Často kladené otázky o CNG | www.hatiar.eu - Montáž LPG zariadení do osobných motorových vozidiel.

Čo je CNG?

CNG je označenie pre Compressed Natural Gas – teda stlačený zemný plyn.

Zemný plyn je horľavý plyn, ktorý sa získava v prírodných náleziskách a uskladňuje v podzemných zásobníkoch. Skladá sa zo zmesi uhľovodíkov.
Presné zloženie závisí od zdroja zemného plynu. Hlavnou zložkou je metán. Podiel metánu je rozhodujúci pre chod motora. Čím vyšší je podiel metánu, tým vyšší je energetický výnos (teda aj výkon motora).
Zemný plyn je k dispozícii v dvoch kvalitách, pretože jeho zloženie sa mení v závislosti od zdroja.
Vysoká kvalita má podiel metánu cca. 87% až 99%, nízka cca. 80% až 87%. Najmodernejšie vozidlá si po každom natankovaní CNG automaticky zmerajú podiel metánu svojimi senzormi a podľa výsledku prispôsobia režim práce motora.

CNG je jednou z troch alternatív, ktoré v roku 2001 vyhlásila Európska komisia za schopnú potenciálne nahradiť klasické motorové palivá o viac ako 5 % (zámerom EU je toto číslo zvýšiť do konca roka 2020 na 20 %). Ostatnými sú biopalivá a vodík. CNG je vo vozidlách stlačený pod tlakom 20 až 25 MPa.

Systém CNG ako relatívne nová technológia podlieha oveľa prísnejším kritériám než klasický palivový systém, takže je v skutočnosti odolnejší. Tlakové nádoby sú vybavené bezpečnostnými ventilmi, ktoré bránia pretlakovaniu alebo nežiadanému úniku (náraz, požiar vozidla...).

Taktiež je potrebné spomenúť rozdielne fyzikálne vlastnosti palív, kde zemný plyn vzplanie pri cca 600 ° C, zatiaľ čo benzín už pri cca 200 ° C. V porovnaní so vzduchom je zemný plyn ľahší a pri úniku sa rozptýli, no vytečené tekuté palivá zostávajú na mieste, môžu kontaminovať pôdu a v prípade neopatrnej manipulácie existuje vyššie nebezpečenstvo vzniku požiaru.

Vlastnosti CNG

Stlačený plyn má oktánové číslo 130. Je tak podstatne odolnejší proti samovznieteniu v porovnaní s benzínom s bežným oktánovým číslom 95. CNG sa lepšie zmiešava so vzduchom, rovnomernejšie plní valce a je tak šetrnejší k motoru vozidla. Samozrejme, optimálnu prevádzku s CNG dosiahnete len s motorom upraveným na tento typ paliva.

Prestavba na LPG už nie je žiadnou novinkou, avšak CNG predstavuje pomerne novú technológiu, ktorá prináša nielen nižšie prevádzkové náklady, ale tiež ekologickejšiu prevádzku:

  • pri spaľovaní CNG sa do ovzdušia dostáva podstatne menej škodlivých látok a skleníkových plynov, najmä oxidov síry, a to o 99 % menej
  • pri jeho spaľovaní nevznikajú takmer žiadne karcinogénne látky
  • exhalácia oxidu uhoľnatého je na výrazne nižšej úrovni než u konvenčných palív
  • pri práci motora na CNG nevzniká takmer žiadne množstvo karbónových usadenín

 

Aké sú hlavné výhody zemného plynu ako pohonnej hmoty?

Ekologické výhody

Vozidlá na zemný plyn produkujú výrazne menej škodlivín. A to ako dnes v emisných limitoch sledovaných škodlivín - oxidov dusíka NOx, oxidu uhoľnatého CO, pevných častíc PM, tak i karcinogenných látok - polyaromatických uhlovodíkov, aldehydov, aromátov vrátane benzénu. Rovnako vplyv na skleníkový efekt je pri vozidlách na zemný plyn menší v porovnaní s benzínom či naftou.

Pri tankovaní plynu nemôže dôjsť ku kontaminácii pôdy ako pri kvapalných palivách.

Ekonomická výhodnosť

Zemný plyn je dnes v porovnaní s benzínom výhodnejšou pohonnou hmotou. Súčasné ceny stlačeného zemného plynu sa pohybují okolo 0,98 €/kg, v porovnaní s benzínom sú nižšie.

Prevádzkové výhody

Lepšie zmiešanie plynu so vzduchom umožňuje rovnomernejšie plnenie valcov a tým menšie zaťažovanie motora. Vysoké oktánové číslo zemného plynu (130) umožňuje motoru pracovať i v oblasti výrazného ochudobnenia palivovej zmesi, zvyšuje sa odolnost voči klepaniu motora.
 Pri dvojpalivových systémoch sa zvyšuje celkový dojazd vozidel.

Vyššia bezpečnosť

Motoristi sa nemusia obávať o svoju bezpečnosť, napr. pri havárii, nakoľko CNG je vzhľadom k spôsobu uskladnenia vo vozidle a jeho vlastnostiam bezpečným palivom pre pohon automobilov. Zemný plyn sa voľne rozptyľuje, je ľahší než vzduch, má vysokú zápalnú teplotu. Potreba skladovať ho pod vysokým tlakom znamená, že je uskladnený v silnostenných tlakových nádobách, ktoré pevnostne vydržia niekoľkonásobný tlak, nádrže odolávajú nárazu pri havárii. Pre prípad prerušenia plynového potrubia sú nádrže istené bezpečnostnými ventilmi, které uzatvárajú nádrže, takže zemný plyn nemôže unikať a vytvárať tak výbušné prostredie. V prípade požiaru vozidla tavná poistka nádrží zaistí postupné vypúštanie a vyhorenie plynu, tak aby nedošlo k explozii nádrže.

Jednoduchá distribúcia plynu k užívateľovi

Zemný plyn je prepravovaný už vybudovanými plynovodmi, jeho používaním sa znižuje počet nákladných cisterien s kvapalnými pohonnými hmotami na cestách.

Väčšia perspektíva

Zásoby zemného plynu majú viac než dvojnásobnú životnost oproti rope, z ktorej sú vyrábané benzín, nafta a propán-bután.

Je prevádzka vozidiel na zemný plyn bezpečná?

Niektorí ľudia majú všeobecne z plynu obavy, v doprave je navyše používaný zemný plyn pod vyšším tlakom. V skutočnosti sú vozidlá na zemný plyn bezpečnejšie než vozidlá používajúce benzín alebo naftu. Tento fakt vyplýva z fyzikálnych vlastností zemného plynu a zo spôsobu uloženia CNG.

  • Zemný plyn je, oproti kvapalným palivám, ľahší ako vzduch.
  • Zápalná teplota zemného plynu je oproti benzínu dvojnásobná.

Hrubostenné plynové tlakové nádoby, vyrábané z ocele alebo kompozitných materiálov, sú bezpečnejšie, nárazu odolnejšie než tenkostenné (nezriedka plastové) nádrže na kvapalné pohonné hmoty. Tlakové nádoby prechádzajú sériou testov oveľa prísnejších v porovnaní so skúškami nádrží kvapalných palív. Hlavne sa skúša odolnosť proti nárazu, požiaru, zvýšenie tlaku.

Vo vozidle sú tlakové nádoby vybavené bezpečnostnými ventilmi s radom poistiek (automatické uzatváranie pri havárii vozidla, postupné odpúšťanie plynu a jeho postupné odhorievanie pri prípadnom požiari vozidla) takže nedochádza k deštrukcii a roztrhnutiu nádrží. Ani v praktickej prevádzke, pri havárii plynových vozidiel, kedy bol automobil totálne zničený alebo po požiari garáže plynových autobusov, nedošlo k výraznejšiemu poškodeniu plynových nádob.

Ako sa zemný plyn do vozidiel plní?

Zemný plyn z plynovodnej siete sa pomocou kompresora stláča na tlak 20-25 MPa. Stlačený zemný plyn je skladovaný v tlakových zásobníkoch, vzájomne prepojených. Vlastné plnenie je prepúšťanie stlačeného zemného plynu z tlakových zásobníkov prostredníctvom výdajného stojana do tlakovej nádoby vo vozidle. Plniaci konektor hadice výdajného stojana sa pripojí pomocou rýchloupínacieho systému na plniaci ventil vozidla.

Možno plniť do vozidla s pohonom na propán bután aj zemný plyn?

Nie. Jedná sa o rozdielne plyny a technológie plnenia. Pozor na zámenu zemného plynu a propán-butánu. Pokiaľ nedôjde k neodbornej zámene plniacich koncoviek je to aj technicky nemožné.

Môžem plniť auto na zemný plyn z plynovodnej prípojky na mojom pozemku?

Áno. S pomocou tzv. "Domácich plničiek", teda plniaceho zariadenia pre pomalé plnenie. Oficiálny medzinárodný názov je VRA - Vehicle Refuelling Appliance (zariadenia / prístroj / pre plnenie vozidiel). Plnenie áut zemným plynom sa vykonáva priamo pomocou kompresora, pričom môže byť tankované aj niekoľko vozidiel súčasne. Plnenie prebieha spravidla 5 - 6 hodín v čase, keď vozidlo nie je v prevádzke - v nočných hodinách alebo v prestávkach jazdy.

Je výhodnejší zemný plyn (CNG) alebo propán-bután (LPG)?

Výhody LPG oproti CNG

  • široká sieť čerpacích staníc na Slovensku a v Európe,
  • pri väčššine vozidiel väčší dojazd na jedno naplnenie,
  • nižšia cena plynovej prestavby,
  • nádrž zaberie menej miesta v automobile.

Výhody CNG oproti LPG

  • lepšie štartovacie vlastnosti pri nízkych teplotách (nepodstatné pri sekvenčných systémoch),
  • bezpečnosť - CNG (zemný plyn) je oproti LPG (propán-butánu) ľahší ako vzduch, a teda bezpečnejší pri prevádzke a manipulácii, propán-bután má prísnejšie podmienky garážovania. Uloženie v tlakových nádobách je niekoľkonásobne istené,
  • vozidlá môžu parkovatť v podzemných garážach,
  • stabilná kvalita paliva,
  • perspektíva využitia - zásoby zemného plynu sú dlhodobejšie než zásoby ropy, na ktorú je výroba propán-butánu viazaná.

Na akom princípe jazdia vozidlá na zemný plyn?

Plnenie vozidiel stlačeným zemným plynom (tlak 20 MPa resp. 200 bar) na CNG plniacich staniciach sa vykonáva prostredníctvom plniaceho ventilu. Palivovou nádržou CNG je plynová tlaková nádoba, väčšinou oceľová, ale stále viac sa presadzujú aj odľahčené nádoby z kompozitu. Pri moderných osobných automobiloch sú tlakové nádoby väčšinou umiestnené mimo batožinový priestor vozidla (na spodku vozidla), pri autobusoch potom spravidla na streche (nízkopodlažné autobusy). Pri jazde sa CNG prostredníctvom vysokotlakového plynového potrubia dostáva do vysokotlakového regulátora, kde dochádza k redukcii tlaku plynu na potrebný prevádzkový tlak podobne ako pri LPG. Krokový motorček (prípadne vstrekovacie trysky) na základe signálov z riadiacej jednotky priebežne upravuje množstvo plynu do zmiešavača (vstrekovačov) v optimálnom režime výkonu, spotreby paliva a množstva emisií. V sacom potrubí dochádza ku zmiešaniu paliva - zemného plynu so vzduchom a vytvorenie zápalné zmesi. Zmiešavač (vstrekovače) má rovnakú funkciu ako karburátor či vstrekovanie pri použití benzínu. Elektronická časť plynovej zástavby - riadiaca jednotka a emulátor (prerušovač vstreku) slúži k správnej prevádzke vozidla na zemný plyn, prerušuje vstrekovanie benzínu a riadi dávkovanie plynu. Na prístrojovej doske je umiestnený ukazovateľ množstva plynu, u dvojpalivových vozidiel vrátane prepínača plyn-benzín.

Aký je dojazd CNG vozidla na jedno naplnenie?

Všeobecne dojazd vozidla záleží na veľkosti, počte tlakových nádob a na spotrebe plynu konkrétneho automobilu, ďalej na charaktere prevádzky (mestský, mimomestský) a spôsobe jazdy. V priemere sa dojazd osobných automobilov pohybuje medzi 250 - 500 km. Sériovo vyrábané automobily s väčším objemom nádrží napr. FIAT Multipla majú dojazd 550 km. Priemerné dojazdy autobusov sa pohybujú medzi 450 km v mestskej premávke a viac ako 500 km v mimomestskej prevádzke.

Koľko vážia plynové tlakové nádoby a aký priestor vo vozidle zaberú?

Výrobcovia originálnych plynových osobných automobilov zachovávajú úžitkovú hodnotu vozidla, tj. nezaberajú nádržami batožinový priestor a umiestňujú väčší počet nádrží (spravidla 3 4 nádrže) menších rozmerov pod vozidlo alebo pod zadné sedadlá či do iných vhodných priestorov vo vozidle. Podobne je možné vykonať dodatočnú prestavbu, pokiaľ to konštrukcia vozidla umožňuje.

V prípade oceľových nádob ich váha v kg zhruba zodpovedá objemu v litroch (70 litrová váži približne 70 kg). Odľahčené nádoby z ľahkých hliníkových alebo kompozitných materiálov vážia 3 x menej.

V autobusoch, dodávkach a kamiónoch bývajú tlakovej nádrže umiestnené v batožinovom priestore alebo na streche (u nízkopodlažných autobusov), u nákladných automobilov na podvozku.

Aký je pomer výkonu automobilu na CNG oproti benzínovému?

Zemný plyn oktánové číslo 130, motor konštruovaný na zemný plyn teda oproti benzínovému motoru vyšší kompresný pomer a teda lepšie parametre. V ojedinelých prípadoch je však možné, že softvérovou úpravou je výkon motora pri prevádzke na LPG znížený z dôvodu predĺženia životnosti motora.

Je možné s vozidlom na zemný plyn parkovať v podzemných garážach?

Platné legislatívne predpisy SR, týkajúce sa garážovania CNG vozidel momentálne neriešia dotknutú problematiku.

Nebude zemný plyn (CNG) v budúcnosti zdražovať?

Cena zemného plynu sa neodvíja od ceny ropy resp. ropných produktov, takže je predpoklad zachovania trvalého rozdielu mezi základnou cenou (cena bez dane) benzínu a nafty a zemního plynu (CNG). Ceny oboch komodít niesú na seba naviazané, avšak klesajú či stúpajú takmer súbežne. Zemný plyn, vzhľadom k nákupným kontraktom však s malým oneskorením.

Čo znamenajú skratky CNG, LNG, LPG, NGV?

CNG (Compressed Natural Gas Stlačený zemný plyn
LNG (Liquefied Natural Gas) Skvapalnený zemný plyn
LPG (Liquefied Petroleum Gas) Skvapalnený ropný plyn
NGV (Natural Gas Vehicles) Vozidlá s pohonom na zemný plyn