A CNG (Compressed Natural Gas) autógáz, a lakossági gáz sűrített formája, mely nagy nyomás alatt tárolt szénhidrogén gázok elegye. Az európai és hazai autógáz piacon – a már ismertebb LPG mellett – egyaránt terjedőfélben van.
A sűrített földgáz 1 kg-ja körülbelül 1,5 liter benzin vagy 1 liter gázolaj energiáját tartalmazza.
A töltőállomásokon a CNG-t nagynyomású kompresszorral, 250 bar nyomásra sűrítik, és így tankolják a járművekbe. A tartályban a földgáz nyomása változik a hőmérséklet ingadozása következtében, de ez a motor üzemelése szempontjából figyelmen kívül hagyható. A járművekben a gáztartályok hengeres vagy gömbölyű alakúak, hogy azok falait egyenletes nyomás terhelje. A névleges nyomás általában 200 bar.
A CNG összetétele
A földgáz különféle szénhidrogén vegyületekből áll. Tartalmának általában 90%-a metán (CH4). Tartalmaz továbbá etánt (C2H6), propánt (C3H8), butánt (C4H10), szén-dioxidot (CO2) és nitrogént (N2).
A CNG tulajdonságai
| A gáz néhány tulajdonsága összetételtől függően, légköri nyomáson: |
| relatív sűrűség: 0,55–0,71 sűrűség :0,7–0,8 kg/l gyulladási hőmérséklet: 600–640 °C alsó-felső gyulladási koncentráció: 5–15 tf% lángterjedési sebesség: 33 cm/sec alsó hőérték: 0,028–0,041 MJ/l 1 liter földgáz elégetéséhez szükséges levegő mennyisége elméletileg: kb. 9,5 liter oktánszám: kb. 120 energia sűrűség tartályban: 46,5–49 MJ/kg (6,7–7,9MJ/l) hajtóanyag és a levegő elméleti súlyaránya: 17:1 forráspont: −163 °C |
A CNG élettani hatásai
Belélegzése nem okoz mérgezést, nem tartalmaz mérgező összetevőket. Nagy mennyiségben azonban oxigénhiányt okozhat.
CNG technológia
A CNG-t Otto-motorokban (benzinüzemű), valamint Diesel-motorokban is lehet használni. A sovány gázt felhasználó Otto-motorok nagyobb hatásfokot tudnak elérni a sztöchiometrikus Otto-motorokkal összehasonlítva, magasabb NOX és szénhidrogén kibocsátás árán. Az elektronikusan vezérelt sztöchiometrikus motorok alacsonyabb emissziót biztosítanak és a lehető legmagasabb teljesítmény kibocsátását teszik lehetővé, különösen EGR-rel (amikor a kipufogógáz egy részét visszavezetik a szívó ágba), turbótöltéssel, intercoolerrel, valamint három utas katalizátoros konverterrel kombinálva, de az üzemanyag fogyasztásuk magasabb és a hőhasznosításuk alacsonyabb.
A megfelelően kialakított sűrített földgázzal működő motor a benzinmotorral összehasonlítva a legmagasabb teljesítményt nyújtja, mert a sűrített földgáz oktánszáma magasabb, mint a benziné.
A CNG-tartályok alacsony (ún. „lassú töltés”), vagy magas nyomáson (ún. „gyors töltés”) tölthetők fel. A különbséget a töltőállomáson érvényes ár és a töltési idő jelenti. A műszaki lehetőség napjainkban már adott az éjszakai feltöltésre a normál gázhálózaton keresztül is, de ez számos országban nem engedélyezett, így köztük hazánkban sem.
A CNG-tartályokat acélból, alumíniumból, vagy műanyagból készítik. A könnyű kompozitból (ún. szénszállal erősített műanyag tartály) készült tartályok különösen előnyösek járműveknél, mivel a súlyuk jelentősen kisebb, azaz sokkal könnyebbek, mint a korábbi generációs alumínium tartályok, ez pedig kevesebb üzemanyag-felhasználást eredményez. A CNG-tartályok általában az ISO 11439-es szabvány előírásainak felelnek meg.
Az Otto-motorokhoz alkalmazható CNG-berendezés tartalmaz egy nyomásszabályzót (ami átalakítja a sűrített gázt), egy gázkeverőt, vagy gázinjektort (üzemanyagmérő berendezés). A korábbi generációs CNG-hez tartozó kit Venturi típusú gázkeverővel kombinálva a Venturi-hatás elvén működik. A léptetőmotor az átáramló gáz mennyiségét szabályozza az oxigén szenzor jelének folyamatos felhasználásával. Az újabb CNG-berendezések elektronikusan többpontos befecskendezéssel működnek, hasonlóan a napjainkban használt autókban működő gázolaj-befecskendezési rendszerekhez.
Az LPG és CNG összehasonlítása
Az LPG csaknem azonos a palackos háztartási PB-gázzal. Követelményeit az Európai Unióból átvett MSZ EN 589 szabvány írja elő. A sűrített földgáz (CNG) pedig valójában komprimált háztartási vezetékes gáz.
A két üzemanyag között az alapvető különbség üzemi nyomásviszonyaiban van.
A CNG-t légnemű állapotban tárolják 200 bar nyomáson, a PB-t cseppfolyós állapotban 5-10 bar nyomáson. A nyomásviszonyok miatt a két üzemanyag tárolótartályainak kivitele és nyomáscsökkentő rendszere (reduktor) alapvetően eltér egymástól.
A felhasználás annak függvényében változik, hogy az adott térségben melyik gáz található, állítható elő. Így az amerikai államokra a földgáz (CNG) elterjedése, míg az európai országokra a cseppfolyós PB-gáz (LPG) jellemző.
Az európai gázautózás fejlődésében Olaszország és Hollandia, valamint Lengyelország foglalja el a vezető helyet. Ezekben az országokban a benzinüzemű autók kb. fele (!) kettős üzemű. Magyarországon a benzin és gáz árának arányát figyelembe véve 30-40%-kal olcsóbban autózhatunk. A kisebb olajfogyasztás és a nagyobb olajcsere-periódus miatt jelentős költségmegtakarítás érhető el. A sokkal kedvezőbb tulajdonságú gáz-levegő keveredésnek köszönhetően a motorkopások mintegy 30-40%-kal csökkennek, így nő a gázos motor élettartama.
A földgáznak, mint gépjármű hajtóanyagnak a legnagyobb előnye, hogy a jelenleg használatos gépjármű-hajtóanyagok közül a legkevésbé környezetszennyező és a legolcsóbb üzemanyagfajta. A tisztán földgázüzemű gépjárművek üzemeltetési költsége körülbelül 1/3-a a benzinüzemű és megközelítőleg fele a PB-üzemű autókénak. A földgáztöltő állomások kevés száma miatt eddig nem tudott elterjedni hazánkban.
Biztonság mindenek előtt!
Nem igaz az a gázautókról kialakult hiedelem, hogy robbanásveszélyesek, használatuk során veszélyben van annak vezetője és környezete egyaránt!
Egy esetleges ütközéses baleset bekövetkezése során sem fog felrobbanni az autó. A gázautók robbanásait igazoltan csak az otthoni házilagos szerelések során elkövetett szakszerűtlenségek okozhatják. A gázrendszer minden egyes alkatrésze gyártási vagy behozatali engedéllyel rendelkezik, teljesítik az ENSZ-EGB67 előírásait, ami azt jelenti, hogy a Magyarországon átalakított gépkocsik műszaki színvonala az előírásoknak megfelel.
A hivatalos gázautó-műhelyekben beszerelt gázrendszerek számos biztonsági szerelvényt tartalmaznak, amelyek baleset esetén megakadályozzák a gáz szabadba kerülését, illetve megakadályozzák a gáztartályból a gáz motortér felé áramlását.
A gázrendszer legkritikusabb alkatrésze a gáztartály, melyet majd minden esetben a lehető legvédettebb helyen, a csomagtérben helyeznek el. Anyaga szilárdsági méretezéseken átesett 3-4 mm vastag szívós acél, ami azt jelenti, hogy ütközésnél komoly deformációra képes kiszakadás, robbanás nélkül.
A gázrendszert minden esetben gáztömören alakítják ki, melyről hivatalos igazolást ad az átalakítást végző szakszerviz. Az átalakításokat végző szakszervizek az elmúlt évek során kellő tapasztalatot szereztek, valamint megfelelő műszerezettséggel rendelkeznek ahhoz, hogy a lehető legbiztonságosabban végezzék el az átalakításokat. Ezek a tényezők együttesen garantálják a biztonságos közlekedést és használatot.
A földgázüzemű gépjárművek hajtóanyagaként használt földgáz tárolása acél- vagy kompozittartályokban történik. Ezek a tartályok akár 400 bar nyomást is képesek elviselni mindenféle károsodás nélkül, míg a tartályban tárolt földgáz nyomása általában 200 bar. Ütközés esetén sem jelent veszélyt, mivel a tartályokat a gépjárművek csomagtartójában, illetve rakterében helyezik el, ami viszonylagos védettséget jelent, továbbá az acéltartályok falvastagsága 10 mm, tehát egy esetleges ütközés esetén a tartály ép marad.
Kompozit tartályok esetén a tartályokat erős acélkeret veszi körül, ami megvédi azokat az extrém mechanikai hatásoktól is. A tartályok robbanása kizárható, egyfelől a tartályok erőssége, másfelől a magas nyomásból adódó nagy gázkiáramlási sebessége miatt, ami lehetetlenné teszi a visszaégést, és ez által a tartály berobbanását.
A CNG hazai alkalmazása
A földgáz tiszta, jól szabályozható, gazdaságosan és energiatakarékosan alkalmazható, kedvező tulajdonságai és előnyei számos felhasználási lehetőséget, köztük gépjárművek meghajtását is biztosítják.
A CNG, azaz a sűrített földgáz hazánkban terjedő félben lévő üzemanyag, de a legtöbb magyarországi gázüzemű jármű nem a metán alapú CNG-vel, hanem propán alapú gázzal üzemel.
A metán alapú CNG előnye, hogy a propán alapú gázhoz képest kedvezőbbek az égéstechnikai tulajdonságai és biztonságosabbak az üzemeltetés feltételei. A benzin üzemmel összehasonlítva nagyságrendekkel kisebb a szén-monoxid (60-90 %-kal), a nitrogénoxid (20-40 %-kal) és a szénhidrogén (40-60 %-kal) kibocsátás is. Emellett a CNG üzemanyag ára jóval kedvezőbb, mint a benziné.
A CNG tehát olcsóbb, környezetkímélőbb és biztonságosabb, mint más üzemanyagok.
További érdekességek CNG témában a HÍREK menüpont alatt találhatóak.
Felhasznált irodalom: Wikipedia