Porównanie zasięgu pojazdu przy zasilaniu różnymi paliwami w odniesieniu do 100 kg masy paliwa ze zbiornikiem
Kryteria stosowania CNG Cena gazu w odniesieniu do innych paliw (ON, benzyny, LPG) Ilość stacji tankowania Gęstość magazynowania energii w pojeździe Zaplecze techniczne i serwisowe
Dobór stacji CNG dobór wielkości stacji (czas tankowania, wydajność, moc zainstalowana) do ilości tankowanych pojazdów dobór wielkości zbiorników sprężonego gazu ziemnego (magazyn CNG) dystrybutory zwykłe, autobusowe rezerwa rozwojowa, parametry początkowe sprężarek sprężarki olejowe i bezolejowe
Wykres 1. Koszt przejechania 100 kilometrów przy użyciu różnych paliw silnikowych (CNG, LPG, benzyna, Diesel). Dane za 2012 rok na podstawie notowań REFLEX, spalanie dla pojazdu dostawczego Mercedes Sprinter
Dostępne źródła gazu ziemnego Pobór gazu z sieci przesyłowej (wysokie ciśnienie) Pobór z lokalnej sieci Zakładów Gazowniczych (średnie ciśnienie) Lokalne źródła gazu ziemnego (kopalnie) Stacje LCNG - skroplony i sprężony gaz ziemny Biometan
Systemy tankowania NGV s Stacje tankowania pojazdów z systemem: - szybkiego tankowania - wolnego tankowania Sprężarki typu garażowego (do 20 m 3 /h) Punkty tankowania (pojedyncza sprężarka) Punkty tankowania ze stałymi zbiornikami sprężonego gazu i początkowo mobilne a później stałe agregaty sprężarkowe
Gaz ziemny skroplony - LNG Zainteresowanie wykorzystaniem skroplonego gazu ziemnego LNG w pojazdach silnikowych wynika z większej gęstości energetycznej tego paliwa w stosunku do CNG. Pozwala to na zwiększenie zasięgu ruch pojazdu na zgromadzonym paliwie.
Magazynowanie LNG wymaga obniżenia i utrzymywania temperatury gazu poniżej temperatury wrzenia (dla czystego metanu w warunkach normalnych T wrz = 161,2 C). Gęstość gazu ziemnego w tym stanie jest ok. 580 razy większa niż w warunkach normalnych i wynosi LNG =425kg/m 3 co pozwala ograniczyć wymaganą przestrzeń do zabudowy zbiornika w pojeździe.
LNG paliwem ekologicznym Dopuszczalne zawartości poszczególnych składników wynoszą: woda 0.5 ppm ditlenek węgla 50 125 ppm siarkowodór - 3.5 mg/m 3 (n) siarka organiczna 150 mg/m 3 węglowodory aromatyczne - dopuszczalna zawartość: 1-10 ppm
Zastosowanie LNG jako paliwa silnikowego przyczynia się do obniżenia emisji toksycznych składników spalin : CO - o około 10 % HC - o około 20 % NO x - prawie 50 % PM - ponad 90%
Stacja LCNG Stacja LNG
Tabela 1. Parametry techniczne silnika 6C(T) 107 NG zasilanego gazem ziemnym Parametry Typ silnika 6C107 NG 6CT107 NG System spalania wolnossący, turbodoładowany, spalanie mieszanki stechiometrycznej spalanie mieszanki stechiometrycznej Stopień sprężania 11 9,5 Zakres prędkości obrotowej [obr/min] Max. moc [kw] przy prędkości obr. [obr/min] Max. moment obr [Nm] przy prędk. [obr/min] Min. Jednostkowe zużycie paliwa [g/kwh] Max. sprawność ogólna [%] 900 2500 900 2500 88/2500 160/2300 373/1650 780/1700 233 209 31,6 35,3
Warunki rozwoju rynku CNG biometanu Dostępność do stacji tankowania CNG Możliwość zakupu pojazdów CNG *osobowe, dostawcze, ciężarowe, autobusy; *specjalne śmieciarki, zamiatarki, lotniskowe Obecna i perspektywiczna dostępność CNG biometanu (kopalnie, biogazownie)
Rolnicza produkcja biogazu i biometanu Stwarza warunki lokalnego wykorzystania biometanu do napędu pojazdów samochodowych i ciągników rolniczych. Sprężarki garażowe (do 20 Nm 3 /h) rozszerzają możliwości stosowania biometanu jako lokalnie produkowanego paliwa silnikowego. Umożliwiają 50% obniżenie kosztów eksploatacji w porównaniu ze stacjami CNG
Sprężarki garażowe w Europie dzielą się na: Urządzenia napełniające klasy A zaprojektowane dla instalacji wewnętrznej i zewnętrznej. Powinny posiadać następującą charakterystykę: maksymalna ilość przyłączy napełniających 2, bez zbiornika zapasowego sprężonego gazu, wydajność sprężarki nie przekracza 7 m3/h.
Urządzenia napełniające klasy B urządzenia zaprojektowane wyłącznie do instalacji zewnętrznej. Można je uzupełnić zbiornikami sprężonego gazu ziemnego. Powinny posiadać następującą charakterystykę:
maksymalna ilość przyłączy napełniających 5, wydajność sprężarki nie przekracza 20 m3/h, całkowita objętość zbiorników sprężonego gazu ziemnego nie przekracza 960 litrów.
Fot. 1 Widok sprężarki CNG MJ05 Fot. 2 Widok sprężarki FMQ2.5
Fot. 3 Widok sprężarki GAS 200 Fot. 4 Widok sprężarki BLUE LINE 20
Dane techniczne: wydajność: 5,7 6 Nm3/h ciśnienie zasilania: 0,01 0,2 bar maksymalne ciśnienie sprężania: 235 bar moc zainstalowana: 2,5 kw 3x400V 50Hz
Tabela 2. Państwa eksploatujące ponad 100 szt. VRA Lp. Państwo Ilość VRA Ilość stacji CNG Ilość poj. CNG całkowita Ilość poj. CNG BUS Ilość poj. CNG TRACK Ilość poj. CNG Inne Ilość poj. CNG CAR/LD Zużyci e gazu w mln Nm 3 / miesią c 1 USA 4747 816 100000 11000 2500-86500 55 2 Kanada 3789 96 12140 240-2400 9500-3 Francja 1290 125 12450 2100 850-9500 - 4 Niemcy 804 863 85000 1550 3650 150 79650 14,6 5 Japonia 614 342 38861 1489 20952 1480 14940-6 Holandia 558 51 2032 542 140-1350 - 7 Włochy 199 770 676850 2300 1200-673350 62,03 8 Australia 130 47 2825 1700 275 750 100-9 Szwajcaria 117 122 8599 135 56 60 8348 1,14 10 Wielka Brytania 115 33 294-217 73 4 0,4
Stacja CNG - MPK Rzeszów
Stacja we Wrześni
Warunki konieczne dla rozwoju pojazdów NGV w Polsce Budowa sieci stacji tankowania gazu Ustalenie gwarantowanej przez Rząd (na 8-10 lat) ceny CNG na poziomie konkurencyjnym dla innych paliw.
Zapis ten ma szczególne znaczenie dla promocji CNG do napędu autobusów komunikacji miejskiej, gdzie głównym celem jest ograniczenie emisji zanieczyszczeń spalin Szersze wprowadzenie do oferty pojazdów fabrycznie przystosowanych do zasilania gazem ziemnym. Wprowadzenie jednolitych przepisów dotyczących budowy stacji CNG i użytkowania pojazdów NGV
Erdgas Mobile (Niemcy) Cele wieś Infrastruktura tankowania CNG na terenie całego kraju, tzn. odległości między stacjami tankowania na terenach miejskich ok. 5-10 km miasto 5-10 km 20-25 km teren mieszany 10-15 km terenach mieszanych ok. 10-15 km terenach wiejskich ok. 20-25 km Zamontowano ok. 1000 dystrybutorów gazu ziemnego na publicznych stacjach tankowania Nakłady inwestycyjne ok. 200 mln
Tabela 3. Ilość stacji tankowania w wybranych krajach UE Lp. KRAJ UNII EUROPEJSKIE J LICZBA STACJI TANKOWANIA CNG SZACUNKOWA ILOŚĆ POJAZDÓW 1 Niemcy 920 98 000 2 Włochy 870 876 850 3 Austria 208 7 983 4 Szwecja 183 40 029 5 Francja 177 13 450 6 Holandia 153 5 532 7 Czechy 54 3 964 8 Polska 23 3 106
Warunki rozwoju rynku CNG biometanu -Dostępność do stacji tankowania CNG lub LCNG -Możliwość zakupu pojazdów CNG: osobowe, dostawcze, ciężarowe, autobusy; specjalne -śmieciarki, zamiatarki, lotniskowe
-Ograniczenie wysokości opłat UDT i TDT za dozór butli w pojazdach i butli stacjonarnych zainstalowanych w magazynach CNG przy stacjach tankowania -Zachęty materialne, prawne i organizacyjne do korzystania z paliw alternatywnych
a) ulgi podatkowe przy zakupie nowych pojazdów wzorem ustawy z dnia 10.05.2011 (Dz. U. nr 95 z 2011) w sprawie innych niż cena obowiązkowych kryteriów oceny ofert w odniesieniu do niektórych rodzajów zamówień publicznych na podstawie Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/33/WE z 23.04.2009 r w sprawie promowania ekologicznie czystych energooszczędnych pojazdów transportu drogowego
b) udostępnienie wydzielonych pasów ruchu dla pojazdów CNG c) bezpłatnie lub z ulgami parkingi w centrach miast d) konkurencyjne ceny CNG dla flot pojazdów z racji niższej emisji zanieczyszczeń Jednolite uregulowania prawne przepisy budowy i eksploatacji stacji CNG - Standaryzacja budowy stacji CNG (dwa trzy typy sprężarek )
Warunki rozwoju rynku LNG Stacja LNG/LCNG jest trochę tańsza od podobnej wielkości stacji CNG ale trudniejsza w eksploatacji i uzależniona od drogowego transportu LNG. Korzyścią jest możliwość dostaw gazu (LNG) niezależnie od dostępu do sieci dystrybucji przewodowej.
Nie ma różnicy między silnikami CNG i LNG jeśli chodzi o konstrukcję układu zasilania i zapłonowego bo paliwo dostarczamy do silnika w formie gazowej. Instytut Nafty i Gazu przy finansowym wsparciu ówczesnego KBN (2003/4 rok) opracował gazową wersję (LNG) silnika 6CT107. Uzyskano bardzo dobre parametry.
Transport LNG cysternami samochodowymi czy kolejowymi na większą odległość (300-400km) jest mało opłacalny. Zwykle przesyła się go rurociągiem po regazyfikacji a wówczas jako paliwo może być wykorzystywany tylko jako CNG (potrzeba dodatkowej energii na sprężenie)
Podsumowanie 1. Napęd gazowy pojazdów to w polskich warunkach nadal realizacja trzech celów ekologicznego, ekonomicznego i politycznego. Możemy i powinniśmy wdrażać go w oparciu o własne rozwiązania i własną produkcję
2. Mamy w Polsce zaplecze naukowo - techniczne zdolne do rozwoju i produkcji własnych rozwiązań zarówno w zakresie infrastruktury (sprężarki i stacje CNG) jak i osprzętu gazowego silników. Potrzebne są środki finansowe lub programy wsparcia w oparciu np. o kredyty celowe
3. Rozwój napędu gazowego zwłaszcza w początkowym stadium w dużym stopniu zależy od preferencji rządowych. Przykład Niemiec, gdzie w ciągu 15 lat powstał rynek ponad 90 tys. Pojazdów CNG i ponad 900 stacji CNG. 4. Znaczący wpływ na tempo rozwoju napędów gazowych ma polityka cenowa CNG/LNG
5. Dla przeciętnego użytkownika paliwo gazowe CNG jest mniej atrakcyjne (wysokociśnieniowe butle, co za tym idzie mniej miejsca w bagażniku) w stosunku do tradycyjnego paliwa jakim jest benzyna, czy olej napędowy. O jego wyborze będzie decydowała stabilna w dłuższym czasie cena i dostępność (ilość stacji CNG)
Rolnicza produkcja biogazu i biometanu stwarza warunki lokalnego wykorzystania biometanu do napędu pojazdów samochodowych i ciągników rolniczych. Sprężarki typu garażowego (do 20 Nm3/h) rozszerzają możliwości stosowania biometanu jako lokalnie produkowanego paliwa silnikowego.
W sierpniu 2011 Departament ds. Zdrowia, Środowiska i Ochrony Konsumentów Senatu Berlina wydał pozwolenie BSR Ruhleben, na budowę biogazowni w Berlin-Westend. Zakład będzie produkował biometan z odpadów organicznych i będzie stosowany jako paliwo do napędu floty pojazdów do wywozu śmieci. Biometan uniezależni BSR od zmian cen ON i konieczności zakupu 2.500.000 litrów oleju napędowego rocznie.
Biogaz z odpadów pozwolił na ograniczenie emisji dwutlenku węgla o ponad 5000 ton rocznie. BSR posiada flotę 50 samochodów CNG do transportu odpadów i stację paliw ze stacją CNG szybkiego tankowania. Planuje się rozbudowę floty do 140 pojazdów CNG i wybudowanie kolejnej stacji szybkiego tankowania w 2012 roku.
Samochody Mercedes - Benz klasa E napędzane biometanem obsługujące niemiecki parlamentu
W Berlinie ponad 40 samochodów Mercedes-Benz Klasy E, jako inicjatywa rządu federalnego na rzecz promowania gazu ziemnego i biometanu jako czystego paliwa stanowi 25% całej floty Bundestagu Członek Komisji Transportu, Budownictwa i Rozwoju Miast Martin Burkert stwierdził: "Jest to duży krok w dobrym kierunku. Jesteśmy zobowiązani do zapewnienia, że zachęty przewidziane dla użytkowników gazu ziemnego będą kontynuowane po 2018 roku.
Biometanowy Mercedes-Benz Klasy E emituje średnio tylko 38 gramów CO2 na kilometr. Paliwo odnawialne jest lokalnie produkowane z odpadów i przesyłane siecią gazową do stacji CNG, których w Berlinie jest 27, natomiast w całych Niemczech ponad 900 (w 160 z nich udział biometanu stanowi od 10 do 100 %). Zaletą gazu ziemnego jako paliwa jest jego niższa cena. Porównywalna zawartość energii w gazie ziemnym i benzynie premium, stanowi równowartość ceny 0,65 do 0,70 za litr.
Dziękuję za uwagę