Формула 1

Неистощаемый вопрос

Горючее в "Формуле-1" с 2026 года. "Зеленый" ключ к успеху.

Нынче «прогрессом» управляют маркетологи. Все заверения в перспективности всегда нужно принимать с неимоверной долей скептицизма и изучать все под микроскопом. Вот, например, в журнале «Рейс-Тек», как обычно, озаботились новыми технологиями в области энергоресурсов. Рассказывают они про некие «зеленые» виды топлива. Но кто расскажет про то, сколько энергии («зеленой» ли?) тратится на получение этой самой отрыжки единорога, на которой ездят все (электро)мобили прекрасного мира будущего.

Поймите правильно. Беречь ресурсы планеты – это, вне сомнения, важно. Но гробить эту же самую планету, добывая нужные для «зеленой» (только на конечном этапе) технологии, да еще и под притопы и прихлопы рекламщиков, - настоящее свинство.

Еще один важный момент заключается в том, что именно ГСМ будут на «острие атаки» в новой эре «Формулы-1». И влияние этой жижи на итоговый результат вообще невозможно понять постороннему человеку. Если кинематику подвески (кое-как) и аэродинамику кузова (более или менее пристойно) мы можем разобрать, то вот то, что плещется в темноте топливного бака, для всех нас – большая тайна.

Держа это в уме, изучим очередную заметку из того самого «Рейс-Тека».

(все кавычки не авторские, а наши, родимые)

 

 

Подход в «Формуле-1» к «неистощающему» (sustainable не «устойчивый», в самом-то деле!) топливу отличается от того, что мы видели в других чемпионатах до сих пор. Он гораздо глубже погружает исследователей в происхождение топлива, чтобы гарантировать (прим.перев. – помним про наш скептический подход даже к такому скептическому подходу авторов) его действительно «неистощающее» происхождение.

Не всегда возможно определить, была ли конкретная молекула в топливе получена из «возобновимого» источника. Это во многом похоже на электросеть, где никто не может претендовать на право собственности на отдельный электрон, чтобы гарантировать, что он получен от ветряной турбины, а не от угольной электростанции.

Для одержимых «зелеными идеями» важна общая доля, получаемая из «циклических» источников, таких как биотопливо и «э» (прим.перев. - «экологическое»? «электрическое»? – очередной закидон от рекламщиков) топливо, где углерод, удаляемый из атмосферы при производстве топлива, компенсирует часть или все выбросы, выделяемые при его сжигании.

Значительная часть сырья, используемого сегодня в «неистощающем» топливе для автоспорта, основана на системе, известной как «балансировка массы». По сути, это способ отслеживания доли устойчивого компонента в смеси. Например, если вы добавите 10 литров устойчивого компонента в смесь ископаемого топлива, вы можете объявить первые 10 литров, которые вы извлечете из этой смеси, полностью устойчивыми, хотя, скорее всего, они будут содержать топливо из обоих источников.

(Прим.перев. Эээ. Погодите-ка. Во-первых, что скажет на потребление такого «ерша» двигатель? Во-вторых, 10 литров из Х+10 литров процентно уже не равны 10 литрам из Х; это уже и к химии, и к математике вопросы.)

Это может звучать как «зеленый камуфляж», но на самом деле это законный – и, возможно, необходимый – инструмент для популяризации устойчивого топлива. Нецелесообразно строить целый новый нефтеперерабатывающий завод только для того, чтобы отделить возобновляемые материалы от их аналогов, полученных из ископаемого топлива; было бы гораздо экономически выгоднее смешать всё и пропустить через один завод. В этом случае балансировка массы становится единственным способом отследить, какой процент материала, проходящего через установку, является «неистощающим». Этот подход может быть применен к любому компоненту топлива, но он особенно полезен для ингредиентов, которые сложно или чрезмерно дорого производить исключительно с использованием «зеленых» методов. Таким образом, производители топлива могут использовать балансировку массы для компенсации воздействия определенных добавок на выбросы углерода, даже если большая часть топлива поступает напрямую из устойчивых источников.

(прим.перев. Ну, вы поняли уже всю эту рекламную казуистику)

Балансировка массы позволила ряду крупных чемпионатов быстро и относительно недорого перейти на полностью «зеленые» топливные смеси, но Формула-1 поставила перед собой более амбициозную цель.

(прим.перев. Вы поняли, да? Полностью зеленая топливная смесь. Она полностью, но на 10%. Жесть, выкручиваются.)

 

 

Ключевые ингредиенты топливных смесей, используемых со следующего года, должны будут поступать из «возобновимых» источников без применения балансировки массы. Более того, они будут подвергаться строгому аудиту, чтобы гарантировать минимальное общее воздействие топлива на окружающую среду.

«Техническая команда Формулы-1 ясно дала понять, что хочет видеть полную цепочку поставок каждого ингредиента топлива, вплоть до его происхождения. Они хотят быть абсолютно уверены в отсутствии опасности искажения или незаконного присвоения какой-либо части топлива», — объясняет Дэвид Ричардсон, директор по развитию «Коритон Адвансд Фьюэлз» (Coryton Advanced Fuels). – В мире, который всё ещё переживает последствия «Дизельгейта», любая серия, выступающая за экологичные технологии, должна подтвердить свои заявления — возможно, даже в большей степени, когда речь идёт об использовании низкоуглеродных двигателей внутреннего сгорания вместо более откровенно экологичных решений (прим.перев. – неимоверно экологичные дизельные генераторы «Формулы-Э» не даст соврать; да и водород переводят в нужные кондиции не по щучьему велению), таких как электротяга или водородные топливные элементы».

С технической точки зрения, это дилемма, с которой сталкиваются все серии, но Ричардсон считает, что «Формуле-1» пришлось подойти к ней с большей осторожностью: «Формула-1 настолько популярна и делает такой акцент на передовых технологиях, что она находится под пристальным вниманием чаще, чем любая другая серия. Им необходимо продемонстрировать, что они выполняют свою работу по самым высоким стандартам. Они не могут позволить себе использовать компоненты, которые могут вызывать негативные ассоциации. И хотя балансировка массы имеет смысл с точки зрения эффективности, может быть сложно отслеживать всю цепочку поставок. Это также нелегко объяснить людям, особенно если у вас есть болельщики или спонсоры, которые, возможно, уже обеспокоены имиджем, связанным с двигателем внутреннего сгорания».

(Прим.перев. Если у вас в окружении есть те, кто обеспокоены имиджем ДВС, то мы вам сочувствуем)

Здесь есть небольшая оговорка. В ФИА заявляют, что все компоненты топлива «Формулы-1» 2026 года должны быть «передовыми «возобновимыми» (ПВ, advanced sustainable, AS) химическими веществами (они избегают маркировки «100% возобновимые»). Они должны быть получены из экологически чистых источников и не могут быть переработаны или смешаны с компонентами, не относящимися к ПВ. Однако некоторые присадки, необходимые для стабильности топлива, ухода за двигателем и безопасности, пока не могут быть получены из экологически чистых источников, поэтому до 1% топлива разрешено использовать из компонентов, не относящихся к ПВ. Этот 1-процентный лимит также допускает наличие любых законодательно требуемых денатурирующих агентов, а также низкоконцентрированных примесей. Однако суть в том, что не менее 99% топлива должно быть получено из неископаемых источников, что делает эту спецификацию самой строгой с точки зрения экологии в автоспорте.

Процесс аудита

Каждый компонент топлива «Формулы-1» 2026 года будет проходить процесс аудита. Первый набор критериев заключается в том, что сырье (если оно биопроизводное) не должно конкурировать с производством продуктов питания; помимо упомянутого выше 1-процентного лимита, необходимо доказать, что оно получено из не переработанной сырой нефти; производственный процесс не должен быть чрезмерно энергоемким; и должен быть четкий путь к масштабированию производства до коммерческих объемов (его нельзя просто производить в небольших количествах в научно-исследовательской лаборатории).

 

 

Далее компонент оценивается с точки зрения углеродоемкости добычи и переработки сырья, а также его воздействия на инфраструктуру. В целом, топливная смесь должна обеспечивать сокращение выбросов парниковых газов не менее чем на 65% (или на 70%, если сырье небиологического происхождения). Правила также определяют минимальные и максимальные значения октанового числа.

Кроме того, существует так называемое «правило 5/30», которое гласит, что не менее 30% углеводородного состава топлива должно быть представлено компонентами, присутствующими в концентрации менее 5%. Это правило призвано предотвратить использование экзотических и потенциально опасных химических веществ, таких как толуол, в высоких концентрациях.

Важно отметить, что пока топливо и его компоненты соответствуют этим базовым требованиям, нет никаких реальных ограничений на используемые технологии или способы достижения сокращения выбросов парниковых газов. В частности, не существует правил относительно использования биотоплива или «э»-топлива. Это открывает весьма интересные возможности в будущем, хотя, вероятно, всем поставщикам пока придётся идти по пути биотоплива.

«Я думаю, что пока рано говорить об «э»-топливе, - комментирует Ричардсон. – Мы работаем со многими технологическими компаниями, и нам не известно ни об одной из них, производящей «э»-топливо, пригодное для использования в автоспорте. Есть несколько действующих демонстрационных установок, но ни одна из них пока не может гарантировать бесперебойность поставок, которая так нужна «Формуле-1».

Завод в Хару-Они (Чили), поддерживаемый «Порше», — один из примеров. Другой — пилотный завод «Неом» компании «Арамко» в Саудовской Аравии, который, как говорят, уже «готов на 80 процентов» и, как ожидается, начнёт поставлять топливо в следующем году.

«Есть компании, активно участвующие в «Формуле-1», которые, я уверен, стремятся использовать свою продукцию «э»-топлива в этом виде спорта, но прежде чем они смогут это сделать, им придётся продемонстрировать свою способность соответствовать требованиям по углеродоёмкости и масштабируемости», — резюмирует Ричардсон.

Сама фирма «Коритон» сотрудничает в качестве консультанта как минимум с одним поставщиком топлива для «Формулы-1», но Ричардсон, что вполне понятно, хранит молчание о том, какие именно химические вещества используются. Он подтверждает, что они используют биогенное сырье, и существует множество вариантов получения необходимых молекул углерода и водорода из этих материалов.

 

Помните, как после скандала с дизельными генераторами прошмоутеры Формулы-Э во все дыры пихали вот этот вот «глицерин»? Где он сейчас?

 

Будущее «э»-топлива

Во многих отношениях «э»-топливо — это Святой Грааль для ДВС. Улавливание углерода открывает заманчивую перспективу того, что CO2 можно буквально извлекать из атмосферы и превращать во что-то полезное. Однако пока это ещё не совсем так. В настоящее время большая часть работы «Коритона» в области «зеленого» топлива сосредоточена на биогенных источниках, таких как сельскохозяйственные отходы. Преимущество этого сырья заключается в том, что оно уже существует в разумных объёмах, и его монетизация для химических процессов, как правило, оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем его оставление разлагаться в виде отходов. Недостаток заключается в том, что количество отходов, производимых деятельностью человека и другими источниками, которые не конкурируют с производством продовольствия, ограничено и вряд ли сможет удовлетворить спрос на устойчивое производство топлива в будущем.

«Сейчас биотехнологии намного дешевле и масштабируемее, чем «э»-топливо, но всё меняется, - отмечает Ричардсон. – Необходимо помнить, что строительство завода по переработке [ископаемого топлива] было недёшево 150 лет назад. С тех пор это стало все стало доступнее, потому что это очень эффективно. Со временем можно ожидать, что то же самое повторится [с «э»-топливом]».

(Прим.перев. Ну, да. С новыми конскими тарифами и запретительными мерами можно и паровые двигатели, солнечные паруса и конскую тягу «эффективными» сделать. Чел, по ходу, не прослеживает взаимосвязь. От лошадей в пользу бензина отказались не из-за того, что Евросоюз вводил запреты на конину.)

Даже в этом случае, говорит он, маловероятно, что один энергоноситель станет доминировать во всех областях применения: «Точно так же, как у нас есть дизельное топливо для дальних перевозок и реактивное топливо для авиации, в будущем нам потребуется целый ряд энергетических решений, которые, безусловно, включают в себя место для аккумуляторных электроприводов и водорода».

Процессы Фишера-Тропша, используемые для создания «э»-топлива, обычно подходят для дизельных и реактивных двигателей, тогда как для получения бензина для легковых автомобилей требуется дальнейшая переработка. Ричардсон утверждает, что это может сместить акцент производства «э»-топлива в сторону применения в тяжёлой технике и аэрокосмической отрасли, хотя это не единственные факторы: «Сертификация авиационного топлива может быть затруднена из-за ограничений, связанных с безопасностью. Для этого необходим стабильный и обильный запас ингредиентов. Теоретически, «э»-топливо может это обеспечить. Можно использовать CO2 из воздуха и водород, получаемый из опреснённой морской воды, запасы которых практически неисчерпаемы».

 

 

Различные химические составы

Одним из ключевых отличий по топливам «Формулы-1», работающих с «зелеными» химическими составами, является широкий спектр доступных ингредиентов.

«В случае с традиционным топливом есть буквально сотни различных молекул, из которых можно выбирать. Количество вариантов значительно сокращается, если рассматриваются только те, которые могут быть получены из возобновимых источников и соответствуют другим критериям правил «Формулы-1», - отмечает Ричардсон.

Считается, что требование использовать этаноловую смесь E10, введённое в 2022 году, фактически отвлекло внимание от некоторых более сложных «экологически чистых» технологий, которые разрабатывались в «Формуле-1» до этого. Между тем, стремление к быстрому переходу на «экологически чистые» виды топлива в сочетании с несколько менее обременительными техническими требованиями означало, что тот же ЧМ по ралли (WRC) смог взять, по сути, готовую смесь и адаптировать её к своим требованиям.

«У ЧМ по ралли другие требования к производительности, поэтому им просто нужно было, чтобы она была достаточно близка к тому, что они использовали в прошлом, — говорит Ричардсон. – В «Формуле-1» у каждой команды свой уникальный набор инженерных требований, поэтому им пришлось ждать, пока не появится достаточное количество «экологически чистых» компонентов, чтобы топливные компании могли адаптировать свои смеси под эти конкретные требования. Это также означает, что мы наблюдаем возврат к более сложным смесям — вместо топлива, которое, возможно, на 70 или 80 процентов состоит из одной молекулы, мы видим множество различных ингредиентов, объединённых в меньших концентрациях».

Хотя в следующем году все двигатели «Формулы-1» должны будут придерживаться одного и того же базового шаблона 1,6-литрового турбированного V6, Ричардсон отмечает, что в философии проектирования всё равно будут различия:

«Разработчики силовых агрегатов будут работать рука об руку с крупными нефтяными компаниями, разрабатывая топливо на основе характеристик своих двигателей, - говорит он. – Это подтолкнёт поставщика топлива к выбору определённого типа химии, доступного на рынке «возобновимого» топлива. Также следует помнить, что двигатели ведут себя по-разному с разными шасси. Поэтому инженеры шасси всегда будут работать с двигателистами, и иногда им придётся идти на компромисс».

 

 

Следующее поколение

Хотя «Формула-1» может полагаться на свой бюджет и влияние, чтобы работать на переднем крае «неистоящающего» топлива, эта технология начинает проникать и в другие области автоспорта. Ранее этим летом было объявлено, что «Коритон» будет поставлять два «100% зеленых» варианта топлива — E85 и E10 с октановым числом 95 — для английской «Формулы Студент». Для автомобилей на трассе это означает впечатляющее сокращение выбросов CO2 до 85%. Но, как и в «Формуле-1», реальный эффект достигается за счёт «передаваемого сообщения».

«Все полученные нами отзывы говорят о том, что переход на экологически чистое топливо в Ф-С прошёл очень просто, - комментирует Ричардсон. – Для нас важно не только распространение информации об «экологически чистом» топливе, но и о всех сопутствующих технологиях; мы понимаем, что будущее за «экологичной» переработкой этих химикатов - не только для производства топлива, но и для всех других применений, таких как текстильная и фармацевтическая промышленность. Это особенно актуальная тема для автоспорта, поскольку она проникает в шинную промышленность и производство композитных материалов».

По его словам, есть некоторые основания полагать, что инженерное дело в целом страдает от негативной реакции на ископаемое топливо: «Когда мы впервые начали говорить об этом с университетами, существовало мнение, что они не получают прежнего потока потенциальных студентов-инженеров, потому что многие из них просто предполагали, что всё перейдёт на электричество. Идея о том, что технологии сгорания — и инженерия в целом — могут быть «неистощающими», действительно сильна. В этом году мы увидели рост числа заявок на класс ДВС в Ф-С».

(Прим.перев. – Это ж как надо было мозг замыть «зеленой» жижей-то? А теперь удивляются, что ездить приходится на китайских «МГ».)

Тот факт, что ДВС переживает возрождение среди следующего поколения инженеров, говорит о многом. Однако для менее технически подкованной аудитории нюансы «неистощающих» видов топлива сложнее донести.