CNG Historia | Auta na gaz ziemny ze zbiornikami (balonami) o niskim ciśnieniu

Gaz ziemny w aucie - pierwsze zastosowania w postaci gazu miejskiego
Fot. Gaz ziemny w aucie – pierwsze zastosowania w postaci gazu miejskiego Źródło: własne

CNG – gaz ziemny w postaci sprężonej został pioniersko zastosowany do pojazdów dopiero w latach 30. XX wieku. A historia ekologicznych pojazdów na gaz ziemny sięga tutaj dalej, bo aż do początku wieku. Jak więc radzono sobie bez technologii sprężania gazu? Odpowiedź jest prosta – na dachach pojazdów montowano specjalne „torby” (balony). Takie auta nazywano „Gas Bag Vehicles”. Czyli autami z „gazowymi torbami, tudzież balonami”. Zapraszamy do zapoznania się ze szczegółami tego rozwiązania!

Samochody z balonami gazowymi – co to takiego?

Gaz ziemny w autobusie - pierwsze zastosowania w postaci gazu miejskiego
Fot. Gaz ziemny w autobusie – pierwsze zastosowania w postaci gazu miejskiego Źródło: własne

Na samym wstępie wyjaśnijmy zasadę działania auta z balonem metanowym na dachu. Celowo używamy słowa metan, gdyż wówczas gaz ziemny nie był wykorzystywany na szerszą skalę w gazociągach. Dominował gaz koksowniczy, wytwarzany z węgla w specjalnych instalacjach miejskich (pozostałością tej metody są m.in. ogromne zbiorniki na gaz, które można spotkać m.in. przy ul. Prądzyńskiego w Warszawie).

Gaz ziemny w aucie dostawczym - pierwsze zastosowania w postaci gazu miejskiego
Fot. Gaz ziemny w aucie dostawczym – pierwsze zastosowania w postaci gazu miejskiego Źródło: własne

Właściwie dlaczego historia aut na gaz ziemny nie zaczęła się od CNG? Niestety – w związku z nikłą wiedzą, doświadczeniem oraz wysokimi kosztami w zakresie sprężania gazów, konstruktorzy decydowali się na rozwiązanie tańsze i lepiej opanowane. Gaz magazynowano pod niskim ciśnieniem, podobnym do panującego w gazociągu. Do zbiorników pojazdy był on zatłaczany bezpośrednio z gazociągu.

Miejska stacja tankowania gazu ziemnego - lokalizacja na ulicy
Fot. Miejska stacja tankowania gazu ziemnego – lokalizacja na ulicy Źródło: własne

Przy tankowaniu używano zwykłej infrastruktury o dużym przekroju, niewymagającej stosowania specjalistycznych urządzeń. Przedstawia to przykładowy punktu tankowania gazu z Niemiec, z lat 30. XX wieku, widoczny na zdjęciu.

Stacja tankowania gazu ziemnego, a zarazem przystanek autobusowy (pętla)
Fot. Stacja tankowania gazu ziemnego, a zarazem przystanek autobusowy (pętla) Źródło: własne

Sposób magazynowania paliwa wpłynął na wyjątkowy i łatwy do rozpoznania wygląd pojazdów. Na dachu każdego auta był zamontowany specjalny balon, do którego tankowano metan. Zajmował on całą powierzchnię dachu i miał pokaźną wysokość – w pierwszych zastosowaniach asekuracyjnie mocowano go do zderzaków pojazdów. Następnie, w wyniku ewolucji, gazowy balon mocowano już w specjalnej drewnianej skrzyni, która znacznie lepiej komponowała się z wyglądem samochodu i zapewniała lepszą aerodynamikę.

Gaz ziemny w autobusie - autobus miejski z przyczepką
Fot. Gaz ziemny w autobusie – pierwsze zastosowania w postaci gazu miejskiego Źródło: własne

Sam balon był zrobiony z gumy, dzięki czemu koszt jego produkcji był bardzo przystępny. Był o wiele tańszym rozwiązaniem niż oferowane wówczas zbiorniki stalowe do magazynowania CNG. Jak już wspomnieliśmy, ciśnienie wykorzystywane w takim balonie, nie wymagało także stosowania wysokociśnieniowej infrastruktury do tankowania pojazdu.

Braki w zaopatrzeniu w ropę motorem rozwoju aut na gaz ziemny

Gaz ziemny w autobusie - balon na gaz. Zaawansowana konstrukcja - na ramie, pod obudową
Fot. Gaz ziemny w autobusie – balon na gaz. Zaawansowana konstrukcja – na ramie, pod obudową Źródło: własne

Nie ma co ukrywać, że konstrukcja takich pojazdów gazowych posiadała szereg istotnych wad. Problemem był przede wszystkim mały zasięg pojazdu. Przy jednym tankowaniu auto mogło pokonać do 50 – 70 kilometrów. Kolejnym problemem był niezbyt praktyczny „balon” do magazynowania gazu na dachu. Niekorzystnie wpływał na aerodynamikę pojazdu, był także narażony na uszkodzenia (np. o konary drzew czy wiaty budynków). Problemem, z którym na co dzień musieli zmagać się kierowcy, była wysokość wiaduktów i mostów, pod którymi wiodły drogi. Wymagało to dużej uwagi i omijania zbyt niskich przejazdów.

Auto na gaz miejski w Holandii
Fot. Auto na gaz miejski w Holandii Źródło: własne

Również parametry jazdy wymagały pewnych ograniczeń. Maksymalna prędkość pojazdu wynosiła tylko 50 km/h. Było to podyktowane nie tylko wysokością pojazdu, ale także troską o ograniczony zasięg. Problemem okazywały się także silne podmuchy wiatru, które stanowiły realne zagrożenie dla wywrotki auta.

Auto na gaz ziemny w USA - z balonem na dachu
Fot. Auto na gaz ziemny w USA – z balonem na dachu Źródło: własne

Powyższe uwarunkowania oraz spadek cen paliw naftowych na rynku po II Wojnie Światowej były przyczyną odejścia od aut z metanowymi balonami na dachu. Okazuje się jednak, że takie rozwiązanie znajdowało zastosowanie aż do połowy lat 90. XX wieku. Dopiero wtedy wycofano z eksploatacji tego typu gazowe autobusy w Chinach, w mieście Zigong.

Samochody na gaz ziemny – pierwsza realna alternatywa dla paliw naftowych

Auto na gaz ziemny w Holandi. Lata 30 XX wieku
Fot. Auto na gaz ziemny w Holandi. Lata 30 XX wieku Źródło: własne

Mimo wielu istotnych utrudnień w eksploatacji pojazdów gazowych z magazynowaniem paliwa w specjalnych balonach, auta zasilane metanem udowodniły, że stanowią realną alternatywę dla aut zasilanych produktami naftowymi – benzyną i olejem napędowym. Konieczność zastosowania metanu do zasilania pojazdu stanowiła poważny wkład w rozwój tego paliwa i przyspieszyła prace nad sprężaniem gazu ziemnego do postaci CNG.

Autobus na gaz ziemny w Chinach. Lata 90. XX wieku
Fot. Autobus na gaz ziemny w Chinach. Lata 90. XX wieku Źródło: własne

Co ciekawe, obecne prace nad rozwojem magazynowania gazu ziemnego w pojazdach stanowią niejako powrót do korzeni. Celem współczesnych konstruktorów jest zmniejszenie ciśnienia metanu w zbiornikach, gdyż wysokociśnieniowa konstrukcja „butli” wymaga stosowania walcowatych cylindrów o dużej masie i niedogodnym kształcie. Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie metaloorganiki, (o których pisaliśmy tutaj) pozwolą jednak na dowolne kształtowania lekkiego zbiornika stalowego. Powrót do balonów na dachach pojazdów na pewno nam nie grozi!

Autobusy na gaz ziemny w Chinach. Lata 90. XX wieku
Fot. Autobus na gaz ziemny w Chinach. Lata 90. XX wieku Źródło: własne