガソリン圧縮点火 (GCI) エンジンのような燃料/エンジン システムの開発には大きな可能性があります。 GCI エンジンは、少なくともディーゼル エンジンと同じくらい効率的ですが、それほど複雑ではないため、ディーゼル エンジンよりも安価であり、豊富な燃料コンポーネントを使用するため、安価になる可能性があります。
輸送政策は、地域および地球規模の環境および GHG への影響、供給の確保、社会的、経済的、政治的、および倫理的影響を考慮して、利用可能なすべての技術を使用したバランスの取れたアプローチに基づく必要があります。輸送による GHG やその他の影響を大幅に軽減する最大の可能性は、部分的な電化とより優れた制御および後処理システムによって支援される燃焼エンジンの改善にあります。 ICE の改善に投資しないのは、非常に近視眼的です。なぜなら、今後数十年にわたって輸送部門、特に商業輸送部門に大きな影響を与えることは避けられないからです。
これらの調査結果は、最近ジャーナル Applied Energy に掲載された、Is it really end 内燃エンジンと輸送における石油?というタイトルの記事で説明されています。 . この作業は、サウジアラビア アラムコ ダーランの Gautam Kalghatgi によって実施されました。
