1. Dla Auta
  2. Gaz ziemny dla pojazdów
A A A powiększ tekst

To jest element flash

Obecnie mieszkańcy cywilizowanego świata nie wyobrażają sobie życia bez szybkiego i niezawodnego środka transportu, jakim jest samochód. Należy jednak stwierdzić, że w ciągu przeszło stu lat eksploatacji napędzanych silnikami spalinowymi pojazdów samochodowych, zmieniło się ludzkie podejście do problemu motoryzacyjnego zanieczyszczenia środowiska.
Odzwierciedleniem tego było ustanowienie norm ograniczających emisję zanieczyszczeń ze źródeł motoryzacyjnych. Pierwszym krajem, który wprowadził limity ilości CO, NOX oraz węglowodorów były Stany Zjednoczone. Za ich przykładem poszła Japonia, a niedługo potem kraje EWG. Obecnie wiele krajów, w tym również Polska, posiada normy ograniczające toksyczność spalin.

W najbliższych latach należy spodziewać się dalszego zaostrzenia obowiązujących norm toksyczności spalin i wprowadzenia ograniczenia zużycia paliwa przez nowe pojazdy. Reakcje producentów muszą być ukierunkowane na opracowanie bardziej ekonomicznych aut, emitujących mniej substancji toksycznych, z drugiej zaś strony na rozpowszechnienie napędów alternatywnych: elektrycznych, hybrydowych, gazowych oraz zastosowanie ekologicznych paliw zastępczych.

W silniku spalinowym, konstrukcyjnie przystosowanym do spalania benzyn lub oleju napędowego, istnieje możliwość stosowania innych paliw, zarówno płynnych jak i gazowych, ale z różną efektywnością. Za paliwa alternatywne dla benzyn lub oleju napędowego można uznać tylko te, które spełniają trzy następujące warunki: ich wartość opałowa jest tego samego rzędu co paliwa bazowego (benzyny, ON), koszt paliwa jest niższy od paliwa bazowego oraz poziom emisji składników toksycznych w spalinach jest niższy. Moc silnika nie może zatem ulec zarówno znacznemu obniżeniu jak i zwiększeniu. Koszty eksploatacji muszą być niższe, a pod względem ekologicznym pojazd musi być bardziej przyjazny dla środowiska. Przy uwzględnieniu pięciu najbardziej istotnych kryteriów, tj.: emisji składników toksycznych, emisji CO2, autonomii pojazdu (odległości możliwej do pokonania bez uzupełniania paliwa), dodatkowych kosztów związanych z przystosowaniem pojazdu do zasilania paliwem alternatywnym, kosztu paliwa i infrastruktury, gaz ziemny okazuje się bardzo interesującą alternatywą dla paliw ropopochodnych. Za paliwem tym przemawiają również takie jego zalety jak m.in.:

  • niska emisja cząstek stałych, CO2 oraz składników toksycznych w trakcie rozruchu silnika,
  • szeroki zakres zapalności mieszanki,
  • niższa emisja NOX,
  • brak emisji benzenu oraz znikoma emisja aldehydów,
  • wyższa temperatura zapłonu, utrudniająca samozapłon mieszanki a tym samym zwiększenie bezpieczeństwa eksploatacji,
  • wysoka liczba oktanowa (umożliwiająca zwiększenie stopnia sprężania),
  • niższa prędkość spalania wpływająca na obniżenie hałaśliwości silnika,
  • brak siarki*.
Na podkreślenie zasługuje kwestia bezpieczeństwa sprzętu i tankowania. Bardzo często, na skutek nieznajomości spraw związanych ze stosowaniem gazu ziemnego, w świadomości opinii publicznej uchodzi on za bardzo niebezpieczne medium. Biorąc pod uwagę własności gazu ziemnego (granice samozapłonu w wąskim przedziale procentowego udziału gazu ziemnego w powietrzu oraz wysoką temperaturę zapłonu) jest to zdecydowanie bardziej bezpieczne paliwo niż benzyna, ON czy LPG.

Współczesna technologia wytwarzania zbiorników wysokociśnieniowych gwarantuje bezpieczeństwo gromadzenia gazów pod ciśnieniem nawet do 700 bar, gdy tymczasem ciśnienie robocze w zbiornikach CNG (Compressed Natural Gas -sprężony gaz ziemny) w pojazdach nie przekracza 250 bar. Jeśli z jakiegoś powodu nastąpiłoby rozszczelnienie zbiornika ze sprężonym gazem ziemnym, to konstrukcja takiego zbiornika zapewnia, iż rozszczelnienie następuje bez wybuchu i rozerwania butli, a poprzez wyciek. Dla sprężonego gazu ziemnego oznacza to gwałtowne obniżenie jego temperatury wskutek rozprężenia, co z kolei praktycznie uniemożliwia zapalenie się tego gazu, bo temperatura zapłonu wynosi ponad 630oC.

Dla poprawy warunków bezpieczeństwa w autobusach montuje się zbiorniki na CNG na dachach pojazdów zapewniając warunki do ulatniania się gazu w przypadku ewentualnego rozszczelnienia się osprzętu lub zbiorników.

Podobnie, w sposób kontrolowany, bez wybuchu następuje rozszczelnienie się zbiorników z CNG gdy znajdą się one w otwartym ogniu. Dlatego też, gdy pojazdy są narażone np. na ostrzelanie czy podpalenie to bezpieczniej jest używać pojazdów na sprężony gaz ziemny (NGV - Natural Gas Vehicles) niż na paliwa tradycyjne. Przykłady takie, to zakup dla policji w niektórych miastach amerykańskich (np. w Las Vegas) pojazdów na CNG, aby zapewnić większe bezpieczeństwo stróżom prawa. Z podobnych powodów obsługa niektórych dużych lotnisk europejskich czy amerykańskich korzysta z pojazdów NGV. Podobnie całkowicie bezpieczne - pod warunkiem prawidłowego używania - są inne urządzenia w technologii NGV (dyspensery, sprężarki, zbiorniki kaskadowe, osuszacze i inne).
Zagadnienia bezpieczeństwa stosowania tej technologii wymagają opracowania przepisów chroniących użytkowników technologii NGV. Projekt takich przepisów dotyczących wykonania, uruchomienia i eksploatacji stacji CNG został przygotowany w Instytucie Górnictwa Naftowego i Gazownictwa w Krakowie.


* M. Flekiewicz, streszczenie artykułu w opracowaniu „Gaz ziemny dla pojazdów"

Warto wiedzieć

Według ENGVA – ang. European Natural Gas Vehicle Association do 2020 roku, udział paliw alternatywnych w sektorze paliwowym powinien wynosić ok. 23%. Najczęściej wśród substytutów benzyny i oleju napędowego wymienia się gaz ziemny, wodór i biopaliwa. Ocenia się, że gaz ziemny do tego czasu zastąpi 10% całkowitego zużycia konwencjonalnych paliw silnikowych. Oznacza to, że po drogach europejskich będzie się poruszać ok. 23 miliony pojazdów zasilanych sprężonym gazem ziemnym (CNG – compressed natural gas). W Europie rynek CNG najprężniej rozwija się w Niemczech (ok. 700 stacji tankowania i we Francji ponad 100 stacji).