bioCNG w komunikacji miejskiej: autobusy na gaz kontra elektryczne – rachunek emisji i kosztów

Autobus CNG zasilany bioCNG emituje z rury wydechowej ilość CO₂ zbliżoną do autobusu spalinowego, jednak jest to CO₂ biogeniczny, a emisje całego cyklu paliwa mogą być znacząco niższe, zwłaszcza dla biometanu z gnojowicy lub odpadów. Autobusy elektryczne mają zerowe emisje lokalne i w wielu miastach przewagę kosztową, a unijna dyrektywa o czystych pojazdach przypisuje autobusom zeroemisyjnym szczególną rolę. bioCNG jest więc rozwiązaniem uzupełniającym: rozsądnym dla istniejących flot i tras, gdzie elektryfikacja jest trudna, i tam, gdzie dostępna jest tania biometanownia.

Emisje: tailpipe a cały cykl

Spalenie 1 kg metanu daje 2,75 kg CO₂. Autobus miejski zużywający 40 kg CNG/100 km emituje z rury ok. 110 kg CO₂/100 km. Diesel zużywany w ilości 40 l/100 km daje przy 2,65 kg CO₂/l około 106 kg CO₂/100 km. Pod względem emisji z rury CNG nie różni się więc istotnie od diesla. Różnice pojawiają się w cyklu well-to-wheel:

• dla CNG z gazu ziemnego dochodzą emisje wydobycia, transportu i ewentualnych wycieków;
• dla bioCNG z odpadów i gnojowicy CO₂ ze spalania jest biogeniczny, a bilans łańcucha może być bardzo niski, nawet ujemny przy uniknięciu emisji metanu;
• dla autobusów elektrycznych emisje zależą od miksu energii elektrycznej w sieci i produkcji akumulatorów.

Autobusy CNG mają natomiast niższe emisje NOx i cząstek niż starsze diesle, co poprawia jakość powietrza w miastach, choć nowoczesne diesle spełniające normy Euro VI również są czyste.

Przykład obliczeniowy (flota 30 autobusów)

Założenia: każdy autobus przejeżdża 60 000 km rocznie, zużywa 40 kg CNG/100 km, co daje 24 t gazu rocznie na pojazd i 720 t dla floty (ok. 10 GWh przy 13,9 kWh/kg). Emisje z rury: 720 × 2,75 ≈ 1980 t CO₂ rocznie. Jeśli gaz to bioCNG, CO₂ z rury jest biogeniczny; emisje łańcucha zależą od ścieżki. Przy założeniu 25 gCO₂e/MJ (biometan z odpadów) emisje całkowite to 10 GWh × 3600 MJ/MWh × 25 g = 900 t CO₂e; przy 94 gCO₂e/MJ (paliwo kopalne odniesienia) – 3384 t CO₂e. Redukcja ok. 2480 t CO₂e rocznie. Dla autobusów elektrycznych zużycie 1,2 kWh/km daje 72 MWh na pojazd rocznie i 2160 MWh dla floty; przy intensywności sieci 0,6 tCO₂/MWh to 1296 t CO₂e rocznie (wartość zależy od miksu), a przy zasilaniu OZE – bliżej zera. Wniosek: bioCNG z odpadów może konkurować pod względem emisji z sieciowym prądem węglowym, ale przegrywa z elektrycznością o niskiej emisyjności.

Koszty

Autobus CNG jest zwykle tańszy w zakupie niż elektryczny, ale droższy w eksploatacji paliwowej w stosunku do energii elektrycznej, zwłaszcza przy tańszych taryfach ładowania. Infrastruktura CNG (stacja) i ładowania (zajezdnia) wymaga inwestycji. Należy porównać całkowity koszt posiadania (TCO): cena pojazdu, paliwo lub energia, serwis, infrastruktura, wymiana akumulatorów, wsparcie. Ceny zmieniają się szybko, dlatego analiza wymaga aktualnych ofert.

Regulacje

Dyrektywa (UE) 2019/1161 ustala minimalne cele udziału pojazdów czystych w zamówieniach publicznych, a dla autobusów część celu musi być spełniona pojazdami zeroemisyjnymi. Oznacza to, że nowe zamówienia miast coraz częściej koncentrują się na autobusach elektrycznych, a CNG/bioCNG służą jako rozwiązanie przejściowe lub uzupełniające. Przepisy krajowe i dostępne dotacje wpływają na decyzje.

Kiedy bioCNG ma sens

1. Miasto ma już flotę CNG i stację, a wymiana jest rozłożona w czasie.
2. W okolicy działa biometanownia i lokalny odbiór jest korzystny.
3. Trasy są długie lub zajezdnia nie ma mocy przyłączeniowej do ładowania.
4. Priorytetem jest szybka redukcja emisji z istniejących pojazdów.

Wnioski dla przewoźników

Przewoźnik rozważający zakup lub dalszą eksploatację autobusów CNG powinien zbadać dostępność certyfikowanego bioCNG, kontrakt na dostawy z przejrzystym potwierdzeniem pochodzenia oraz plan zmian regulacyjnych w mieście. Decyzję warto podzielić na etapy: utrzymać istniejącą flotę CNG na bioCNG, a nowe zakupy kierować tam, gdzie elektryfikacja jest opłacalna. W ten sposób ogranicza się ryzyko osieroconych aktywów i zachowuje elastyczność.

Podsumowanie

bioCNG może istotnie obniżyć emisje autobusów, ale w długim okresie konkurencja z elektromobilnością rośnie. Dla operatorów rozsądną strategią jest analiza przypadków: tam gdzie jest tania biometanownia i flota CNG, bioCNG jest dobrą opcją przejściową.