Alternativní palivo CNG
Základní informace je, že výhřevnost 1 m3 zemního plynu za normálních podmínek odpovídá celkem dobře výhřevnosti 1 litru benzínu. To je dobrá zpráva. Až na to, že uskladnit v autě několik litrů benzínu není žádný problém, zatímco několik metrů krychlových plynu by mohlo přesáhnout objem samotného automobilu. Takže proto, aby se přiměřená zásoba zemního plynu vůbec vešla do auta, musí být velmi silně stlačen a uložen do tlakové nádoby (zkapalňovat lze také, ale je to mnohem náročnější). Kdyby se mělo dosáhnout stejného objemu plynu jako benzínu, musel by být plyn stlačen z 1 m3 na 1 dm3, tedy tisíckrát, což je několikanásobně více, než se v praxi běžně užívá.
Už v době předlistopadové se u nás zkoušelo využití CNG, nejvíce asi v Ústí nad Labem, ve více typech vozidel, např. v dodávkách Š-1203 a v tehdejších autobusech LIAZ. Tlakové nádoby byly užívány běžně dostupné, v rozměrech, jaké známe např. u autogenu. Takové se ostatně užívají pro vysoce stlačené technické plyny dosud. Kdo s těmito tlustostěnnými ocelovými lahvemi někdy musel manipulovat, má sám nejlepší představu, kolik váží třeba i prázdné. (Klasická tlaková láhev s vodním objemem 40 litrů pro tlak 15 MPa má vnější průměr 203 mm, délku 1,7 m a hmotnost 74 kg).
Velký objem a značná hmotnost těchto tlakových nádob byly dlouho jednoznačnou nevýhodou, přes kterou nemohly přednosti CNG v praxi prorazit. Zásadní obrat v tom přinesla v poslední době aplikace kosmické technologie: tlaková nádoba, vyrobená z kombinace lehkých kovů a kompozitu, oproti ocelové je významně lehčí a navíc svými rozměry je vhodnější do zavazadlového prostoru auta (kratší a větší průměr). Současně se ukázalo jako nezbytné užití moderní elektroniky: přesné řízení dávkování plynu samostatnou elektronickou řídicí jednotkou, která umožňuje automaticky přepínat paliva benzín a zemní plyn, udržovat hospodárnou spotřebu plynu ve všech režimech motoru a zároveň vyhovět novým přísným evropským emisním předpisům.
Chemické složení zemního plynu, dostupného v Evropě, je velmi jednoduché, protože v suchém stavu asi z 88 - 98 % je to metan (CH4), u nás je to nyní spíše u té horní hranice. Podle původu (ložiska) a příp. zpracování může zemní plyn obsahovat také vyšší hořlavé plyny ethan, propan a butan (max. jednotky procent) a zbylá procenta jsou většinou dusík (N2) a oxid uhličitý (CO2), tedy převážně nehořlavé podíly.
Významnou výhodou CNG je nižší produkce škodlivých emisí. Při spalování metanu (CH4) se toho nedá moc pokazit, protože je chemicky jednoduchý a při dodržení vhodného směsného poměru se vzduchem velmi dobře hoří. Jediná teoretická varianta pro vznik škodlivé emise je oxid uhelnatý (CO), ale toho při dobrém smísení plynu se vzduchem vzniká také podstatně méně než z benzínu. Nespálené vyšší a hlavně aromatické uhlovodíky, které vznikají při spalování tekutých paliv (mnohé z nich jsou podezřívány z karcinogenních účinků) zde těžko mohou vzniknout. Nepříjemnost při zkoušení motorů mohou způsobit drobné úniky nespáleného zemního plynu, které ovšem přístroje sledující nespálené uhlovodíky zaregistrují a přičtou k výsledku měření. Chemicky i zdravotně se však jedná o prakticky inertní složku.
Zemní plyn obsahuje jen nepatrně sloučenin síry a proto při jeho spalování je stejně nepatrná produkce oxidů síry. Stejně tak se spalováním neprodukuje žádný prach nebo popeloviny. Rovněž u oxidů dusíku se uvádí významné snížení produkce.
Zemní plyn však vykazuje významně lepší výsledky než benzín i z hlediska produkce oxidu uhličitého (CO2), jehož přírůstek v atmosféře může zhoršit skleníkový efekt. Molekula metanu má počet atomů uhlíku a vodíku v poměru 1 : 4, zatímco u benzínu i motorové nafty se tento poměr blíží 1 : 2. Díky tomu vzniká spalováním metanu více vody a méně oxidu uhličitého než při spalování běžných tekutých uhlovodíkových paliv. Při přepočtu na stejnou výhřevnost je přínos pro snížení skleníkového efektu asi 20 % u metanu proti benzínu. To je významný a přitom velmi málo známý fakt.
Druhá a nejspíše úplně hlavní výhoda je v ceně - CNG u nás stojí něco mezi třetinou a polovinu toho, co dnes stojí benzín na stejný počet kilometrů. Zde je hlavní potenciál úspor u uživatele.
Za třetí jsou to i zlepšené provozní vlastnosti motoru. Motor má tišší a rovnoměrnější chod (menší hluk uvnitř i vně vozidla). Zemní plyn nijak nereaguje ani se nerozpouští v motorovém oleji ani netvoří nespálené částice, takže motorový olej se déle udrží čistší a nezředěný, má tedy prodloužený interval výměny. To je ekologicky přínosné. Snižuje se přitom i opotřebení motoru.
Za čtvrté je ještě potřeba připomenout jeden významný rozdíl mezi CNG a LPG. Propan butan (LPG) je těžší než vzduch a v případě úniku se usazuje u země. A pokud chybí intenzívní proudění vzduchu, vytvoří při zemi neviditelnou hladinu. Proto je nebezpečné parkovat a opravovat vozidla s přestavbou na LPG v podzemních prostorách. Mnoho rodinných domů však má garáž trochu nebo i více pod úrovní terénu. Tam pak díky usazenému LPG může stačit např. nedopalek cigarety odhozený na zem ke způsobení výbuchu. A to se, bohužel, už vícekrát stalo. Naproti tomu metan (CNG) je lehčí než vzduch, stoupá vzhůru, a proto jeho případný únik z vozidla déle odstaveného v garáži se mnohem snadněji odvětrá, třeba i průvanem. U větších hal je pak třeba zajistit větrání podstřešního prostoru.
Nevýhodou při využívání CNG jistě je, že majitel vozidla musí do něj investovat, ale to jinak nejde. Do auta se musí zabudovat druhý palivový systém (potrubí, směšovač, ventily, tlaková nádrž, řídicí jednotka s elektroinstalací), který je s původním systémem na benzín navzájem přepínatelný. Je to zhruba dvakrát dražší než kvalitní přestavba na LPG, ale kdo hodně jezdí např. po Praze, tomu se to zaplatí.
Podmínkou využití CNG, stejně jako každého paliva, je příslušná síť čerpacích nebo plnicích stanic. Ta už je v západní Evropě vybudována dávno, podobně jako u nás už je nyní dost stanic na LPG. Jenže CNG má u nás v tomto ohledu zatím velmi slabé podmínky. V Praze jsou zatím dvě veřejné plnicí stanice: v Zahradním Městě a v Horních Měcholupech. Pražská plynárenská a. s. však má zájem podporovat stavbu dalších stanic pro zvýšení odbytu zemního plynu. V České republice je nyní ještě dalších 7 plnicích stanic CNG v lokalitách: Liberec, Ostrava, Havířov, Prostějov, Brno, Uherské Hradiště, Znojmo.
Podle rozmístění stanic na jižní Moravě lze tušit větší zájem zákazníků z Rakouska, kde je toto palivo jistě rozšířenější. Naopak severomoravská lokalita nepochybně souvisí s tím, že ČSAD Havířov má v ČR nejvíce autobusů přestavěných na CNG. Tento přední podnik však v současnosti zápasí se zastaralostí svého vozového parku na jedné straně a na druhé straně s vysokou cenou přestavby nových autobusů. Naráží přitom na neexistenci koncepce podpory ekologičtějších dopravních prostředků.
Pokud cestujete na jiný konec republiky, pak ani případně prázdná nádrž CNG nebude na překážku provozu upraveného vozidla. Když Vám dojde plyn, vozidlo jede dál na benzín, automaticky to přepne řídicí jednotka. Pokud přitom vůbec něco zpozorujete, je to jen změna svítících kontrolek nebo zvuk motoru. Pochopitelně se tím však zpomaluje návratnost investice do vozidla.
Naopak úplně bez benzínu upravené vozidlo jezdit nemůže, protože na benzín vždy startuje a po krátkém zahřátí motoru (řádově minuta) se pak automaticky přepne na zemní plyn.
Dnes u nás existují schválené typové projekty přestavby na CNG pro nejrozšířenější vozidla - Škodovky - Favorit, Forman, Felicia, Octavia. Takže pro tyto typy vozidel si dnes lze opatřit legální přestavbu na CNG "na klíč", dokonce včetně papírování, tj. změny technického průkazu a záznamu na dopravním inspektorátu. Samozřejmě ne na koleně, ale u odborníků. Návratnost přestavby při současných cenách obou paliv v Praze vychází na 25 - 30 000 km. Vyplatí se proto nejvíce těm, kteří hodně jezdí.
Dojezd vozidla (akční rádius) na plnou nádrž plynu je u tuzemské přestavby Škodovek asi 200 - 250 km, což je sice méně než na benzín, ale pokud naopak máte plné obě nádrže, dává součet obou ve skutečnosti nečekaně velký dojezd.
Tuto přestavbu má také pár lidí na různých typech západních vozidel, kteří ji získali už komplet s vozidlem při dovozu ojetiny.
Udává se, že ve světě jezdí přes milion vozidel na zemní plyn. U nás je jich zatím něco přes 300, ale lze předpokládat, že tento počet brzy dále vzroste.
Jak je patrné, moderní technika velmi změnila možnosti využití alternativního paliva CNG - stlačeného zemního plynu - v jeho prospěch, ve prospěch uživatelů i ve prospěch životního prostředí. A to jistě stojí za zaznamenání.
Ing. Jan Bouček
Česká zemědělská univerzita v Praze, Technická fakulta, Katedra automobilů a traktorů
reklama
Auta na CNG mohou od září parkovat ve všech garážích
