Dziedziny wiedzy

Najnowsze komentarze

Newsletter

Możliwości wykorzystania specjalnych postaci gazu ziemnego: LNG i CNG PDF Print Email
Bezpieczeństwo
Written by   
DATE_FORMAT_LC2

Wprowadzenie

O specjalnych postaciach gazu ziemnego LNG i CNG sporo się ostatnio mówi w kontekście używania ich jako paliw alternatywnego w stosunku do paliw płynnych. Mówiąc o tych odmianach gazu ziemnego, wciąż jeszcze często myślimy głównie o gotowaniu czy ogrzewaniu domu. Tymczasem jest to tanie i wygodne paliwo, które można wykorzystywać do wielu rozmaitych celów, zastępując tradycyjne, drogie źródła energii. Substytuty silnika spalinowego napędzanego benzyną czy też olejem napędowym są poszukiwane od początku motoryzacji. Do najważniejszych paliw alternatywnych można zaliczyć mieszaninę skroplonych gazów propan i butan LPG oraz gaz ziemny w postaci sprężonej CNG i skroplonej LNG (Rys.).

Na wstępie zaznaczmy jednak, że cytowany często gaz LPG jest paliwem ropopochodnym, tak jak benzyna czy olej napędowy. CNG to w zasadzie nic innego jak zwykły gaz ziemny, sprężony i oczyszczony z wody, który pochodzi z naturalnych pokładów gazu z wnętrza ziemi. CNG i LPG to dwa "gazowe paliwa". Różnica pomiędzy nimi jest jednak zasadnicza. Np., przy zastosowaniu ekologicznego CNG samochód zużywa ok. 10% mniej paliwa w stosunku do benzyny. Przy użyciu LPG zużycie rośnie zazwyczaj o około 20%. Inną zaletą CNG jest jego niska cena.

Rys. Podział paliw alternatywnych stosowanych do zasilania silników spalinowych

Rys. Podział paliw alternatywnych stosowanych do zasilania silników spalinowych

Źródło: http://archiwum.komunalny.home.pl/archiwum/index.php?mod=tekst&;id=12739

CNG (ang. Compressed Natural Gas) jest to paliwo – gaz ziemny w postaci sprężonej do ciśnienia 20-25 MPa. Natomiast skroplony gaz ziemny czyli Liquefied Natural gas (LNG) produkowany jest poprzez obniżanie temperatury gazu poniżej punktu wrzenia i jego oczyszczanie. Zmiana stanu skupienia pozwala na efektywne przechowywanie i transport gazu ziemnego. Jest to możliwe dzięki zmniejszeniu objętości LNG w stosunku do gazu pod normalnym ciśnieniem ponad 600 razy. LNG może być stosowany w różnych instalacjach, najszersze jednak zastosowanie znajduje w transporcie gazu na b. duże odległości, przy braku odpowiedniej sieci przesyłowej gazociągami i umożliwia przechowywanie gazu w stosunkowo ograniczonych objętościowo zbiornikach.

NFOŚiGW, który planuje utworzenie nowego źródła dofinansowania inwestycji w pojazdy zasilane CNG, podjął próbę obliczenia efektu ekologicznego: aktualnego (w grupie badanych firm stosujących CNG) i potencjalnego (w grupie największych potencjalnych przyszłych użytkowników). Obliczając efekt ekologiczny przyjęto, że spalenie jednego litra ON emituje 2,63 kg CO2, natomiast spalenie jednego m3 CNG emituje do atmosfery 1,93 kg CO2.[1] Dokonując obliczenia efektu ekologicznego przedsiębiorstw (respondenci wywiadów indywidualnych), w pierwszej kolejności został oszacowany obecny efekt ekologiczny, wynikający z eksploatacji pojazdów zasilanych CNG zamiast ON (wg średniego spalania na 100 km). Następnie, w oparciu o obecne spalanie pojazdów zasilanych ON oszacowano efekt ekologiczny w przypadku wymiany obecnie posiadanego taboru zasilanego ON na tabor zasilany CNG (w przeliczeniu na 100 km).  

Tabela: Szacunek potencjalnego efektu ekologicznego, na podstawie obecnych odbiorców CNG (przedsiębiorstwa komunikacji zbiorowej)

Szacunek potencjalnego efektu ekologicznego na podstawie obecnych odbiorców CNG copy

Źródło: J.Osiak, SGGW.

Bezpieczeństwo przechowywania

CNG przechowywany jest w metalowych zbiornikach wzmacnianych włóknem szklanym pod ciśnieniem 200-250 atmosfer. Nawet w tym ciśnieniu ma on wartość opałową w przeliczeniu na jednostkę objętości 4 razy niższą niż benzyna. Tak przechowywany CNG służy do napędu pojazdów silnikowych zarówno z zapłonem iskrowym jak i z samoczynnym. Na świecie jeździ ponad 4 miliony samochodów zasilanych sprężonym gazem ziemnym. Funkcjonuje ponad 8 tys. stacji zasilania tym paliwem. Wartość energetyczna 1 m3 w warunkach normalnych (Nm3) jest w przybliżeniu równa 1 litrowi benzyny. Masa 1 Nm3 gazu ziemnego wynosi w przybliżeniu 0,7 kg i jest uzależniona od składu gazu.

Rys. Schemat silnika gazowego

Schemat silnika gazowego

Źródło: http://archiwum.komunalny.home.pl/archiwum/index.php?mod=tekst&;id=12739

LNG przechowuje się w dużych zbiornikach kriogenicznych, izolowanych i pod nadciśnieniem nieprzekraczającym 0,5 bara dla instalacji lądowych oraz dla transportu morskiego. W transporcie lądowym oraz instalacjach zasilania paliwowego typowe ciśnienie w zbiorniku izolowanym próżniowo wynosi 3,5 do 10,3 bar.[2] Pozwala to na utrzymanie gazu bez potrzeby odprowadzania oparów przez okres do 80 dni. Cysterny drogowe do przewozu LNG mają objętość do 57 m³, kolejowe do 76 m³ zaś zbiorniki w kontenerach 40 stopowych do 47 m³. Trwają prace nad zbiornikami, których kształt może być dostosowany do dowolnej przestrzeni. Aker-Solutions proponuje zastosowanie profili przestrzennych do budowy zbiorników, które całkowicie wypełniają zarówno prostopadłościany kontenerów jak i pomieszczenia wewnątrz statków.  

Główne zagrożenia związane są z ryzykiem eksplozji oraz bardzo niską temperaturą. LNG jako ciecz nie jest ani substancją wybuchową, toksyczną ani żrącą. Pod ciśnieniem atmosferycznym paruje w temperaturze powyżej minus 162ºC. Metan, główny składnik gazu ziemnego staje się wybuchowy po wymieszaniu z powietrzem, przy swoim udziale od 5% do 15% mieszaniny. Temperatura samozapłonu wynosi około 540ºC (dla mieszaniny 10% metanu w powietrzu). Porównywalnie, olej napędowy zapala sie w temperaturze rzędu 260 do 371ºC. W przypadku rozlania LNG i powstania obłoku gazu w powietrzu, mało prawdopodobne jest, że będzie on w krótkim czasie jednorodną mieszaniną. W związku z tym niemożliwe jest nagłe wyzwolenie całej energii zawartej w zgromadzonym gazie[3].

Dla systemów LNG nie stosuje się wysokich ciśnień.[4] Wynika to stąd, że ciecz stosunkowo bezpieczna przy wycieku bez udziału ciśnienia, może przy pęknięciu urządzenia ciśnieniowego wydostać się z naczynia strumieniem łatwo mieszającym się z powietrzem dzięki postaci kropelkowej. Powoduje to szybką wymianę ciepła oraz gwałtowne powstawanie mieszaniny łatwopalnej i wybuchowej. Innego rodzaju zagrożeniem jest zjawisko zwane RPT (Rapid Phase Transition) czyli gwałtowna zmiana stanu skupienia możliwa do wystąpienia w przypadku obfitego, nagłego wycieku LNG do wody. LNG unosi się na jej powierzchni ze względu na swój ciężar właściwy wynoszący mniej niż połowę ciężaru wody (0,47). Efekt RPT przyrównać można do eksplozji choć jest tylko gwałtownym wrzeniem. Powstają przy tym fale uderzeniowe w powietrzu i w wodzie, które spowodować mogą zniszczenia w bezpośrednim sąsiedztwie wydarzenia. Jak do tej pory nie zanotowano tego typu katastrof. Zjawisko zaobserwowano w trakcie prób laboratoryjnych, przy spełnieniu pewnych niezbędnych warunków.[5]

Rys. Budowa drugiego zbiornika LNG w terminalu gazowym Świnoujściu

Budowa drugiego zbiornika LNG w terminalu gazowym Świnoujściu

Źródło: fot. arch. PAP/Jerzy Undro

Możliwości zastosowanie LNG

Zgodnie z analizami przeprowadzonymi przez DNV w ramach projektu Triality[6] rozpatrującego zbiornikowiec VLCC o nośności 300 000 DWT, gaz zgromadzony w zbiornikach o pojemności 13500 m³, zainstalowanych na pokładzie głównym, pozwoli na zasięg pływania rzędu 25000 mil morskich. Stosowanie zbiorników ciśnieniowych, w których opary mają ciśnienie rzędu 5-6 bar pozwala zasilać systemy paliwowe gazem, bez potrzeby instalacji pomp paliwa transportowych oraz niskiego ciśnienia[7].

Rys. Instalacja LNG w ramach projektu Triality

Instalacja LNG w ramach projektu Triality

Źródło: http://www.marinelog.com/DOCS/NEWSMMIX/2010dec00063.html

Skroplony gaz ziemny przed zastosowaniem jako paliwo wymaga przejścia ze stanu ciekłego w gazowy. To stwarza konieczność dostarczenia ogromnych ilości energii niezbędnej do jego ogrzania. Można pobrać ją pośrednio z powietrza, wody lub z produktów spalania. Można też znaleźć wymaganą energię w instalacjach chłodzących, takich jak magazyny chłodzone, klimatyzatory, instalacje skraplania powietrza, kondensacji oparów węglowodorowych oraz układy chłodzące maszyn, w tym turbin[8].

Najczęściej stosowanym medium pośredniczącym w wymianie ciepła w niewielkich podgrzewaczach, jest mieszanina glikolu z wodą, której temperatura zamarzania przy 60-70% udziale glikolu wynosi około - 50ºC, co przy zapewnieniu odpowiedniego przepływu przez podgrzewacz gazu wystarcza. Duże ilości gazu odparowywane są w wielkich podgrzewaczach typu SCV (Submerged Combustion Vaporizer)[9] opalanych gazem lub typu ORV (Open Rack Vaporizer), w których ciepło pobierane jest z wody, najczęściej morskiej.[10]

W przypadku zastosowania LNG w magazynach chłodniczych, w powiązaniu z urządzeniami zużywajacymi duże ilości gazu, jak na przykład elektrownie czy stacje sprężania gazu wytworzające CNG dla potrzeb zasilania samochodów, możliwe jest obniżenie kosztów instalacji oraz zapotrzebowania na energię elektryczną.[11] W zestawieniu z konwencjonalnymi systemami rozwiązanie to pozwala na osiągnięcie olbrzymich oszczędności a także zmniejszenie obciążenia środowiska emisjami gazów spalinowych i zanieczyszczeniem termicznym wody. Tutaj, urządzenia regazyfikujące LNG wspomagają lub zastępują systemy sprężania, chłodzenia, rozprężania i kondensowania czynnika chłodzącego.

Typowa instalacja zawiera chłodnice glikolu, jako czynnika pośredniczącego w wymianie ciepła i równolegle regazyfikatory SCV lub ORV, dla zapewnienia ciągłości dostaw gazu do np. elektrowni w przypadku obniżenia się zapotrzebowania na zimno przez chłodnię. Stosując odpowiednią liczbę wymienników ciepła i regulując przepływy można uzyskiwać różne temperatury chłodzonych komór..[12] Koszt inwestycji w oparciu o system LNG dla nowobudowanej chłodni przeznaczonej do magazynowania równocześnie 110 ton w temperaturze -35ºC, 390 ton w temperaturze - 20ºC i 150 ton w temperaturze 15ºC jest o 65% wyższy w zestawieniu z chłodnią tradycyjną, jednak zapotrzebowanie na energię wynosi zaledwie 16% wymaganego przy dotychczasowych rozwiązaniach.[13]

Dodatkowo, mniejsze są koszty utrzymania i remontów. Przewidywany okres spłaty inwestycji w tych warunkach wynosi jedynie parę lat. Przy założonej średniej zewnętrznej temperaturze, wynoszącej 34ºC, średnie, dzienne zapotrzebowanie na LNG wynosi 11.2 tony na godzinę. Duże oszczędności energii osiągane są w systemach skraplania powietrza z wykorzystaniem LNG. Zużycie prądu do skroplenia tlenu może być ograniczone o 60%-73,5% w porównaniu z systemami tradycyjnymi.[14]

Wspomnieć warto, że LNG jako paliwo stosowane jest w tysiącach ciężarówek posiadających silniki typu dual fuel. Głównie w USA i Australii. Samochody osobowe korzystają z CNG ze względu na zbyt wielką i ciężką instalację zbiorników i regazyfikacyjną. Amerykańska korporacja Chesapeake Energy, drugi co do wielkości producent gazu naturalnego w Stanach, ogłosiła plany zainwestowania 150 mln dolarów w przedsięwzięcia mające na celu zaoferowanie na rynku paliwa alternatywnego dla oleju napędowego głównie poprzez rozbudowę sieci dystrybucyjnej LNG oraz CNG obsługującej przede wszystkim pojazdy ciężarowe.[15] Za podaną kwotę zbudowanych ma być ponad 150 stacji tankowania ciężarówek paliwem LNG wzdłuż głównych tras przelotowych. Przewidywana cena LNG powinna być o około 0,5 dolara tańsza na litrze (do 2 dolarów za galon) od benzyny i oleju napędowego. Wykorzystanie właściwości LNG w transporcie morskim poza użyciem go jako paliwa jest wysokie. Niska temperatura gazu może być wykorzystana do wielu zadań, najczęściej w oparciu o zamknięte obiegi glikolu utrzymywanego w temperaturze powyżej -40ºC celem uniknięcia zamarzania.[16]

Rys. Schemat transportu gazu LNG

Schemat transportu gazu LNG

Źródło: http://www.natgas.info/html/gaspipelines.html


Charakterystyka rynku CNG w Polsce

CNG staje się coraz bardziej popularny na całym świecie, ponieważ przy swoich niekwestionowanych zaletach ekologicznych, jest on również najtańszym z paliw obecnie dostępnych na rynku. Niezależne analizy wykazały, że suma zanieczyszczeń emitowanych przez silniki zasilane tym gazem, jest kilka razy niższa w porównaniu z silnikami diesla. Dzięki temu już dziś spełnia on wszystkie obowiązujące i przyszłe normy emisji substancji toksycznych oraz gazów cieplarnianych powstających w wyniku jego spalania przewidziane przez Unię Europejską. Silniki pojazdów zasilanych CNG pracują również znacznie ciszej niż silniki zasilane benzyną lub olejem napędowym (ON). Tabela przedstawia właściwości sprężonego gazu ziemnego na tle innych źródeł zasilania pojazdów.

Po polskich drogach jeździ coraz więcej pojazdów, do których kierowcy tankują zamiast benzyny gaz CNG. W Polsce, według stanu na czerwiec 2012, eksploatowanych było 2 082 pojazdów zasilanych sprężonym gazem ziemnym.[17] Polska zajmuje obecnie 18 miejsce w Unii Europejskiej pod względem liczby użytkowanych pojazdów CNG. Z kolei pod względem liczby publicznych stacji tankowania CNG zajmujemy miejsce 12.[18] Statystyki wskazują na relatywnie niewielkie przyrosty krajowego wolumenu sprzedaży CNG w latach 2010-2012. Pod tym względem zostaliśmy w tyle za krajami przodującymi, w których dynamika zastosowania CNG jest ciągle wysoka.

Pojazdy te emitują mniej spalin i cicho pracują (poziom hałasu jest o 40 proc. niższy niż podczas pracy silnika Diesla). Sprężony gaz ziemny jest także bezpieczny - w razie rozszczelnienia instalacji spowodowanego np. korozją błyskawicznie się ulatnia. Samochody zasilane CNG, w przeciwieństwie do aut z napędem LPG, można parkować w garażach podziemnych (z wentylacją przy suficie, gdyż CNG jest lżejszy od powietrza) i wjeżdżać nimi na pokłady promów. Światowym liderem w liczbie samochodów napędzanych CNG jest Argentyna. Według danych „The Gas Vehicle Report” w Argentynie znajduje się 1,4 mln tego typu pojazdów. Na drugim miejscu znajduje się Brazylia z 921 tysiącami samochodów na CNG, na trzecim zaś Pakistan z 475 tysiącami samochodów. Polska zajmuje odległe miejsce z dwoma tysiącami pojazdów napędzanymi CNG.

Stopniowo powiększa się także liczba stacji, na których można tankować CNG. Ich dalszy rozwój zależy przede wszystkim od zainteresowania tym paliwem na rynku. Jeżeli będzie ono rosło, opłacalna okaże się budowa kolejnych stacji CNG. Znaczną rolę mogą odegrać tu właściciele dużych flot samochodowych (miejskie przedsiębiorstwa komunikacyjne, przedsiębiorstwa oczyszczania miasta, lokalne firmy transportowe i kurierskie, korporacje taksówkowe). Testy samochodów z silnikami na CNG dowiodły, że auta napędzane tym paliwem są tańsze w eksploatacji niż z silnikami benzynowymi, silnikami Diesla, a nawet LPG. Na jednym tankowaniu samochód osobowy może przejechać 250-300 km. Zasięg takiego pojazdu jest jednak większy, gdyż są to zwykle auta dwupaliwowe zasilane gazem ziemnym i wyposażone w nieduże zbiorniki, najczęściej benzynowe.

Rys. Przykładowy montaż instalacji BLITZ CNG

Przykładowy montaż instalacji BLITZ CNG

Źródło: http://www.auto-gaz.cba.pl/abc%20CNG.html

CNG wydłuża też czas eksploatacji silnika o 20 proc., co też nie jest bez znaczenia. Odpowiednią instalację do CNG zamontują w samochodzie fachowcy w wyspecjalizowanych warsztatach. Większość światowych producentów sprzedaje już jednak auta z silnikami na sprężony gaz ziemny. Dzięki temu nie trzeba przerabiać pojazdu na własną rękę. Takie modele, zarówno dostawcze, jak i osobowe, w swojej ofercie mają m.in.: Citroen, Fiat, Ford, Honda, Mercedes, Opel, Peugeot, Renault, Seat, Volvo, Volkswagen. Autobusy napędzane gazem mają zbiornik na dachu, co nadaje im ładny, nowoczesny kształt. W Polsce najwięcej pojazdów napędzanych CNG należy do Miejskiego Przedsiębiorstwa Komunikacyjnego w Rzeszowie (40 autobusów). Autobusy na CNG kursują również w Inowrocławiu (12), w Przemyślu (16) oraz we Wrocławiu (5). Tabor ten spełnia normy emisji spalin Euro 4 i Euro 5, która będzie obowiązywać od 1 października 2009 roku[19].

Tabela: Porównanie paliw

Porównanie paliw

Źródło: www.cng.auto.pl

Głównymi użytkownikami są przedsiębiorstwa komunikacji miejskiej, zakłady oczyszczania miasta, firmy transportowe, inne przedsiębiorstwa (w tym jednostki PGNiG SA) oraz odbiorcy indywidualni. Według danych przedsiębiorstw liczba autobusów wynosi 288 sztuk (około 14% udziału w polskim rynku CNG), które funkcjonują w 21 miastach Polski. Biorąc pod uwagę odbiorców indywidualnych i pozostałe przedsiębiorstwa, liczba pojazdów napędzanych CNG wynosi 1506, w tym 4 samochody dostawcze. Według danych za 2008 r. dość duży odsetek pojazdów zasilanych CNG stanowiły pojazdy należące do jednostek z GK PGNiG – 487 sztuk wg danych z 2008 r.[20] Aktualnie na terenie Polski działają 32 ogólnodostępne stacje tankowania sprężonym gazem ziemnym, w tym 29 należy do PGNiG SA. Zgodnie z poniżej przedstawioną mapą największe skupisko stacji tankowania CNG, stanowiące blisko 70% wszystkich stacji w Polsce, znajduje się w południowej części Polski. Pojedyncze stacje znajdują się również w centralnej, północnej i częściowo zachodniej części kraju. Białe plamy stanowią województwa podlaskie, łódzkie, lubuskie i opolskie.

Rys.: Stacje tankowania CNG w Polsce

Stacje tankowania CNG w Polsce

Źródło: www.cng.auto.pl

Dotychczasowe małe potrzeby w zakresie wdrażania CNG wskazują także na niewystarczającą wiedzę dotyczącą wykorzystania CNG w transporcie.[21] Aż 29% przedstawicieli potencjalnych użytkowników oceniło ją jako „słabą”. Wyniki te identyfikują jednak grupę stanowiącą potencjał w zakresie eksploatowania pojazdów CNG. Dodatkowo, jako niewystarczające należy ocenić wzajemną wymianę wiedzy i doświadczeń pomiędzy przedsiębiorcami oraz traktowanie opracowań naukowych jako źródeł wiedzy o CNG. Można w tym zakresie mówić o niedostatku dotychczasowych kampanii informacyjno-promocyjnych.

Niski odsetek przedsiębiorców zainteresowanych wprowadzeniem nowego naboru związany jest z barierami, które dostrzegają przedsiębiorcy. Jako główne przeszkody w rozwoju rynku CNG wskazywano przede wszystkim: brak stacji CNG w regionie (a co za tym idzie - problemy z kursami dalekobieżnymi), brak odczuwania potrzeby inwestycji tego typu, brak własnych środków na inwestycję (kosztowność pojazdów zasilanych CNG), wątpliwe możliwości uzyskania oszczędności związanych z użytkowaniem pojazdów zasilanych CNG, czy pogorszenie się koniunktury na rynku. Podsumowując wskazania przedsiębiorców, widoczne jest, że mamy do czynienia z różnego rodzaju barierami: finansowymi (ze strony przedsiębiorstw), kwalifikacyjnymi (wiedza i doświadczenie), techniczno-infrastrukturalnymi (brak stacji oraz zaplecza technicznego) oraz mentalnymi (przywiązanie do tradycyjnych form zasilania pojazdów).

Wykres: Przyczyny braku zainteresowania inwestowania w pojazdy zasilane CNG (N=66)

Przyczyny braku zainteresowania inwestowania w pojazdy zasilane CNG

Źródło: Opracowanie własne na podstawie wyników badania CAWI/CATI

Podsumowanie

Ostateczna decyzja o wykorzystaniu któregos z odmian gazu wynika najczęściej z przesłanek ekonomicznych. Do rozwoju rynku gazu ziemnego przyczyniła się w dużym stopniu działalność EkoFunduszu, udzielającego wsparcia na zakup nowych oraz modernizację eksploatowanych pojazdów na CNG w latach 2007-2009. Z dofinansowania skorzystało 5 zakładów komunikacyjnych (w miastach powyżej 100 tys. mieszkańców), w których autobusy najczęściej były „modernizowane”.[22] Pozostałe przedsiębiorstwa realizowały zakupy ze środków własnych lub jednostek samorządu terytorialnego. Zdaniem badanych przedsiębiorstw główną korzyścią z wykorzystania sprężonego gazu ziemnego jest jego niższa cena w relacji do ON. Przedsiębiorcy wprowadzający CNG jeszcze przed rokiem 2010 mieli możliwość uzyskania większych oszczędności z tytułu eksploatacji pojazdów zasilanych CNG w porównaniu do kosztów pojazdów zużywających olej napędowy. Cena gazu ziemnego była niższa od ceny ropy do roku 2008, w którym to została podwyższona skokowo (o około 20%). Następnie w roku 2010 został wprowadzony przez PGNiG SA, parytet ustalania ceny CNG w stosunku do ceny hurtowej ON w wysokości 55%, którego skutkiem była kolejna podwyżka cen gazu ziemnego.

Drugą z wymienianych korzyści wykorzystania CNG jest pozytywny wpływ tego paliwa na środowisko (głównie w porównaniu do ON). Zdaniem ekspertów „bezsporne są korzyści w redukcji dwutlenku węgla oraz niemal 100% redukcja tlenków siarki i cząstek stałych”, co sprawia że CNG spełnia rygorystyczne normy emisji spalin. Ponadto zauważalną korzyścią z użytkowania NGV jest obniżona głośność funkcjonowania pojazdu (o ok. 5 – 8 dB), co poprawia komfort jazdy zarówno kierowcy, jak i pasażerów. Poza tym stosowanie CNG przyczynia się do ograniczenia negatywnego wpływu emisji spalin na fasady budynków. Jako korzyść wymieniano również brak możliwości kradzieży paliwa CNG.

W przeciwieństwie do ON przedsiębiorstwa mają pełną kontrolę nad ilością zużywanego gazu, ponieważ pracownicy nie mają możliwości nielegalnego odprowadzenia paliwa z baków autobusów do innych pojazdów. Z przeprowadzonych wywiadów z ekspertami wynika, że niepodważalną korzyścią użytkowania pojazdów zasilanych CNG jest także sam fakt posiadania alternatywnego paliwa, którego odkrytych zasobów posiadamy w Polsce więcej niż ropy naftowej. Ponadto obserwowane, wysokie ceny paliw skłaniają do oszczędności i inwestycji w tańsze, ekologiczne źródło zasilania.

Zdaniem przedstawicieli przedsiębiorstw i ekspertów obecnie jedną z głównych barier ograniczających rozwój wykorzystania sprężonego gazu ziemnego jest zbyt małe pokrycie terytorium Polski stacjami tankowania, a także ich nieregularne rozmieszczenie. Daje to możliwość stosowania CNG tylko nielicznym przedsiębiorstwom funkcjonującym w pobliżu 32 istniejących na terenie kraju stacji tankowania. Część północno–wschodnia kraju stanowi „białą plamę” na mapie Polski pod względem rozmieszczenia stacji tankowania CNG. Z zebranych informacji wynika, że aby mówić o rozwoju rynku CNG, powinno być zlokalizowanych przynajmniej 70-80 stacji (wybudowanych na podstawie zgłaszanego zapotrzebowania). Zatrzymanie budowy na obecnym, niewystarczającym poziomie, a dodatkowo plan zamykania niektórych nierentownych w opinii PGNiG SA stacji, oznacza stratę poniesionych nakładów i sygnał dla wahających się klientów, że ryzykowne jest inwestowanie w tabor pojazdów zasilanych CNG.

Reasumując, gaz ziemny jest najbezpieczniejszym wśród używanych w motoryzacji paliw. Jest lżejszy od powietrza, dlatego w przypadku nieszczelności instalacji ulatuje błyskawicznie "w powietrze". Instalacja na gaz ziemny CNG działa na podobnej zasadzie jak instalacja LPG. Wymaga jednak wydajnych reduktorów i innego zbiornika, gdyż gaz przechowywany jest w formie lotnej. Dlatego nie można tankować CNG do auta z instalacją LPG i odwrotnie. Trzeba znaleźć w aucie miejsce dla zbiornika na gaz i potem pamiętać o okresowych przeglądach instalacji po każdych 15 tys. przejechanych kilometrów. Koszt montażu instalacji gazowej CNG w samochodzie osobowym waha się w granicach od 5 do 8 tys. zł. W Polsce dostępne są auta z fabrycznie wmontowaną instalacją CNG (zarówno nowe, jak i używane)

Dzięki swym właściwościom, LNG jest oczywistą, (choć nie jedyną) alternatywą dla innych stosowanych powszechnie paliw. Aby jednak skłonić armatorów do jego stosowania niezbędne są inwestycje w stacje bunkrowania gazu ziemnego. Dostawcy LNG, z drugiej strony, utworzą odpowiednią infrastrukturę tylko na potrzeby rynku. Dla paliw olejowych stworzono dogodną infrastrukturę, której rozwój nie napotyka na większe problemy finansowe. Dlatego, potrzebne są działania regulacyjne, stymulujące rozwój logistyki paliw gazowych w szerszej perspektywie, krajowej, europejskiej, jak również o zasięgu ogólnoświatowym.

LNG jest paliwem konkurencyjnym kosztowo, szczególnie dla statków podróżujących do rosnącej liczby specjalnych stref kontroli emisji (ECA) w całym świecie. Komisja Europejska potwierdziła, że nie zamierza opóźniać wprowadzenia coraz bardziej restrykcyjnych, planowanych ograniczeń emisji. Czyste LNG, jak i w połączeniu z olejem dieslowskim, stosowanym w tzw. napędach dual fuel może pomóc spełnić w sposób efektywny coraz bardziej wyśrubowane standardy środowiskowe, przy kosztach porównywalnych lub niższych niż związanych z użyciem instalacji oczyszczania spalin w separatorach, katalizatorach czy z przechodzeniem na spalanie paliw o niskiej zawartości siarki.

Wszystkie powyżej opisane zastosowania LNG będą mogły być w pełni wykorzystane po możliwie szerokim rozwoju infrastruktury dystrybującej gaz skroplony. Dotychczas zbudowane instalacje skraplania gazu ziemnego nie pozwalają oprzeć przewidywanego rozwoju na produkowanym w Polsce LNG. Dlatego, duże nadzieje wzbudza szybko nadchodzący moment uruchomienia terminalu w Świnoujściu. Wydaje się, że będzie to okres intensyfikacji działań zmierzających do budowy systemów transportu, dystrybucji i zastosowania tej cieczy o niezwykłych właściwościach.

Podsumowanie

Bibliografia:

  1. Cylwik A., Dwórznik M., Miller A., Pacholska M., Puchała A., Szypuła M., Oszacowanie krajowego zapotrzebowania na tabor samochodowy zasilany CNG – na podstawie opinii głównych potencjalnych użytkowników. CASE-Doradcy, 2011.
  2. Bagniewski M., LNG – własnosci i zastosowanie, non-print paper, 2012.
  3. Greenhouse gas emissions and reductions - Fact sheet. Chesapeake Energy, July 2010.
  4. Gronowicz J., Ochrona środowiska w transporcie lądowym. Poznań-Radom 2004.
  5. Merkisz J., Pielecha I., Alternatywne paliwa i układy napędowe pojazdów. Poznań 2004.
  6. Electrical Generation Efficiency—Working Document of the NPC Global Oil & Gas Study, 18 July 2007.
  7. Journal of Jimei University (Natural Science). Xiamen 2010.
  8. Utilization of LNG cold. S.Hirakawa, University of Tokyo Minami-ku, Feb. 2003.
  9. Design analysis of a refrigerated warehouse using LNG cold energy. National Sun Yat-Sen University, Taiwan 2003.
  10. Chesapeake Energy Corp. unveils bold plan to transform U.S transportation fuels market and reduce OPEC oil imports, Chesapeake Energy News release July 11, 2011.
  11. EU Supports LNG Study, MarineLink.com July 20, 2011.
  12. Baltc council considers calling for mandatory use of LNG, Sustainable Shipping News, February 15, 2011.
  13. Oshima ECO-Ship 2020, DNV paper, June 01, 2011.
  14. Romaniszyn K., Alternatywne Zasilanie samochodów LPG i CNG Wydawnictwo WNT. Warszawa 2007.
  15. Piętak A., Imiołek M., Wierzbicki S., Imiołek A., Wielopaliwowy gazowy silnik o ZS jako pierwotne źródło energii. Część II. Wyniki badań wstępnych silnika Hatz 1B-40. A multi-fuel gas Powerem self-ignited engine as a primary source of energy. Part II. The results of primary research of HATZ 1B-40 engine. [w:] Dużyński A. (red.): Silniki gazowe – wybrane zagadnienia. Częstochowa 2010.
  16. Szyjko C.T., Jak dodać gazu.Wyd. Szkoły Wyższej Jańskiego, Warszawa 2012.
  17. Świerżewski M., rzadzenia elektryczne w obszarach zagrożonych wybuchem. Warszawa 2010.
  18. Triality. Taking the environmental and economic performance of VLCC a great step forward, DNV brochure 2012.

[1]    Emisja CO2 została obliczona przy założeniu całkowitego spalania paliw (źródło: dr Jarosław Osiak, SGGW). Streszczenie opracowania pt. Oszacowanie krajowego zapotrzebowania na tabor samochodowy zasilany CNG – na podstawie opinii głównych potencjalnych użytkowników.

[2]    M. Świerżewski, Urzadzenia elektryczne w obszarach zagrożonych wybuchem. Warszawa 2010, s. 23-29.

[3]    Greenhouse gas emissions and reductions - Fact sheet. Chesapeake Energy, July 2010.

[4]    Pary LNG początkowo cięższe od powietrza, po osiągnięciu -110ºC zaczynają przemieszczać się ku górze. W temperaturze otoczenia gaz ziemny ma gęstość par około 0,6 gęstości powietrza. Stosunkowo wysoka temperatura samozapłonu oraz ograniczony zakres palności sprzyja bezpieczeństwu dobrze zaprojektowanej instalacji gazowej. Trzeba jednakże pamiętać, że temperatura zapłonu metanu wynosi -188ºC, porównywalnie dla benzyny -43ºC, oleju napędowego ponad +62ºC, a oleju roślinnego ponad +130ºC. Jest to substancja skrajnie łatwopalna. Niewielka jest minimalna energia, niezbędna do zapalenia mieszaniny wybuchowej przez iskrę. Wynosi ona dla metanu 0,28 mJ. Przykładowo dla amoniaku 6,8 mJ, dla siarkowodoru 0,068mJ dla wodoru 0,018 mJ, a dla acetylenu 0,011 mJ.

[5]    M. Świerżewski, op. cit.

[6]    Triality. Taking the environmental and economic performance of VLCC a great step forward, DNV brochure 2012.

[7]    Rzeczpospolita 13-04-2011.

[8]    Baltc council considers calling for mandatory use of LNG, Sustainable Shipping News, February 15, 2011.

[9]    EU Supports LNG Study, MarineLink.com July 20, 2011.

[10]  Oshima ECO-Ship 2020, DNV paper, June 01, 2011.

[11]  Utilization of LNG cold. S.Hirakawa, University of Tokyo 2003.

[12]  Electrical Generation Efficiency—Working Document of the NPC Global Oil & Gas Study, 18 July 2007.

[13]  Design analysis of a refrigerated warehouse using LNG cold energy. National Sun Yat-Sen University, Taiwan 2003.

[14]  Journal of Jimei University (Natural Science). Xiamen 2010.

[15]  Chesapeake Energy Corp. unveils bold plan to transform U.S transportation fuels market and reduce OPEC oil imports, Chesapeake, Energy News release July 11, 2011.

[16]  Triality. op.cit.

[17]  European NGV shares in total vehicle market – http://www.ngvaeurope.eu/european-ngv-statistics, Streszczenie opracowania pt. Oszacowanie krajowego zapotrzebowania na tabor samochodowy zasilany CNG – na podstawie opinii głównych potencjalnych użytkowników.

[18]  Ibidem.

[19]  Więcej: http://usa.se.pl/twoje-pieniadze/gaz-twoja-dobra-energia/gaz-twoja-dobra-energia_80910.html

[20]  www.pgnig.pl (dostęp z dnia 15 czerwca 2012r.)

[21]  Zapotrzebowanie na wykorzystanie CNG wśród potencjalnych przedsiębiorców zostało opracowane na podstawie wyników badania CAWI/CATI. Badaniem zostało objętych 424 podmiotów. W wyniku przeprowadzonego badania ankietowego otrzymano 205 odpowiedzi, w tym 174 uzupełnione, które posłużyły jako dane do analizy zapotrzebowania na pojazdy zasilane CNG. Analiza wykazała, że podmiotami, najbardziej zainteresowanymi wprowadzeniem nowych pojazdów zasilanych CNG (przy wsparciu zewnętrznym z zakresie sfinansowania różnicy zakupu NGV (Natural Gas Vehicles) w odniesieniu do pojazdów na ON), są Przedsiębiorstwa Komunikacji Samochodowej oraz Miejskie Zakłady Komunikacji.

[22]  Rozwiązanie było ciekawe, ale istotna część przedsiębiorstw uzyskane środki przeznaczała na modernizację w pojazdach silników ON. W efekcie ponosiły one wysokie koszty eksploatacji, poprzez co inwestycja w CNG okazywała się nierentowna. Streszczenie opracowania pt. Oszacowanie krajowego zapotrzebowania na tabor samochodowy zasilany CNG – na podstawie opinii głównych potencjalnych użytkowników.