Co to jest CNG

fot. gazeo.pl

Oprócz tego, pod dnami oceanów i w obszarach wiecznej zmarzliny występują ogromne zasoby tzw. hydratów, których głównym składnikiem jest metan uwięziony w krystalicznej strukturze wody w postaci stałej. Zasoby tych źródeł energii przewyższają dwukrotnie zasoby wszystkich paliw kopalnych łącznie.

Głównym składnikiem gazu ziemnego, naturalnego paliwa kopalnego powstałego w procesie przemian organicznych, jest metan (CH₄). Jego zawartość w gazie ziemnym waha się w granicach od 90 do 98%, resztę stanowią etan, propan, azot i butan. Dzięki takiemu składowi gazu ziemnego, w którym dominuje prosty i lekki metan, jego spalanie w silnikach nie stwarza większych problemów. Nie występują w nim, podobnie jak w LPG, żadne dodatki, które mogłyby wpływać na zawartość szkodliwych składników spalin. Spalanie w silniku gazu ziemnego skutkuje redukcją emisji CO₂ o 25%, węglowodorów o prawie 90%, tlenków azotu o 50%, przy wyeliminowaniu dymienia, czyli emisji cząstek stałych i emisji SO₂.

Wadą paliw gazowych jest ich niska gęstość energii. Dlatego gaz ziemny do celów trakcyjnych jest stosowany w postaci sprężonej (CNG - Compressed Natural Gas) do ciśnienia około 20 MPa (200 barów). Gęstość energii w takich warunkach wynosi 7 kJ/dm³. Dla porównania, parametr ten dla benzyny wynosi 30 kJ/dm³ i jest uzyskiwany bez dodatkowych operacji jak sprężanie. Te cechy gazu ziemnego powodują, że silnik nim zasilany musi być specjalnie przystosowany, a objętościowe zużycie paliwa jest widocznie większe.

Ze względu na tak wysokie ciśnienie przechowywania (ok. 10-krotnie wyższe niż w przypadku LPG), wypełnione CNG zbiorniki (zazwyczaj cylindryczne, czasem również kuliste, wykonane ze stali, aluminium, tworzyw lub kompozytów) zajmują w samochodzie dużo miejsca, a zasięg mimo to jest ograniczony. Istotna różnica w stosunku do LPG polega na tym, że pomimo znacznej kompresji CNG pozostaje w stanie gazowym.

Ponieważ gaz ziemny występuje w wielu miejscach na Ziemi, jego skład chemiczny wykazuje znaczne różnice. Dlatego wprowadzono tzw. liczbę Wobbe’ego, by w prosty sposób porównywać gaz ziemny pochodzący z różnych pokładów. Gaz ziemny o różnym składzie chemicznym, a takiej samej wartości tej liczby zapewnia uzyskanie podobnej ilości ciepła przy spalaniu w określonych warunkach. Liczba Wobbe’ego, zgodnie z EN 437, kwalifikuje gaz do grupy wysokokalorycznej H (wartość od 48 do 57,8 MJ/m³) i niskokalorycznej L (41,5-47,3 MJ/m³). Pierwsza zawiera 80-87% metanu i dostarcza 8,7-9,3 kWh/m³, w wypadku odmiany H wartości te wynoszą, odpowiednio, 84-99% i 10-11,1 kWh/m³. Wartości energetyczne paliw tradycyjnych to 9,84 kWh/m³ dla oleju napędowego i 8,88 kWh/m³ dla benzyny 95-oktanowej, co w praktyce oznacza, że 1 kg gazu ziemnego odpowiada 1,3 l ON lub 1,5 l benzyny. Użycie konkretnej odmiany CNG ma oczywiście wpływ na ekonomikę jazdy, jednak współczesnemu silnikowi jest „wszystko jedno”, jakie paliwo otrzyma. Czujniki elektroniczne automatycznie wykrywają bowiem skład paliwa i dostosowują do niego proporcje mieszanki.