LNG - idealne paliwo dla firm komunalnych

fot. CNG-LNG.plZbiornik do przechowywania gazu ziemnego w stanie ciekłym (LNG)

Transport ciężki – wróg publiczny nr 1

To właśnie transport ciężki wykorzystujący, praktycznie w 100% silniki o zapłonie samoczynnym (Diesla), jest odpowiedzialny za zanieczyszczenie powietrza w miastach.

Spaliny silników Diesla są bardzo szkodliwe, ponieważ zawierają w swoim składzie dużo cząstek stałych, które z uwagi na swoje wymiary wnikają do naszych organizmów. Niestety są one nasycone niespalonymi węglowodorami, co powoduje, że są to substancje silnie rakotwórcze. Potwierdziła to Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), uznając oficjalnie spaliny silników Diesla za czynnik kancerogenny (rakotwórczy).

Transport komunalny

Szczególnym rodzajem transportu realizowanego w obrębie miast są przewozy komunalne. Są one wykonywane w obrębie dużych skupisk ludzkich (osiedli mieszkaniowych), które siłą rzeczy muszą korzystać z usług służb miejskich. Przykładem pojazdów komunalnych, które widujemy na co dzień są śmieciarki, czyli pojazdy do odbioru odpadów stałych.

Specyficzne podwozia komunalne

Pojazdy komunalne, szczególnie śmieciarki, z uwagi na konieczność zachowania dużej ładowności, często są budowane na podwoziach 3-osiowych. Dodatkową ich cechą musi być duża zwrotność, ponieważ poruszają się one w warunkach ciasnej miejskiej zabudowy.

Do ich budowy często używane są więc podwozia 6x2 wyposażone w trzecią oś skrętną zapewniające dużą zwrotność budowanych na nich pojazdów z bardzo dużym tylnym zwisem mieszczącym mechanizm załadunkowy.

fot. ScaniaScania L280 LNG w barwach Suez

Specyfika pracy śmieciarek odpowiada możliwościom napędów gazowych

Śmieciarki, czyli pojazdy do zbiórki odpadów są bardzo specyficznymi środkami transportu. Specyfika ich pracy polega między innymi na tym, że poruszają się one w terenach silnie zaludnionych. Naturalne jest zatem by napęd takich pojazdów był możliwie najmniej uciążliwy dla mieszkańców.

Z uwagi na specyfikę pracy śmieciarek, praca w warunkach bardzo dużej liczby zatrzymań i startów, konieczność zapewnienia dużej ładowności i objętości przestrzeni ładunkowej oraz napędu mechanizmów zabudowy, w pełni elektrycznie pojazdy do zbiórki odpadów stałych o parametrach porównywalnych do śmieciarek spalinowych nie są dotychczas oferowane. Wymusiło to nawet stosowne zmiany w Ustawie o elektromobilności i paliwach alternatywnych w naszym kraju. Szczegóły w artykule Zielone światło dla CNG i LNG w ustawie o...

Gaz ziemny - paliwo podwójnie niskoemisyjne

Zgodnie z wymogami wynikającymi z Ustawy o elektromobilności i paliwach alternatywnych, pojazdy elektryczne w gospodarce komunalnej mogą być z powodzeniem zastępowane napędzanymi paliwami gazowymi, które są znakomitym rozwiązaniem będącym kompromisem pomiędzy bezemisyjnymi (elektrycznymi) środkami transportu, a pojazdami napędzanymi silnikami Diesla o szczególnie dużej oraz uciążliwej i szkodliwej dla zdrowia emisji cząstek stałych (sadzy).

Nierzadko odbiór odpadów odbywa się w godzinach porannych, kiedy większość ludzi jeszcze śpi, co powoduje, że powinien on być realizowany z wykorzystaniem samochodów możliwe cichych. Ten warunek także spełniają pojazdy, w których zastosowano napęd gazowy.

Napęd gazowy idealny dla śmieciarek

Tutaj dochodzimy do sedna, czyli idealnego paliwa do napędu pojazdów do zbiórki odpadów stałych i innych samochodów wykorzystywanych w gospodarce komunalnej. Otóż jedynym powszechnie dostępnym paliwem silnikowym, które spełnia wszystkie wymienione wymagania dla pojazdów komunalnych i miejskich jest gaz ziemny. Jest to jedyne dostępne na rynku paliwo silnikowe, w którego spalinach praktycznie nie występują cząstki stałe. Gaz może być przechowywany w pojeździe w formie sprężonej (CNG) lub skroplonej (LNG).

Niska emisja hałasu

Bardzo istotna jest także jeszcze inna cecha napędu gazowego. Silnik zasilany gazem ziemnym jest znacznie cichszy niż dieslowska jednostka napędowa. Ocenia się, że odczuwalny hałas silnika gazowego jest 2-krotnie mniejszy niż silnika Diesla. Jest to związane z inną charakterystyką pracy silników gazowych. Są to silniki o zapłonie iskrowym, w których narastanie ciśnienia w cylindrach jest znacznie łagodniejsze niż w silnikach o zapłonie samoczynnym (Diesla). Skutkuje to znacznie niższym hałasem emitowanym przez pojazd.

PIEK Quiet Truck

W Niderlandach użytkowanie pojazdów ciężarowych wyposażonych w głośne silniki Diesla jest w centrach miast zabronione (w godzinach nocnych i porannych). W związku z tym realizacja dostaw do sklepów, odbiór odpadów oraz inne działania służb komunalnych i miejskich mogą być realizowane tylko z wykorzystaniem pojazdów o głośności nieprzekraczającej wymaganego poziomu. Poziom ten wyznacza granica 72 dB, co jest potwierdzane specjalnym certyfikatem PIEK Quiet Truck, wydawanym przez niderlandzki związek przemysłu motoryzacyjnego. Uzyskanie takiego certyfikatu dla samochodów wykorzystujących w układzie napędowym silnik gazowy nie stanowi większego problemu.

Pojazdy do zbiórki odpadów stałych (Scania L280 LNG) czyli śmieciarki z certyfikatem PIEK Quiet Truck są użytkowane m.in. przez firmę Suez w niderlandzkim Arnhem. To jednak nie jedyna cecha użytkowanych w firmie Suez pojazdów. Bardzo ważna jest także...

... wygoda i ergonomia użytkowania kabiny pojazdu.

Scanie L280 LNG w Arnhem zostały wyposażone w kabiny typu L. Są to kabiny dedykowane do wszelkich pojazdów mających zastosowania miejskie, z których specyfiki pracy wynika konieczność częstego wsiadania i wysiadania z pojazdu. Właśnie w ten sposób pracują załogi śmieciarek.

Kabina jest położona bardzo nisko, co ułatwia pracę obsłudze śmieciarki. Opuszczanie kabiny i ponowne zajmowanie miejsc jest bardzo łatwe. W kabinie jest płaska podłoga, a dostęp do wnętrza zapewniają bardzo szerokie stopnie. Dodatkowo, po zaciągnięciu hamulca ręcznego, powietrzne zawieszenie zmniejsza wysokość o 100 mm, co jeszcze bardziej ułatwia dostęp do kabiny.

Paweł Paluch

dyrektor ds. marketingu i komunikacji Scania Polska S.A.

Pojazdy z kabiną typu L są szczególnie pożądane w mieście, także w pojazdach komunalnych. Kierowcy doceniają ergonomię ich użytkowania, szczególnie przy częstym wsiadaniu i wysiadaniu z kabiny. W pojeździe z przyklękiem (uruchamianym automatycznie po zaciągnięciu hamulca ręcznego), aby dostać się do kabiny z poziomu jezdni wystarczy jeden, nisko umieszczony, stopień o szerokości 79 cm (podłoga kabiny jest około 80 cm nad jezdnią). W pojazdach bez przyklęku są 2 stopnie, a podłoga kabiny jest na wysokości zaledwie 93 cm.

Kierowca siedzi bardzo nisko i ma optymalną widoczność we wszystkich kierunkach. Dodatkową widoczność w warunkach ruchu miejskiego zapewnia okno City Safe Window w dolnej części prawych drzwi kabiny serii L.

Pełną kontrolę wzrokową nad "martwymi polami" wokół śmieciarki, szczególnie w czasie manewrowania, zapewnia system kamer CornerEye firmy Orlaco.

fot. CNG-LNG.plTankowanie LNG

LNG zamiast CNG

Niderlandzki oddział firmy Suez kupił 13 podwozi Scania L280 LNG z zabudowami do zbiórki odpadów stałych. Pojazdy są wyposażone w silniki o pojemności skokowej 9,3 l, które dysponują mocą 280 KM. Zastosowano w nich zbiorniki na gaz ziemny w postaci skroplonej (LNG), która wymaga zachowania temperatury przechowywania na poziomie -162ºC.  Z tego powodu stosowane są specjalistyczne zbiorniki kriogeniczne.

W zbiornikach każdego z pojazdów mieści się po 290 kg LNG. Taki zapas paliwa pozwala na pokonanie ponad 650 km przy średnim zużyciu LNG na poziomie 43 l/ 100 km. Jest to dystans około 2-krotnie większy niż gdyby w pojazdach zastosować zbiorniki na gaz ziemny w postaci sprężonej (CNG).

Paweł Paluch

dyrektor ds. marketingu i komunikacji Scania Polska S.A.

W pojazdach komunalnych najczęściej wykorzystywanym alternatywnym źródłem napędu jest CNG. LNG dominuje raczej w transporcie międzynarodowym. Za wyborem LNG w sektorze komunalnym przemawia jednak fakt, że jest to paliwo o mniejszej objętości (łatwe w przechowywaniu i transporcie). Zasilane nim pojazdy mają większy zasięg na jednym tankowaniu. LNG jest przechowywany w temperaturze -162ºC. W rezultacie cechuje go większa gęstość energetyczna niż CNG.

Znacznie większa gęstość energii zgromadzona dzięki skropleniu gazu ziemnego, które ponad 600-krotnie zmniejsza objętość, pozwala na dużą elastyczność w użytkowaniu śmieciarek. To bardzo ważne, ponieważ zabudowa do zbiórki odpadów jest wyposażona w szereg układów zasilanych przez silnik pojazdu. Napędza on pompę hydrauliczną zasilającą siłowniki uruchamiające mechanizmy zabudowy. Powoduje to, że tego typu specjalistyczny samochód ma bardzo duże zużycie paliwa. Wpływa na nie także charakter użytkowania pojazdu z częstą liczbą zatrzymań.

W takich warunkach eksploatacji gaz ziemny w postaci skroplonej okazuje się nieoceniony. Taka sama objętość i jaką należy przeznaczyć w pojeździe na przechowywanie gazu (LNG czy CNG) w przypadku LNG pozwala na uzyskiwanie znacznie większego zasięgu.

fot. CARGAZZbiornik LNG w podwoziu śmieciarki

Jednak nie wszyscy producenci podwozi ciężarowych oferują taki sposób magazynowania gazu ziemnego (w postaci LNG) w pojeździe. W związku z tym przewoźnicy wpadli na pomysł na wymianę butli CNG na zbiorniki kriogeniczne do przechowywania gazu ziemnego w postaci skroplonej (LNG). Pomysł był wynikiem analizy specyfiki pracy śmieciarek, które zużywają duże ilości paliwa i miał na celu zapewnienie im większej autonomii.

Choć z technicznego punktu widzenia taka zmiana nie sprawia żadnych trudności, a trafiający do silnika gaz, niezależnie od tego czy jest on przechowywany w samochodzie w postaci CNG, czy LNG jest dokładnie tym samym paliwem, niestety okazała się niemożliwa do przeprowadzenia. Na drodze stanęły przepisy prawa.

Samochód, który jest homologowany z butlami CNG nie może mieć zmienionych zbiorników na kriogeniczne do przechowywania LNG. Taka zmiana jest możliwa do wykonania tylko w przypadku przeprowadzenia przez producenta pojazdu całej procedury homologacyjnej na nowym paliwie - LNG, choć w gruncie rzeczy jest to ten sam nośnik energii (metan).

Koszty pojazdów komunalnych zasilanych LNG

Podwozia komunalne zasilane paliwami gazowymi CNG i LNG są nieco droższe niż klasyczne pojazdy zasilane olejem napędowym. Jednak zainwestowane pieniądze zwracają się w niższych o 40% kosztach paliwa.

Paweł Paluch

dyrektor ds. marketingu i komunikacji Scania Polska S.A.

Za każdym razem wspólnie z klientem przygotowujemy projekt biznes planu, sprawdzając możliwości wykorzystania pojazdu oraz koszty jego eksploatacji już w specyficznych warunkach pracy klienta. Firmy transportowe dążą do redukcji kosztów oraz dbają o najefektywniejsze wykorzystanie paliwa, dodatkowo użytkowanie pojazdów zasilanych CNG/LNG przyczynia się do ograniczenia emisji CO₂ i jest bardziej przyjazne dla środowiska.
Wyższy koszt zakupu pojazdu napędzanego LNG/CNG zwraca się podczas eksploatacji, m.in. poprzez niższe koszty paliwa oraz niższe opłaty drogowe. Dodatkowo, dzięki właściwościom gazu ziemnego możliwe jest całkowite wyeliminowanie emisji cząstek stałych. Dzięki temu, zadania transportowe mogą być realizowane nawet w miastach z restrykcyjnymi przepisami służącymi poprawie jakości powietrza i komfortu życia mieszkańców. Dotyczy to także obniżonego hałasu.

Suez stawia na bioLNG

Jeszcze lepszym rozwiązaniem dla służb komunalnych wydaje się zastosowanie ciekłego biometanu (bioLNG), powstającego ze źródeł odnawialnych (bio odpadów), w którego produkcji i wykorzystaniu Suez ma dość liczne doświadczenia.

Firma ma francuskie korzenie, a kraj ten jest pionierem w produkcji i wykorzystaniu biogazu. Już od 2011 r. biogaz może być zatłaczany do sieci gazowej w tym kraju. Plan rozwoju wytwarzania biogazu we Francji zakłada, że 10% zużywanego w 2030 r. "błękitnego paliwa" będzie pochodziło właśnie ze źródeł odnawialnych. Suez od początku angażuje się w tego rodzaju projekty.

Projekty biogazowe firmy Suez

Można tutaj wymienić projekt Biovalsan, zainicjowany wspólnie przez Suez i Eurometropole. Miał on na celu produkcję 1,6 miliona m³ biometanu. Liczba ta przekłada się na potencjał energetyczny 16 GWh, który wystarcza na pokrycie zapotrzebowania na energię dla 5000 gospodarstw domowych.

Kolejnym projektem, w którym uczestniczy Suez jest BioGNVAL w regionie Valenton. Projekt zakłada uzyskiwanie ze ścieków czystego paliwa dla różnych dziedzin transportu. BioGNVAL to kolejny projekt, w który zaangażowała się firma Suez, nastawiony na pozyskiwanie biogazu i jego skraplanie do postaci bioLNG. Projekt jest prowadzony w regionie, gdzie działa jedna z największych oczyszczalni ścieków w Europie obsługująca prawie 9 milionów mieszkańców rejonu paryskiego. Instalacja dostarcza prawie 120 m³ biogazu na godzinę, co zapewnia możliwość wyprodukowania w ciągu dnia 1 tony bioLNG.

Pierre Coursan

menadżer rynku biogazu firmy SUEZ

Nasze zaangażowanie w produkcję biogazu realizuje dwa cele. Wykorzystanie ścieków i odpadów w produkcji energii odnawialnej oraz wsparcie dla lokalnych władz w dokonywaniu transformacji energetycznej. Dysponując prawie 170 biogazowniami dążymy do znacznego zwiększenia produkcji biogazu w ciągu najbliższych lat.

W gminie Faulquemont we Francji Suez ma biogazownię, która zaopatruje region w energię elektryczną i ciepło.

W Combree, także w macierzystej Francji, Suez jest głównym udziałowcem biogazowni Meta Bio Energies. Zakład wytwarza do 8 000 MWh energii elektrycznej przy ograniczeniu emisji dwutlenku węgla o około 1 400 ton rocznie. Taka ilość energii odpowiada zapotrzebowaniu ponad 2 000 gospodarstw domowych.

Kolejną inicjatywą Suez podjętą wraz z Gaz Electricite de Grenoble (GEG) jest zakład oczyszczania biogazu. Biometan jest wytwarzany z osadów z oczyszczalni ścieków Aquapole. Wydajność zakładu to około 17 GWh energii na rok.

Suez Ventures wspiera jako inwestor (22% udziału) rozwój firmy PRODEVAL (z siedzibą w Chateauneuf-sur-Isere) na rynku biogazu. PRODEVAL skomercjalizowała projekt VALOPUR®, który jest innowacyjną technologią wydajnego oczyszczania biogazu pozwalającą na uzyskanie bioCNG (do zasilania pojazdów) lub biometanu zatłaczanego do sieci gazowniczej.

Jak widać Suez jest firmą silnie zaangażowaną w tematykę związaną z odnawialnymi paliwami metanowymi, a także ich skraplaniem, które jest według niej bardzo efektywną możliwością "pakowania" biometanu w stosunkowo niewielkich objętościach. Działania te w firmie o takim profilu działalności jak Suez wydają się bardzo racjonalne. Szeroki dostęp do odpadów stałych i płynnych, zagospodarowanie składowisk odpadów pod kątem pozyskiwania biogazu  w naturalny sposób skłaniają do wykorzystania tego potencjału. Powinien on być zagospodarowany także przez inne firmy z branży komunalnej, które w ten sposób mogą uzyskiwać znacznie tańsze i ekologiczne paliwo do napędu pojazdów, a także innych zastosowań. W Polsce w tego typu działania zaangażowało się Regionalne Centrum Gospodarki Wodno-Ściekowej w Tychach (RCGW Tychy).