Mercedes-Benz Econic σε ρόλο τράκτορα για επικαθήμενα βυτία. Η έκδοση φυσικού αερίου του οχήματος αυτού πληροί τις προδιαγραφές Euro 5.
Εκτός από τις απόλυτες -αλλά πολύ ακριβές- λύσεις του μέλλοντος υπάρχουν και άλλες εναλλακτικές λύσεις στο πρόβλημα της καθαρότητας των μετακινήσεων. Μία από αυτές είναι και το φυσικό αέριο που έχει ήδη μπει στη ζωή μας, χωρίς να το καταλάβουμε, μέσω των λεωφορείων της ΕΘΕΛ.
Κυψέλλες καυσίμου, υδρόγονο και γενικότερα εναλλακτικά καύσιμα, ηλεκτρικά αυτοκίνητα, υβριδικά αυτοκίνητα. Ακούγονται όλο και συχνότερα, μπήκαν στη σκέψη μας, μπαίνουν και στη ζωή μας, ειδικά στην περίπτωση των υβριδικών που αυξάνονται και πληθύνονται, βάζοντας σε σκέψεις ακόμα και Έλληνες υποψήφιους αγοραστές. Η “οικολογικοποίηση” του αυτοκινήτου είναι μια διαδικασία σε εξέλιξη και ανεξάρτητα από τα βαθύτερα κίνητρα, κάθε πρότασης που πέφτει στο τραπέζι η αναγκαιότητά της δεν μπορεί να αμφισβητηθεί. Άσχετα από το γεγονός ότι για άλλους αποδεδειγμένα πιο ρυπογόνους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας δεν γίνεται ο ίδιος ντόρος.
Το φυσικό αέριο, ως καύσιμο, μόνο καινούριο δεν είναι. Στον ενεργειακό –αλλά και στον οικιακό- τομέα έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην Ευρώπη, ενώ και στην Ελλάδα γίνονται κάποια βήματα, αργά είναι αλήθεια. Η χρήση του στη χώρα μας έχει περιοριστεί κατά κύριο λόγο στη βιομηχανία, αλλά και εκεί δεν έχει πάρει την έκταση που μπορούσε και που έπρεπε. Τιμή, οικολογικά χαρακτηριστικά και η διαρκής διαθεσιμότητα που εξασφαλίζει στον καταναλωτή μέσω του δικτύου διανομής το έχουν κάνει ελκυστικό και έχουν αυξήσει το ειδικό του βάρος στο παγκόσμιο ενεργειακό παιχνίδι. Βέβαια στο εξωτερικό υπάρχει και μια άλλη πλευρά της χρήσης και χρησιμότητας του φυσικού αέριου, με αρκετά “πράσινο” χρώμα και η οποία έχει να κάνει με το αυτοκίνητο. Και που παρά την κυκλοφορία αρκετών εκατοντάδων λεωφορείων που καίνε συμπιεσμένο φυσικό αέριο (CNG) στην Πρωτεύουσα, παραμένει πρακτικά άγνωστη.
414 λεωφορεία της ΕΘΕΛ κινούνται με φυσικό αέριο
Τα προσόντα…
Πριν πούμε οτιδήποτε για φυσικό αέριο θα πρέπει να κάνουμε το βασικό διαχωρισμό για να μην μπερδευτούμε με το υγραέριο (LPG). Η χρήση του τελευταίου, όπως γνωρίζουμε, ήταν ιδιαίτερα διαδεδομένη στα ταξί και στην Ελλάδα, ενώ αργότερα είχε επιτραπεί (και επιτρέπεται ακόμα) η μετατροπή υπαρχόντων επιβατικών αυτοκινήτων ώστε να καίνε υγραέριο. Ωστόσο στην περίπτωση του υγραερίου τα οφέλη από τη χρήση του ήταν και είναι κατά κύριο λόγο οικονομικά και κατά δεύτερο οικολογικά. Όσο οικολογικό μπορεί να χαρακτηριστεί το υγραέριο με βάση τα συν και πλην των καυσαερίων του, που τελικά μπορεί και να αφήνουν κάποιο θετικό αποτέλεσμα, ανάλογα με την περίπτωση. Η χρήση λοιπόν γενικότερα των αερίων καυσίμων, δεν είναι κάτι καινούριο. Ωστόσο το φυσικό αέριο αποτελεί ένα καινούριο κεφάλαιο στο έργο που λέγεται αυτοκίνητο.
Η οικονομική υπεροχή του φυσικού αερίου: Χιλιόμετρα που μπορεί να διανύσει κανείς με καύσιμο αξίας 10 ευρώ στην Ιταλία, με τρία διαφορετικά αυτοκίνητα (Fiat Punto, Doblo και Multipla), ανάλογα με τον τύπο καυσίμου που μπορούν να χρησιμοποιήσουν (Benzina=Βενζίνη – Metano =Φυσικό Αέριο, Diesel = πετρέλαιο).
Το φυσικό αέριο υπάρχει σε μεγάλες ποσότητες στο στερεό φλοιό της γης. Αποτελείται στο μεγαλύτερο ποσοστό του από μεθάνιο (CH4), σε ποσοστό 92%. Ακολουθούν το αιθάνιο C2H6 (1%), βουτάνιο C3H8 (0,2%), άζωτο N2 (5%) και διοξείδιο του άνθρακα CO2 (1%). Βέβαια, η σύσταση του φυσικού αερίου μπορεί να διαφοροποιείται ελαφρά ανάλογα με την προέλευσή του.
Tο φυσικό αέριο λοιπόν έχει ως κύριο συστατικό το μεθάνιο, ενώ το υγραέριο είναι μείγμα προπανίου και βουτανίου, σε διάφορες αναλογίες. Εξαιτίας της υψηλής περιεκτικότητας του μεθανίου σε υδρογόνο, το φυσικό αέριο αποτελεί ένα υψηλής ποιότητας καύσιμο για Μηχανές Εσωτερικής Καύσης. Η θερμογόνος δύναμη του φυσικού αερίου η ενέργεια δηλαδή που παράγεται κατά την καύση του ανά μονάδα μάζας, ξεπερνά αυτήν όλων των υπόλοιπων υδρογονανθράκων. Ωστόσο τα πράγματα δεν είναι τόσο ευχάριστα από την άποψη της ενεργειακής πυκνότητας, γιατί ο όγκος που καταλαμβάνει η μάζα αυτή του φυσικού αερίου είναι πολλαπλάσια από αυτή της βενζίνης.
Mercedes E200 NGT. Όπως συμβαίνει συνήθως σε αυτές τις περιπτώσεις πρόκειται για αυτοκίνητο διπλού καυσίμου. Οι δεξαμενές φυσικού αερίου βρίσκονται στο πορτ-μπαγκάζ.
Από τεχνική σκοπιά λοιπόν, το κύριο μειονέκτημα της χρήσης του φυσικού αερίου στο χώρο των μεταφορών είναι ότι για αποκτήσει ένα αυτοκίνητο φυσικού αερίου αυτονομία αντίστοιχη με αυτήν ενός βενζινοκίνητου ή ενός diesel, χρειάζεται ρεζερβουάρ πολλαπλάσιο σε όγκο από αυτό της βενζίνης. Αυτό προκύπτει λόγω της δυσκολίας (πρακτικά αδυναμίας) υγροποίησης του φυσικού αερίου, για την οποία η κρίσιμη θερμοκρασία είναι οι -162οC. Αναγκαστικά οδηγούμαστε έτσι σε αποθήκευσή του στο αυτοκίνητο σε αέρια μορφή, σε ειδικές μπουκάλες υψηλής πίεσης (της τάξης των 200 bar), όπου το φυσικό αέριο φυλάσσεται συμπιεσμένο για να καταλαμβάνει όσο το δυνατόν μικρότερο χώρο. Με τον τρόπο αυτό το αυτοκίνητο αποκτά ικανοποιητική αυτονομία.
Η περιορισμένη δυνατότητα αποθήκευσης στο αυτοκίνητο, οδήγησε στην εμφάνιση αυτοκινήτων διπλού καυσίμου (bi-fuel), που μπορούν εναλλακτικά να κάψουν και βενζίνη.
Το Zafira Tourer 1.6 CNG (Compressed Natural Gas) Turbo ecoFLEX διαθέτει ισχύ 110 kW/150 hp, καταναλώνει 4,7 kg (7.2 m3) φυσικού αερίου ανά 100 km (μικτός κύκλος), πληροί τις προδιαγραφές Euro 5 και μπορεί να αναπτύξει ταχύτητα 200 km/h. Οι εκπομπές CO2 περιορίζονται στα 129 g/km. Η αυτονομία με φυσικό αέριο φτάνει τα 530 km. Οι χωρητικότητας 25 κιλών «μπουκάλες» είναι κατασκευασμένες από προηγμένο συνθετικό υλικό από ανθρακονήματα, που είναι πολύ ελαφρύτερο από το χάλυβα που χρησιμοποιείται συνήθως σε αυτές τις περιπτώσεις, γεγονός που επέτρεψε τη μείωση βάρους κατά 85 kg. Από το 2001 που λανσάρισε το πρώτο όχημα φυσικού αερίου, η Opel έχει πουλήσει πάνω από 70.000 αυτοκίνητα CNG σε όλη την Ευρώπη, μεταξύ των οποίων Zafira, Astra Caravan και Combo.
Επιπλέον, το φυσικό αέριο χαρακτηρίζεται από υψηλό αριθμό οκτανίου, με συνέπεια να μπορεί να καίγεται σε βενζινοκινητήρες με υψηλή σχέση συμπίεσης, χωρίς κίνδυνο να εμφανιστεί προανάφλεξη (να έχουμε δηλαδή τα λεγόμενα «πειράκια») που μπορεί να προκαλέσει ζημιά στον κινητήρα. Η λειτουργία με υψηλότερη σχέση συμπίεσης σημαίνει πιο αποδοτική εκμετάλλευση του καυσίμου.
Από την πλευρά των εκπομπών καυσαερίων τώρα, βλέπουμε ότι οι εκπομπές CO2 των αυτοκινήτων που καίνε φυσικό αέριο είναι σημαντικά χαμηλότερες των βενζινοκίνητων, λόγω της υψηλής αναλογίας υδρογόνου ανά άνθρακα (H/C) του καυσίμου. Ενώ οι εκπομπές άκαυστων υδρογονανθράκων των κινητήρων φυσικού αερίου αποτελούνται κατά 90% από μεθάνιο, που είναι σχετικά «αθώο», αλλά από την άλλη μεριά είναι από τα αέρια που συμβάλλουν στη δημιουργία του φαινομένου του θερμοκηπίου.
Στην πράξη
Σήμερα στην Ευρώπη κυκλοφορούν περίπου 450.000 αυτοκίνητα που καίνε φυσικό αέριο, γεγονός που δεν είναι άσχετο και από τα οικονομικά κίνητρα που έχουν δοθεί.
Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι σε χώρες όπως η Γερμανία, η Ιταλία και η Ελβετία διατίθενται κανονικά στο εμπόριο τα Opel Zafira 1.6 CNG, Opel Astra Caravan 1.6 CNG, Volkswagen Touran EcoFuel και Caddy EcoFuel, Ford Focus CNG, ενώ η Fiat διαθέτει στην Ιταλία μία ολόκληρη γκάμα αυτοκινήτων που κινούνται με φυσικό αέριο, που διακρίνονται από την προσθήκη του λογότυπου “Natural Power” στην ονομασία του βασικού, συμβατικού μοντέλου, από το οποίο προέρχονται: Fiat Punto Natural Power, Multipla, Doblo και Doblo Cargo Natural Power.
Το νέο Fiat Doblo Natural Power διαθέτει υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα 1.4 T-Jet, 1.368 κ.εκ./120 ίππων που μπορεί να λειτουργήσει τόσο με φυσικό αέριο όσο και με βενζίνη. Οι εκπομπές CO2 περιορίζονται σε 134 g/km και η κατανάλωση σε 4,9 κιλά φυσικού αερίου ανά 100 χιλιόμετρα (τυποποιημένη - συνδυασμένος κύκλος). Οι τέσσερις, τοποθετημένες κάτω από το πάτωμα, «μπουκάλες» CNG έχουν χωρητικότητα 16 κιλών. Έτσι, το Doblo Natural Power μπορεί να διανύσει συνολικά 325 χλμ. με το φυσικό αέριο και άλλα 300 αν αξιοποιηθεί και η βενζίνη (ρεζερβουάρ 22 λίτρων), οπότε η συνολική αυτονομία ανεβαίνει στα 625 χιλιόμετρα. Η κατανάλωση με βενζίνη φτάνει τα 7,9 λίτρα/100 χλμ. (0-100 χλμ./ώρα σε 12,3 δευτερόλεπτα, τελική ταχύτητα: 172 km/h)
Αυτοκίνητα φυσικού αερίου βρίσκουμε πλέον και στον επίσημο τιμοκατάλογο των αντιπροσωπειών αυτοκινήτων της χώρας. Μπορεί κανείς για παράδειγμα να παραγγείλει και στην Ελλάδα ένα Volkswagen Passat Ecofuel.
Ο ανεφοδιασμός είναι ένα μικρό πρόβλημα, καθώς το μοναδικό πρατήριο όπου μπορεί κανείς να «φουλάρει» με φυσικό αέριο είναι αυτό της ΔΕΠΑ, στην Ανθούσα Αττικής, όπου ανεφοδιάζεται καθημερινά και ο στόλος των λεωφορείων της ΕΘΕΛ. Το κόστος όμως του καυσίμου αυτού (1,12 ευρώ/κιλό) είναι ασύγκριτα χαμηλότερο από το κόστος της βενζίνης (άνω του 1,80 ευρώ/λίτρο πλέον) με αποτέλεσμα το κόστος κίνησης να είναι μικρότερο από το μισό του κόστους κίνησης με βενζίνη. Για παράδειγμα, με το Passat 1.4 Ecofuel κάθε χιλιόμετρο στον αυτοκινητόδρομο κοστίζει 6 λεπτά όταν με το ίδιο ή αντίστοιχο αυτοκίνητο που κινείται με βενζίνη θα πλήρωνες παραπάνω από 14 λεπτά το χιλιόμετρο.
Το VW Passat 1.4 TSI Ecofuel διαθέτει τρεις μπουκάλες για 22 κιλά φυσικού αερίου (συνολ. 130 λίτρα) κάτω από το πάτωμα, που δίνουν θεωρητική αυτονομία 480 χιλιομέτρων. Κινείται όμως χωρίς πρόβλημα και με βενζίνη, αφού διαθέτει ρεζερβουάρ 31 λίτρων που δίνουν θεωρητική αυτονομία 460 χιλιομέτρων
.
Κάτι αντίστοιχο συμβαίνει και στη Γερμανία, όπου υπάρχουν φορολογικές ελαφρύνσεις και υπολογίζεται ότι το χιλιομετρικό κόστος του φυσικού αερίου είναι επίσης κάτω από το 50% του αντίστοιχου της βενζίνης. Στις ΗΠΑ η τιμή του CNG στο πρατήριο είναι 30% χαμηλότερη από της βενζίνης, ενώ υπάρχουν «κιτ» με συμπιεστή για γέμισμα από το οικιακό δίκτυο (Phill), όπου η τιμή του αερίου καταλήγει να είναι το μισό της τιμής της βενζίνης.
Σημειώνουμε ότι για την καλύτερη εκμετάλλευση των δυνατοτήτων του φυσικού αερίου για χρήση στις μηχανές εσωτερικής καύσης, οι αυτοκινητοβιομηχανίες εξελίσσουν πρωτότυπα TNG (Turbo Natural Gas), δηλαδή αυτοκίνητα με υπετροφοδοτούμενους κινητήρες φυσικού αερίου.
Φορτηγό φυσικού αερίου. Εδώ οι μπουκάλες τοποθετούνται σε ειδικά πλαίσια, αναρτημένα στο σασί.
Συμπερασματικά
Είναι προφανές ότι το φυσικό αέριο δεν αποτελεί την «απόλυτη» λύση του 21ου αιώνα. Ανήκοντας στους υδρογονάνθρακες, αναπόφευκτα επιβαρύνει και αυτό, έστω και σε λιγότερο βαθμό, την ατμόσφαιρα με διοξείδιο του άνθρακα, αλλά και με άλλους ρύπους. Ωστόσο, στο ενδιάμεσο στάδιο (πιθανόν για τα επόμενα 10-20 χρόνια ή ακόμα και 30 χρόνια) που πρέπει η ανθρωπότητα να διανύσει μέχρι την εξεύρεση μιας πραγματικά «καθαρής» λύσης, η χρήση του φυσικού αερίου ως καυσίμου στα αυτοκίνητα μπορεί να αποδειχτεί ευεργετική. Όχι μόνο λόγω του άμεσου οφέλους που συνεπάγεται η χρήση του, αλλά και γιατί μπορεί να αποτελέσει τον προθάλαμο της εισαγωγής του υδρογόνου στο αυτοκίνητο. Η ανάμειξη του φυσικού αερίου σε ποσοστό που μπορεί να φτάνει ακόμα και το 40% αποδεικνύεται οικολογική επωφελής, καθώς βελτιώνεται η αναλογία άνθρακα/υδρογόνου στο καύσιμο. Από και πέρα υπάρχουν βέβαια και πολιτικά ζητήματα. Πάντως γεγονός είναι ότι η παροχή φορολογικών και άλλης φύσεως κινήτρων μπορεί να αποδειχτεί αποφασιστικής σημασίας για τη διείσδυσή του φυσικού αερίου στην αγορά.
Στην Ελβετία, το 2008, κυκλοφορούσαν ήδη 5800 αυτοκίνητα που κινούνταν με συμπιεσμένο φυσικό αέριο (CNG) και είχε δημιουργηθεί ήδη σημαντική υποδομή για τη διανομή του καυσίμου αυτού. Υπάρχουν πολλά πρατήρια σε όλη τη χώρα, ενώ 11 εταιρίες διαθέτουν στην αγορά 25 διαφορετικά μοντέλα που κινούνται με CNG, συμπεριλαμβανομένων 2 βαρέων φορτηγών και 2 λεωφορείων.
Η θερμογόνος δύναμη (ενεργειακή πυκνότητα) κατά όγκο του φυσικού αερίου (μεθανίου) είναι αυτή που επιβάλλει τις δεξαμενές (μπουκάλες) υψηλής πίεσης, οι οποίες αναγκαστικά αυξάνουν το βάρος, αλλά ταυτόχρονα προσδίδουν και ικανοποιητική αυτονομία.
Φυσικό Αέριο CNG
Απάντηση με παράθεση
