什么是电子燃料

电子燃料(e-fuel)有成合成燃料，有时被称作power-to-X (PtX)、 power-to-liquids (PtL)、 power-to-gas (PtG)，由可再生能源电力、氢气（由水电解获得）以及二氧化碳化合而成，其中二氧化碳可以直接从空气中捕集(DAC)或者从工业工业尾气中回收利用。通常来说，每生产1升的电子燃料需要消耗25度电，4升水。

常见的PtL包括电子氨、电子甲醇、电子汽油、电子柴油、电子航空煤油、电子二甲醚（e-DME）。PtG常见有电子甲烷和电子氢，也就是绿氢。电子燃料的潜在使用场景目前主要集中在一些专业领域，从下图能看出只有甲醇燃料和氢燃料在乘用车领域潜力稍高，目前甲醇汽车已经开始商业化生产，吉利已经量产甲醇乘用车，氢燃料电池汽车仍处于实验阶段，丰田为日本奥运会提供了氢燃料电池车MIRAI和氢燃料巴士，仍然小问题不断。

电子燃料需求量

由于技术原因，在2030年之前，即使在交通运输部门电子燃料也很难成为主要的动力来源。如果想要实现1.5℃目标，电子燃料将会是一种重要的能源，尤其在海运、航空等行业，对燃料能量密度有一定要求，电子燃料将会是这些行业减排重要手段。

预计到2050年，欧盟交通运输行业对电子燃料需求达到0.5~1亿吨标准油，约占2050年欧盟交通燃料需求总量的30%左右。到2050年，全球对电子燃料的需求量将达到8.5~35亿吨标准油。

电子燃料优点

电子燃料在六个方面具有优势：

• 碳排放低。电子燃料单位里程碳排放大约在 $4gCO_2/km$，相对化石燃料可以降低70%~96%。并且电子燃料排放主要来自燃料运输过程能源消耗，如果运输过程改用低碳燃料，碳足迹还将有进一步下降空间。
• 可以利用现有的基础设施。尤其在交通运输行业，相对于其他低碳能源，电子燃料与化石燃料特性相似，对现有油气输运、存储和加注设施稍加改造就能投入使用，降低了技术研究和投资门槛。
• 电子燃料便于存储和运输。尤其相对于电力，液体电力燃料的存储和运输技术已经非常成熟，能够低成本的实现大容量、长时间存储，增加使用便捷程度，同时也确保能源安全。
• 能量密度高，适合于航空、航海以及远途货物运输。
• 解除内燃机汽车的碳排放锁定，使其能实现碳中和。同时，相对化石燃料能够改善空气质量。

缺点

虽然电子燃料有上述优势，但是其知名度和应用规模都远低于电池储能，也能从侧面说明电子燃料目前存在非常明显劣势。

生产技术是当下困扰电子燃料最大难题，目前电子燃料生产装置大多处于工业验证阶段，距离商业化生产还太过于遥远。在高效电解、氢气储运、碳捕集等技术仍需攻关，意味着距离商业化仍需投入大量资金，这也会阻碍电子燃料应用。但是可以乐观的看到在一些关键技术上，已经有了商业化解决方案，吉利已经实现二氧化碳加氢制甲醇商业化生产，保时捷和西门子的Haru Oni项目已经实现电子甲醇、电子汽油的生产
，预计在2027年将实现全面商业化生产。

但是目前面临技术问题很多，但这仍然存在更加重要的问题，——全生命周期能源效率太低。电子燃料全生命周期热效率仅有15%，是电池的1/4~1/6。这将极大增加对可再生电力的需求，造成资源浪费，这也是电子燃料目前受到批评最多的问题。如果不能有效改变电子燃料低效的现状，未来大规模应用电子燃料合理性和前景还会继续受到质疑。

另外，还有一个比较严重的问题是电子燃料的成本较高，目前电子燃料成本约为7€/L，预计到2050年能够降低到1~3€/L，但这仍然是化石燃料的1~3倍。但好消息是电费是电子燃料成本的核心，占总成本30%以上，随着可再生能源并网增加，电价可能会逐步降低，有助于降低电子燃料成本。

发展关键

电子燃料的优点十分突出，如何攻克生产技术瓶颈，降低单价是推动电子燃料广泛使用的关键。价格问题相对较容易解决，电子燃料的成本中电费占据相当比例，如果能够有效降低电费，例如在新能源基地或者电费价格较低地区建设电子燃料工厂，能够有效降低电子燃料单价。

但是组织资金解决生产技术问题可能需要更多的政策支撑。政策支持可以是直接的，比如将电子燃料纳入国家或者行业的减排路径中，这一定能够激发企业持续研究相关技术的动力，推动电子燃料早日商业化。也可以是间接的，如果能够不断提升减排雄心与排放要求，会推动高排放行业，比如钢铁、水泥、电力等，和汽车主机厂开展电子燃料研发。高排放行业可以利用电子燃料对二氧化碳的需求，降低自身碳排放，降低减排成本。主机厂能够利用电子燃料碳中和属性确保自身产品符合监管要求。