W skrócie
CNG (Compressed Natural Gas) to sprężony gaz ziemny, magazynowany w zbiornikach pojazdów pod ciśnieniem do 20 MPa. Dzięki sprężeniu gęstość zmagazynowanej energii rośnie ponad 200-krotnie względem gazu przy ciśnieniu atmosferycznym, co pozwala pokonać na jednym tankowaniu dystans kilkuset kilometrów. Paliwo napędza dziś nie tylko samochody, ale też autobusy, ciężarówki, statki, a nawet kosiarki czy lokomotywy.
Ciśnienie tankowania
20 MPa
Główny składnik
Metan96-98% gazu ziemnego
Liczba oktanowa
do 130
1Czym jest CNG
CNG to skrót od angielskiej nazwy Compressed Natural Gas, czyli sprężony gaz ziemny. W Polsce popularniejsza jest nazwa „gaz ziemny” niż dosłowne tłumaczenie „naturalny gaz”. Niska gęstość gazu — a w konsekwencji mała ilość energii zgromadzona w jednostce objętości przy ciśnieniu atmosferycznym — sprawia, że w pojazdach magazynuje się go w postaci sprężonej do 20 MPa. Dzięki temu gęstość zmagazynowanej energii rośnie ponad 200-krotnie, co pozwala pokonać dystans kilkuset kilometrów na pełnych zbiornikach.
Na stacji tankowania gaz jest osuszany tak, by przy ciśnieniu 25 MPa zawartość wody nie przekraczała 0,03 mg/Nm³ w temperaturze odniesienia -15°C. CNG wykazuje wysoką odporność na spalanie stukowe dzięki liczbie oktanowej sięgającej 130 jednostek, co pozwala stosować wyższe stopnie sprężania silnika. Szerokie granice zapalności umożliwiają też stabilną pracę silnika przy zasilaniu mieszanką ubogą.
Gaz ziemny jest lżejszy od powietrza, bezbarwny, bezwonny (celowo nawaniany związkiem THT), palny, o temperaturze samozapłonu 650°C i grupie wybuchowości IIA. Dolna granica wybuchowości wynosi ok. 4,9% objętości, górna — ok. 15,4%, w zależności od zawartości metanu. Z tego powodu do zagrożenia wybuchem może dojść praktycznie tylko w pomieszczeniu zamkniętym.
2CNG, metan i biometan – czy to zawsze to samo?
Gaz ziemny to kopalina wydobywana ze złóż odwiertem. Jego główne składniki to metan (96-98%), azot (ok. 1%), etan (0,5-1%) i propan (ok. 0,5%) — wzór chemiczny metanu to CH₄. Dokładny skład zależy od konkretnego złoża. Niektóre silniki zasilane są czystym metanem, inne wykorzystują biometan — paliwo pozyskiwane z fermentacji, w którym metan stanowi ok. 67% gazu powstającego ze składowisk komunalnych, odpadów biodegradowalnych, wywaru gorzelnianego czy oczyszczalni ścieków. Biometan można stosować samodzielnie lub mieszać w odpowiednich proporcjach z gazem ziemnym.
3Perspektywy wykorzystania gazu z biogazowni
Biogazownia zagospodarowuje powstający gaz, przekształcając go w energię elektryczną lub napędową dla pojazdów. To działanie proekologiczne w dwójnasób: ogranicza migrację gazów cieplarnianych do atmosfery, a jednocześnie zagospodarowuje energię, która wcześniej ulatywała w powietrze wraz z nieprzyjemnym zapachem. Składowisko odpadów dzięki biogazowi może pozyskać oświetlenie terenu oraz paliwo dla pojazdów oczyszczania miasta i śmieciarek.
4Pojazdy zasilane CNG
Każdy pojazd z silnikiem o zamkniętej komorze spalania może być napędzany CNG — takie pojazdy poruszają się dziś po lądzie i morzu, prowadzone są też próby zastosowania tego paliwa w lotnictwie. Po morzach pływają kutry rybackie i motorówki, po Amsterdamie — statki wycieczkowe, w Disneylandzie — łódź podwodna. CNG napędza samochody osobowe i ciężarowe, dźwigi, autobusy i ciągniki siodłowe, a we Włoszech produkowane są nawet motocykle na to paliwo.
W Alpach na gazie ziemnym pracują ratraki odśnieżające stoki, w halach widowiskowych — pojazdy czyszczące tafle lodowisk, a w Niemczech młodzież jeździ gokartami CNG. Wózki widłowe na gaz ziemny są ciche i nie emitują sadzy brudzącej ściany hal magazynowych. Ciągniki rolnicze i kosiarki do trawników napędzane CNG pozwalają gospodarstwu czerpać paliwo bezpośrednio z sieci gazowej zamiast magazynować je w kanistrach, a lokomotywy manewrowe na to paliwo są tańsze w eksploatacji.
Do tematu odnosi się także materiał wideo „Przedstawienie CNG jako paliwa dla transportu”: obejrzyj film na YouTube.
Warto wiedzieć
CNG różni się od popularniejszego w Polsce LPG (mieszaniny propanu i butanu) zarówno składem chemicznym, jak i sposobem magazynowania: LPG jest skraplane pod stosunkowo niskim ciśnieniem, natomiast CNG pozostaje w stanie gazowym i wymaga sprężenia do ok. 20 MPa w wytrzymałych zbiornikach kompozytowych lub stalowych. Wysoka liczba oktanowa metanu (do 130) sprawia, że silniki zasilane CNG mogą pracować przy wyższych stopniach sprężania niż jednostki benzynowe, co przekłada się na lepszą sprawność termodynamiczną. Biometan, mimo innego pochodzenia, ma niemal identyczne właściwości spalania co gaz ziemny, dzięki czemu można go tankować w tej samej infrastrukturze bez modyfikacji pojazdu.
