bioCNG jako paliwo: tankowanie, butle w pojeździe, zasięg i wymagania stacji

bioCNG to biometan sprężony do ciśnienia ok. 200 bar (nominalnie w pojeździe) i dostarczany na stacjach tankowania jako paliwo do samochodów, autobusów i lekkich pojazdów dostawczych. Technicznie nie różni się od sprężonego gazu ziemnego (CNG), więc pojazdy na CNG mogą być zasilane bioCNG bez żadnych zmian. Różnica jest w pochodzeniu i śladzie węglowym, który potwierdza się dokumentami (certyfikacja zrównoważoności, gwarancje pochodzenia lub inne systemy). W transporcie bioCNG sprawdza się w flotach miejskich i lokalnej dystrybucji, a w transporcie dalekobieżnym częściej rozważa się LNG.

Ciśnienia i butle

Zbiorniki w pojazdach mają zwykle ciśnienie nominalne 200 bar (w temperaturze 15°C). Stacja sprężają gaz do wyższego ciśnienia (rzędu 250 bar), bo gaz po napełnieniu ogrzewa się, a po ochłodzeniu ciśnienie spada. Butle są wykonywane jako:

Lżejsze butle pozwalają zmniejszyć masę własną pojazdu lub zwiększyć zasięg, ale podnoszą cenę. Butle podlegają okresowym badaniom i mają ograniczony okres użytkowania.

Ile energii i ile kilometrów

Metan ma wartość opałową ok. 50 MJ/kg, czyli ok. 13,9 kWh/kg. Gęstość metanu w warunkach normalnych to ok. 0,717 kg/m³, więc 1 kg CNG odpowiada ok. 1,39 m³ gazu. W samochodach osobowych zużycie jest rzędu 3–5 kg/100 km, w autobusach miejskich kilkadziesiąt kg/100 km, zależnie od masy, trasy i stylu jazdy. Dla orientacji: samochód osobowy ze zbiornikiem na 15 kg gazu przy zużyciu 4 kg/100 km ma teoretyczny zasięg ok. 375 km; autobus z zapasem np. 200 kg i zużyciem 45 kg/100 km – ok. 440 km (wartości przykładowe).

Budowa stacji

1. Przyłącze do sieci gazowej lub dostawa gazu z biogazowni.
2. Osuszanie gazu – woda w gazie sprężonym grozi korozją i zamarzaniem.
3. Sprężarki – wielostopniowe, chłodzone.
4. Magazyn buforowy – kaskada zbiorników o zróżnicowanych ciśnieniach, która przyspiesza tankowanie i zmniejsza obciążenie sprężarek.
5. Dystrybutor – z układem pomiarowym (masowym), chłodzeniem gazu i zabezpieczeniami.
6. Układ bezpieczeństwa – detekcja gazu, odcięcia awaryjne, strefy ATEX.

Stacje szybkiego tankowania (wypełnienie w kilka minut) różnią się od stacji wolnego tankowania (kilka godzin, dla flot nocujących w bazie).

Wymagania jakościowe

Paliwo musi spełniać specyfikację dla gazu samochodowego, m.in. dotyczącą liczby metanowej, zawartości siloksanów, tlenu, siarki i wilgoci. W Europie punktem odniesienia jest EN 16723-2. Siloksany i siarka są szkodliwe dla układów katalitycznych w silnikach gazowych, a woda – dla butli i armatury.

Skąd gaz

Stacja może pobierać gaz z sieci, a pochodzenie biologiczne potwierdza się dokumentami (np. gwarancje pochodzenia), albo być zasilana bezpośrednio z biogazowni. Rozliczenie „zielonego” charakteru paliwa wymaga spójnego systemu dokumentacji, aby uniknąć podwójnego zliczania tej samej energii.

Przykład: flota autobusowa

Założenia: 20 autobusów, każdy przejeżdża 60 000 km rocznie przy zużyciu 45 kg/100 km. Zużycie gazu: 20 × 60 000 × 0,45 = 540 000 kg rocznie ≈ 750 tys. m³. Energia: 540 000 × 13,9 = 7,5 GWh. Moc instalacji biometanowej odpowiadająca temu zużyciu: 750 tys. m³ / 8000 h ≈ 94 m³/h. To wartość typowa dla małej lub średniej biometanowni, co pokazuje, że jedna instalacja może zasilić flotę kilkudziesięciu autobusów. Liczby są szacunkowe.

Plusy i minusy

Plusy: dojrzała technologia pojazdów, niski poziom hałasu i emisji lokalnych (NOₓ, cząstki) względem diesla, możliwość zmniejszenia emisji GHG przy użyciu bioCNG, infrastruktura w wielu miastach.

Minusy: mniejsza gęstość energii niż w LNG i dieslu, masa butli, mniejsza sieć stacji w niektórych regionach, konieczność badań i serwisu zbiorników.

Rozliczenie jako paliwo odnawialne

By bioCNG zaliczać do celów redukcji emisji w transporcie, trzeba udokumentować jego pochodzenie i spełnienie kryteriów zrównoważonego rozwoju. Zależnie od kraju stosuje się rejestry gwarancji pochodzenia, systemy bilansu masy lub bezpośrednie dostawy z jednej biogazowni. Ważne jest, aby ta sama partia gazu nie została przypisana jednocześnie do transportu i do innego zastosowania, bo prowadziłoby to do podwójnego zliczania.

Podsumowanie

bioCNG to praktyczne paliwo dla flot miejskich i regionalnych, o ile dostępna jest stacja i wiarygodny dowód pochodzenia gazu. Przy planowaniu warto zestawić koszty pojazdów, paliwa i infrastruktury z wymaganiami regulacyjnymi dotyczącymi czystego transportu.