Różnice pomiędzy LNG i CNG – co lepsze dla transportu dalekobieżnego?

Skroplony gaz ziemny (LNG - Liquefied Natura Gas)

Skroplony gaz ziemny (LNG) jest uzyskiwany z gazu ziemnego (metanu) po oczyszczeniu w procesie obniżania temperatury do -162ºC przy podniesionym ciśnieniu gazu ziemnego Aby utrzymać stan ciekły należy możliwie efektywnie ograniczać jego ogrzewanie przez otoczenie co powoduje także wzrost ciśnienia w zbiorniku. 

Skroplenie gazu ziemnego jest najbardziej efektywną metodą na jego przechowywanie w pojeździe, bowiem zmniejsza objętość ponad 600-krotnie. Dzięki temu LNG jest paliwem o znacznie wyższej gęstości energii (Liczba Oktanowa = 130) w porównaniu z np. gazem sprężonym CNG (liczba oktanowa 110), wartość opałowa -45MJ/m3.

Skroplony gaz ziemny musi być przechowywany w specjalnych (bardzo dobrze izolowanych termicznie – najczęściej próżniowo) zbiornikach kriogenicznych.

Zastosowanie gazu ziemnego w stanie ciekłym pozwala na zminimalizowanie ilości miejsca jakie potrzebne jest do jego przechowywania w pojeździe. Jest to szczególnie istotne w pojazdach ciężarowych. Dlatego skroplony gaz ziemny jest stosowany przede wszystkim w pojazdach, które poruszają się na długich dystansach (dalekodystansowe pojazdy ciężarowe).

LNG jak każde paliwo metanowe bazujące na gazie ziemnym, który jest najczystszym paliwem kopalnym (czystość ok. 95%) emituje przy spalaniu minimalne ilości szkodliwych składników spalin. Jest to zasługa bardzo prostej budowy chemicznej metanu (CH4) – najprostszego z węglowodorów, który jest głównym składnikiem gazu ziemnego.

Dodatkowo uzyskanym efektem jest obniżenie poziomu hałaśliwości pracy silnika, co pozwala na wjazdy samochodów ciężarowych do stref wydzielonych miast, jazdy nocą oraz poprawia warunki pracy kierowcy.

Zalety stosowania paliwa gazowego LNG:

• prostsza konstrukcja silnika i osprzętu – nie stosuje się SCR z AD Blue, EGR, turbo sprężarek 
• zmniejsza koszty wytwarzania, mniejsza awaryjność
• zminimalizowanie ilości miejsca na składowanie paliwa;
• duży zasięg przejazdu na pełnym zbiorniku – 1200 – 1500 km;
• małe zużycie paliwa 23-24kg/100km;
• niskie ceny paliwa – zniesienie akcyzy (PL),
• zawieszenie opłat  drogowych (D),
• duża gęstość i własności energetyczne paliwa porównywalne z ON;
• łatwość transportu LNG cysternami drogowymi, co powoduje, że zaopatrzenie stacji tankowania praktycznie niczym nie różni się zaopatrzenia klasycznych stacji w paliwa silnikowe.

Wady stosowania paliwa gazowego LNG:

• zbiornik kriogeniczny o ograniczonej pojemności (ok. 290- 350 kg), ograniczający zasięg pojazdu;
• niska odporność paliwa na wzrost temperatury otoczenia – wzrost ciśnienia i ubytki w zbiornikach pojazdów i stacji paliw,
• utrata energii w paliwie podczas dłuższego przestoju – konieczność wymiany paliwa w zbiorniku,
• trudności w awaryjnej dostawie paliwa do pojazdu na drodze,
• małe nasycenie sieci stacji tankowania, 
• znaczny stopień zanieczyszczenia spalin tlenkami azotu NOx 

W samochodach osobowych, dostawczych ze względów technicznych nie można zastosować LNG. Nie ma dostatecznie małych zbiorników kriogenicznych, które mogłyby znaleźć zastosowanie w tego typu pojazdach.

Stosowanie paliwa gazowego CNG (Compressed Natural Gas)

Sprężony gaz ziemny - ciśnienie 20- 25 MPa, wartość energetyczna -1m3gazu (0,7 kg) = 1L benzyny, wartość opałowa - 50MJ/kg.

Zalety w stosunku do paliwa gazowego LNG:

• niższa cena zakupu pojazdu,
• brak konieczności inwestowania w infrastrukturę do tankowania paliw metanowych,
• gęsta sieć stacji paliw w Europie (Włochy, Niemcy);
• niższe koszty eksploatacji - zastosowanie w komunikacji miejskiej posiadającej możliwość dostaw  butli gazu  CNG;
• łatwość dostawy  i wymienności  butli w różnych warunkach  eksploatacji;
• możliwość zamiany rodzaju paliwa  i użycia paliwa CNG w silnikach LNG poprzez odparowanie.

Wspomniany wcześniej IVECO Stralis jest także przykładem zastosowania zarówno LNG jak i CNG w tym samym pojeździe. Może być wyposażony w zbiorniki LNG lub CNG. Co ciekawe Stralis jest oferowany także w wersji wyposażonej w zbiorniki LNG i CNG jednocześnie, co pokazuje elastyczność z jakim producent podchodzi do możliwości potencjalnych użytkowników tego pojazdu. Rozwiązania takie stosowane są również w autobusach regionalnych (Scania Interlink).

Wady w stosunku do paliwa gazowego LNG:

• znaczny ciężar butli z gazem CNG zwiększający zużycie paliwa i masę pojazdu,
• niski przebieg - ok. 300 - 500km uniemożliwiający eksploatację na długich dystansach,
• konieczność posiadania znacznej ilości butli zapasowych i ich rotacja w napełnianiu,
• konieczność modernizacji układu zapłonowego na ZI lub zastosowanie wtrysku bezpośredniego do kolektora dolotowego.

Z pewnością skroplony gaz ziemny (LNG) nie jest paliwem, które zastąpi gaz ziemny w postaci sprężonej (CNG). Zarówno jeden jak i drugi rodzaj paliwa metanowego mają swoje zastosowania i są wykorzystywane w różnych rodzajach przewozów coraz częściej, tak dzięki odpowiednim zachętom i ofercie na dostawy gazu ziemnego, każdorazowo dostosowywanej do konkretnego użytkownika i specyfiki pracy jego pojazdów.

Francuska energetyka jest wyjątkowo czysta, dzięki atomowi i elektrowniom wodnym, zaledwie kilka procent energii elektrycznej powstaje w źródłach emisyjnych. 

W Polsce ta struktura emisji CO2 jest inna, gdyż podstawowym „Trucicielem” jest energetyka, która oparta jest na spalaniu węgla.

Obowiązująca od niedawna ustawa o transformacji energetycznej  wymusza  w Polsce  działania redukujące emisję CO2 w pierwszej kolejności przez energetykę. Jednakże nasze pojazdy poruszają się po całej Europie, gdzie priorytety są inne. Propagowane będą pojazdy ekologiczne poprzez zastosowanie odpowiednich preferencji ekonomicznych (ceny paliw, ulgi podatkowe, wysokość opłat drogowych - np. Niemcy) oraz prawnych (zakazy wjazdu do miast, ograniczenia regionalne - Alpy).

LNG jest jedynym dostępnym obecnie paliwem, alternatywnym wobec diesla w drogowym transporcie towarów na duże dystanse.

Raport francuskiego ministerstwa ekologii stwierdza, że ani CNG (sprężony gaz ziemny) ani napęd elektryczny nie są w stanie jednocześnie zapewnić wystarczającego zasięgu i odpowiedniej mocy silnika, by konkurować z napędem dieslowskim przy przewożeniu ładunków.