انواع گازهای طبیعی CNG و تجربه گازسوز کردن خودروها

تاکنون مهم ترین و معمول ترین سوخت برای استفاده در سرویس های حمل و نقل, در بسیاری از کشورهای دنیا بنزین و گازوئیل بوده است

یکی از فراورده‌های نفت پارس روغن موتور پارس CNG است. این محصول که برای خودروهای گازسوز اعم از سواری و اتوبوس تولید می‌شود، دارای سه ویژگی برجسته شامل نقشه مؤثر در کاهش آلودگی محیط‌زیست، اقتصادی بودن برای کاربران و تسهیل‌کننده عملکرد موتور خودروهایی است که از گاز طبیعی CNG استفاده می‌کنند. از آنجا که استفاده از گاز طبیعی CNG درسال‌های اخیر در خودروهای گازسوز کشور رایج شده و در آینده جایگزین سوخت‌های فسیلی در بیشتر خودروها خواهد شد، در گزارش زیر با انواع گازهای طبیعی از جمله CNG و تجربه برخی از کشورهای جهان در گازسوز کردن خودروها آشنا می‌شویم.

تاکنون مهم‌ترین و معمول‌ترین سوخت برای استفاده در سرویس‌های حمل و نقل، در بسیاری از کشورهای دنیا بنزین و گازوئیل بوده است. خودروهایی که سوخت بنزین یا گازوئیل مصرف می‌کنند مواد مضر و آلاینده با ترکیبات شیمیایی پیچیده‌ای منتشر می‌کنند که به نوبه خود سبب تولید ازن در سطح زمین می‌شوند. با آنکه تمهیدات مختلف برای کاهش آلودگی اعم از برنامه‌های معاینه فنی خودروها یا نصب سیستم‌های کنترل انتشار آلاینده در اگزوز خودروها در کشورهای پیشرفته به کار گرفته شده، اما این برنامه‌ها در شهرهای بزرگ، مسئله تولید ازن و دیگر آلاینده‌ها را به حد کافی کاهش نداده است.

ایران به عنوان دومین کشور برخوردار از ذخایر گازی در جهان بایستی استفاده گسترده از هیدروکربورهای گازی به خصوص CNG را به عنوان سوخت خودروها به ویژه در ناوگان حمل و نقل عمومی در دستور کار خود قرار دهد و مصرف گازوئیل و بنزین را کاهش دهد.

این امر خود کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی و همچنین کاهش هزینه‌های اقتصادی بخش حمل و نقل را به دنبال دارد. CNG با توجه به شرایط اقلیمی ایران و وجود شبکه گسترده توزیع گاز، جایگزینی بسیار مناسب برای دیگر سوخت‌ها خواهد بود.

● تاریخچه استفاده از گاز طبیعی در خودروها

فناوری NGVا۱، دارای تاریخچه طولانی و در عین حال پراکنده است. در دهه‌های گذشته که نگرانی‌ها در مورد اوضاع محیط‌زیست و تولید انرژی، مورد توجه بیشتری قرار گرفت، گاز طبیعی نیز بیش از پیش به عنوان جایگزین سوخت‌های سنتی خودروهای دیزلی و بنزینی مطرح شده است. در صورتی که توازنی بین نقاط قوت و ضعف فناوری سوخت و خودرو برقرار شود، صنعت نوپای NGV، شایستگی ارتقا از سوختی جایگزین به جایگزین واقعی سوخت‌های موجود را خواهد یافت.

ایتالیایی‌ها، استفاده از خودروهای با سوخت گاز طبیعی را قبل و در طول جنگ جهانی دوم، هنگامی که بنزین گران و به صورت گسترده در خودروهای جنگی استفاده می‌شد، به واقعیت تبدیل کردند.

در اواخر دهه ۱۹۷۰ و اوایل دهه ۱۹۸۰، فعالیت‌های بین‌المللی مهمی در مورد خودروهای با سوخت گاز طبیعی آغاز شد. در ۱۹۷۹، نیوزلند از اولین کشورهایی بود که از خودروهایی با گاز طبیعی استفاده کرد.

کانادایی‌ها برنامه NGV خود را در ۱۹۸۲، با یافتن پشتیبانی قوی برای حمایت از برنامه NGV در کشور آغاز کردند. «مک گیر»، وزیر آموزش عالی، علوم و ارتباطات کانادا در آن سال‌ها اولین کسی بود که پارچه‌ای سفید را روی لوله اگزوز اتوبوسی شهری قرار داد و با روشی نسبتاً ساده، به جای استفاده از سوخت دیزل، از گاز طبیعی استفاده می‌کرد. وی به این ترتیب نشان داد که سوخت جدید در مقایسه با موتور دیزل معمولی، دوده ندارد و هوا را سیاه نمی‌کند. در سال ۱۹۸۶ نیز صندوق تحقیق و توسعه NGV توسط دولت کانادا تأسیس شد و تا سال ۱۹۹۴ بیش از پانزده میلیون دلار کانادا را برای پروژه‌های تحقیقاتی مختلف مربوط به NGV تخصیص داد.

در ژوییه ۱۹۸۶، به بهانه برگزاری نمایشگاه انرژی کانادا در ونکوور، گروهی متشکل از ۳۵ نفر به دلیل علایق مشترک خود به NGV، انجمن بین‌المللی خودروهای گاز طبیعی با نشان اختصاری (IANGV)، را تشکیل دادند.

در اوایل دهه ۱۹۹۰، طرفداران NGV، گفتگوهایی را درباره راهبرد تجاری‌سازی جهانی NGV آغاز کردند. از آن تاریخ، برخی از تولیدکنندگان عمده خودرو، سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی را که در مقایسه با استانداردهای صنعت خودرو ناچیز بود به تحقیقات و کارهای نمایشی اختصاص دادند تا ببینند آیا می‌توانند خودروهایی تولید کنند که با استفاده از سوخت گاز پاک و کارآمد، کار کنند و این که آیا صنعت گاز از نیروی کافی برای توسعه بازار خودروها، کامیون‌ها و وانت‌هایی که با سوخت جدید کار می‌کنند، برخوردار است؟ از آن پس انجمن‌های منطقه‌ای و ملی NGV بتدریج شکل گرفتند. از جمله این انجمن‌ها می‌توان به تشکیل مجمع NGV ژاپن در ۱۹۹۱، انجمن خودروهای با سوخت گاز طبیعی اروپا (ENGVA) در ۱۹۹۴ و بسیاری دیگر از انجمن‌های مشابه در انگلستان، فرانسه و بعدها در استرالیا و روسیه اشاره کرد.

سیاست‌ها و اقداماتی که برخی از کشورهای جهان به منظور گازسوز کردن خودروها اجرا کرده‌اند در بیشتر اوقات مؤثر بوده است، اما مسلم است تمام این سیاست‌ها نمی‌تواند برای کشور ما نیز مؤثر باشد و با توجه به موقعیت و نیازهای هر کشور، باید سیاست‌های مربوط، اجرا شود. تجربیات و برنامه‌های دیگر کشورها می‌تواند راهنمای خوبی برای برنامه‌ریزان و مجریان این امر در کشور باشد تا در صورت لزوم این اقدامات را به کار برند.

● برنامه‌های ژاپن برای گازسوز کردن خودروها

اولین اقدام ژاپن برای گازسوز کردن خودروها، شناخت زمینه‌های مناسب به منظور تولید انبوه خودرو با سوخت گاز طبیعی (CNG) بود. در ژاپن زمینه‌های مناسب برای گازسوز کردن خودروها به ترتیب شامل: اتوبوس‌های شهری، کامیون‌های حمل زباله، کامیون‌های شرکت حمل و نقل و خودروهای تجاری است.

دولت ژاپن در ۱۹۹۹، به منظور پیشگیری از افزایش انتشار ذرات معلق حاصل از احتراق گازوییل در خودرو و حفظ محیط‌زیست، برنامه‌ای را طراحی کرد. دولت ژاپن در این برنامه ۴ نوع سوخت خودرو را برای ۴ گروه خودرو با نام خودروهای بنزینی کم آلاینده، خودروهای با سوخت CNG، خودروهای با سوخت LPG و همچنین خودروهای دیزلی که توسط دولت، گواهی DPF را اخذ کرده‌اند پیشنهاد کرد که با استانداردهای جدید مطابقت داشتند و مردم را به استفاده از این چهار گزینه ترغیب کرد.

▪ دیگر سیاست‌های انجام شده در ژاپن برای افزایش خودروهای گازسوز CNG به شرح زیر است:

۱) ایجاد اطمینان شرکت‌های خودروساز از تقاضا برای خودروهای گازسوز در آینده

۲) تنوع بخشی به انواع خودرو و کاهش بیشتر بهای خودروها

۳) یارانه‌های قوی و اقدامات حمایتی

۴) وضع قیمت‌های سودآور برای CNG

۵) توسعه زیرساخت‌ها در سراسر ژاپن

۶) کاهش هزینه‌های تسهیلات سوخت‌گیری

● تجربه کره جنوبی

هدف وزارت محیط‌زیست کره، جایگزین کردن ۲۰ هزار اتوبوس با سوخت گاز طبیعی فشرده شده در ۹ شهر اصلی در طول ۷ سال بوده است. برنامه CNG که در کره انجام شده، شامل نکات مهم زیر است:

۱) قابلیت دسترسی آسان به فناوری موتورهای CNG در کارخانه‌های کره‌ای

۲) وجود زیرساخت‌های خطوط لوله گاز طبیعی در سراسر کشور

۳) تمایل سیاسی به تجدید نظر در قوانین موجود

۴) انگیزش‌های مالیاتی و دیگر محرک‌های مالی برای تشویق در مورد خرید اتوبوس‌های جدید و ساخت جایگاه‌های سوخت‌گیری

● CNG در چند کشور آسیایی

در کشورهای آسیایی از جمله بنگلادش، چین، هند، اندونزی، مالزی، پاکستان، فیلیپین و ویتنام، برنامه‌هایی برای گازسوز کردن خودروها به اجرا گذاشته شده است.

توجه بیشتر این کشورها به آثار زیست‌محیطی ناشی از آلودگی هوا، وابستگی هر چه بیشتر این کشورها به واردات سوخت‌های معمول از جمله بنزین و گازوییل و همچنین افزایش فشار هر چه بیشتر سازمان‌ها و گروه‌های طرفدار محیط‌زیست مبنی‌بر استفاده از گاز طبیعی به عنوان سوخت پاکیزه و تمیز از جمله موارد اجرا شده در این کشورهاست. البته باید توجه داشت استفاده از گاز طبیعی CNG در بخش حمل و نقل، در آخرین مرحله قرار دارد و اصولاً کشورهایی در گازسوز کردن خودروها موفق‌ترند که ابتدا در صنایع کوچک و دیگر کاربردها گاز طبیعی را به کار گرفته باشند.

● انواع گازهای طبیعی

در اینجا با توجه به روند گازسوز شدن خودروها در سطح جهان به تشریح انواع هیدروکربورهای گاز طبیعی می‌پردازیم که به عنوان سوخت در خودروها استفاده می‌شوند.

▪ گاز طبیعی مایع (LNG): این نوع گاز طبیعی که به طور عمده از متان تشکیل شده و در دمای ۱۶۱- درجه سانتیگراد در فشار اتمسفر به مایع تبدیل می‌شود، گازی است با سوخت پاک، ارزان و فراوان و تا ده‌ها سال آینده بخشی از سوخت خودروها را تأمین می‌کند.

مشکل اصلی این سوخت، شیوه ذخیره‌سازی آن در خودرو است. در حال حاضر فناوری ذخیره‌سازی در دمای پایین هنوز تا تکامل و دستیابی به جنبه‌های اقتصادی لازم، زمان بیشتری نیاز دارد. به همین دلیل تعداد خودروهای با سوخت LNG، در سطح دنیا محدود است.

▪ گاز مایع (LPG): این گاز مایع از پروپان و بوتان تشکیل شده و همان گازی است که در سیلندر نگهداری شده و در منازل، استفاده می‌شود.

LPG از نظر فناوری مورد نیاز برای سوخت در خودرو کاملاً بدون مشکل است و فناوری آن با قیمت مناسب قابل دستیابی است. علاوه‌بر این گاز LPG مزایای زیست‌محیطی بسیار چشمگیری دارد، اما به‌رغم مزایای زیست‌محیطی و تکامل تکنولوژیک، محدودیت عرضه این سوخت در جهان و نیازمندی به تأسیسات زیربنایی خاص برای سوخت‌گیری، آینده به کارگیری LPG را در سطح دنیا محدود می‌کند.

▪ گاز طبیعی فشرده (CNG): در این سیستم، گاز طبیعی به شکل فشرده شده و با فشار بالا در حدود ۲۲۰ اتمسفر ذخیره می‌شود.

فشار بالای ذخیره‌سازی ایجاب می‌کند که شکل مخزن به صورت استوانه‌ای باشد. شکل استوانه‌ای مخزن گاز، احتمال قرار دادن آن را در محل باک بنزین غیر ممکن می‌سازد. بنابراین در مورد خودروهای سواری معمولاً فضای در دسترس برای این منظور، محدود به بخشی از فضای صندوق عقب خودرو است. به طور معمول بیشترین حجمی که برای مخزن گاز با توجه به محدودیت در یک خودروی سواری ۴ درب (سدان) می‌توان دست یافت در نمونه‌های ساخته شده حدود ۸۰ لیتر است. با چنین حجمی بیشترین مسافت طی شده توسط خودرو می‌تواند حدود ۲۵۰ کیلومتر باشد.

در حمل و نقل عمومی، مانند اتوبوس‌های شهری، سوخت CNG می‌تواند سوخت بسیار مناسبی باشد. برای مثال در اتوبوس‌ها می‌توان از سقف آنها به عنوان مخزن گاز طبیعی فشرده شده استفاده کرد. در این صورت، مشکل محدودیت مسافت طی شده وجود نخواهد داشت. این امر موجب شده که در سال‌های اخیر بکارگیری سوخت CNG در اتوبوس‌های شهری که از موتور دیزل بهره می‌گیرند به طور قابل توجهی رشد کند.

اکبر آجامی

http://www.ajcar.blogfa.com