LNG – wady i zalety
Coraz wyraźniej widoczne wokół nas zmiany klimatyczne, wymuszają podjęcie zdecydowanych działań. Przyjęty do realizacji Europejski Zielony Ład zakłada 90-procentową redukcję emisji CO2 w sektorze transportu do 2050 roku. Dla transportu drogowego, jednym z najbardziej zaawansowanych i realnie dostępnych (technologicznie i finansowo) narzędzi do realizacji założonego celu jest wykorzystanie w silnikach samochodów ciężarowych gazu ziemnego w postaci CNG lub LNG.
Transport drogowy wykorzystuje obecnie dwa rodzaje gazu: mieszaninę propanu i butanu (LPG) oraz gaz ziemny (metan) w dwóch postaciach: CNG i LNG. Trwają także zaawansowane prace nad wykorzystaniem wodoru, jednak problemy i koszty związane z jego produkcją i budową infrastruktury w akceptowalnych kosztach, wskazują na to, że jeszcze długo może on pozostać paliwem doświadczalnym, mimo niezaprzeczalnych zalet.
Liczba ogólnodostępnych stacji LNG w Europie zwiększyła się w ciągu ostatniego 1,5 roku o 170 lokalizacji z 230 do 404. W niektórych państwa niemal się podwoiła. Włochy – z 50 do 97; Hiszpania – z 44 do 71; Francja – z 35 do 49; Holandia – z 24 do 28; Szwecja – z 10 do 24; Niemcy – z 8 do 59; Finlandia – z 8 do 10; Portugalia – z 6 do 10; Polska – z 3 do 7. Niechlubnym wyjątkiem jest Wielka Brytania, gdzie zlikwidowano 8 stacji, redukując ich liczbę do 15.
Źródło: NGVA
Gaz – ale jaki?
Mało popularnym w samochodach ciężarowych, lecz nadal wykorzystywanym gazem jest LPG (ang. Liquefied Petroleum Gas). Jest to gaz będący mieszaniną propanu i butanu. Łatwy do transportu, magazynowania i dystrybucji. Sprężony zaledwie do 2 barów zmienia stan skupienia i staje się cieczą. Po skropleniu objętość LPG zmniejsza się ok. 270 razy. Obecnie w ofercie producentów pojazdów w UE nie ma ciężarówek czy autobusów zasilanych LPG. Gaz ten w pojazdach użytkowych wykorzystywany jest w montowanych na rynku wtórnym instalacjach gazodiesla. Ze względu na małe zastąpienie ropy gazem (ok. 25%) popularność takich instalacji jest jednak niewielka.
Najbardziej popularnym w ciężarówkach i najbardziej perspektywicznym w transporcie drogowym gazem jest metan, czyli gaz ziemny, który występuje na rynku w dwóch postaciach: CNG oraz LNG.
CNG (ang. Compressed Natural Gas) jest to gaz ziemny (metan) w postaci sprężonej do ciśnienia 200-250 barów. W samochodach magazynowany jest w ciężkich zbiornikach stalowych lub lżejszych lecz droższych kompozytowych. Po sprężeniu, objętość metanu zmniejsza się ok. 350 razy. Jest lżejszy od powietrza. Zbiorniki wykorzystywane do tankowania CNG mają kształt wyłącznie walcowy.
LNG (ang. Liquefied Natural Gas) jest to gaz ziemny w postaci skroplonej. Aby przyjął postać cieczy konieczne jest schłodzenie metanu do temperatury poniżej -162°C. Jego największą zaletą jest fakt, że w takiej postać zmniejsza swoją objętość aż 630 razy. Ta cecha sprawia, że transport LNG przy użyciu cystern jest łatwy i opłacalny, a stosowane obecnie zbiorniki w ciężarówkach pozwalają na przejechanie ok. 1000 km.
Na jedno lub dwa
Producenci silników wykorzystują obecnie dwie technologie zasilania gazem: gazowe jednopaliwowe i gazodiesle.
Gazowe jednostki jednopaliwowe: ze względu na podobieństwa procesu spalania metanu i benzyny silniki gazowe mają te same cechy budowy i zasadę działania co jednostki benzynowe – zapłon iskrowy i niski stopień sprężania. Względem silników Diesla, jednostki jednopaliwowe mają pewne ograniczenia. Oferowane na rynku silniki gazowe do samochodów ciężarowych mają moc ok. 300-420 KM
oraz charakterystykę pracy zbliżoną do jednostek benzynowych (niższy moment obrotowy, dostępny przy wyższych obrotach silnika, brak skutecznego hamulca silnikowego).
Z trzech marek (IVECO, Scania, Volvo) oferujących pojazdy na LNG tylko Volvo ma silnik dwupaliwowy. Ponad 95% spalanego w nim paliwa to jednak metan.
Technologia gazodiesla polega na jednoczesnym podawaniu do cylindra oleju napędowego oraz gazu (zwykle w ilości ok. 95%). Dawka oleju napędowego, pełni rolę inicjatora zapłonu, jakby świecy zapłonowej. Silniki takie mają wszystkie cechy jednostek wysokoprężnych: wysoki stopień sprężania, wysoki moment obrotowy oraz moc. Aby silnik przygotować do zasilania dwupaliwowego montuje się instalacje gazowe podobne do klasycznych instalacji LPG znanych z aut osobowych. Co ciekawe, montaż takich instalacji nie wymaga ingerencji w konstrukcję silnika.
Ile tego jeździ?
Rynek samochodów ciężarowych LNG jest delikatnie mówiąc w powijakach. Zaledwie trzech producentów oferuje gazowe ciężarówki w technologii LNG. IVECO i Scania stawiają na silniki jednopaliwowe, Volvo zaś promuje gazodiesla. IVECO oferuje 460-konnego S-WAY-a NP, Scania proponuje typoszereg G i R z silnikiem 410 KM, zaś Volvo 460-konne FH i FM.
Zaletą LNG jest możliwość przewożenia go w stanie płynnym, łatwość tankowania (chociaż potrzebny jest do tego specjalny pistolet i wyszkolony człowiek). Gaz nie dość, że jest pod wysokim ciśnieniem, to jeszcze ma ekstremalnie niską temperaturę. Tankowanie dalekobieżnego ciągnika siodłowego trwa jednak zaledwie kilkanaście minut i wystarczy nawet na ok. 1500-1600 km.
Po naszych drogach jeździ obecnie ponad 3500 ciężarówek napędzanych gazem ziemnym (CNG i LNG). W minionym roku sprzedano w Polsce 624 ciężarówki LNG, co dziwne, jednocześnie zarejestrowano tylko 64 pojazdy CNG, które, zwykle jako pojazdy komunalne do niedawna napędzały rynek „gazowców”. Liderem, dzięki konsekwentnie realizowanej promocji tej technologii zostało IVECO sprzedając 386 sztuk modelu S-WAY. Druga była Scania znajdując klientów na 124 ciężarówki. Trzecie miejsce zajęło Volvo ze swoim gazodieslem sprzedając 114 egzemplarzy.
Jak widać oferta nie jest bogata. Pozostali gracze na rynku ciężarówek nieustannie „testują i badają” technologię LNG. Warto wspomnieć, że LNG staje się także interesującym paliwem za naszą wschodnią granicą. Kamaz i MAZ w 2019 roku pokazały ciężarówki LNG bazujące na 400-konnych, 11,5-litrowych chińskich silnikach Weichai Power (zbudowanych przy współpracy z kanadyjską firmą Westport) spełniających normę Euro 5.
Infrastruktura wciąż w powijakach
Aby rynek ciężarówek LNG mógł się rozwijać konieczna jest infrastruktura, a z tym jest krucho. Ze względu na wysoki koszt budowy stacji LNG i długi czas zwrotu (wynikający z małej liczby samochodów LNG), niewiele firm decyduje się na taką inwestycję bez dodatkowego wsparcia ze środków publicznych.
Obecnie działa w Polsce 7 ogólnodostępnych stacji LNG i około 10 stacji tzw. wewnątrz zakładowych. Dokładna liczba nie jest znana, bowiem nie istnieją oficjalne rejestry takich obiektów. Stacje ogólnodostępne zlokalizowane są w Olsztynie, dwie w Warszawie, dwie w okolicach Wrocławia przy A4. Jedna jest w Śremie i w Krzywej k. Bolesławca przy autostradzie A4.
IVECO najmocniej postawiło na zasilanie LNG i jest na naszym rynku zdecydowanym liderem w sprzedaży takich ciężarówek. Na zdjęciu ciągniki S-WAY Natural Power dostarczone jednemu z polskich przewoźników.
Według planu Ministerstwa Klimatu i Środowiska do 2025 roku powinno powstać 14 stacji LNG rozlokowanych co 400 km wzdłuż sieci TEN-T (Transeuropejskiej Sieci Transportowej). Dotyczyć to ma tras: A1, A2, A4, S3, S7, S8, Jednak ministerstwo nie docenia prywatnego biznesu. Według optymistycznych prognoz do końca 2021 roku działać może nawet 20 ogólnodostępnych stacji LNG. Dzięki temu możliwe stanie się stworzenie podwalin pod rozwój transportu międzynarodowego opartego na LNG. Według danych NGVA Europe (European Natural and Bio Gas Vehicles Association – Europejskiego Stowarzyszenia na rzecz Pojazdów Zasilanych Gazem Ziemnym i Biogazem) w UE działa około 300 stacji LNG, np. w Niemczech funkcjonuje ich 59, w Holandii – 28, we Francji – 49, w Hiszpanii 71, w Szwecji 24, a w Anglii 15. Liderem branży są Włochy, gdzie ciężarówkę LNG zatankować można w aż 97 punktach.
Według optymistycznych prognoz do końca 2021 roku działać może nawet 20 ogólnodostępnych stacji LNG. Na zdjęciu obiekt firmy Bisek.
Jakie są perspektywy?
Wydaje się, że w przewidywalnym czasie, producenci samochodów ciężarowych nie zaproponują innego, możliwego do natychmiastowego wdrożenia rozwiązania, które będzie alternatywą dla oleju napędowego. Silniki wodorowe (ogniwa), ze względu na brak infrastruktury i instalacji produkujących odpowiednio czysty gaz są w sferze bliżej niesprecyzowanych planów. Elektryczne ciężarówki, choć interesujące jako środki transportu dystrybucyjnego dopiero raczkują. W minionym roku jeździło ich po naszych drogach ledwie 21 sztuk. W transporcie dalekodystansowym ich wykorzystanie wciąż jest problematyczne ze względu na problemy z magazynowaniem energii w pojazdach – baterie są ciężkie, więc przewoźnik mający do wyboru albo zasięg, albo ładowność zawsze wybierze to drugie. No chyba że wozi styropian, chrupki kukurydziane lub gęsi puch…
Najłatwiej zatankować LNG we Włoszech, gdzie takich stacji jest aż 97.
Na tym tle technologia LNG jest jedyną dostępną obecnie alternatywą dla transportu dalekobieżnego opartego na oleju napędowym. Zaletą pojazdów zasilanych LNG są niższe koszty eksploatacji, akceptowalny (na poziomie ok. 1000 km) zasięg, prostsza konstrukcja układu obróbki spalin oraz cichsza praca silnika, co jest szczególnie pożądane w miastach. Ważna z punktu widzenia planów ekologicznych UE jest poprawna emisja spalin silników gazowych (choć akurat ten czynnik jest kwestionowany przez rząd Holandii, który zlecił własne badania).
Najważniejsze liczby:
1 kg LNG = 1,3-1,35 m³ gazu ziemnego
1 kg LNG = 1,23 litra benzyny
1 kg LNG = 0,74 litra ON
1 litr ON to ekwiwalent ok. 1,4 kg LNG.
Za 1 kg LNG (np. na stacji w Śremie) trzeba obecnie zapłacić 4,07 zł brutto
Bardzo istotnym bodźcem popularyzacji LNG wśród przewoźników, obok niższych kosztów paliwa gazowego, jest zwolnienie ciężarówek zasilanych metanem z opłat drogowych (MAUT) w Niemczech. Niemcy jako ważny kraj tranzytowy i wiodąca gospodarka UE, jest kluczowy dla popularyzacji LNG także w Polsce. Dopóki zwolnienie z MAUT będzie obowiązywać (według obecnych przepisów do końca 2023 roku) lub jeśli po tym okresie zaproponowana będzie sensowna stawka preferencyjna, popularność LNG będzie rosła. Najważniejszym bowiem czynnikiem dla przewoźników zawsze będą koszty prowadzenia działalności. A przecież paliwo stanowi obecnie nawet ponad 50% ogólnych kosztów prowadzenia firmy transportowej.
Wojciech Mackiewicz
Fot. Mat. producentów
