PŘESTAVBY CNG

CNG
CNG (Compressed Natural Gas) je stlačený zemní plyn. Je používán jako palivo pro pohon motorových vozidel a je považován za relativně čistější alternativu k benzínu a motorové naftě.

Přestavba motorů na CNG z dieselových motorů (nahrazuje naftu) snižuje emise na úroveň normy Euro 5 bez nutnosti dodatečného čištění výfukových plynů. Cena paliva je o něco nižší než cena nafty, proto je provoz na CNG ekonomicky výhodnější.

Nevýhodou je zmenšení zavazadlového nebo nákladového prostoru, kde jsou umístěny nádrže na CNG a řídká síť čerpacích stanic. Proto se v Česku CNG nejčastěji používá k pohonu městských autobusů.

Zemní plyn (NG) se využívá u zážehových motorů (ve vznětovém cyklu nelze směs zapálit - má vyšší teplotu vzplanutí). Dnes se již dieselové motory nepřestavují. Vyrábějí se motory přímo pro CNG (jako např. Irisbus na obrázku). Zážehový (benzínový) motor se nepřestavuje, změní se (nebo přidá) palivový systém pro zemní plyn. Auta mohou být dvoupalivová (většina modelů na Českém trhu), mají dvě nádrže - na CNG a benzín. Motor konstruovaný přímo pro zemní plyn (Dedicated Natural Gas Engine) dosahuje o něco lepší parametry než motor benzínový, spalující zemní plyn (jiný kompresní poměr, časování rozvodů, chlazení).

Rovněž nádrže na CNG u současných vozidel (Fiat, Opel, VW, Mercedes, Škoda Octavia 2.0 CNG (prototyp)) jsou zabudovány v podvozku vozidla, jako nádrž benzínová a nezmenšují zavazadlový prostor.

V současné době připravujeme možnost přestavby vozidel na CNG.


LNG
LNG je zkratka pro zkapalněný zemní plyn (Liquefied Natural Gas). Zemní plyn se ve zkapalnělé formě v přírodě prakticky nevyskytuje. Je zkapalňován po vytěžení, aby mohl být dopravován na odbytiště, většinou pomocí tankerů. Lodní dopravou může být zemní plyn přepravován pouze ve formě LNG. Lodní flotila pro transport LNG je ale omezená a současně náročná na bezpečnost i údržbu. Lodní terminály pro LNG jsou nákladné a je jich málo.

Zkapalněný zemní plyn - LNG
V současné době jsou pro pohon automobilů nejvíce využívanými plyny propan butan a zemní plyn, ten především stlačený – CNG, v menší míře pak zkapalněný – LNG (Liquefied Natural Gas). Na LNG dnes ve světě jezdí přibližně několik tisíc vozidel, nejvíce v USA. Nárůst využívání LNG je v nejbližších letech očekáván v Asii (Čína, Korea) a v Evropě (Anglie, Německo, Španělsko). LNG se v některých státech, např. Itálie, USA, Japonsko, začal používat ve větším měřítku jako alternativní palivo pro automobily, neboť vyfukové plyny z jeho spalování jsou podstatně méně škodlivé zejména v porovnání s dieselovými motory.

Vlastnosti:
Zkapalněný zemní plyn je 90–100% metan (se zbytky etanu, propanu, vyšších uhlovodíků, dusíku …), který je zchlazen na -162°C při atmosférickém tlaku.
Zkapalněný zemní plyn je studená, namodralá, průzračná kapalina bez zápachu, nekorozívní, netoxická, s malou viskozitou.
Zkapalněný zemní plyn zaujímá cca 600 x menší objem než plynný zemní plyn.
Hustota LNG je 0,4 – 0,42 kg/m3.
1 kg LNG má výhřevnost 54,8 MJ, 1 litr LNG 22,2 MJ.
Zápalná teplota LNG je 540°C.

VÝHODY CNG

Výhody:
Zemní plyn má velký potenciál pro využití jako motorové palivo. Je levný, má vysoké oktanové číslo, jedná se o čisté palivo, které nemá problémy se současnými i budoucími emisními limity. Zemní plyn může být užíván jako motorové palivo v klasickým spalovacích motorech, benzínových nebo přímo plynových. Pro využívání zemního plynu ve vozidlech je zapotřebí speciální zásobník plynu a vstřikovací systém. Zemní plyn lze využívat jednak ve formě stlačeného plynu (tlak 200 barů), tak ve zkapalněné formě (při teplotě -162°C). „Vysokotlaká“ verze je v současnosti preferovanější variantou.
Technologie zemního plynu je plně vyvinutá a v dlouholeté praxi vyzkoušená. Ve světě jezdí na zemní plyn více než 3 miliony vozidel v 60 zemích.
Kromě možnosti přestavovat existující benzínová vozidla stále více automobilek nabízí přímo vozidla s pohonem na zemní plyn.
Delší životnost zásob zemního plynu oproti ropě a rovnoměrnější rozložení nalezišť zemního plynu ve světě je velmi významnou skutečností pro budoucí rozvoj využití zemního plynu v dopravě.

Jednoduchost distribuce plynu k uživateli.
Zemní plyn je přepravován již vybudovanými plynovody, jeho používáním se snižuje počet nákladních cisteren s kapalnými pohonnými hmotami na silnicích


Nevýhody:
Nedostatečná infrastruktura.
Každé alternativní palivo, které se snaží konkurovat tradičním pohonným hmotám, trpí neexistencí dostatečné infrastruktury potřebné k rozšíření jeho užití. Zejména se jedná o problém menšího počtu plnících stanic.

Vyšší náklady.
a) Vyšší náklady na vozidlo:
- přestavby vozidel na plyn zvyšují cenu vozidla vzhledem k investici na pořízení (schválení) plynové zástavby do vozidla
- sériově vyráběné plynové vozy jsou dražší (menší počty kusů, individuelní výroba)

b) Vyšší náklady na plnící stanice, na díly plynových zástaveb
Vzhledem k doposud malému rozšíření a tudíž malosériové výrobě plynových vozidel jsou náklady vyšší. Lze očekávat, že náklady klesnou s širším využíváním zemního plynu v dopravě.

Zhoršení stávajícího komfortu

• Nutnost pravidelných kontrol plynových zástaveb
• Zmenšení zavazadlového prostoru nebo užitného prostoru o prostor, který zabírá tlaková nádrž
  Pozn. je možno řešit umístěním tlakové nádrže na střechu (autobusy), pod vozidlo (osobní, nákladní automobily) nebo do jiných prostor (př. místo náhradního kola).

Provozní nevýhody

• Zvýšení celkové hmotnosti automobilu a tím snížení povolené hmotnosti užitečné v důsledku instalace tlakové nádrže na plyn
  Pozn. řešením je užití tlakových lahví z kompozitních materiálů, které jsou až 5x lehčí než tradiční ocelové
• Zpřísněná bezpečnostní opatření (garážování, opravy ...)
• Snížení výkonu motoru (o cca 5–10 %) u přestavovaných vozidel
• Menší dojezd CNG vozidel oproti klasickým palivům (osobní automobil dodatečně upravený na provoz na zemní plyn – 200–250 km).

Výhody LNG:

• větší dojezd vozidla na LNG oproti CNG (jedna z hlavních nevýhod CNG), na srovnatelnou úroveň s klasickými pohonnými hmotami
  Pozn. pro srovnání:
   - 1,5 litru LNG energeticky odpovídá 1 litru benzínu
   - 1,7 litru LNG energeticky odpovídá 1 litru nafty
  
• vysoce čisté palivo s minimem škodlivých emisí,
• vysoká hustota energie (srovnatelná s ropnými látkami),
• nepříliš těžká palivová nádrž,
• doba plnění srovnatelná s klasickými palivy,
• bezpečnější provoz (vyšší zápalná teplota LNG oproti benzínu),
• oproti CNG zmenšení objemu palivových nádrží a tím zvětšení úložného prostoru ve vozidle.

Nevýhody LNG:

• uchovávání za velmi nízkých teplot
• odpar z nádrže při delší odstávce vozidla
• složitější a nákladnější technologie v porovnání se stlačeným zemním plynem
• jiná technologie plnění vozidel a nová rizika při tankování