Transport drogowy stoi przed wyzwaniami związanymi z redukcją emisji spalin i poszukiwaniem bardziej zrównoważonych alternatyw dla paliw kopalnych. W tym kontekście, ciągniki siodłowe napędzane gazem ziemnym - zarówno w postaci sprężonego gazu ziemnego (CNG), jak i skroplonego gazu ziemnego (LNG), a także biometanu - zyskują na znaczeniu jako efektywne i ekologiczne rozwiązanie.
Technologie Paliw Gazowych: CNG, LNG i Biometan
Biometan - Ekologiczne Źródło Paliwa
Metan, stanowiący podstawowy składnik gazu ziemnego, może być pozyskiwany w procesie rozkładu odpadów organicznych, takich jak obornik, ścieki czy resztki jedzenia. Pierwszym etapem jest fermentacja beztlenowa, po której następuje rozkład przyspieszany przez bakterie. W ten sposób powstaje biogaz, mieszanina gazów zawierająca około 50-60% metanu, z resztą stanowiącą głównie CO2. Następnie biogaz jest oczyszczany, co obejmuje usunięcie CO2, w wyniku czego powstaje biometan, zawierający co najmniej 97% metanu.
Wykorzystanie metanu powstającego z odpadów nie tylko zapobiega jego marnowaniu, ale także pozwala uzyskać cenne produkty uboczne. Są to na przykład nawóz naturalny, powstający z recyklingu fosforu i azotu, a także CO2 wykorzystywane w przemyśle. Działające wysypiska śmieci, które będą funkcjonować jeszcze przez wiele lat, wydzielają metan. Metan ten można wychwycić i przetworzyć na gaz do kuchenek, zastępujący drewno i węgiel drzewny, lub zasilać nim generator prądu. Ponieważ emisja CO2 jest redukowana na kilku etapach i odbywa się w obiegu zamkniętym, możliwa jest redukcja CO2 o ponad 100%.
CNG i LNG - Paliwa dla Różnych Zastosowań
W transporcie wykorzystuje się dwa główne typy gazu ziemnego: CNG (Compressed Natural Gas), czyli sprężony gaz ziemny, oraz LNG (Liquefied Natural Gas), czyli skroplony gaz ziemny. W porównaniu z gazem sprężonym, gaz w postaci skroplonej zajmuje mniejszą objętość, co czyni go bardziej odpowiednim dla transportu długodystansowego. Z kolei CNG często znajduje zastosowanie w transporcie dystrybucyjnym i w pojazdach o średniej ładowności. Większość producentów ciężarówek oferuje już pojazdy napędzane gazem sprężonym (CNG) lub skroplonym (LNG).
Zalety Ciągników Siodłowych Napędzanych Gazem Ziemnym
Redukcja Emisji i Hałasu
Gaz ziemny zapewnia znaczną redukcję emisji zanieczyszczeń: spaliny są niemal całkowicie wolne od cząstek stałych, dymu i zapachu. W porównaniu z olejem napędowym Euro 6, model Stralis NP napędzany LNG emituje około 60% mniej NOx, 99% mniej cząstek stałych i do 15% mniej CO2. Przy zastosowaniu biometanu emisja CO2 jest o 95% mniejsza, co sprawia, że eksploatacja pojazdu jest niemal neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla. Dodatkowo silniki gazowe nie wymagają stosowania dodatku AdBlue.
Kolejną istotną zaletą jest redukcja hałasu. Silnik zasilany gazem ziemnym pracuje nawet o połowę ciszej niż porównywalne silniki wysokoprężne. Czyni go to idealnym do użytku w strefach o ograniczonym natężeniu ruchu oraz w przypadku dostaw nocnych, poprawiając komfort zarówno kierowców, jak i mieszkańców.
Operacyjne Korzyści
Pojazdy IVECO zasilane gazem mogą pracować również w „strefach eco”. W warunkach eksploatacji miejskiej pojazd gazowy zapewnia zasięg porównywalny do swojego odpowiednika napędzanego silnikiem wysokoprężnym.
Przykłady i Doświadczenia Producentów
IVECO - Pionier Gazowego Transportu
IVECO jest pierwszym producentem pojazdów użytkowych, który już w 1995 roku zrozumiał potencjał drzemiący w gazie ziemnym. Od tego czasu firma opracowała pełną gamę samochodów ciężarowych i dostawczych oraz autobusów napędzanych tym paliwem. Do dziś sprzedano ponad 25 000 samochodów IVECO napędzanych gazem ziemnym.
IVECO S-WAY LNG/CNG
Grupa Hegelmann mogła się bezpośrednio przekonać, że samochody ciężarowe IVECO S-WAY LNG stanowią realne rozwiązanie dla zrównoważonego transportu. Potwierdzeniem tego jest nowe zamówienie, które Grupa złożyła po nabyciu pierwszych 20 ciągników, znacznie powiększając w ten sposób swoją flotę zasilaną gazem ziemnym. Flota firmy liczy więc już 150 ciągników siodłowych IVECO S-WAY LNG i 10 ciągników siodłowych IVECO S-WAY CNG. Pojazdy te powiększyły zieloną flotę, liczącą już 20 samochodów ciężarowych IVECO napędzanych LNG, które w ciągu ostatnich kilku lat umożliwiły spółce znaczne ograniczenie emisji CO2.
Zamówione pojazdy IVECO S-WAY LNG/CNG to standardowe ciągniki siodłowe 4×2 wyposażone w obszerną kabinę Active Space z wysoką linią dachu. Ciągniki napędza zasilany gazem ziemnym silnik Cursor 13 o mocy 460 KM spełniający normy emisji Euro 6 Step E. Pojazdy ciężarowe napędzane CNG mają cztery zbiorniki gazu zamontowane po obu stronach podwozia - każdy o pojemności całkowitej 160 kg, które zapewniają zasięg do 670 kilometrów. Na przedstawicielach Grupy Hegelmann wrażenie wywarło nie tylko niskie zużycie paliwa, lecz także redukcja hałasu zasilanego gazem ziemnym silnika pojazdów IVECO S-WAY LNG/CNG.
Zgodnie z wymaganiami Grupy Hegelmann, nowe ciągniki siodłowe IVECO S-WAY LNG otrzymały dodatkowe wyposażenie podnoszące komfort codziennego życia kierowców. W miejscu pracy kierowcy możemy tu wymienić fotel kierowcy Premium z regulacją odcinka lędźwiowego i barkowego oraz ogrzewanie i wentylację, radio DAB+ i boczne rolety przeciwsłoneczne po obu stronach. Komfortowy wypoczynek zapewnią: automatyczna klimatyzacja zintegrowana z ogrzewaniem postojowym oraz dodatkowa izolacja termiczna kabiny. W wyposażeniu kabiny znajdziemy również 50-litrową lodówkę Premium z zamrażalnikiem, inwerter z gniazdkiem 230 V, wiele gniazd USB pozwalających na ładowanie urządzeń mobilnych, a także szeroką, wygodną leżankę jednoczęściową i przestrzeń bagażową o kubaturze przekraczającej 600 litrów. Dodatkowe wyposażenie obejmuje również układ monitorowania ciśnienia w oponach, wyświetlacz obciążenia osi oraz reflektory w technologii LED.
Pomimo zwyżkujących cen gazu LNG, decyzja o inwestycji w zrównoważony transport w perspektywie długoterminowej została podjęta świadomie, co potwierdził Andreas Schmidt, dyrektor Grupy Hegelmann.
IVECO Stralis NP - Rekordy Zasięgu
Pojazd IVECO Stralis NP 460 KM, który wyjechał z Wielkiej Brytanii, pokonał najdłuższą w historii drogę na jednym tankowaniu LNG, czym udowodnił przydatność pojazdów napędzanych gazem ziemnym w krajowym i europejskim transporcie drogowym. Wyruszając z Londynu, ciągnik siodłowy Stralis NP 4x2 ciągnął trzyosiową naczepę skrzyniową z plandeką, a łączna masa zestawu wynosiła 30 ton. Po krótkiej przeprawie promem z Dover do Calais pojazd pokonał 1728-kilometrową drogę bez ponownego tankowania, przekraczając oficjalny zasięg pojazdu wynoszący 1600 km, i tym samym ustanowił nowy rekord przejechanej odległości.
Imponująca była również oszczędność na kosztach paliwa. Zużyte LNG to koszt około 200 funtów za całą trasę, czyli o 40% mniej w porównaniu z kosztami oleju napędowego. Pomimo dużego natężenia ruchu, silnego wiatru oraz pagórkowatego odcinka trasy, Stralis NP odnotował imponujące średnie zużycie paliwa wynoszące 22,6 kg na 100 km. Przed wyjazdem IVECO starannie zaplanowało trasę, korzystając z MyBestRoute, aplikacji internetowej opracowanej przez Michelin dla klientów Stralis NP, która umożliwia planowanie optymalnej trasy, lokalizowanie stacji LNG oraz szacowanie kosztów transportu.
IVECO Stralis NP jest dostępny jako ciągnik siodłowy w wersji 4x2 i 6x2 o mocy 400 lub 460 KM. Firma oferuje również napędzane gazem ziemnym samochody ciężarowe o średniej i dużej ładowności oraz szeroką gamę lekkich samochodów dostawczych Daily Natural Power od 3,5 do 7,2 tony.
Wyróżnienia dla IVECO
Ciągnik siodłowy IVECO S-Way LNG napędzany silnikiem xCursor 13 o mocy 500 KM, opracowanym przez FPT Industrial i w pełni przystosowanym do zasilania biometanem, oferuje osiągi porównywalne z wersjami wysokoprężnymi. Przy jednoczesnym obniżeniu wpływu na środowisko i poprawie ogólnej sprawności układu napędowego, IVECO zdobywa nagrodę Sustainable Truck of the Year (Zrównoważony Samochód Ciężarowy Roku) trzeci rok z rzędu. Nagroda ta została ustanowiona w 2016 roku przez włoski magazyn branżowy Vado e Torno i jest przyznawana corocznie przez niezależne jury złożone z wyspecjalizowanych dziennikarzy.
Rozwiązania Innych Producentów
Renault Trucks
Renault Trucks oferuje technologię CNG w swoich pojazdach dystrybucyjnych już od 2004 roku - najpierw były to modele Midlum i Premium, a od 2015 roku także podwozie nowej gamy D Wide CNG w konfiguracji osi 4x2 (DMC 19 t) i 6x2 (DMC 26 t). Dzięki minimalnej emisji zanieczyszczeń, modele Renault Trucks CNG są użytkowane w strefach o zaostrzonym rygorze emisyjnym, np. do utrzymywania czystości ulic, wywózki śmieci czy transportu dystrybucyjnego na obszarach miejskich i podmiejskich.
Najnowsza propozycja dla rynku pojazdów CNG to model D Wide CNG, wyposażony w nowy 9-litrowy silnik gazowy, spełniający normę emisji spalin Euro VI. 320-konny silnik może być zasilany zarówno gazem ziemnym (CNG), jak i biogazem (biometanem). Pojazdy z silnikami gazowymi nie mają filtra DPF, co eliminuje problem jego regeneracji. Ponadto, sprężony gaz ziemny jest bezpiecznym paliwem - w sytuacji kolizji i rozszczelnienia, metan jako paliwo lżejsze od powietrza bezpiecznie ulatnia się do atmosfery, rozprasza i nie stwarza niebezpieczeństwa tak jak olej napędowy.
Mercedes-Benz
Jedynym modelem samochodu ciężarowego Mercedesa napędzanym gazem CNG jest Econic z silnikiem o mocy 302 KM. Silnik, jak we wszystkich pojazdach Econic, połączony jest z automatyczną skrzynią biegów marki Allison. Dzięki prawie zerowej emisji spalin i wyjątkowo cichej pracy silnika doskonale sprawdza się jako pojazd komunalny w centrach miast. Silnik powstał na bazie jednostki wysokoprężnej OM 936 stosowanej w pojazdach Atego i Antos. Dzięki zastosowaniu butli stalowo-kompozytowych udało się zwiększyć ładowność o 400 kg w stosunku do poprzedniej generacji pojazdów gazowych Econic. Pojemność zbiorników gazu to maksymalnie 700 l (7 butli po 100 l każda), w zależności od rozstawu osi.
Volvo Trucks
Po wprowadzeniu silników spełniających normę emisji spalin Euro 6 oraz ostatniej zmianie tzw. Step C, firma Volvo Trucks wprowadza do swojej oferty pojazdy napędzane alternatywnymi źródłami energii. Pierwsze do oferty trafiają modele Volvo FE oraz FL napędzane gazem CNG. Rozwiązanie to dedykowane jest przede wszystkim do pojazdów dystrybucyjnych. Kolejnym krokiem jest powrót do rozwiązania znanego z poprzedniej gamy modelowej, czyli methanediesel (LNG stosowany do zasilania silników wysokoprężnych). Ten napęd będzie oferowany do modeli FH oraz FM i dedykowany do transportu krajowego bądź długodystansowego. Silniki te mają gwarantować osiągi takie same jak klasyczne diesle, ale będą bardziej przyjazne dla środowiska (niższa emisja CO2). Tego typu rozwiązanie ma obniżyć koszty paliwa o około 25%. Oferta będzie dotyczyła silników 13-litrowych o mocy 420 oraz 460 KM. Obecnie Volvo Trucks oferuje pojedyncze oferty pojazdów FE/FL zasilanych CNG, kierowane do klientów posiadających stacje lub bezpośredni dostęp do gazu CNG.
Scania i MAN
Całą gamę pojazdów napędzanych gazem oferuje Scania, a MAN proponuje autobusy na gaz. Producenci ciężarówek wprowadzają nowe rozwiązania, dzięki którym gaz zapewne będzie mógł zagościć powszechnie w pojazdach długodystansowych.
Globalne Trendy i Analiza Opłacalności
Opłacalność w Transporcie Europejskim
Testy pokazują, że nie zawsze napęd gazowy jest bardziej opłacalny od diesla w Europie. Analiza kosztów eksploatacji (TCO) dla ciągników Stralis zasilanych ON i LNG o mocy silnika 330 KM, przy założeniu 5-letniego leasingu z przebiegiem rocznym 85 000 km, wskazała, że LNG nie jest paliwem opłacalnym dla tak niskich przebiegów. Ogół kosztów eksploatacji (TCO) ciągnika LNG jest wyższy od porównywalnego zasilanego ON o 6 447 EUR w okresie 5 lat. Decydującym czynnikiem jest tutaj wielkość raty leasingowej za pojazd LNG, która po uwzględnieniu kontraktu serwisowego, jest o 60,9% wyższa od pojazdu zasilanego ON.
Biorąc pod uwagę średni zysk na paliwie LNG na każdy przejechany 1 km równy 0,084 EUR, próg opłacalności inwestycji w pojazd LNG przy powyższych założeniach zostaje przekroczony dla przebiegów powyżej 105 000 km rocznie. Przykładowo, przy przebiegu 120 000 km, roczny zysk z pojazdu LNG to 1573 EUR w porównaniu do pojazdu zasilanego ON. Testy wykazały, że najbardziej opłacalne wykorzystanie paliwa LNG jest w transporcie ładunków do 13,8 tony, najmniej natomiast przy ładunkach o masie 18 ton i cięższych. Wraz ze wzrostem wagi ładunku zużycie LNG rośnie szybciej niż ON. Średni stosunek spalania LNG do ON w okresie testów wyniósł 82%.
W transporcie dystrybucyjnym i w pojazdach komunalnych napęd gazowy jest opłacalny, ale po dłuższym przebiegu. Nabywcy ciężarówek muszą również wziąć pod uwagę zwiększoną masę własną pojazdów i skrócone okresy między przeglądami. O ile w przypadku diesla standardowym interwałem wymiany oleju jest 90 tys. km, to w silniku CNG w pojeździe dystrybucyjnym trzeba to robić co 45-60 tys. km. Dla rozwoju infrastruktury CNG w Polsce potrzebna jest również przychylność rządu, mimo że dyrektywa unijna zakłada wybudowanie do 2025 roku odpowiedniej sieci stacji.
Czy transport się opłaca?
Fenomen Rynku Chińskiego i Rosyjskiego
Ciężarówki na płynny gaz ziemny (LNG) zdobyły w Chinach znacznie większą popularność niż w Europie. W Rosji, dzięki ogromnym zapasom gazu ziemnego, jazda pojazdem na gaz jest tańsza niż dieslem. Z tego powodu popularne są tam autobusy marki PAZ napędzane gazem ziemnym. Dzięki dobrym stosunkom z Rosją, Chińczycy otrzymali specjalną cenę na gaz, co sprawiło, że zasilanie pojazdów ciężarowych i autobusów metanem stało się nadzwyczaj opłacalne również w Chinach.
Doskonale widać to w sprzedaży nowych ciągników siodłowych - ciągniki na CNG i LNG stanowią już 2/3 chińskiego rynku, podczas gdy udział diesli spadł do 1/3. Jest to sytuacja zupełnie niespotykana w Europie czy nawet w USA, gdzie 97 procent to diesle, niecałe 3 proc. to elektryczne, a benzynowo-gazowe odpowiadają za 0,1 proc. rynku. Chińskie przepisy pozwalają na osiąganie znacznie większych zasięgów, ponieważ normy długości są tam bardziej liberalne. Dodatkowe zbiorniki można montować także za kabiną, a ich pojemność nie jest aż tak ograniczona przepisami o transporcie materiałów niebezpiecznych.
Chińscy producenci korzystają często ze starych kabin MAN-a, DAF-a czy Mercedesa, często na bazie licencji lub porozumienia zawartego dawno temu. Zwykle mają niezbyt wysilone silniki z zapłonem iskrowym o pojemności około 12-15 litrów i mocy 350-400 KM. Bardzo duże zbiorniki gazu pozwalają na pokonanie kilku tysięcy kilometrów przez chiński interior, co ma niebagatelne znaczenie, ponieważ zachodnia część kraju jest słabo zaopatrzona w infrastrukturę. Za gotowy do pracy chiński ciągnik siodłowy trzeba zapłacić w przeliczeniu od około 250 tys. zł. Producenci, tacy jak CAMC, oferują dwa lata gwarancji i są gotowi wysłać ciągnik w każde miejsce na świecie. Niestety, chińskie ciężarówki często spełniają normę Euro 5, co uniemożliwia ich import do Europy. Niemniej jednak, chińscy producenci eksportują swoje wozy już do 60 krajów - Azji Południowej, Afryki czy Ameryki Południowej. Wiele z tych ciężarówek ma manualne skrzynie biegów, ponieważ Chińczycy wolą mieć kontrolę nad pojazdem.
Shacman X6000 590 LNG - Chiński Gigant
Przykładem chińskiego podejścia do gazowych ciągników siodłowych jest model Shacman X6000 590 LNG. Założeniem jego projektantów było stworzenie ciągnika na płynny gaz ziemny, który pod względem zasięgu niemal dorówna dieslowskim odpowiednikom. Dlatego zamontowano tutaj aż trzy zbiorniki na gaz: jeden 450-litrowy po lewej stronie ramy oraz dwa 1500-litrowe umieszczone za kabiną. Tak duża ilość zbiorników wymagała w ciągniku zastosowania ramy o długości 7,8 metra. Pojazd musiał również otrzymać trzy osie, choć układ 6×4 jest w chińskim transporcie dalekobieżnym zupełną normą. Shacman X6000 590 LNG wyposażony jest w 15-litrowy silnik chińskiej marki Weichai oraz 16-biegową, zautomatyzowaną skrzynię chińskiej marki Fast. Jednostka napędowa jest rozprężona i posiada zapłon iskrowy, co jest rozwiązaniem typowym dla gazowych ciężarówek. Moc maksymalna wynosi przy tym aż 590 KM, ale maksymalny moment obrotowy nie przekroczył 2600 Nm.
