Prirodni plin

Proizvodnja prirodnog plina svijetu  u m3  na godinu  (siva boja označava da nema podataka za te države).

Zemni ili prirodni plin je fosilno gorivo koje se nalazi na prirodnim naftnim poljima i sastoji se najvećim dijelom (85 do 95 posto) od metana CH4 , koji je najjednostavniji ugljikovodik, bez boje i mirisa i okusa. Nezapaljiv je, ali eksplozivan. Preostali dio su ugljikovodici, dušik i ugljični dioksid.

Jedan od problema prirodnog plina je taj što udio metana zavisi od države do države, na primjer u Rusiji se kreće oko 98%, a primjerice u Nizozemskoj oko 80 do 85 posto. Prirodni plin kao fosilno gorivo ima ograničene zalihe, ali smatra se da će plina još biti i poslije zadnjih zaliha nafte.

Prije nego što se Prirodni Plin može koristiti kao gorivo treba se izdvojiti svi elementi osim metana, kao na primjer : Propan, Etan, Butan i ostale molekule čija je masa veća, te elementi Helij i Dušik.

Metan se još naziva i močvarni plin, u prirodi se pojavljuje kao što smo rekli bez boje, ali zato kad gori pojavljuje se u obliku plamena plave boje. Gustoća mu je 0.717 kg/m3  pri plinovitom stanju.

Kritične točke kod Metana:
– točka taljenja mu je na 25 0C  pri tlaku od 15kb
– točka ključanja je pri temperaturi od -161.6 0C
– temperatura samozapaljenja je od 482-632 0C
– maksimalna temperatura gorenja je 2148 0C
– točka u kojoj Metan može postojati u tzv. termodinamičkoj ravnoteži (agregatnom stanju) je pri 162.3 0C i tlaku 0.117 bara

Primjer dijagrama termodinamičke ravnoteže.

STLAČENI PRIRODNI PLIN (SPP)

Stlačeni prirodni plin je poznat na engleskom jeziku kao Compressed Natural Gas (CNG), na njemačkom Ergas (CNG), te na hrvatskom jeziku kao Stlačeni Prirodni plin (SPP). Stlačeni prirodni plin se dobiva kompresiranjem metana (CH4) koji se izvlači iz prirodnog plina. Metan je najkraća i najlakša molekula ugljikovodika. U prirodnom plinu ga ima oko 85%. Često se Stlačeni Prirodni Plin (SPP) ili (CNG)  zamjenjuje za Tekući Prirodni Plin (TPP) ili (LNG) Liquid Natural Gas, razlika je jedino u tome što je SPP u stlačenom ili kompresiranom, a TPP je u tekućem stanju.

Prednosti stlačenog prirodnog plina

CNG ili SPP ima vrlo čisto sagorijevanje što znači da nema prisustva ugljika i kiseline u ulju motora. Nije potrebno ispirati nakupljeno ulje na vrhu klipnog prstena, što rezultira dužim vijekom trajanja samog motora. Svjećice traju praktično vječno što se tiče samog plina naravno, te ulje je još uvijek žute boje kad ga se mijenja.

Primjer toga je, da se kod vozila na benzin ulje mijenja svakih 5000 do 6500 km, a kod vozila na prirodni plin produžuje se vrijeme promjene ulja na čak 15000 do 16000 km.

– duži vijek trajanja motora,
– komponente u vozilu ostaju čišće zbog boljeg i sagorijevanja plina,
– manji trošak pri servisu zbog rjeđeg otkaza dijelova u vozilu,
– pobuda od strane države pri ugradnji i korištenju plina,
– bolja učinkovitost u odnosu na klasična goriva.

Stlačeni prirodni plin je jedno od najčistijih fosilnih goriva. Kad bi usporedili Stlačeni prirodni plin sa benzinom dolazimo do podataka koji govore o znatnom smanjenju dušičnog oksida, ugljik dioksida i sumpor dioksida.

TEKUĆI PRIRODNI PLIN (TPP)

Tekući naftni plin ( TPP) je još poznat na engleskom jeziku kao Liquid Natural Gas ( LNG). TPP možemo dobiti tako da prirodni plin ohladimo na -160 C  na atmosferskom tlaku te tako kondenzira u tekuće stanje. Pri postupku dobivanja TPP-a može se pročistiti na vrijednost 100% Metana. Njegov volumen iznosi oko 1/600-ne volumena prirodnog plina.

Gustoća Tekućeg prirodnog plina iznosi 45% gustoće vode, dok sami TPP ima gustoću od 0.41 do 0.5 kg/L, što ovisi o temperaturi, tlaku i sastavu. Za usporedbu gustoća vode je 1.0 kg/L. TPP je plin bez mirisa, nije korozivan i nije toksičan. Pri isparavanju može goriti tek pri koncentraciji od 5% do 15% kad se pomiješa sa zrakom, kada je mješavina zraka i TPP-a ispod 5% ne može doći do procesa gorenja. TPP ni njegove pare ne mogu eksplodirati u zatvorenom okolišu.

Tekući Prirodni plin nema specifičnu toplinsku vrijednost, to se sve zavisi od izvora prirodnog plina i postupku dobivanja TPP-a. Njegova najviša toplinska vrijednost iznosi 24 MJ/L pri temperaturi od -164 0C, i tlak od 101 do 6000kPa. Kako je TPP veće gustoće od SPP-a lakše ga je transportirati pa se ujedno i više upotrebljava kao zamjensko gorivo.

Ekonomske prednosti TPP u odnosu na SPP

– vozila na Tekući Prirodni Plin (TPP) imaju manju težinu nego vozila u kojima se nalazi Stlačeni Prirodni Plin (SPP), pa stoga mogu prevoziti ¾ tone tereta više u odnosu na korisnu nosivost

– cijena koštanja vozila s pogonom na Tekući Prirodni Plin je niža od cijene vozila na Stlačeni Prirodni Plin

– kilogram TPP-a ima veću energetsku vrijednost od SPP-a

– stanice za punjenje TPP-om ne zahtijevaju električnu energiju dok je stanicama za punjenje  SPP-om potrebno 5p/kg električne energije da bi se stlačio plin

– glavna cijena koštanja jedne stanice za TPP predstavlja samo djelić vrijednosti stanice za SPP

– stanice za punjenje TPP-om ne zahtijevaju električnu energiju dok je stanicama za punjenje  SPP-om potrebno 5p/kg električne energije da bi se stlačio plin

– glavna cijena koštanja jedne stanice za TPP predstavlja samo djelić vrijednosti stanice za SPP

Prednosti infrastrukture stanica za TPP

– logistički operateri imaju punu slobodu kod nabave 6×2 tegljačke jedinice pokretane TPP-om dok su ograničeni na 4×2 tegljačke jedinice  kod SPP-a

– tegljači imaju punu slobodu da putuju bilo gdje na primjer u Velikoj Britaniji kroz  cijelu rastuću mrežu maloprodajnih mjesta, dok vozila na SPP su ograničena na standardne operativna skladišta

– TPP je prijenosan i nije ovisan o stanicama koje su povezane cijevima za opskrbu plinom dok kod SPP to nije slučaj