فناوری های مهم در مصرف گاز

فناوری های مختلفی در مصرف گاز وجود دارند كه بیشترآنها در بخش حمل و نقل كاربرد دارند برای مثال, استفاده از گاز طبیعی فشرده شده سی ان جی به عنوان سوخت خودروها یك فناوری كاملاً شناخته شده است

فناوری های مختلفی در مصرف گاز وجود دارند كه بیشترآنها در بخش حمل و نقل كاربرد دارند. برای مثال، استفاده از گاز طبیعی فشرده شده (سی.ان.جی) به عنوان سوخت خودروها یك فناوری كاملاً شناخته شده است. در كشور ایتالیا، از دهه۱۹۴۰، گاز طبیعی فشرده برای خوروها استفاده شده است و در قیاس با گاز طبیعی مایع شده (ال.ان.جی) و متانول كه هر دو از گاز طبیعی به دست می آیند، فناوری خودروهای با سوخت سی.ان.جی گسترش بیشتری یافته است. در حال حاضر در دنیا، تعداد بیش از یک میلیون خودروی گازسوز كه با سوخت سی.ان.جی كار می كنند، در حال تردد هستند.ال.ان.جی را نیز می توان به عنوان سوخت در خودروها به كار برد. در قیاس با سی.ان.جی، استفاده از ال.ان.جی به عنوان سوخت خودرو بسیار محدودتر است، زیرا ال.ان.جی باید در دمای بسیار پایینی نگهداری شود. ال.ان.جی به عنوان سوخت وسایل نقلیه تنها در كشورهایی مانند آلمان، ژاپن و آمریكا به كار گرفته شده است. در آمریكا، استفاده از ال.ان.جی برای وسیله نقلیه، رشد بیشتری نسبت به سایر كشورها داشته است. اكثر وسایل نقلیه ذكر شده، خودروهای سنگین مانند تراكتورها، كامیون ها و اتوبوس ها هستند. در ژاپن نیز فعالیت های تحقیق و توسعه درباره به كارگیری ال.ان.جی در حال انجام است، ولی به طور عمده خودروهای با سوخت ال.ان.جی در این كشور نیز وسایل نقلیه سنگین هستند.

گاز را همچنین می توان به متانول تبدیل كرد و به عنوان سوخت در خودروها به كار برد. ایالات متحدآمریكا، از متانول به دست آمده از گاز طبیعی به عنوان سوخت در خودروها به صورت تجاری استفاده می كند. متانول همچنین علاوه بر سوخت در موتورهای احتراق داخلی، می تواند در خودروهای پیل سوختی نیز به كار رود.

در این كشور متانول موجود به دو صورت در بازار وجود دارد كه با علامت اختصاریM۸۵ و M۱۰۰ شناخته می شود. M۸۵ مخلوطی از ۸۵ درصد متانول و۱۵ درصد بنزین است و M۱۰۰به صورت۱۰۰ درصد خالص از متانول است كه از M۸۵در خودروهای سبك و M۱۰۰ در خودروهای سنگین مانند تراكتورها و اتوبوس ها كاربرد دارد. استفاده از M۱۰۰در خودروهای پیل سوختی نیز استفاده می شود. البته كاربرد خودروهای پیل سوختی هنوز در مرحله آزمایشی است.

باید اشاره كرد كه قیمت سوخت سی.ان.جی در مبنای واحد در قیاس با متانول، بنزین و گازوییل ارزان تر و آلایندگی آن نیز به مراتب كمتر است. سوخت سی.ان.جی در احتراق، عدد اكتان بالاتری نسبت به بنزین دارد. گفتنی است كه درجه اكتان سی.ان.جی و متانول در حدود۱۲۰ و درجه اكتان بنزین۹۲ است.

سوخت سی.ان.جی در قیاس با ال.ان.جی و متانول به عنوان نیروی محركه وسایل نقلیه، فناوری شناخته شده تری دارد، اما از نظر قدرت موتور، موتورهای با سوخت سی.ان.جی در قیاس با ال.ان.ی قدرت كمتری دارند. قدرت موتور با سوخت سی.ان.جی در قیاس با خودروهای گازوییلی و بنزینی نیز كمتر است.حمل و نقل و ذخیره سازی ال.ان.جی بسیار گران تر از سی.ان.جی است. ال ان جی ظرفیت انرژی بالاتری نسبت به سی ان جی و متانول دارد. ولی این ظرفیت از گازوییل و بنزین کمتر است؛ بنابراین استفاده از ال ان جی برای وسایل نقلیه سنگین مانند تریلرها و اتوبوس های ترانزیت و لوکومتیوها در مسافت های طولانی تر، مطلوب تر است. سوخت ال ان جی از ۹۵ تا ۹۹ درصد متان تشکیل شده است، در حالی که در سی ان جی حدود ۸۸ درصد متان موجود است؛ بنابراین آلایندگی ال ان جی نسبت به سی ان جی، گازوییل و بنزین و همچنین از متانول بسیار کمتر است. قیمت ال ان جی نیز در قیاس با متانول، گازوییل و بنزین ارزان تر است، همچنین فناوری تولید، ذخیره سازی و حمل و نقل آن نیز شناخته شده است؛ با وجود این هزینه حمل و نقل ال ان جی در قیاس با متانول، گازوییل و بنزین بالاتر است، زیرا حمل آن دشوارتر است و باید حمل و نقل آن تحت فشار و برودت خاصی باشد که برای این کار نیاز به تانکر هایی با فناوری خاص است.

گرچه فناوری خودروهای با سوخت ال ان جی نسبت به سی ان جی کمتر شناخته شده است، ولی فناوری ایجاد جایگاه های سوخت رسانی و کیت های خودروهای با سوخت ال ان جی در قیاس با سی ان جی مدام در حال تکامل هستند که پیش بینی می شود تا در آینده از لحاظ قیمت، کاهش بیشتری در این زمینه صورت می پذیرد. در حال حاضر وسایل نقلیه با سوخت ال ان جی از نظر تعداد درقیاس با خودروهای با سوخت سی ان جی بسیار کمتر هستند، ولی استفاده از آن در کشورهایی مانند بلژیک، سوئد، فنلاند، نروژ، ژاپن، آلمان، ازبکستان و آمریکا در حال گسترش است.

در مورد خودروهای متانول سوز، یک نقطه ضعف اساسی برای خودروهای متانول سوز، قیمت سوخت آن است که بسیار گران تر از سی ان جی، ال ان جی، گازوییل و بنزین است. خودروهای متانول سوز معضلی دیگر از لحاظ انتشار فرمالدئید دارند که البته نصب اگزوزهای کاتالیستی تا حد زیادی آن را کاهش می دهد.

گرچه خودروهای متانول سوز در بازار قابل دسترس هستند، ولی تعداد آنها محدود است. موتورهای احتراق داخلی با سوخت متانول هنوز در مرحله آزمایش و توسعه هستند. وقتی متانول در خودروهای پیل سوختی به کار برده می شود، هزینه های آن درقیاس با خودروهای بنزینی رقابتی تر می شود. در حال حاضر کارآیی انرژی در خودروهای بنزینی ۱۹ درصد است، اما این رقم در خودروهای پیل سوختی حداقل۳۸ درصد است. بر همین اساس، خودروهای پیل سوختی می توانند۵۵ مایل را به ازای هر گالن معادل بنزین طی كنند كه این رقم برای خودروهای بنزینی در حدود۲۷/۵ گالن در همان مسافت است؛ بنابراین مصرف سوخت خودروهای پیل سوختی بسیار كمتر از موارد مشابه بنزینی، گازوییلی و حتی خودروهای با سوخت سی.ان.جی است. مزیت دیگر خودروهای پیل سوختی، آلایندگی ناچیز آنها در قیاس با تمام خودروهای موجود با سوخت های بنزین، گازوییل، سی.ان.جی و حتی ال.ان.جی است، زیرا خودروهای پیل سوختی هیچ گونه آلایندگی از لحاظ انتشار اكسید كربن و اكسید نیتروژن ندارد.

امروزه در جهان با توجه به امتیاز فراوان زیست محیطی خودروهای پیل سوختی، زمینه توسعه فناوری آن فراهم شده و در آینده به صورت یك سوخت جانشین مهم مطرح خواهد شد. به این نكته باید توجه كرد. فناوری پیل سوختی تنها منحصر به خودروها نیست و در جنبه های مختلفی كاربرد دارد.

امروزه استفاده از توربین های سیكل تركیبی با سوخت گاز برای تولید برق در جهان محبوبیت زیادی یافته است. ویژگی های نیروگاه های سیكل تركیبی گاز سوز را می توان به صورت زیر برشمرد:

- ایجاد تأسیسات نیروگاه های سیكل تركیبی درقیاس با نیروگاه های اتمی و یا زغالی از نظر زمان ساخت بسیار كوتاه تر است. ساخت نیروگاه سیكل تركیبی حدود۲ سال طول می كشد كه در قیاس با نیروگاه اتمی و یا زغالی كه۴ تا۵ سال است، از نظر مطلوب بودن ساخت سبب شده است توجه بیشتری به ساخت چنین نیروگاه هایی معطوف شود كه در نتیجه سبب افزایش تقاضا برای سوخت آن در جهان شده است.

- كارآیی نیروگاه های سیكل تركیبی حدود۵۵ درصد است كه در قیاس با نیروگاه های زغالی مشابه كه كارآیی آنها حداكثر۲۴ درصد است از مطلوبیت زیادی برخوردارند.

- هزینه ساخت نیروگاه سیكل تركیبی در قیاس با نیروگاه های مشابه مانند دیزلی و یا نیروگاه های با سوخت زغال سنگ بسیار كمتر است. برای مثال، تنها میزان انتشار كربن برحسب گرم به ازای هر كیلووات ۵۰ درصد كمتر است.گفتنی است نیروگاه های اتمی نیز به علت تولید زباله های بسیار سمی كه زمان بسیاری زیادی اثرهای آن در محیط زیست باقی می مانده، نمی توانند رقیب قدرتمندی برای نیروگاه های سیكل تركیبی به شمار روند.

- قیمت پایین سوخت گاز در قیاس با سایر فرآورده های نفتی سبب شده است كه استفاده از نیروگاه های سیكل تركیبی مطلوبیت بیشتری دارد.

ویژگی های یادشده موجب شده اند تا استفاده از نیروگاه های سیكل تركیبی در جهان توجیه اقتصادی و زیست محیطی مناسبی داشته باشد؛ از این رو استفاده از گاز به عنوان سوخت این نیروگاه ها مطلوبیت فراوانی یافته است.