Wyznaczony sobie przez Niemcy cel redukcji emisji gazów cieplarnianych będzie mieć znaczący wpływ na ewolucję długodystansowego transportu towarowego. W opublikowanym niedawno opracowaniu niemieckie Ministerstwo Transportu i Infrastruktury Cyfrowej (BMVI) wskazuje skroplony gaz ziemny (LNG) jako najlepsze rozwiązanie dla transportu długodystansowego w ciągu najbliższych 10–15 lat.
BMVI opublikowało „Inicjatywę na rzecz przyjaznego dla środowiska transportu drogowego” („Initiative klimafreundlicher Strassengüterverkehr”), której celem jest osiągnięcie przez ten kraj w ramach działań na rzecz klimatu redukcji łącznej emisji gazów cieplarnianych o 95% do 2050 roku oraz redukcji emisji pochodzących z transportu o 42% do 2030 roku, w odniesieniu do wartości z 1990 roku. Osiągnięcie tego celu będzie wymagało niemal całkowitej dekarbonizacji branży transportowej.
BMVI Roadmap skupia się na samochodach ciężarowych i rozważa opłacalność zastosowania gazu ziemnego, wodorowych ogniw paliwowych oraz paliw płynnych na bazie energii elektrycznej jako rozwiązań mających na celu osiągnięcie zrównoważonego transportu.
Opracowanie wskazuje na LNG jako jedyną na masowym rynku alternatywę dla oleju napędowego do momentu wprowadzenia systemów ogniw paliwowych zasilanych wodorem około roku 2030, po których na rynek wejdą paliwa płynne na bazie energii elektrycznej. Po niedawnym przedłużeniu ulgi podatkowej na gaz ziemny do 2026 roku – zwiększającym jeszcze bardziej bezpieczeństwo inwestycji – omawiane studium stanowi logiczny krok naprzód i zapowiada spójne działania na rzecz zmiany w tym sektorze. Zgodnie z prognozami zawartymi w studium BMVI, do roku 2030 zostanie sprzedanych 50 tysięcy ciężarówek dalekobieżnych z napędem alternatywnym, z czego tysiąc będzie objętych programem motywacyjnym, który ma zostać ogłoszony wkrótce.
Do tej pory większość silników zasilanych gazem nie osiągała wystarczającej mocy lub ich gama była zbyt wąska, aby były użyteczne w ciężkich zastosowaniach. Teraz to zaczyna się zmieniać. Producenci pojazdów ciężarowych coraz powszechniej stosują do ich napędu silniki gazowe, zasilane sprężonym gazem ziemnym (CNG), a także gazem skroplonym (LNG).
Według przedstawicieli Bosch, silniki pojazdów użytkowych zasilane CNG emitują do 20 procent mniej CO2 niż dieslem, a emisja cząstek stałych utrzymuje się na bardzo niskim poziomie. Zaletą tego typu napędów jest koszt eksploatacji o około połowę niższy niż w przypadku konwencjonalnego napędu z dieslem. Bosch oferuje do samochodów użytkowych system Dual Fuel, łączący zasilanie olejem napędowym z zasilaniem gazem. Dzięki takiemu rozwiązaniu gazem można zastąpić do 90 proc. oleju napędowego. Układ wtryskowy diesla pełni przy tym funkcję płynnej świecy zapłonowej. Powoduje on zapłon gazu, tak więc nie wymaga stosowania osobnego układu (świece i cewki zapłonowe). Dzięki temu, że gaz ziemny jest tańszy niż olej napędowy, można obniżyć koszty eksploatacji pojazdu nawet o 50 %. Samochody z systemem Dual Fuel mają także możliwość zasilania wyłącznie ON, co jest praktycznym rozwiązaniem w obszarach, gdzie infrastruktura stacji oferujących gaz ziemny jest słabiej rozwinięta.
Pełna gama modeli IVECO na gaz
IVECO od dwóch dekad jest pionierem technologii wykorzystujących gaz ziemny, które uważa za dojrzałe, rozsądne i opłacalne rozwiązanie umożliwiające zrównoważony transport. W wyniku długotrwałej pracy nad technologiami wykorzystującymi to paliwo alternatywne, włoska firma jest dziś jedynym producentem oferującym pełną ofertę modeli na gaz ziemny, której częścią są trzy rodziny silników o mocy od 136 do 460 KM, natomiast DMC oferowanych pojazdów to od 3,5 do 40 ton – od lekkich pojazdów dostawczych po ciężarówki wielkogabarytowe i autobusy. Zwieńczeniem oferty ciężkich pojazdów – istotnym z punktu widzenia publikacji BMVI – jest Stralis NP, pierwsza ciężarówka na gaz ziemny stworzona specjalnie do operacji długodystansowych, o zasięgu do 1600 km, zapewnianym przez dwa zbiorniki LNG o pojemności 400 kg oraz wyjątkową wydajność silnika. Dzięki stworzonej przez IVECO technologii wykorzystania gazu ziemnego ciężarówka ta może jeździć na sprężony lub skroplony gaz ziemny, dysponując mocą znamionową, komfortem, technologią przekładni i wydłużonym zasięgiem odpowiednimi dla wymogów długodystansowych misji transportowych.
Prawie nie emituje i nie hałasuje
Stralis NP już zdobywa popularność w sektorze pojazdów do międzynarodowego transportu ciężarowego o masie do 40 ton, a klienci informują o znacznym zmniejszeniu całkowitego kosztu eksploatacji (Total Cost of Ownership, TCO). Z punktu widzenia efektywności środowiskowej korzyści osiągane dzięki wykorzystaniu gazu ziemnego są już znaczne, gdyż emisje CO2 przez Stralis NP są nawet o 10% niższe niż w przypadku jego odpowiednika na olej napędowy, w zależności od trasy i składu gazu. Redukcję emisji CO2 można zwiększyć jeszcze bardziej dzięki wykorzystaniu gazu odnawialnego (nawet -95% przy zastosowaniu biometanu). Korzyści płynące z zastosowania technologii IVECO wykorzystującej gaz ziemny wykraczają poza redukcję emisji CO2 przez pojazd: poziom emisji cząstek stałych jest pomijalny, a emisja tlenków azotu – znacznie niższa (–60% w porównaniu z zastosowaniem pojazdu na olej napędowy na długiej trasie). Pojazd jest też znacznie cichszy, dzięki redukcji poziomu hałasu o 50%. Otwiera to dodatkowe perspektywy biznesowe w obszarach miejskich, w których występują ograniczenia ruchu pojazdów.
Po sprzedaniu ponad 22 tys. pojazdów, firma IVECO jest liderem rynku i technologii w branży pojazdów użytkowych na gaz ziemny.
Sprawdzone w praktyce
Firma i-FAST Automotive Logistics, wchodząca w skład grupy FCA, jako pierwsza wykorzystuje Stralisy NP napędzane skroplonym gazem ziemnym (LNG) do transportu pojazdów.
Marco Simone Zanna, dyrektor generalny i FAST Automotive Logistics, powiedział, że po roku od podpisania umowy z IVECO dziesięć Stralisów NP zasilanych LNG przejechało ponad 600 000 kilometrów. Na tym dystansie samochody zużyły o 15% mniej paliwa w porównaniu z pojazdami wyposażonymi w silniki Diesla. Stosowanie czystego paliwa w tych pojazdach powoduje ograniczenie emisji w stosunku do limitów określonych w normie Euro VI. Skala redukcji wynosi 99% dla cząstek stałych, 60% dla NOx oraz do 95% dla CO2 w przypadku stosowania skroplonego biometanu. Ponadto użytkowanie Stralisów NP znacznie zmniejsza emisję hałasu na terenach zurbanizowanych.
Pojazdy były wykorzystywane do transportu samochodów osobowych i dostawczych, charakteryzując się dobrymi parametrami pod względem ładowności i elastyczności. Oferują one zasięg do 1500 km przy średniej prędkości zbliżonej do ich dieslowskich odpowiedników na wszystkich rodzajach tras. Ponadto dzięki szybkiej rozbudowie sieci tankowania LNG w całej Europie 10 Stralisów NP jest regularnie wykorzystywanych do realizacji dostaw we Włoszech, Francji, Belgii, Niemczech i Szwajcarii.
Wobec tak obiecujących wyników i-FAST Automotive Logistics postanowiła zwiększyć swój park pojazdów o pięć kolejnych Stralisów NP w grudniu 2017 r. Łącznie firma będzie dysponowała piętnastoma ekologicznymi pojazdami zasilanymi wyłącznie gazem ziemnym.
Volvo FH i FM LNG
Volvo Trucks zaprezentowało samochody ciężarowe o dużej ładowności, spełniające normę emisji spalin Euro 6, napędzane silnikiem zasilanym skroplonym gazem ziemnym lub biogazem. Nowe pojazdy odznaczają się osiągami, właściwościami jezdnymi i zużyciem paliwa porównywalnymi z pojazdami Volvo Trucks zasilanymi olejem napędowym. Co więcej, w porównaniu z nimi, nowe samochody ciężarowe emitują o 20-100 procent mniej CO2, zależnie od stosowanego paliwa. Nowe Volvo FH LNG i Volvo FM LNG są dostępne z silnikami o mocy 420 lub 460 KM i przeznaczone dla transportu regionalnego i długodystansowego.
Zamiast obiegu termodynamicznego Otto, stanowiącego konwencjonalne rozwiązanie stosowane w silnikach gazowych, silniki FH LNG i FM LNG pracują według obiegu Diesla. Dla użytkownika pojazdu gazowego oznacza to brak kompromisów pod względem właściwości jezdnych, ekonomiki paliwowej i niezawodności. Gazowy silnik Volvo o mocy 460 KM rozwija maksymalny moment obrotowy 2300 Nm, zaś jednostka o mocy 420 KM – 2100 Nm. Są to parametry identyczne, jak w analogicznych silnikach spalających olej napędowy. Także zużycie paliwa jest porównywalne z konwencjonalnymi silnikami wysokoprężnymi Volvo, a jednocześnie jest ono niższe niż w standardowych silnikach gazowych.
Paliwem stosowanym w nowych silnikach jest skroplony gaz ziemny (LNG) lub skroplony biogaz, znany jako bio-LNG. Obydwa te paliwa składają się głównie z metanu. Jeżeli stosowany jest biogaz, oddziaływanie na klimat może zostać zredukowane nawet o 100 procent, podczas gdy w przypadku gazu ziemnego jest to 20%.
W celu zwiększenia zasięgu, do zbiornika tankuje się paliwo LNG, przechowywane pod ciśnieniem 4–10 bar i w temperaturze -140 do -125 °C. Największy dostępny zbiornik LNG zapewnia zasięg do 1000 km. Tankowanie LNG zajmuje niemal tyle samo czasu, ile tankowanie ON. Podczas jazdy ciekłe paliwo jest podgrzewane, sprężane i przekształcane w gaz, który następnie jest podawany do cylindrów. Aby zainicjować zapłonu gazu, do cylindra wtryskiwana jest wcześniej niewielka dawka oleju napędowego. Osiągniecie 100-procentowej redukcji emisji CO2 jest możliwe po zastosowaniu HVO (uwodornione oleje roślinne) zamiast kopalnego oleju napędowego oraz bio-LNG zamiast LNG.
Volvo FH LNG i FM LNG - fakty
- Dostępne wersje: ciągniki siodłowe (4x2, 6x2, 6x4) i podwozia (4x2, 6x2, 6x4) o dmc zestawu do 64 t, do transportu regionalnego i długodystansowego.
- Silnik: Volvo G13C Euro 6, rzędowy, 6-cylindrowy, 13-litrowy z wtryskiem common rail i wtryskiwaczami z osobnymi rozpylaczami dla gazu i oleju napędowego. Wersje o mocy 420 KM (2100 Nm) i 460 KM (2300 Nm).
- Skrzynia biegów: Volvo I-Shift.
- Zbiorniki paliwa: LNG o pojemności 115 kg (275 l), 155 kg (375 l) lub 205 kg (495 l), zapewniające zasięg do 1000 km. Dodatkowy, niewielki zbiornik oleju napędowego
- Układ oczyszczania spalin: katalizator SCR i filtr cząstek stałych.
- Volvo FH LNG i FM LNG posiadają homologację dla pojazdu kompletnego i spełniają regulamin R110 EKG ONZ.
Obecnie Volvo Trucks wraz z dostawcami gazu i klientami pracuje nad rozbudową infrastruktury LNG w Europie. W wielu krajach oraz na poziomie UE przedsięwzięcie to cieszy się także wsparciem politycznym. Ponadto Komisja Europejska i kraje członkowskie przyjęły strategię rozwoju infrastruktury LNG w celu zabezpieczenia długookresowej dostępności nośników energii w Europie. Sprzedaż Volvo FM LNG i FH LNG rozpocznie się w 2018 r.
13-litrowy silnik Scanii zasilany LNG
W ofercie Scanii dostępne są również pojazdy ciężarowe zasilane LNG.
Ostatnio oferta szwedzkiego producenta została rozszerzona o 6-cylindrowy silnik gazowy OC13 o mocy 410 KM. Silnik zapewnia osiągi odpowiednie dla ciężkiego transportu długodystansowego, dzięki charakterystyce zbliżonej do silnika z zapłonem samoczynnym o tej samej wielkości.
Najnowszy silnik gazowy Euro 6 bazuje na silniku 13-litrowym i uzupełnienia gamę rozwiązań Scania dla zrównoważonego transportu, pozwalając na redukcję CO2 o 15–90 proc.
Henrik Eng, dyrektor produktu w segmencie miejskim Scania Trucks powiedział, że firma wiąże duże nadzieje z pojazdami wyposażonymi w ten silnik. Zainteresowanie potencjalnych klientów z Europy możliwością eksploatacji w ruchu długodystansowym pojazdów zasilanych gazem jest duże.
Nowy silnik osiąga moment obrotowy 2000 Nm, w zakresie od 1100 do 1400
obr/min – są to wartości porównywalne z silnikiem wysokoprężnym podobnej wielkości. Używając skroplonego gazu ziemnego (LNG) typowy, 40-tonowy zestaw może pokonać bez tankowania do 1000 km. Przy dwóch zbiornikach LNG zasięg pojazdu wzrasta do 1600 km.
To tylko najnowsze przykłady. Inni producenci też nie zasypiają gruszek w popiele. Gaz staje się poważną alternatywą dla oleju napędowego, choć wytwórcy diesli nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa.