Znajdź nas w social media

Czego szukasz?

Formuła 1

Syntetycznie i do przodu – o produkcji nowego paliwa F1

Dyskusje a propos rewolucji w świecie królowej sportów motorowych zdominował temat silników. Paliwo, które będzie owe silniki napędzać, to jednak równie interesujące zagadnienie. Nad zaplanowaniem jego produkcji i obraniem optymalnej mieszanki seria pracuje już od ponad roku – razem z partnerami z Aramco. Zdradzamy, co dokładnie dzieje się za kulisami?

Aston Martin Aramco
Fot. Archiwum prasowe Astona Martina

Opisywana przez nas niedawno rewolucja silnikowa – i związane z nią wątpliwości czołowych person dyscypliny – nie jest tematem odosobnionym w dyskursie a propos bolidów sezonu 2026. Bezpośrednio powiązane z nowymi jednostkami napędowymi jest wszak nowe paliwo, odpowiadające następnej generacji napędu. Królowa motorsportu ma do osiągnięcia klarowne cele oscylujące wokół zniwelowania emisji szkodliwych gazów zarówno w procesie produkcji, jak i wykorzystywania benzyny.

Klarowność nie jest jednakże tożsama z łatwością osiągnięcia tychże priorytetów. Misję rewolucji nadzoruje były dyrektor techniczny ekipy Renault, Pat Symonds. Blisko współpracuje on z jednym z głównych sponsorów serii, saudyjskim koncernem paliwowo-chemicznym Aramco. Abstrahując od kwestii tzw. sportswashingu (wykorzystywania sportu dla poprawy reputacji) rzućmy więc okiem na kulisy tej epokowej transformacji.

Uwaga: Materiał nie jest sponsorowany. Jest efektem mojego osobistego oglądu sytuacji związanego z planowanym do wprowadzenia w F1 paliwem. Wszelkie źródła, na które się powołuję, dobierałem samodzielnie.

Mniej znaczy więcej

Pryncypia – jak nakreśliliśmy – są dwa: powiększona efektywność oraz całkowita bezemisyjność. To pierwsze ma stać się rzeczywistością z racji na identyczną moc nowych paliw i zmodyfikowane ograniczenia ich wykorzystywania. Z racji na zwiększone znaczenie systemu ERS, limit paliwa na sezon 2026 ustalono wstępnie na 70 kilogramów na wyścig. Dziś wynosi ono 100 kg, a w roku 2013 – ostatnim, w którym korzystano tylko z jednostek spalinowych – limit takowy dotyczył tylko przepływu (170 kg/h).

W kwestii przepływu, będzie on inaczej monitorowany. Obecnie stosowane czujniki mierzą masę paliwa trafiającą do silnika; za 3 lata zastąpi je limit przepływu energii. Napędzająca maszynę ciecz nie będzie mogła zapewniać więcej niż 3000 megadżuli na godzinę. Czyli ok. ¾ mocy dostępnej podczas tegorocznej rywalizacji.

ZOBACZ TAKŻE
Daniel Ricciardo zastąpi Nycka de Vriesa. Zmiana w AlphaTauri już od GP Węgier

Nad zamierzeniami tymi pracuje zespół wspomnianego Symondsa, piastującego godność głównego oficera technicznego mistrzostw. Brytyjczyk zakasał rękawy już rok temu i wówczas podkreślał złożoność zadania, którego się podjął. – To było fascynujące wyzwanie. Kiedy po raz pierwszy opowiadałem o tym ludziom, nikt nie wiedział, o czym gadam i, mówiąc szczerze, sam nie wiem, czy ja wiedziałem, więc zrobiłem ogromny research w tym temacie – opowiadał.

Częścią tegoż researchu było podjęcie szeroko zakrojonej współpracy z Aramco. W kooperacji z Saudyjczykami wykonano testy 39 różnych mieszanek, ale nie prototypów właściwego paliwa, lecz cieczy mogących stać się jego ewentualnymi składowymi. – Badaliśmy je w silniku F1 z jednym cylindrem, więc to reprezentatywne próby. Myślę, że pomogły przyspieszyć progres – dodawał oficer.

Red Bull Miami

Fot. Red Bull Content Pool

To lekki eufemizm. Paliwa syntetyczne są bowiem tak szeroką dziedziną branży petrochemicznej, iż samo obranie odpowiedniej mieszanki będzie procesem czasochłonnym. W tym momencie pojawia się słuszne pytanie: czy nie można rozwinąć technologii już obecnej, tj. paliwa z domieszką ekologicznego etanolu (dziś jest go w benzynie 10%) miast wdrażać koncept całkowicie nowy. Niestety, paliwo oparte na alkoholu nie jest efektywne.

Kłopotliwe paliwo

– Na ten moment korzystamy z paliw, które generują ok. 44 megadżule energii na kilogram. Są bardzo <<energetycznie zagęszczone>>. Paliwa alkoholowe jak etanol są znacznie mniej gęste, co oznacza, że musisz zebrać większą ich objętość, by otrzymać pożądaną moc. Motorsport opiera się na mocy, ale głównie na gęstości mocy – nie chcemy wielkich samochodów z wielkimi bakami, chcemy niewielkie baki i paliwo o dużej gęstości, doskonałej jakości. Musimy je więc syntetyzować – mówił Symonds.

Syntetyki, wedle najprostszej z definicji, to paliwa wytwarzane z powietrza oraz wody przez szereg procesów chemicznych, m.in. elektrolizę oraz rafinowanie. Formule 1 nie wystarczy jednak jakikolwiek syntetyk. Seria chce zachować absolutną nieszkodliwość dla środowiska. Nie tylko produkcja, ale też transport i przechowywanie muszą być przyjazne dla planety.

WRC (1)

Już teraz paliwo syntetyczne wykorzystywane jest w WRC. Nie ma ono jednak tylu oktanów, ile wymaganych jest w bolidzie F1 (95-102) | Fot. WRC

Tego obecne regulacje nie przewidują: jedynie bolidy będą w sezonie 2026 zobligowane, by nie emitować szkodliwych związków. I choć są one wierzchołkiem góry lodowej – generują ledwie 0,7% z łącznego śladu węglowego w wysokości ponad 250 tysięcy ton – rozpoczęcie rewolucji od nich wcale nie kłóci z całym konceptem stosowania nowych paliw. F1 zamierza poszerzyć horyzonty dla całego przemysłu samochodowego.

ZOBACZ TAKŻE
24 rundy i regionalizacja. Przedstawiamy kalendarz F1 2024

Innymi słowy, stworzyć paliwo gotowe do wtłoczenia do pojazdów osobowych bez żadnych dodatkowych usprawnień silnika. Anglicy takie paliwo zwą drop-in fuel. Na poparcie tego pomysłu przywoływane są statystyki. Szacunki wskazują, że w roku 2030 na drogach świata jeździć będzie 1,8 miliarda samochodów; tylko 8% będzie całkowicie elektrycznych. Ergo – szczyt motorsportu znów musi wyznaczyć trendy dla całej motoryzacji.

Moc z nieba

Paliwo syntetyczne wyprodukowane zostanie w laboratoriach Aramco, lecz sam sposób jego wytworzenia nie został jeszcze dokładnie określony. Znamy podstawy: wielką rolę odegrają w nim dwa pierwiastki, węgiel oraz wodór. Tylko przy ich zastosowaniu paliwo może być uznane za klimatycznie neutralne.

Pierwszy z nich, oznaczony w tablicy Mendelejewa jako H, pochodzi z elektrolizy wody, metody powszechnie znanej. Polega ona na przepuszczeniu prądu przez konkretną substancję, w wyniku czego dochodzi do zmiany jej struktury chemicznej. W tym wypadku pracuje się z wodą; poddana takiej obróbce, rozkłada się na jony. Po redukcji, utlenianiu oraz łączeniu anionów z kationami powstaje niemal zupełnie czysty wodór.

A węgiel? Oczywistym jest, że nie rozmawiamy o surowcu kopalnym. Źródłem jego pozyskiwania będzie biomasa (niepochodząca z żywności), odpady komunalne lub węglowe związki wyłapywane z atmosfery. W ostatnim z tych rozwiązań specjalizuje się projekt m.in. Bison – gigantyczny wentylator amerykańskiej firmy CarbonCapture.

Zasysa on powietrze, by dalej przepuszczać je przez cienką warstewkę tworzywa sztucznego pokrytego wodorotlenkiem potasu. Tenże związek wchodzi w reakcję z dwutlenkiem węgla, przekształcając go w sól węglanową i gaz. Problem w tym, iż na Ziemi rokrocznie (jak podaje raport Oxford Smiths School of Enterprise and the Environment) usuwa się 2 miliardy ton CO2. Ledwie 0,1% poprzez bioenergię czy opisane wyżej wychwytywanie.

– Oczywiście największym wyzwaniem jest wyłapywanie węgla z powietrza. Dziś ta technologia jest wciąż niedojrzała, ale już mocno w nią inwestujemy. Działa kilka projektów na Islandii, w Kanadzie i Szwajcarii, wiele, wiele rozwiązań jest rozwijanych, aby zmniejszyć koszty do rozsądnego poziomu – mówił Ahmad Al-Khowaiter, szef techniczny Aramco.

Paliwo w F1. Zdrowa konkurencja

Jak na razie koszt wyłapania tony węgla mieści się w przedziale 400-800 dolarów. Dla porównania, baryłka ropy naftowej (systematycznie taniejącej po ubiegłorocznym kryzysie wojennym) warta jest na tę chwilę ok. 76 dolarów. Saudyjczycy pragną więc dokonać przełomu. – Ogłosiliśmy wielki projekt, który pozwoli nam wyłapywać 9 milionów ton węgla rocznie ze źródeł przemysłowych. Będzie on gotowy w roku 2027 – dopowiadał Al-Khowaiter.

Zakładając, że F1 na mniejszą skalę wykorzysta podobne rozwiązania, przy produkcji paliwa powstanie tzw. zamknięty cykl. – Nie produkujemy żadnego CO2, które już nie znajduje się w atmosferze [albo nie znalazłoby się tak czy owak – przyp. red.]; wyciągamy je z atmosfery, używamy i wkładamy z powrotem – tłumaczył Symonds.

Labtag blog (2)

Fot. blog.labtag.com

Z takim modelem pracy zgodziła się czwórka już obecnych w sporcie producentów paliwa. Są to: holenderski Shell (Ferrari, Alfa Romeo, Haas), amerykański ExxonMobil (Red Bull, AlphaTauri), malezyjski Petronas (Mercedes, McLaren, Williams, Aston Martin) oraz brytyjski BP/Castrol (Alpine). To istotny krok do przodu, gdyż zapewnia równowagę rywalizacji, na co F1 też kładzie duży nacisk.

Seria chce bowiem uniknąć sytuacji, w której nowi producenci silników (dla których paliwo jest składnikiem równania) musieliby nadrabiać względem ugruntowanych dostawców. –  Spalanie w obecnych bolidach F1 jest bardzo odmienne do tego <<typowego>>. To prawie jak diesel jadący na benzynie […]. To coś innego, zwłaszcza jeśli przez lata projektowałeś wyścigowe silniki i nagle masz do zrobienia jednostkę do F1 – zaznaczał Symonds w styczniu.

Poparcie wśród wyższych instancji zatem jest, pozostaje dopracować plany. Eksperymenty z udziałem nowych płynów już się rozpoczęły, ale w seriach juniorskich. Formuła 2 i Formuła 3 korzysta w tym roku z paliwa w 55% syntetycznego, czyli tradycyjnej benzyny z dodatkiem biokomponentów. Syntetyki per se mają wylądować w bakach w sezonie 2025, czuwa nad nimi dyrektor paryskiego centrum badań Aramco, Pierre-Olivier Calendini. 

Czas pionierów

Bruno Michel, dyrektor zarządzający obu serii, nie ma naturalnie nic przeciwko temu i wyznaje zasadę, że juniorki stanowią idealny poligon testowy. Niezaprzeczalną zaletą jest fakt, że wszystkie bolidy korzystają z jednakowych silników (Mecachrome). Dzięki temu wydajność paliwa można sprawdzać bez zagłębiania się w detale różnorakich jednostek napędowych.

ZOBACZ TAKŻE
Audi stawia wszystko na jedną kartę. F1 ponad wszystkie inne serie

– Blisko współpracowaliśmy z F1 i Aramco nad każdym z projektów paliwowych. F1 będzie uważnie śledzić jak sobie radzimy i na pewno skorzystają z tego, co wypracujemy. Jesteśmy w tej samej rodzinie, dla każdego bardzo ważne jest, że jesteśmy pionierami – podsumował. Saudyjczycy z kolei zarzekają się, że dzięki partnerstwu z F2 i F3 eksplorują nie tylko wyścigowe rejony zastosowania paliwa.

– Chcemy zademonstrować znaczący potencjał ciekłych paliw syntetycznych. Sprawdzamy rozwiązania, które mogłyby pozwolić na dekarbonizację sektora transportu, począwszy od niskowęglowych paliw przez bardziej efektywne silniki, aż po nowatorskie materiały i technologie wychwytywania węgla – mówił Ahmad Al-Khowaiter. Czy nam się to więc podoba, czy nie – Aramco jest już nieodłączną częścią motorsportowej rodziny. Na co najmniej następne kilka lat.

5/5 (liczba głosów: 3)
\
Reklama