bemutató
CNG-konferencia Budapesten, avagy minden, amit a sűrített földgáz közlekedésben való alkalmazásáról tudni érdemes
Gázt neki!
November végén nagyszabású szakmai konferenciát tartott a Magyar Gázüzemű Közlekedés Klaszter Egyesület (MGKKE), amely naprakész és átfogó tájékoztatást adott a sűrített földgáz (CNG), mint gépjármű-hajtóanyag alkalmazásának műszaki hátteréről, gazdasági előnyeiről és környezeti hatásairól. Ezek alapján nagy jövő áll a gázközlekedés előtt, így érdemes már most részletesebben is megismerkedni ezzel az alternatívával!
H
azánkban a gázüzemű közlekedésről még a legtöbbeknek a cseppfolyós butángázzal, azaz LPG-vel üzemelő személyautók jutnak az eszébe, hiszen nálunk ma még ez a legelterjedtebb, közismert formája. Kétségkívül már ez is lényegesen gazdaságosabb és környezetkímélőbb üzemelést biztosít, mint a kőolajalapú hajtóanyagok, vagyis a benzin és a gázolaj. Ám világszerte számos más előnye miatt a sűrített földgáz (CNG) alkalmazása terjed rohamosan, úgy a személy- és haszonjárműgyártók, mint a töltőál24
2011 december
lomások infrastruktúrája oldaláról. Tavaly októberben pedig fővárosunk első és egyben az ország harmadik közforgalmú CNG-töltőpontjának megnyitása, valamint az európai uniós irányelveknek megfelelően a kormányunk által a CNG legalább 2018-ig garantált jövedéki adómentessége egyértelműen azt jelzik, hogy hazánk is megtette az első lépéseket a sűrített földgáz, mint alternatív gépjármű-hajtóanyag elterjesztésében. De mi is az a sűrített földgáz? Valójában metángáz, amely a legegyszerűbb kémiai képletű, ezért legtisztábban
égő energiahordozónk (CH4). Ráadásul gáznemű anyag lévén a levegővel homogénebb elegyet alkot, mint a cseppfolyós tüzelőanyagok, ami szintén kedvez az égés hatékonyságának, illetve tisztaságának. Habár a földgáz energiasűrűsége tömegre vetítve nagy, térfogatra vonatkoztatva igen kicsi, ezért a gépjárművekben való alkalmazhatósághoz sűríteni kell. Ez történhet környezeti hőmérsékleten, a gázhalmazállapotot megtartva, a felhasználás szempontjából optimális 200-220 bar nyomásra való sűrítéssel (CNG) vagy közel normál légköri
technika
Az Iveco Daily CNG vészüzemre egy 15 literes benzintartállyal is rendelkezik. Ha kifogy a sûrített gáz, a jármû automatikusan átvált benzinüzemre, de manuálisan nem lehet átkapcsolni
Az elsôsorban városi elosztásra szánt Iveco Eurocargo CNG 12-16 tonna össztömeggel, számos tengelytávváltozatban és könnyû felépítményezhetôséggel áll rendelkezésre
Az Iveco Stralis CNG is számos változatban készül, 18-26 tonna össztömeggel és akár nyerges vontatóként is. (bal oldalon) A haszonjármûvek számára optimális megoldás az alumínium bélésû, szálerôsítéses tartályok alkalmazása. Teherautókon a tengelyek között, városi buszokon a tetôn, míg távolsági buszokon a ládatérben célszerû elhelyezni a tartálykötegeket, amelyekkel 300-500 kilométer hatótávolság biztosítható, de az LNG-technológiával ennek kétszerese is elérhetô (jobb oldalon)
nyomáson, de cseppfolyósítva, -130160 Celsius fokos hőmérsékletre való lehűtéssel (LNG). Ez utóbbi kétszer nagyobb hatótávolságot biztosít, alkalmazására már magazinunk 2011. augusztusi lapszámában ismertettük a Volvo Trucks sorozatgyártásra kész megoldását.
Hosszú távú megoldás Jelenleg a városi autóbuszoknál és az elosztó teherautóknál alkalmazzák leginkább a CNG/LNG-hajtást, de Németországban és Olaszországban a személyautók körében is rohamosan terjed a CNG-üzem, továbbá már a vasúti közlekedésben, a hajózásban és a repülésben is használják, sőt, már motorkerékpárt is építettek ilyen hajtással. E széles körű alkalmazási lehetőségek láttán persze jogosan merül fel a kérdés, hogy meddig elegendőek a Föld gázkészletei. Nos, a jelenlegi számítások szerint még mintegy hatvan évig, de az egyéb természetes források,
például a kísérőgázok és a sapkagázok kihasználásával még tovább. Csakhogy metángáz megújuló forrásokból is előállítható, ezeket hívják biogáznak (sűrített biogáz – CBG/cseppfolyós biogáz – LBG). A biogáz pedig önmagában a közlekedés teljes energiaigényének egynegyedét tudná fedezni, úgy világszinten, mint hazánkban. De Svédországban például már jelenleg is a közlekedésben felhasznált metángáz kétharmadát a biogáz adja. Biogáz előállítható szerves faipari, mezőgazdasági vagy háztartási hulladékokból, de akár szennyvízből is. A Volkswagen konszern pedig szélerőművekkel termelt elektromos energiával tengervizet bont hidrogénné, ehhez CO2-t ad hozzá, vagyis járulékos előnyként megköti a légköri CO2-t, és így oxigén, illetve szintetikus metán keletkezik. Ez utóbbival már közlekednek Audi (TCNG) személyautók. A földgáz amellett, hogy készletei lassabban fogynak a kőolajénál, több más szempontból is ideális alternatíva.
Viszonylag kicsi a kitermeléssel, illetve az előállítással járó környezeti terhelése, könnyen tárolható és szállítható, egyszerű a felhasználása, alkalmazása, valamint nem igényel jelentős vagy gyökeres infrastrukturális átalakításokat. Európában a beszerzése stabil, míg a tárolókapacitás biztonságos ellátást nyújt.
Tiszta, csendes, olcsó Az üzemeltetési előnyök pedig kézenfekvőek. Különféle ciklusú és módszerű mérések egybehangzóan igazolják, hogy a CNG-vel üzemelő járműveknek jóval kisebb a károsanyag-kibocsátásuk, mint a kőolajalapú hajtóanyagot elégető társaiké. Először is az összes gépjármű-hajtóanyag közül a CNG-nek a legkedvezőbb az energiatartalomra vetített fajlagos CO2-kibocsátása (TTW). Pusztán a földgázra való átállás révén 23 százalékkal csökkenthető a légkör CO2terhelése, ám biogáz alkalmazása esetén közel CO2-semleges közlekedés 2011 december
25
technika A biometán elôállítása és alkalmazása Hamarosan az Európai Unióban a felhasznált gépjármű-hajtóanyagokban a megújuló energiaforrások részarányának el kell érnie a tíz százalékot, ez pedig a biometán alkalmazása nélkül nem teljesíthető. Hazánkban is immár harminc üzem termel biogázt mezőgazdasági alapanyagokból, illetve szennyvíziszapból. Európában pedig 52 százalékban mezőgazdasági alapanyagokból állítják elő a biogázt, azonban betartva az élelmiszeripar érdekeit védő előírásokat, így például a mezőgazdasági termelésből kivett területeken termesztenek ilyen célból terményeket. Emellett trágyából, szerves hulladékokból és szelektíven gyűjtött biohulladékból is kinyerhető biometán. Egyébként az Európai Unióban jelenleg több mint hatezer biogázerőmű működik, amelyek másfélszer annyi elektromos energiát termelnek, mint az atomerőművek. A biogáz többféleképpen is felhasználható, tisztítás nélkül elégethető kazánban vagy tisztítás után motorok hajtására alkalmazható, illetve bevihető a földgázhálózatba. Alapelv, hogy elsősorban helyi környezetben célszerű hasznosítani a biogázt, ha ez nem megoldható teljes mértékben, akkor lehet bevinni a hálózatba vagy hajtóanyagot előállítani a közlekedés számára. Magyarország első biogáztisztító üzeme, egy vizes abszorpciós elven működő mosó, Zalaegerszegen épült meg a helyi szennyvíztisztító telep iszapjának hasznosítására. Itt a szennyvíziszapból 38 Celsius fokon 15-20 napig tartó rothasztással anaerob folyamat során biogázt állítanak elő. Majd ezt a CO2, a kénhidrogén és a víz leválasztásával 67-ről 99,15 százalékos metántartalmúra tisztítják meg. Az üzem biogázárama 50-85 normál állapotú köbméter óránként (Nm3/h). A vállalat a biogáz egy részét saját gépjárműveinek hajtására is felhasználja. Először egy Škoda Fabia 1.2 MPI típusú autót utólagosan átalakíttattak CNG-üzeműre, azonban később a forgalomba helyezéshez szükséges bürökráciai nehézségek elkerüléséhez inkább a gyári megoldásokat választották. Így nyolc Opel Combót szereztek be, amelyek azóta a kilogrammonként száz forint önköltségi árú biogázzal járnak. A tapasztalatok egyértelműen pozitívak, a gépkocsik megbízhatóak, üzembiztosak, minimális károsanyag-kibocsátásúak és rendkívül gazdaságos az üzemeltetésük. Így már tervezik egy Iveco CNG teherautó beszerzését is, ezenkívül sok magánember is érdeklődik a cégnél, hogy mikor válik nyilvánossá a töltőállomásuk. Zalaegerszeg városvezetésének figyelmét is felkeltette a technológia, ezért tervbe vették egy CNG-üzemű buszflotta beszerzését.
Egy kishaszonjármû, például a képen látható Fiat Ducato CNG megtankolása 5-7 percet vesz igénybe és tökéletesen biztonságos, illetve egyszerû a folyamat
érhető el. Sőt, a rákkeltő korom-, illetve szilárdrészecskék kibocsátása gyakorlatilag nulla, a gázüzemű városi buszok esetében például két nagyságrenddel, azaz százszor kisebb a korszerű EEV minősítésű dízelekéhez képest, ám az egyéb károsanyagokból is lényegesen kevesebbet eregetnek ki. Ma még a gyártók alapvetően a dízelmotorokból fejlesztik ki a CNG-motorokat, de ha eleve gázüzemű erőforrásokat terveznének, még jobb hatásfokot érhetnének el. A másik számottevő előny a dízelekhez képest átlagosan öt decibellel csendesebb, azaz háromszor halkabb működés. Márpedig a városokban egyre jobban felértékelődik a zajszint szerepe.
Íme, a tavaly októberben felavatott nyilvános CNG-kútoszlop a Kôbányai úti MOL töltôállomáson, ezenkívül Szegeden és Gyôrben is tankolható sûrített földgáz
26
2011 december
Az üzemeltetők számára persze a gazdaságosság a legfontosabb kérdés, illetve leghatásosabb meggyőzőerő. Nos, a CNG ára az utóbbi években csökkenő tendenciát mutatott a kőolajéval szemben, hosszú távon sokkal stabilabb az árképzése, ráadásul az európai uniós közlekedéspolitikai irányelveket magában foglaló Fehér Könyv 2050-ig stratégiai fontosságú energiahordozónak tekinti a sűrített földgázt. Ezzel összhangban jövedéki adómentességet is élvez. Ugyanakkor a tengeri hajózásban a szigorodó károsanyag-kibocsátási normák miatt a hajóknak folyamatosan át kell állniuk nehézolajról gázolajra, ami várhatóan a gázolajár további növekedését vonja maga után a közeljövőben.
A Kôbányai úti MOL töltôállomásra telepített nyilvános CNG-kútoszlopot egy konténerben elhelyezett komplett sûrítôberendezés szolgálja ki, amely a kompresszoron kívül a puffertartályokat, a biztonsági berendezéseket és a számítógépes vezérlôközpontot is magában foglalja
technika A Tisza Volán tapasztalatai a CNG-üzemû buszokkal A Tisza Volán esetében Szeged város vezetésének környezetvédelmi elvárásai irányították rá a figyelmet a gázüzemű autóbuszokra, az akkoriban CNG-motorok fejlesztésével is foglalkozó Rába pedig ezt a közlekedési vállalatot kérte fel tesztelésre. Így 1996-ban két CNG-üzemű Ikarus 286 csuklós busz került a flottába, amelyet később további szóló, illetve csuklós modellek követtek, majd 2005ben Mercedes-Benz Citaro G CNG buszokat vásárolt a társaság. Jelenleg 44 CNG-üzemű busz szerepel a flottában. Az Ikarusokat 258 lóerős Rába-Deltec CNG szikragyújtású erőforrás hajtja, míg a Mercedes-Benzeket jóval korszerűbb, 326 lóerős CNG-motor, amely az EEV dízeleknél is jóval kisebb károsanyag-kibocsátású. Természetesen a gázüzemű buszok üzemeltetésének a saját szerviz oldaláról meg kellett teremteni a személyi és tárgyi feltételeit a szakemberek képzésétől a szikramentes szerszámok beszerzésén át a szellőztetés biztosításáig. A tankolást pedig a GDF-Suez partnerA Tisza Volánnál hat Mercedes-Benz Citaro G CNG teljesít szolcég helyi töltőállomása biztosítja, szerződéses alapon. A buszok hagálatot, a helyi lakosság, az utazóközönség, a jármûvezetôk és tótávolsága 250-300 kilométer, ezért egyes járatokon nap közben is az üzemeltetô nagy megelégedésére. Összesen 44 CNG-üzemû kell tankolni, ám a legtöbb busznak elegendő csak az éjszakai leálbusz szerepel a vállalat flottájában lás során. A tankolás időigénye 25-30 perc. A Tisza Volán igen gazdag üzemeltetési tapasztalatokkal rendelkezik az elmúlt 15 év alapján. Először is az olajcsere intervalluma 30-40 ezer helyett 20 ezer kilométer, az olajfogyasztás pedig 0,15 liter száz kilométerenként. A Rába motoroknál még előfordul a szelepülékek és a hengerfej gyorsabb kopása, de a Mercedes-Benz motorjaira ez már nem jellemző. A Rába esetében a reduktorok is viszonylag gyakran felújításra szorulnak, illetve érzékeny a rendszer a gáz összetételére, szerencsére manapság már közel állandó a gáz minősége. Ettől függetlenül a gáz fűtőérték-ingadozását nehéz érvényesíteni a járművezetők megtakarítási normarendszerében. A tartályok nyomáspróbáját négyévente kéne elvégezni, sőt, a csillagos márka ötéves periódust ír elő, de a Tisza Volánnál háromévente leszerelik a tartálycsoportokat a 300 bar nyomású vizsgálathoz. Eddig csupán egyetlen tartályt kellett kicserélni a 15 év alatt. A tartályok élettartama húsz év. A gépkocsivezetők kedvelik a gázüzemű buszok dinamikus, nyomatékos viselkedését és egyszerű kezelhetőségét, a tankolást könnyen megszokták, a hidegindítás télen is kiváló és az üzembiztosság is megfelelő. Mivel a tetőn elhelyezett alumínium-kompozit tartálycsoport tömege 600-800 kilogramm, növelni kellett a járművekben az ülőhelyek számát, hogy ne lehessen sok álló utassal túlterhelni a buszokat. Az utasok, illetve a város lakossága pedig egyre jobban értékeli a CNG-üzemű buszok csendes működését. A gazdasági mérleg előnyös oldalán szerepel a kilométerenként 51,45 forintos tüzelőanyagköltség, a száz kilométerenkénti hét deciliter AdBlue megtakarítása, illetve az SCR-katalizátor és a dízel részecskeszűrő millió forint nagyságrendű cseréinek, valamint a fejlett dízelbefecskendező-rendszerek költséges javításainak elmaradása. Többletként jelentkezik viszont a 15 százalékkal nagyobb beszerzési költség, a tartályvizsgálatok költsége, a motorolaj és a turbóA Mercedes-Benz Citaro G CNG mofeltöltők gyakoribb cseréje, a gyakoribb fékkopás, a speciális műhelyfelszerelési költségek és dellek képen látható gázmotorja tisza tankolások nagyobb rezsiköltsége. Mindazonáltal a CNG-üzemű csuklós Citarók teljes üzetábban, fajlagosan gazdaságosabban és lényegesen kevesebb mûszaki megmeltetési költsége 90 forint kilométerenként a dízel Connectók 140 forintjával, az Ikarusok hibásodással üzemel, mint az Ikarusok esetében pedig 80 forint áll szemben 110-zel. Ezért a Tisza Volán a későbbiekben is szeretné Rába-Deltec gázmotorja folytatni a gázüzemű buszok arányának növelését a flottájában.
A budapesti nyilvános CNG-töltôállomáson egy háromfokozatú dugattyús kompresszor és egy hidraulikus egység sûríti 220 bar nyomásúra a helyi földgázvezetékbôl vett hat bar nyomású gázt
Jelenleg egyébként a CNG-hajtású járművek tüzelőanyagköltsége 30-50 százalékkal kisebb dízel társaikhoz viszonyítva. Beszerzési áruk pedig már csak mintegy 10-15 százalékkal nagyobb, ugyanis a dízel gépjárművek az Euro-normák szigorodásával egyre drágábbak, például az Euro 6-os nagy-haszongépjárművek akár 10-12 ezer euróval is többe kerülhetnek az Euro 5-ösöknél. A gázzal üzemelő gépjárművek javítási és karbantartási költségei is kedvezőbbek, hiszen egyszerűbb a befecskendezőrendszerük, valamint nincs szükség drága és kényes SCR-katalizátorra, részecskeszűrőre, illetve egyéb kipufogógáz-tisztító rendszerekre. Ha viszont a károsanyag-kibocsátás járulékos származtatott költségeit is figyelembe vesszük, akkor a CNG-üzemű járművek a társadalom egésze számára is jelentős megtakarítást eredményeznek. Egyes becslések szerint ez a társadalmi származtatott költség két év alatt 1150 autóbusz beszerzési árát fedezné a BKV-nál. Mindezek együtteseként nem meglepő, hogy világszerte gyorsan terjednek a CNG-üzemű gépjárművek, számuk eléri a 14 milliót. Míg Európában 2003-ban még csak 400 2011 december
27
technika
A képen jól láthatóak egy Peugeot Partner furgon CNGrendszerének elemei a hengerenkénti befecskendezôkkel, a vezetékekkel és a töltôcsatlakozóval. A tartályokat a raktér padlója alatt helyezik el
ezer gépjárművet hajtott sűrített földgáz, addig ma már 1,4 milliót, és ezek közül több mint 150 ezer városi autóbusz.
Terjedő gyári modellek A gépjárművek akár utólag is átalakíthatóak CNG-üzeműre, de egyre több európai márka kínál gyári fejlesztésű, sorozatgyártású, teljes körű garanciával értékesített modelleket is. A kishaszonjárművek terén a Fiat és a Volkswagen számít élenjárónak e téren, a városi buszok nevesebb gyártói az Irisbustól a MercedesBenzen és az MAN-en át a Volvóig, illetve a Scaniáig szinte kivétel nélkül kínálnak CNG-hajtású termékeket, a tehergépkocsik körében a Mercedes-Benz, a Volvo és a Scania jár elöl jó példával, míg az Iveco minden kategóriában rendelkezik CNG-modellekkel. Az olasz márka magyarországi képviseletében Medveczki András részletesebben is bemutatta ezeket a konferencián. Az Iveco szerint ma a CNG A NABI több mint négyezer CNG-üzemû buszt gyártott az elmúlt 18 évben, így kellô tapasztalattal rendelkeznek e téren. A dízelekhez képest 10-15 százalékkal nagyobb vételárat gyorsan ellensúlyozza a kilométerenként ötven forinttal kisebb üzemeltetési költség, a biztonság terén tökéletesek és halkabbak a trolinál. Nem véletlen, hogy Los Angelesben már nem is üzemelnek dízel buszok. A magyar piacra kifejlesztett Sirius is készülhet CNGüzemû MAN motorral, kicsit kevesebb férôhellyel és tetôre szerelt tartályokkal
28
2011 december
A Ganzair Kompresszortechnikai Kft. kis flották számára kínál kisméretû gyorstöltôket. Magánszemélyek számára az otthoni gáztöltés azonban a magyar jogszabályok értelmében nem engedélyezett
a legkiforrottabb és legkönnyebben bevethető alternatív hajtás, amely egyszerre nyújt műszaki, gazdasági és környezetvédelmi előnyöket. Az első Daily CNG kishaszonjármű még az ezredfordulón mutatkozott be, jelenlegi generációja pedig gázüzemben 136 lóerős, 350 newtonméter nyomatékú motorjával 8,7 kilogramm/100 kilométeres átlagfogyasztása révén mintegy 30 százalékos megtakarítást eredményez a tüzelőanyag-költség terén. A középkategóriás Eurocargo CNG 2010-ben került a piacra, amely 200 lóerős, 650 newtonméter nyomatékú, 5,9 literes Tector 6 motorjával szintén 30 százalékkal mérsékli az üzemeltető tüzelőanyag-költségét, miközben az Euro 6 környezetvédelmi normát is könnyedén teljesíti, és három ilyen modell együttesen csap akkora zajt, mint egy dízelüzemű. Hasonlóképpen a 2008 óta értékesített nehézkategóriás Stralis CNG is 30 százalékkal kisebb tüzelőanyag-költséggel
üzemel, Cursor 8 motorja pedig 272, 300 vagy 330 lóerő teljesítménnyel választható. Az Iveco a CNG-üzemű haszonjárművek hátrányaiként csupán a rövidebb olajcsere-intervallumot és a nagy tartályok miatt némileg kisebb hasznos teherbírást említi, azonban már az olasz gyártó is fejleszti az LNGtechnológiát alkalmazó modelleket. A dízelekénél nagyobb beszerzési költség pedig átlagosan 1,5-2 év alatt megtérül a gazdaságosabb üzemelés által. Végül keretes írásainkban egy-egy hazai példa szerepel a biogáz előállítására, illetve hasznosítására és a CNGüzemű buszok üzemeltetési tapasztalataira. Mindezek ismeretében nem tűnik túlzásnak, hogy az MGKKE a gáz aranykorának tekinti jelenlegi évtizedünket, és reményeik szerint ez az arany Magyarországon is megcsillan. Chilkó Szabolcs
