ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ ΩΣ ΚΑΥΣΙΜΟ ΟΧΗΜΑΤΩΝ

ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ ΩΣ ΚΑΥΣΙΜΟ ΟΧΗΜΑΤΩΝ

Compressed Natural Gas

Συμπιεσμένο Φυσικό Αέριο

  
   Κυψέλες καυσίμου, υδρογόνο 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 «οικολογοποίηση» 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.

   Το φυσικό αέριο, ως καύσιμο, μόνο καινούργιο 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 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 μία άλλη πλευρά της χρήσης και χρησιμότητας του φυσικού αερίου, 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, εδώ παραμένει πρακτικά άγνωστη.

   Τα Χαρακτηριστικά του φυσικού αερίου

   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 καινούργιο. Ωστόσο, το φυσικό αέριο αποτελεί ένα καινούργιο κεφάλαιο στο έργο που λέγεται αυτοκίνητο.

   Το φυσικό αέριο υπάρχει σε μεγάλες ποσότητες στο στερεό φλοιό της Γης. Αποτελείται στο μεγαλύτερο ποσοστό του από μεθάνιο (CH₄) 92%. Επίσης από 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.

   Το 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 πολλαπλάσιος από αυτόν της βενζίνης.

   Από τεχνική σκοπιά, λοιπόν, το κύριο μειονέκτημα της χρήσης του φυσικού αερίου στο χώρο των μεταφορών είναι ότι για να 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 -162 ^οC. 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.

Επιπλέον, το φυσικό αέριο χαρακτηρίζεται από υψηλό αριθμό οκτανίων, 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 ατόμων υδρογόνου ανά άνθρακα (H/C) του καυσίμου. Ενώ οι εκπομπές άκαυτων υδρογονανθράκων των κινητήρων φυσικού αερίου αποτελούνται κατά 90% από μεθάνιο, που είναι σχετικά «αθώο» όσον αφορά τις επιπτώσεις στην υγεία, αλλά από την άλλη 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.

   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 υπερτροφοδοτούμενους κινητήρες φυσικού αερίου.

   Από οικονομική σκοπιά τώρα, 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. Στη Γερμανία, όπου υπάρχουν φορολογικές ελαφρύνσεις, υπολογίζεται ότι το χιλιομετρικό κόστος του φυσικού αερίου είναι κάτω από 50% του αντίστοιχου της βενζίνης.

   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 οικολογικά επωφελής, καθώς βελτιώνεται η αναλογία άνθρακα/υδρογόνου στο καύσιμο. Από κει και πέρα υπάρχουν βέβαια και πολιτικά ζητήματα. Πάντως, γεγονός είναι ότι η παροχή φορολογικών και άλλης φύσεως κινήτρων μπορεί να αποδειχθεί αποφασιστικής σημασίας για τη διείσδυση του φυσικού αερίου στην αγορά.