_at_Japan_Truck_Show_2022.png){kind=link}
Spis treści
Koszty eksploatacji samochodu ciężarowego mają kluczowy wpływ na opłacalność usług transportowych. Czy można je obniżyć? Można, stosując skroplony gaz ziemny zamiast standardowego oleju napędowego. Dodatkowym plusem jest obniżenie emisji spalin. Jak działa instalacja LNG? Jak jest zbudowana instalacja LNG?
Dlaczego LNG?
Na europejskich drogach dominują samochody ciężarowe z silnikami diesla. Przez lata jednostki napędowe diesla zapewniały w miarę niskie koszty eksploatacji aut. Jednak na przestrzeni ostatnich lat pojawiło się wiele problemów. Pierwszy z nich to oczywiście bardzo wysokie ceny paliw na rynkach, spowodowane między innymi przez sytuację międzynarodową. Drugi to nieustanna presja ekologiczna na silniki spalinowe, a w szczególności na silniki diesla. Rozwiązaniem mają być ciężarówki z napędem elektrycznym. Elektromobilność ma jednak to do siebie, że jest wprowadzana na silę. Do tego dochodzą koszmarne ceny samochodów ciężarowych na prąd, ich niezadowalające osiągi, a także wysokie koszty prądu. Nabywca musi także brać pod uwagę koszt wymiany baterii, co już w ogóle czyni całą operację nieopłacalną.
Rozwiązaniem optymalnym wydają się samochody ciężarowe z zasilaniem LNG. Dlaczego? Technologia jest sprawdzona i bezpieczna. Koszty użytkowania są autentycznie niskie. Nie potrzeba żadnej wielkiej rewolucji w napędach. Gaz LNG może służyć do zasilania ciężarówek z silnikami diesla. Poza tym spalanie LNG pozwala na znaczące obniżenie emisji CO2 i szkodliwych składników spalin. W niektórych przypadkach – praktycznie do zera.
Technologia LNG jest stosowana nie tylko w samochodach ciężarowych. Gaz LNG wykorzystywany jest do zasilania autobusów miejskich, a także do zapewnienia paliwa dla statków morskich. Gaz LNG stosuje się też w niektórych procesach produkcji.
Co to jest LNG?
LNG (nazwa to skrót od angielskich słów: liquefied natural gas) to standardowy gaz ziemny, z przewagą metanu, poddany procesowi skraplania, czyli ciekłego stanu skupienia. Gaz jest poddawany schłodzeniu do temperatury minus 162 (aż do minus 164) stopni Celsjusza.
Proces skraplania gazu sprawia, że objętość LNG zmniejsza się 630 razy. Równocześnie wzrasta gęstość energii gazu.
Tak duże zmniejszenie objętości gazu pozwala na znacznie łatwiejsze jego przewożenie i magazynowanie podczas transportu morskiego i do stacji tankowania. Potrzebna jest także mniejsza ilość miejsca w specjalnych zbiornikach pojazdów.
Są też problemy. Niezbędna jest specjalna stacja do tankowania LNG. Ciężarówka musi być wyposażona w układ, zapewniający bardzo niską temperaturę gazu. Poza tym gazu LNG nie można przechowywać długo w zbiornikach pojazdu, bo się ogrzewa podczas postoju.
Poniżej na zdjęciu: STACJA TANKOWANIA AUT CIĘŻAROWYCH NA LNG.
Jak produkuje się gaz LNG? Czy to czyste paliwo?
Gaz LNG powstaje ze standardowego gazu ziemnego. Główny składnik to metan (95 procent składu gazu), a drugi – etan. Z 600 metrów sześciennych gazu ziemnego uzyskuje się 1 metr sześcienny gazu LNG.
Gaz LNG jest bardzo dokładnie oczyszczany podczas skraplania. Usuwa się z niego azot, propan, butan, wilgoć, hel oraz dwutlenek węgla. Dzięki temu paliwo jest bardzo czyste i osiąga liczbę oktanową 130. Oddzielone składniki, jak propan i butan, są sprzedawane jako gaz LPG, czyli najpopularniejsze paliwo do aut spalinowych.
Samochód ciężarowy na gaz LNG – jak to działa?
Zasięg samochodów ciężarowych, zasilanych LNG, zależny jest od wielkości zbiornika kriogenicznego z gazem. Na rynku są dostępne auta o zasięgu do 400 a także do ponad 1000 kilometrów. Wykorzystywanie aut z LNG wymaga od menedżerów floty i spedytorów odpowiedniego planowania tras. Muszą one obejmować punkty tankowania gazu LNG.
Same stacje LNG również są nieco bardziej skomplikowane pod względem budowy i wielkości od standardowych stacji LPG.
Czy auto ciężarowe, zasilane LNG musi posiadać specjalny silnik? Nie, wykorzystuje się standardowe silniki diesla i silniki benzynowe.
Producenci samochodów ciężarowych, autobusów i maszyn oferują trzy rozwiązania techniczne.
Jakie trzy technologie są stosowane?
– LNG SING – Spark Ignition Natural Gas – Silnik benzynowy z mieszalnikowym układem wtrysku gazu LNG. W tym rozwiązaniu technicznym elektronicznie sterowane wtryskiwacze dawkują gaz do kolektora dolotowego pod niskim ciśnieniem (średnio 4,7 bar). Stosuje się tu także turbodoładowanie, dla uzyskania większej mocy jednostki napędowej.
– LNG DUAL FUEL – PING – Port Injected Natural Gas – Silnik diesla z niskociśnieniowym układem wtrysku gazu LNG.
W tym rozwiązaniu silnik zużywa niewielkie ilości oleju napędowego, a głównym paliwem jest gaz LNG. Olej napędowy (a w najbardziej ekologicznym rozwiązaniu HVO) jest stosowany w niewielkich ilościach, niezbędnych do samozapłonu mieszanki gazowo – powietrznej. Olej napędowy jest wtryskiwany do silnika poprzez standardowy układ wtrysku bezpośredniego Common Rail. Gaz podawany jest przez instalację niskiego ciśnienia do kolektora dolotowego.
HVO to olej, produkowany z odpadów przemysłu spożywczego.
– Dual Fuel – HPDI – High Pressure Fuel Injection. Silnik diesla z wysokociśnieniowym układem wtrysku gazu LNG.
W tym rozwiązaniu silnik również wykorzystuje olej napędowy, wtryskiwany do komór spalania poprzez układ wysokiego ciśnienia Common Rail. Tak jak w poprzedniej technologii, olej napędowy jest niezbędny do zapłonu mieszanki gazowo – powietrznej. Różnica, w stosunku do poprzedniego rozwiązania polega na tym, że gaz LNG jest wtryskiwany bezpośrednio do komór spalania. Do wtryskiwania oleju napędowego i gazu LNG wykorzystywane są te same wtryskiwacze Common Rail, sterowane elektromagnetycznie.
Jak gaz LNG trafia do silnika? Gaz LNG jest przechowywany w zbiorniku kriogenicznym, zapewniającym mu temperaturę minus 163 stopni. Następnie jest kierowany w stronę silnika, za pomocą pompy kriogenicznej. To specjalne urządzenie, z mokrym silnikiem, przeznaczone do pracy w temperaturach od 161 do 164 stopnia Celsjusza. Pompa przetacza gaz, nadając mu ciśnienie (do max. 25 MPa). Gaz jest następnie odparowany i kierowany do silnika, w zależności od konstrukcji, do kolektora dolotowego, albo do wtryskiwaczy.
Poniżej na zdjęciu: ZBIORNIK LNG W SAMOCHODZIE CIĘŻAROWYM
Serwisowanie instalacji LNG w samochodzie ciężarowym
Jak każda instalacja gazowa, także i instalacja LNG wymaga odpowiedniej dbałości i serwisowania.
W przypadku uszkodzeń należy natychmiast wezwać wyspecjalizowany serwis, albo odpowiednie służby.
Jeśli dojdzie do wycieku gazu i jego kontaktu ze skórą, gaz doprowadzi do silnego odmrożenia. Kierowca nie powinien także dotykać zbiorników z gazem. Jeśli pojawi się źródło zapłonu, gaz może wybuchnąć. Może też dojść do pożaru strumieniowego, w przypadku rozszczelnienia zbiornika i pojawienia się źródła ognia.
Instalacja gazowa musi być poddawana regularnym przeglądom. Producenci stosują cały szereg zabezpieczeń: od czujników, poprzez wyjątkowo odporne materiały do produkcji zbiorników, aż po zminimalizowanie liczby elementów składowych instalacji, w tym dodatkowych połączeń. Instalacja gazowa LNG może ulec uszkodzeniu w razie wypadku. Jednak uszkodzenia instalacji LNG zdarzają się bardzo rzadko. Jeśli właściciel pojazdu dba o regularne przeglądy instalacji – wszystko działa we właściwy sposób.