Sprężony gaz ziemny - alternatywa dla LPG
Wyśrubowane ceny paliw sprawiły, że nawet podróżowanie najbardziej oszczędnymi samochodami stało się bardzo kosztowne. Ostatnim bastionem amatorów oszczędzania pozostały instalacje gazowe.
W Polsce największą popularnością cieszy się LPG. Aż 70 procent sprowadzanego do kraju surowca zużywają zmotoryzowani. Alternatywą dla mieszaniny propanu z butanem jest CNG - Compressed Natural Gas, czyli sprężony gaz ziemny.
Polacy zużywają ogromne ilości metanu. Znakomitą większość spalamy w piecach grzewczych i kuchenkach. Liczba samochodów z instalacjami CNG jest śladowa. Ich popularyzację utrudnia wysoki koszt instalacji (4-7 tys. zł) oraz bardzo skromna sieć punktów tankowania - na terenie kraju znajduje ok. 30 stacji tankowania. Większość z nich działa na terenie dużych miast, nie zawsze w trybie całodobowym.
Uwarunkowania sprawiają, że CNG doskonale nadaje się do napędzania taksówek, autobusów, śmieciarek oraz innych pojazdów, które operują przede wszystkim na terenach aglomeracji - zarówno kwestia ograniczonej sieci tankowania, jak i pojemności butli przestają grać rolę. Tym tropem poszło należące do Fiata Iveco, które w warszawskiej siedzibie Polskiego Górnictwa Naftowego i Gazownictwa, lidera krajowego rynku gazowego, zaprezentowało swoją eco-gamę.
W jej skład wchodzą różnorodne pojazdy użytkowe - zarówno napędzane CNG, jak i przez zespoły hybrydowe lub elektryczne. Zasada działania, wady i zalety napędów elektrycznych oraz hybrydowych są znane wielu kierowcom – jeżeli nie z doświadczeń własnych, to przynajmniej z publikowanych przez media testów samochodów z alternatywnymi napędami. Sposobności do pisania lub mówienia na temat CNG jest dużo mniej.
Na pierwszy rzut oka instalacje LPG i CNG mogą wydawać się podobne - składają się ze zbiorników, reduktorów, wtryskiwaczy oraz systemu sterującego. Gromadzony w butlach metan jest jednak utrzymywany w stanie gazowym, a do tego pod dużo wyższym ciśnieniem niż LPG. W zbiornikach LPG panuje ciśnienie robocze 2,5 MPa, natomiast przekroczenie 7 MPa może doprowadzić do ich rozerwania. Ciśnienie robocze w butlach CNG sięga 20 MPa. Profilaktycznie zbiorniki są poddawane próbie wytrzymałości przy ciśnieniu 30 MPa. Faktycznie wytrzymują nawet 45-70 MPa.
Konieczność zaprojektowania zbiorników wytrzymujących ogromne ciśnienia wpływa na koszty ich produkcji. Branża CNG podkreśla jednak, że w zamian otrzymujemy solidniejsze zbiorniki, które powinny wytrzymać nawet najbardziej poważne zdarzenia drogowe.
Zbiorniki magazynujące CNG mają kształt walca. Najtańsze są wykonane z jednego kawałka stali, bez jakichkolwiek spawów lub zgrzewów. Nieco lżejsze są zbiorniki aluminiowe. Także one wyraźnie zwiększające masę pojazdu. Alternatywę stanowią droższe, ale również o 50-70% lżejsze od stalowych zbiorniki kompozytowe. Te ostatnie są powszechnie stosowane w autobusach niskopodłogowych z instalacją CNG. W ich przypadku zbiorniki muszą być umieszczone na dachu pojazdu, a stalowe walce niebezpiecznie obciążyłyby konstrukcję nadwozia oraz podniosłyby środek ciężkości. Pojemność butli stosowanych w samochodach osobowych zapewnia około 100 kilometrów zasięgu. Funkcjonalna instalacja musi posiadać przynajmniej 2-3 butle, które wyraźnie ograniczają przestrzeń bagażową oraz obciążają samochód masą 100-150 kilogramów.
Nawet po rozszczelnieniu instalacji CNG ryzyko pożaru jest niewielkie. Pamiętajmy, że mowa o gazie lżejszym od powietrza, który szybko ulatnia się z miejsca wycieku. Cięższy LPG gromadzi się natomiast przy posadzkach. Co jeszcze zyskujemy? CNG jest 130-oktanowym paliwem. Można je stosować we wszystkich jednostkach napędowych bez obawy o wystąpienie spalania stukowego. Sam proces spalania mieszanki przebiega wolniej - następstwem jest cichsza praca silnika niż na benzynie.
Głównym składnikiem CNG jest metan (>90%), czyli najprostszy związek organiczny. Podczas utleniania CNG powstaje ograniczona ilość szkodliwych związków. W trakcie prezentacji przedstawiciele Iveco wielokrotnie podkreślali, że silniki zasilane CGN z ogromnym zapasem spełniają planowane dopiero normy emisji. Ponadto w prawidłowo przebiegającym procesie spalania nie powstają cząstki stałe, co jest szczególnie ważne w miastach, czyli obszarach z powietrzem intensywnie zanieczyszczanym sadzą powstającą m.in. w turbodieslach pojazdów komunikacji miejskiej.
Przystosowane do spalania CNG jednostki napędowe Iveco powstały na bazie motorów wysokoprężnych. Poza blokiem i osprzętem silniki mają jednak niewiele cech wspólnych. Konstrukcje przystosowane do zasilania gazem otrzymały nowe głowice, a nawet elementy układu korbowo-tłokowego. Oczywiście równie radykalne zmiany nie są konieczne, jeżeli instalację CNG ma otrzymać motor benzynowy. Wówczas w kolektorze dolotowym instaluje się dodatkowe wtryskiwacze.
Obecnie ceny 1 m3 CNG na stacjach wynoszą 2,9-3,1 zł. Wartość CNG jest w dużej mierze zasługą polityki fiskalnej. Do października przyszłego roku paliwo pozostaje zwolnione z podatku akcyzowego. Czy korzystny stan rzeczy uda się utrzymać w przyszłości, wciąż nie wiadomo. Nawet gdyby CNG został obłożony znaczną akcyzą, branża CNG wciąż może mieć się dobrze. Trzeba pamiętać, że od dłuższego czasu w Komisji Europejskiej pojawiają się pomysły podniesienia akcyzy na LPG. Stawki o których mowa, mogłyby radykalnie ograniczyć zainteresowanie mieszaniną propanu i butanu. Najgorsze scenariusze mówią nawet o możliwości osiągnięcia poziomu 4 zł/l.
Warto również dodać, że kwestię ograniczonej sieci tankowania w zasadzie udało się rozwiązać. W sprzedaży są dostępne specjalne sprężarki, które pozwalają na zatankowanie zbiorników pojazdów metanem pobieranym z instalacji gazowej. Opracowano kompresory tankujące od jednego do kilkunastu pojazdów jednocześnie. Przy samodzielnym tankowaniu zbiorników koszt 1 m3 spada do niecałych 2 zł/l. Jedynym mankamentem są koszty zakupu sprężarek. Wydatek kilkunastu tysięcy złotych może się jednak szybko zwrócić - szczególnie w przypadku przedsiębiorstw dysponujących flotą pojazdów.
Największym „zagłębiem” samochodów zasilanych CNG jest Argentyna. W Europie prym wiodą Włochy i Niemcy. Wiele produkowanych tam samochodów występuje w odmianach z fabrycznymi instalacjami CNG - znajdziemy je m.in. w wybranych modelach Fiata, Mercedesa, Opla i Volkswagena. Wiele wskazuje, że czas dynamicznego rozwoju rynku CNG jest wciąż przed nami. W przyszłym roku Audi wprowadzi na rynek A3 z doładowanym silnikiem 1.4 TCNG. Czas pokaże, inne marki przygotują odpowiedź na rozwiązanie zaproponowane przez markę Premium...