MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA SPRĘŻONEGO GAZU ZIEMNEGO W TRANSPORCIE DROGOWYM Jan Sas 1 czerwca 2011, Krosno

Spis treści Zrównoważona polityka mobilności CNG/NGV - informacje podstawowe NGV na świecie i w Polsce CNG – ekologia, ekonomia, bezpieczeństwo Działania wspierające rozwój CNG/NGV - przykłady Czynniki/bariery rozwoju CNG/NGV w Polsce

Zrównoważona polityka mobilności* Transport odpowiada za 23% emisji gazów cieplarnianych na świecie Jeśli nie będzie zmian to w 2050 r. dwukrotny wzrost ilości CO2 ZAGROŻENIA TRANSPORTU Emisja szkodliwych substancji i odpadów (PM i NOx) w UE - średnio skrócenie długości życia o 9 m-cy, przedwczesna śmierć ok. 370 tys/rok Hałas (  65 dB w dzień i 55 dB w nocy zwiększa ryzyko chorób serca i układu krążenia) Holger Rogall „Ekonomia zrównoważonego rozwoju. Teoria i praktyka”

Zrównoważona polityka mobilności (cd) Przez następne 20 lat silniki spalinowe nie stracą na znaczeniu Propozycja włączenia transportu europejskiego w system handlu uprawnieniami do emisji CO2 Ustalenie górnej granicy zużycia paliwa lub granicznej emisji CO2 (propozycja dla roku 2030 – 51 g/km) Strategie szczególnie zalecane Samochody elektryczne (szczególnie wówczas gdy energia elektryczna „czysta” – np. wiatr, woda). Problem: pojemność akumulatorów, koszty Układy hybrydowe (mikrohybrydy, hybrydy Plug-in - akumulator do wyczerpania, a potem silnik spalinowy). W Niemczech do roku 2025 nawet 20-25% takich pojazdów

Zrównoważona polityka mobilności (cd) Strategie szczególnie zalecane -cd CNG lub LNG (mniej szkodliwych substancji w emisji, mniej ok. 18% gazów cieplarnianych, ok. 3-4 dB mniejszy poziom hałasu. Nieco wyższe zużycie paliwa (wobec ON), gorsze możliwości tankowania i mniejsza wystarczalność paliwa. Do chwili intensywnego rozwoju innych strategii – wodór, silniki elektryczne, możliwości rozwoju CNG/LNG Biopaliwa – w bardzo ograniczonym zakresie (wysokie koszty produkcji, mała wydajność – np. biopaliwa I generacji wydajność ok. 1400 l/ha, ograniczone ilościowo możliwości produkcji) Wodór – powszechne zastosowanie jako źródło energii do samochodów osobowych ok. roku 2050 (ogniwa paliwowe).

CNG – informacje podstawowe CNG – gaz ziemny sprężony (Compressed Natural Gas) LNG – skroplony gaz ziemny LCNG – gaz ziemny sprężony wytwarzany z gazu skroplonego NGV – pojazdy zasilane gazem ziemnym (Natural Gas Vehicles) czasu ok. 70 lat Pierwsze silniki spalinowe – paliwem gaz świetlny Początki stosowania gazu ziemnego CNG – lata 30. W Polsce w latach 50. – ponad 2 tys. pojazdów NGV Aktualnie stosuje się gaz ziemny w postaci sprężonej (200-250 bar) lub skroplonej Magazynowanie gazu sprężonego w zbiornikach kompozytowych lub stalowych

CNG – informacje podstawowe (cd) Stosowanie gazu ziemnego w silnikach iskrowych dwupaliwowych (Bi-fuel tzn. dwa paliwa oddzielnie, np. w samochodach osobowych) lub jednopaliwowych np. w autobusach czy ciągnikach siodłowych W silnikach wysokoprężnych możliwe stosowanie domieszki gazu ziemnego do oleju napędowego (do 60%) – Dual-fuel (mała liczba takich pojazdów) Oddzielna instalacja doprowadzenia gazu ziemnego (ze zbiorników gazu sprężonego lub skroplonego). Zbiorniki umieszczone w podłodze, w bagażniku lub na dachu

NGV na świecie Udział pojazdów NGV Świat – 1,37% Europa – 0,41% Polska – 0,01% KRAJ POJAZDY (tys. szt.) STACJE CNG 2001 2011 Pakistan 210 2 850 3 300 Iran 0,8 2 071 1 574 Argentyna 756 1 901 1 878 Brazylia 285 1 647 1 783 Indie 25 1 100 600 Włochy 328 730 837 Chiny 36 500 1 652 Ukraina b.d. 200 283 Rosja 21 100 284 Niemcy 7 92 900 Bułgaria 0,1 60 81 Szwecja 2 32 155 Polska 2,2 33 ŚWIAT 1 793 13 050 18 588

Państwa o największej liczbie pojazdów NGV

ŚWIAT 13 050 Kraj Pojazdy NGV [tys.] Data Cena CNG/Pb95 [%] Pakistan 2 851 12.2010 58 Iran 2 071 01.2011 38 Argentyna 1 901 09.2010 47 Brazylia 1 647 08.2010 65 Indie 1 100 32 Włochy 730 42 Chiny 500 62 Ukraina 200 11.2010 46 Bangladesz 10.2010 Tajlandia 232 17 Egipt 140 03.2010 51 Armenia 101 02.2009 53 Rosja 100 31 Niemcy 92 50 Bułgaria 60 08.2009 66 Polska 2,2 02.2011 52 ŚWIAT 13 050

CNG w POLSCE – pojazdy i stacje tankowania Liczba pojazdów NGV w Polsce Ogólnodostępne stacje tankowania CNG (33)

Pojazdy NGV, serwisy techniczne - uwagi Wszystkie większe fabryki samochodów osobowych mają w ofertach pojazdy NGV. Duża oferta autobusów na CNG. W Polsce są produkowane takie autobusy (m.in.: JELCZ, VOLVO, SOLARIS), Do Polski trafia coraz więcej używanych pojazdów NGV z innych krajów Oferta samochodów osobowych CNG – ograniczona Ceny pojazdów NGV są wyższe ok. 10% w porównaniu z pojazdami na paliwa tradycyjne. Skromna sieć serwisowa NGV

Gaz ziemny jako paliwo do pojazdów – aspekt ekologiczny Transport drogowy powoduje ok. 25% emisji CO2 w UE (wzrost od 1990 o 30%), z tego ½ - samochody osobowe ! CNG obniża zanieczyszczenia w aglomeracjach miejskich pył zawieszony (PM10) NOx (NO i NO2) efekt cieplarniany CO2 oraz CO hałas CNG mniej o 99% (dla ON) CNG mniej o 50-80% CNG mniej o ok. 20% CNG mniej 60-80% CNG mniej 3-7 dB

Emisja spalin i wymagania – przykład (Iveco Daily CNG) Emisja cząstek stałych PM [g/kWh] – wymagania norm i wartość rzeczywista emisji w odniesieniu do furgonu Iveco Daily (CNG) Emisja tlenków azotu [g/kWh] – wymagania norm i wartość rzeczywista emisji w odniesieniu do furgonu Iveco Daily (CNG)

Porównanie właściwości paliw silnikowych CNG – bezpieczne paliwo Gaz ziemny ma małą gęstość (0,716 kg/m3) dzięki czemu łatwo się ulatnia (ma to istotne znaczenie w przypadku rozszczelnienia zbiornika z gazem) Gaz ziemny nie jest toksyczny Porównanie właściwości paliw silnikowych Wyszczególnienie gaz ziemny LPG benzyna ON Temp. samozapłonu [°C] 630650 500 550600 320360 Granice samozapłonu [% obj. paliwa w powietrzu] 515 1,89,0 1,47,6 0,65,0 Transport gazu gazociągami oznacza dużą pewność dostaw

objętości zbiornika [kg] Wymagane minimalne ciśnienie niszczące [bar] CNG –bezpieczne zbiorniki Oznaczenie Typ konstrukcji Masa 1 litra objętości zbiornika [kg] Wymagane minimalne ciśnienie niszczące [bar] CNG 1 zbiornik wykonany całkowicie ze stali 0,9 - 1,1 450 CNG 2 zbiornik stalowy wzmocniony obwodowo włóknem polimerowym, zbrojonym 0,77 - 0,9 470 - 500 CNG 3 wewnętrzna powłoka zbiornika metalowa (tzw. liner), a cała powierzchnia owinięta powłoką z kompozytu długowłóknistego 0,34 - 0,52 470 - 700* CNG 4 zbiornik wykonany całkowicie z kompozytów 0,3 - 0,4 470 -730* * zależnie od rodzaju kompozytu: węglowy, aramidowy lub szklany

CNG – czynnik ekonomiczny (Iveco EcoDaily) Paliwo CNG ON Model pojazdu1/ Iveco 50 C14 GV Iveco 50 C17V EV Moc silnika 136 kM 170 kM Średnie zużycie paliwa/100 km2/ 12,5 m3 12,5 l Spełnienie normy dot. emisji spalin EURO VI EURO V Cena pojazdu netto 132,4 tys. zł 129,9 tys. zł Jednostkowa cena paliwa (bez VAT) 2,19 zł/m3 4,22 zł/l Oszczędności kosztów paliwa na 100 tys. km 25 370 złotych Zwrot różnicy ceny pojazdu NGV po przejechaniu 9 860 km 1/bus zabiera 19 pasażerów + kierowca 2/ Zużycie CNG waha się w przedziale 12-13 m3/100 km, a oleju napędowego 12-13 litrów na 100 km (głównie zależnie od częstości przystanków). Do obliczeń przyjęto dane o zużyciu paliwa i cenach pojazdów uzyskane w firmie VIAMOT SA w Krakowie oraz średnie ceny paliw na stacjach w Krakowie (11.05.2011) Cena netto 1 m3 CNG to 55 % ceny hurtowej 1 litra ON

CNG – czynnik ekonomiczny, autobusy - przykład MAN Lion’s City CNG w PKM Gdynia Średnie koszty ON i CNG na 100 km w przypadku floty pięciu autobusów NGV i pięciu autobusów na ON eksploatowanych w okresie 09.2007–03.2009 w transporcie publicznym w PKM Gdynia

Efekty szkolenia dla kierowców autobusów CNG (Przedsiębiorstwo Komunikacyjne we Frankfurcie nad Odrą)

Koszty eksploatacji Opla Zafira 1,6 (dla ON–1,7) dla różnych paliw Wyszczególnienie Benzyna CNG ON Dodatkowe koszty zakupu pojazdu (zł) - 11 650 12 350 Cena paliwa (zł/l zł/m3) brutto 5,16 2,67 5,04 Średnie zużycie paliwa (l lub m3/100 km) 8,8 7,2 6,9 Koszty paliwa (zł/100 km) 45,41 19,22 34,78 Oszczędności na paliwie po 100 tys. km (zł) 26 190 10 630 Zwrot różnicy ceny pojazdu po przejechaniu km: 44 480 116 180 * ceny paliwa z 11 maja 2011 w Krakowie ** dla CNG dane w m3 *** zużycie paliwa - dane portalu AutoCentrum.pl oraz użytkownika Opla Zafiry CNG

CNG – nowe kierunki rozwiązań Garażowe urządzenia do tankowania CNG - HRA (Home Refuelling Appliance): do 3,5 m³/h (samochody osobowe używane niekomercyjnie, tankowanie w domu) - VRA (Vehicle Refuelling Appliance): 3,5 -20 m³/h (dla wózków transportu wewnętrznego, małe floty pojazdów itp.) Nowe kierunki - CNG w silnikach diesla diesel + CNG diesel + LNG wzbogacanie (dodatek CNG z powietrzem) LCNG (gaz ziemny sprężony otrzymywany z gazu skroplonego)

Rozwój CNG – doświadczenia innych krajów Wspieranie rozwoju technologii – przykładowe działania Zwolnienia z podatku akcyzowego przy zakupie pojazdów NGV Możliwość wjazdu do centrów miast Bezpłatne parkingi dla aut NGV Zwolnienie z podatku za korzystanie ze środowiska (autobusy) Zerowa stawka akcyzy na CNG lub ścieżka podatku akcyzowego w długim okresie Dotacje celowe przy zakupie nowych pojazdów NGV Zwolnienie z podatków przez pewien okres dla inwestycji stacji tankowania Rozporządzenia rządowe o określonym udziale we flotach pojazdów na paliwa alternatywne

Przykładowe działania wspierające rozwój CNG (cd) W Moskwie: Obiekty publiczne (szpitale, przedszkola, szkoły) mają być obsługiwane przez pojazdy spełniające normę Euro IV lub pojazdy zasilane CNG, pojazdy zasilane CNG i elektryczne będą zwolnione z zakazu wjazdu do stref ograniczonego ruchu i do centrum miasta, pojazdy komunalne operujące na terenie miasta powinny używać wyłącznie paliw alternatywnych (CNG, elektryczne), stacje paliw mające minimum 30% obrotu z CNG oraz operatorzy flot z co najmniej 50% udziałem parku pojazdów na CNG lub elektrycznych będą zwolnieni z płacenia podatków lokalnych przez okres 5 lat, nowo otwierane stacje paliwowe będą musiały posiadać dystrybutor CNG.

Czynniki/bariery rozwoju rynku NGV w Polsce EKONOMIA - cena paliwa (poziom 55% ceny ON zbyt wysoki na tym etapie rozwoju rynku, zbyt mała zachęta) - ceny pojazdów (koszty zakupu o ok. 10% wyższe dla NGV wynikają częściowo z małej ich podaży) - pozostałe koszty eksploatacji (są zbliżone do kosztów pojazdów na paliwa tradycyjne) DOSTĘPNOŚĆ - pojazdów (znikoma oferta pojazdów) - paliwa CNG (zdecydowanie zbyt mało stacji tankowania, potrzeba co najmniej dwukrotnie więcej stacji) - serwis (niewiele stacji serwisowych)

Czynniki/bariery rozwoju rynku NGV w Polsce (cd) EKOLOGIA Brak wymuszeń i zachęt w zakresie ekologii NIEDOSTATECZNA INFORMACJA WŚRÓD POTENCJALNYCH ODBIORCÓW - Czyim zadaniem jest promocja CNG? BARDZO SILNA POZYCJA RYNKU LPG W POLSCE !!!

„GAZ ZIEMNY PALIWEM PRZYSZŁOŚCI W POJAZDACH” Dziękuję za uwagę J. S. Zapraszam na konferencję „GAZ ZIEMNY PALIWEM PRZYSZŁOŚCI W POJAZDACH” 22-23 września 2011 w Krakowie  www.cng.zarz.agh.edu.pl