Φυσικό αέριο κίνησης και μετατροπές οχημάτων

4,1Χιλ.

Μία εναλλακτική καύσιμη ύλη για οχήματα με σημαντική αυξητική τάση στην ευρωπαϊκή αγορά και την Ελλάδα.

Οι εξελίξεις στην Ελλάδα σχετικά με την διάδοση του φυσικού αερίου κίνησης αποτελούν σήμερα σημαντικό επιχειρηματικό παράγοντα. Βρίσκονται σε πρώτη προτεραιότητα από τους εμπλεκόμενους φορείς με το τοπίο να έχει ξεκαθαρίσει νομοθετικά, τα πρατήρια να αυξάνονται συνεχώς, η αγορά αυτοκινήτου να προσφέρει πολλές επιλογές οχημάτων, τα συνεργεία μετατροπών οχημάτων να αυξάνονται συνεχώς σε αριθμό και τα συστήματα μετατροπής των οχημάτων που προσφέρονται στην αγορά να είναι οικονομικότερα και με δυνατότητα πολλών επιλογών για τους χρήστες.

Το Φυσικό αέριο, ιδιότητες

Το Φυσικό Αέριο είναι ένα αέριο μίγμα υδρογονανθράκων. Εξάγεται από υπόγειες κοιλότητες και εξαιτίας των ιδιοτήτων του θεωρείται οικολογικό καύσιμο.

Βρίσκεται σε συνδυασμό με άλλα ορυκτά καύσιμα, σε κοιτάσματα άνθρακα, σαν συμπλέγματα μεθανίου και δημιουργείται από μεθανογενείς οργανισμούς σε έλη, βάλτους και χώρους υγειονομικής ταφής. Είναι μία σημαντική πηγή καυσίμων, μία κύρια πρώτη ύλη για λιπάσματα και (ένα σημαντικό αέριο του θερμοκηπίου).

• Το φυσικό αέριο που είναι κυρίως μεθάνιο δεν πρέπει να συγχέεται με το υγραέριο ή LPG. Επίσης δεν πρέπει σε καμία περίπτωση το υγραέριο να συγχέεται με το υγροποιημένο φυσικό αέριο (Liquefied Natural Gas – LNG).
• To φυσικό αέριο σε ατμοσφαιρική πίεση υγροποιείται σε μια θερμοκρασία κοντά στους -160°C (υπό το μηδέν). Η συνήθης πρακτική είναι το υγροποιημένο φυσικό αέριο να ψύχεται σε αυτή την πολύ χαμηλή θερμοκρασία και σε ατμοσφαιρική πίεση (ή ελαφρά αυξημένη κατά κάποια μικρά κλάσματα της ατμοσφαιρικής) για αποθήκευση και μεταφορά σε ειδικές κρυογενικές δεξαμενές.
• Σε περίπτωση αστοχίας ή ατυχήματος και διαρροής του προϊόντος δεν υπάρχει κίνδυνος ατυχήματος από απότομη εκτόνωση, όσο τουλάχιστον αυτό βρίσκεται σε ατμοσφαιρική πίεση. Υπάρχουν βέβαια άλλοι κίνδυνοι όπως η ανάφλεξη και η πρόκληση πυρκαγιάς.
• Το μεθάνιο είναι μη τοξικό, όμως είναι εξαιρετικά εύφλεκτο και μπορεί να δημιουργήσει εκρηκτικά μείγματα με τον αέρα όπως ήδη προαναφέρθηκε.
• Το μεθάνιο αντιδρά βίαια με οξειδωτές, αλογόνα και μερικές ενώσεις που περιέχουν αλογόνα.
• Το μεθάνιο είναι επίσης ασφυξιογόνο και μπορεί να εκτοπίσει το οξυγόνο μέσα σε έναν κλειστό χώρο.
• Η ασφυξία μπορεί να δημιουργηθεί εάν η συγκέντρωση οξυγόνου μειωθεί κάτω από 19,5% με εκτόπιση.
• Οι συγκεντρώσεις στις οποίες δημιουργούνται τα εύφλεκτα ή εκρηκτικά μείγματα είναι πολύ χαμηλότερες από την συγκέντρωση στην οποία εκδηλώνεται ο κίνδυνος ασφυξίας.

Σχήμα: Τυπικό διάγραμμα ηλεκτρονικής διαχείρισης κινητήρα μετά την μετατροπή

Φυσικό αέριο και μετατροπή οχημάτων

Καθοριστικός παράγοντας για την αποδοχή και την εξάπλωση της τεχνολογίας οχημάτων Φυσικού αερίου είναι το κόστος κτήσης και απόσβεσης ενός συστήματος φυσικού αερίου. Σήμερα όλα τα οχήματα μετατρέπονται σε οχήματα διπλού καυσίμου:

• Οχήματα συμβατικής τεχνολογίας (καρμπυρατέρ)
• Οχήματα κεντρικού ψεκασμού καυσίμου (μονός ψεκασμός)
• Οχήματα σειριακού ψεκασμού (πολλαπλός ψεκασμός)
• Οχήματα εμέσου ή άμεσου ψεκασμού καυσίμου
• Οχήματα βενζινοκίνητα -πετρελαιοκίνητα
• Οχήματα υβριδικά
• Οχήματα μικρής – μεγάλης ιπποδύναμης

Σε μία μετατροπή οχήματος ο τεχνίτης κατά την διάρκεια τον εργασιών θα πρέπει να ακολουθήσει προσεκτικά τις διαδικασίες εγκατάστασης οι οποίες αναφέρονται στην συνέχεια και ισχύουν τόσο για Βενζινοκινητήρες όσο και για Πετρελαιοκινητήρες, αναλυτικά:

α) Σημεία προσοχής πριν την εγκατάσταση:

• Το αυτοκίνητο θα πρέπει να βρίσκεται σε καλή μηχανική κατάσταση, να λειτουργεί σωστά ο κινητήρας και να έχει γίνει ένα βασικό service σε αυτόν.
• Να γίνει επιλογή κατάλληλου συστήματος μετατροπής, δεν λειτουργούν εξίσου καλά όλα τα συστήματα με όλα τα αυτοκίνητα.
• Να γίνει μελέτη του χώρου εγκατάστασης των εξαρτημάτων, τα εξαρτήματα πρέπει να τοποθετηθούν στην κατάλληλη θέση από πλευράς τεχνικής, λειτουργικότητας, χώρου και καλαισθησίας.

β) Σημεία προσοχής κατά την διάρκεια της εγκατάστασης:

• Να χρησιμοποιούνται κατάλληλα – πιστοποιημένα υλικά
• Να εφαρμόζονται οι κανόνες τεχνικής – ασφάλειας και σχολαστικά της νομοθεσίας
• Οι εργασίες να γίνονται από εκπαιδευμένους και πιστοποιημένους τεχνίτες σε αδειοδοτημένο συνεργείο

γ) Σημεία προσοχής μετά την εγκατάσταση:

• Να γίνεται έλεγχος διαρροών – ασφαλούς και καλής λειτουργίας του συστήματος και του οχήματος.
• Να γίνεται έλεγχος καυσαερίων, δεν μπορεί τα καυσαέρια στην λειτουργία του κινητήρα με βενζίνη να είναι χαμηλότερα από αυτά όταν ο κινητήρας λειτουργεί με φυσικό αέριο.
• Να γίνεται αλλαγή στην άδεια κυκλοφορίας (άδεια διπλού καυσίμου) – τεχνικός έλεγχος σε ΚΤΕΟ
• Να ενημερώνεται η ασφαλιστική εταιρεία του οχήματος για την τροποποίηση της άδειας κυκλοφορίας.   

Αυτά είναι τα βασικά σημεία προσοχής μιας εγκατάστασης ενώ η επιλογή μιας μετατροπής οχήματος με φυσικό αέριο ή και αγοράς ενισχύεται από τα παρακάτω κριτήρια:

• οι κινητήρες με χρήση φυσικού αερίου αποτελούν ένα περισσότερο οικολογικό σύνολο συγκριτικά µε τους απλούς βενζινοκινητήρες ή τους πετρελαιοκινητήρες
• ο χρόνος απόσβεσης και η διαφορά κόστους αγοράς προσφέρουν οικονομικό όφελος για τον χρήστη οδηγό
• τα έξοδα καυσίμου είναι σημαντικά οικονομικότερα με τις σημερινές συνθήκες
• οι μειωμένοι φόροι αποτελούν σημαντικό οικονομικό κίνητρο και διαφοροποιούνται από χώρα σε χώρα
• τοπικά οικονομικά κίνητρα από τους προμηθευτές αερίου
• τοπικοί περιορισμοί πρόσβασης σε συγκεκριμένες ζώνες κυκλοφορίας και
• το διαθέσιμο δίκτυο πρατηρίων

Σύγκριση LPG με το φυσικό αέριο CNG

Το LPG έχει μεγαλύτερη θερμαντική ικανότητα (94 MJ / m³ ισοδύναμη με 26,1kWh / m³) σε σχέση με το φυσικό αέριο (μεθάνιο) (38 MJ / m³ ισοδύναμη με 10,6 kWh/m³), πράγμα που σημαίνει ότι απλά το υγραέριο δεν μπορεί να αντικατασταθεί από το φυσικό αέριο.

Για να καταστεί δυνατή η χρήση των ίδιων ελέγχων των καυστήρων και για να παρασχεθούν παρόμοια χαρακτηριστικά καύσης, το LPG μπορεί να αναμιχθεί με αέρα για να παράγει ένα συνθετικό φυσικό αέριο (Synthetic Natural Gas – SNG) το οποίο εύκολα μπορεί να αντικατασταθεί.

Οι αναλογίες ανάμειξης LPG / αέρα είναι κατά μέσο όρο 60/40, αν και αυτό κυμαίνεται κατά πολύ με βάση τα αέρια που δημιουργεί το LPG.

Σύγκριση φυσικού αερίου CNG με την βενζίνη

Η απόδοση του CNG είναι περίπου 10 έως 15% χαμηλότερη από αυτή της βενζίνης. Όμως με αυτό επιτυγχάνονται μεγαλύτερες συμπιέσεις και επομένως μεγαλύτεροι βαθμοί απόδοσης. Αυτό οφείλεται στην αντικρουστική ικανότητα του CNG η οποία φθάνει τα 120 ή και 130 RON, γεγονός που δίνει τη δυνατότητα για συμπιέσεις μέχρι 13:1 σε σχέση με το 8:1 ή 9:1 (βαθμοί οκτανίων) που έχει η κανονική βενζίνη.

Επομένως το CNG είναι ιδανικό για λειτουργία του κινητήρα με υπερπλήρωση δηλ. κινητήρες (τούρμπο) με υπερσυμπιεστή.

Ένα άλλο πλεονέκτημα του CNG είναι η οικονομία που επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας «φτωχά» μίγματα καυσίμου με λ=1,7.

 

Ενεργειακή Ισοδυναμία CNG με LPG & Βενζίνη

H χρήση του φυσικού αερίου CNG στα οχήματα

• Η χρήση CNG μειώνει τις εκπομπές όλων των ρυπαντών που εκπέμπονται από το όχημα σε σχέση με τις εκπομπές που παράγονται από άλλα καύσιμα οχημάτων, εκτός του υδρογόνου.
• Μειώνεται το «νέφος» της αιθαλομίχλης που εμφανίζεται στις μεγάλες πόλεις.
• Είναι ασφαλές στη χρήση του, ελαφρύτερο από τον αέρα, δεν είναι τοξικό και διαχέεται εύκολα στην ατμόσφαιρα.
• Δεν περιέχει αιωρούμενα σωματίδια όπως το πετρέλαιο και μειώνει τις εκπομπές του διοξειδίου άνθρακα (CO2) που είναι αέριο του «θερμοκηπίου».
• Οι εκπομπές καυσαερίων οχήματος που χρησιμοποιεί CNG αντί βενζίνης είναι χαμηλότερες, γιατί η θερμοκρασία ανάφλεξης του CNG είναι υψηλότερη απ’ ότι της βενζίνης και η καύση με CNG είναι αποδοτικότερη απ’ αυτή της βενζίνης.
• Η χρήση του μειώνει το κόστος συντήρησης του κινητήρα, γιατί απαιτεί λιγότερο συχνές αλλαγές λαδιού κινητήρα. Τα σωματίδια που περιέχονται σε άλλα καύσιμα, κυρίως στο πετρέλαιο αλλά και στη βενζίνη, δεν υπάρχουν στο CNG και επομένως δεν “βρωμίζει” το λάδι λίπανσης του κινητήρα.
• Χαμηλότερο κόστος μεταφοράς καυσίμου σε πρατήρια φυσικού αερίου, γιατί μεταφέρεται με δίκτυο σωληνώσεων και όχι με βυτιοφόρα όπως τα υγρά καύσιμα.
• Η αποθήκευση του CNG στα οχήματα απαιτεί πρόσθετο χώρο. Εάν ένα όχημα μετατραπεί ώστε να λειτουργούν δύο καύσιμα (βενζίνη και CNG), απαιτείται πρόσθετος χώρος για τη δεξαμενή του CNG που αποτελείται από ένα ή περισσότερους κυλίνδρους. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να καταλαμβάνεται ωφέλιμος χώρος από το πορτ μπαγκάζ εάν το όχημα είναι επιβατικό, ή από τον ωφέλιμο χώρο φόρτωσης εάν το όχημα είναι van ή ελαφρύ φορτηγό.
• Οι κύλινδροι αποθήκευσης του CNG έχουν πρόσθετο βάρος το οποίο φορτίζει το σύστημα ανάρτησης του οχήματος μονίμως.
• Ο μικρός αριθμός πρατηρίων, χρήση του CNG για να είναι συμφέρουσα λόγω της χαμηλότερης τιμής του απ’ ότι η βενζίνη, πρέπει να εξυπηρετείται από εύκολη πρόσβαση σε πρατήρια CNG.

Οι εξελίξεις στην Ελλάδα

Θα πρέπει να επισημανθεί ότι οι εξελίξεις στην Ελλάδα σχετικά με την διάδοση του φυσικού αερίου κίνησης βρίσκονται σε πρώτη προτεραιότητα από τους εμπλεκόμενους φορείς με το τοπίο να έχει ξεκαθαρίσει. Οι εξελίξεις αυτές αφορούν:

• Το Νομικό πλαίσιο, υπάρχει και έχει ολοκληρωθεί το νομικό πλαίσιο για την κίνηση των οχημάτων με φυσικό αέριο τόσο για καινούργια, τα μεταχειρισμένα εισαγωγής όσο και για την μετατροπή των οχημάτων σε οχήματα διπλού καυσίμου.
• Τα συνεργεία που ασχολούνται με τις μετατροπές οχημάτων αεριοκίνησης αυξάνονται συνεχώς σε αριθμό ενώ διαθέτουν σήμερα όλη την απαιτούμενη υλικοτεχνική υποδομή και εμπειρία.
• Τα συστήματα μετατροπής των οχημάτων προσφέρονται στην αγορά οικονομικότερα και με δυνατότητα πολλών επιλογών για τους χρήστες.
• Πρατήρια, σε εξέλιξη βρίσκεται η δημιουργία δικτύου πρατηρίων φυσικού αερίου, τόσο στις πόλεις Αθήνας και Θεσσαλονίκης όσο και στον οδικό άξονα Αθήνας – Θεσσαλονίκης με περισσότερα από 8 πρατήρια σήμερα να εξυπηρετουν τα οχήματα φυσικού αερίου.
• Αυτοκίνητα, σήμερα στην Ελληνική αγορά υπάρχουν διαθέσιμα από τις περισσότερες μεγάλες αντιπροσωπείες οχήματα που κινούνται με φυσικό αέριο, μικρά, μεσαία και μεγάλα επιβατικά, φορτηγά αλλά και οχήματα δημοσίας χρήσης.

Με την ανάπτυξη των πρατηρίων φυσικού αερίου, της αγοράς οχημάτων, της αγοράς συστημάτων φυσικού αερίου μετατροπής των οχημάτων αλλά και την διεύρυνση των συνεργείων εγκατάστασης αυτών των συστημάτων, αναμένονται οι εξελίξεις στην αεριοκίνηση να είναι σημαντικές στην Ελληνική αγορά με εξίσου σημαντικά οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη.