LPG - plynné motorové palivo

Již v 19. století se plyn používal pro pohon, nejprve pro pohon stacionárních motorů, později pro automobily. Postupně se v pohonu výbušných motorů začaly uplatňovat kapalné pohonné hmoty, ale první vozidla byla poháněna plynem. Jako pohonný plyn sloužila celá řada hořlavých plynů, především samozřejmě svítiplyn, ale používán byl i důlní plyn (metan), dřevoplyn, kalový plyn, generátorový nebo vysokopecní plyn. Na konci 19. století kapalná paliva nad plynem zvítězila a zdálo se, že éra plynu v pohonu vozidel skončila.

Ale nebylo tomu tak. O návrat plynových vozidel se postaral nedostatek kapalných pohonných hmot za 1. i 2. světové války. Získané pozitivní zkušenosti přispěly k tomu, že se plyn k pohonu vozidel uplatňoval i v období meziválečném. V praxi se zjistilo, že plyn má pro pohon vozidel vynikající vlastnosti – levnější provoz, snazší startovatelnost i za mrazu, a ekologičtější provoz, což si naši předkové uvědomovali již tenkrát. Nevýhodou byl malý akční rádius automobilů na plynový pohon a řídká distribuční síť.

Důvody pro používání plynných paliv i rozsah jejich využití se v jednotlivých obdobích měnily. V poslední době se zájem o plynná paliva výrazně zvýšil, a to jak pro stacionární motory, tak i pro motory vozidlové, což je dáno především následujícími důvody:

  • strategické – náhrada klasických uhlovodíkových paliv plynnými
  • ekologické – vhodným seřízením pístového spalovacího motoru lze dosáhnout významného snížení škodlivých emisí
  • ekonomické – úspora provozních nákladů
  • účelné využití plynů vznikajících jako vedlejší produkt některých procesů (zpracování ropy, kalové plyny, skládkové plyny, atp.)

Obvykle se jedná o kombinaci všech tří uvedených důvodů, rozdíl je pouze v tom, jaká je tomu kterému dávána v dané konkrétní situaci důležitost.

Používání plynného paliva je obvykle spojené s rekonstrukcí spalovacího motoru. Přitom se očekává, že tyto investice budou kompenzovány nižšími provozními náklady. Plynné palivo je možné použít jak pro zážehové motory, tak i pro vznětové, a to jak v provedení atmosférickém, tak i přeplňovaném. Tyto motory mohou být jednopalivové, tj. pouze na plyn, nebo dvoupalivové. To jsou motory, pracující s plynným palivem jako hlavním a kapalným jako zapalovacím, nebo alternativně pracující buď na plynné nebo kapalné palivo, přičemž záměnu je možné uskutečnit za chodu motoru bez montážních úprav.

V automobilové dopravě se obvykle dává přednost zážehovému způsobu zapálení směsi plynu se vzduchem ve dvou odlišných koncepcích – spalování stechiometrické směsi nebo spalování chudé směsi.

Jako plynné palivo se rozšířilo používání zkapalněných ropných plynů (LPG – z anglického liquified petroleum gas) a zemního plynu buď stlačeného (CNG – z anglického compressed natural gas) nebo zkapalněného (LNG – z anglického liquefied natural gas). Z jejich porovnání vyplývá:

  • jsou rovnocenné z hlediska emisí škodlivin do ovzduší
  • cena LPG lépe kopíruje změny v ceně ropy než cena zemního plynu
  • přeprava a skladování LPG je jednodušší a výstavba plnících stanic LPG je méně nákladná
  • pro stejný dojezd automobilu s naftovým a plynovým motorem je třeba zvětšit palivovou nádrž pro LPG asi 2x, pro CNG asi 2,5x a pro LNG asi 6x oproti nádrži na naftu

Mezi přednosti používání plynných paliv můžeme zařadit zejména:

  • směsi plyn – vzduch mají široké hranice zápalnosti, což umožňuje spalovat chudé směsi a zlepšuje startovatelnost motoru při nízkých teplotách
  • lepší mísitelnost plynu se vzduchem, což vede k lepší homogenitě směsi a její mikro i makro složení je vyrovnané. To umožňuje pracovat s vysokým součinitelem přebytku vzduchu a rovnoměrnější plnění válců
  • větší oktanové číslo plynných paliv a z toho vyplývající vyšší termická účinnost motoru
  • velká rychlost hoření a z toho vyplývající krátký čas spalování, což umožňuje využívat vyšší otáčky motoru. Tvorbu oxidů dusíku a dalších produktů vznikajících při vysokých teplotách je možné potlačit vyšším přebytkem vzduchu
  • motor nekouří a má velmi nízkou emisi pevných částic
  • podíl ostatních emisí ve výfukových plynech posuzovaný standardními metodami je v případě plynných paliv nižší
  • celková produkce výfukových plynů je zejména v případě zemního plynu nižší
  • plynové motory mají tišší chod
  • zvýšená životnost oleje přispívá ke snížení provozních nákladů

Mezi omezující faktory rozšíření používání plynných paliv patří zejména:

  • kromě LPG není vybudovaná dostatečně hustá distribuční síť. Dostupnost LPG je však více méně svázaná s dostupností ropné suroviny a nelze předpokládat významnější rozšíření oproti současnému stavu
  • vybudování celoevropské distribuční sítě pro plynná paliva (zemní plyn, vodík) by bylo velmi nákladné, muselo by pravděpodobně dojít k sjednocení na jeden druh alternativního plynného paliva
  • nádrže na plyny zabírají část zavazadlového prostoru
  • dojezd na jednu nádrž je výrazně menší než v případě klasických kapalných paliv
  • náklady na rekonstrukci stávajících motorů na kapalná paliva

Technické požadavky na LPG a jeho rozšíření v ČR

Kontakty


fiogf49gjkf0d
Vysoká škola
chemicko-technologická
Technická 5
166 28 Praha 6 - Dejvice

Ústav technologie ropy a alternativních paliv
Ing. Daniel Maxa, Ph.D.
daniel.maxa@vscht.cz
Odborný garant

fiogf49gjkf0d
Odborným garantem tohoto portálu je Česká národní rada světové rady pro ropu (WPC). Česká národní rada reprezentuje Českou republiku ve Světové radě pro ropu.

WPC


Světová rada pro ropu (World Petroleum Council – WPC) je mezinárodní nevládní organizace, jejíž cílem je prosazování využití vědeckého pokroku, přenosu technologií a posuzování ekonomických, finančních, environmentálních a sociálních vlivů na využívání ropy. Více informací...

Odběr novinek


Přihlásit k odběru novinek
Partner projektu

ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s.

ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s.

fiogf49gjkf0d

ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s., Litvínov je největším zpracovatelem ropy a výrobcem ropných produktů v České republice. Provozuje rafinérie ropy v Litvínově a Kralupech nad Vltavou. Byla založena 28. dubna 1995. Česká rafinérská je společným podnikem Unipetrolu a renomovaných zahraničních společností Eni a Shell. Více informací...