Analiza primene tečnog naftnog gasa kao pogonskog energenta motora sus Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Mr Slavko Rakić,

kapetan, dipl. inž.

Vojna akademija, Beograd

ANALIZA PRIMENE TECNOG NAFTNOG GASA KAO POGONSKOG ENERGENTA MOTORA SUS

UDC: 62-634.2 : 621.43

Rezime:

U svetu su izražene tendencije razvoja motornih vozila koja koriste ekološki čista i do-voljno raspoloživa goriva. Jedan od načina rešavanja aktuelnih zadataka automobilske indu-strije jeste korišćenje alternativnih goriva, odnosno alternativnih energetskih potencijala. U radu je analiziran tečni naftni gas (TNG) kao alternativno gorivo za pogon motornih vozila. Nakon iznošenja osnovnih fizičko-hemijskih karakteristika TNG-a i analize upotrebe gasa kao pogonskog goriva motora SUS, prikazane su i komponente sistema za pogon motora na TNG. Navedeni su i primeri razvijenih zemalja koje pokušavaju da povećaju procenat prime-ne alternativnih goriva u drumskom saobraćaju. Analizirani su, takođe, osnovni pokazatelji motora (snaga, ekonomičnost i ekološke karakteristike) pri pogonu na TNG, koji potvrđuju da je ovo gorivo ekonomičnije i ekološki čistije od benzina i dizel goriva.

Ključne reči: tečni naftni gas, alternativna goriva, performanse motora.

ANALYSIS OF APPLICATION OF LIQUEFIED PETROLEUM GAS AS AN IC ENGINE FUEL

Summary:

Global trends in automotive industry worldwide include development of environment-friendly vehicles which use ‘clean ’ and attainable fuels. Alternative fuels and alternative energy sources represent one solution to the problem. In this paper Liquefied Petroleum Gas (LPG) is analyzed as an alternative fuel for motor vehicle engines. After bringing up basic physical and chemical properties of LPG and the analysis of gas usage as a fuel for internal combustion engines, the general picture of the system components for LPG engine fuels is given. The paper also presents examples of how developed countries try to increase the percentage of alternative fuel usage in the road transportation. Finally, the analysis of the main LPG-powered engine indicators (power, economical and environmental properties) confirms that LPG is more economical and more environment-friendly than standard engine fuels.

Key words: Liquefied Petroleum Gas, alternative fuels, engine properties.

Uvod

Brzi razvoj motorizacije, sve stroži ekološki zahtevi, kao i činjenice da su re-zerve fosilnih goriva ograničene, nemi-novno je doveo i do preispitivanja koja vrsta goriva za motorna vozila, pored do-bro poznatog benzina i dizela, mogu za-dovoljiti sve oštrije ekološke i bezbedo-

nosne zahteve i tako omogućiti prihva-tljiv dalji razvoj drumskog saobraćaja. Pod alternativnim gorivom se, u širem smislu, smatraju goriva koja su u stanju da zamene postojeća klasična goriva za pogon motornih vozila, kao što su motor-ni benzin i dizel gorivo.

Pažnja se usmerava na različita alternativna goriva: propan-butan, u javno-

74

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

sti poznat kao tečni naftni gas (TNG), metanol, etanol, biogas, bio-dizel gorivo i metan, tj. prirodni gas. Kao rešenje za dalju budućnost posebno se istražuje i vodonik koji, gledano sa više aspekata, ima najbolje karakteristike.

Za pogon automobilskih motora, i pored pokušaja primene drugih alterna-tivnih goriva, još uvek dominiraju (sa udelom od preko 98%) goriva fosilnog porekla dobijena frakcionom destilaci-jom nafte. Prema evropskim planovima razvoja, alternativna goriva trebalo bi da učestvuju u ukupnoj potrošnji goriva u 2020. godini sa 20% [3].

Tečni naftni gas postao je jedno od najvažnijih alternativnih goriva na glo-balnoj automobilskoj sceni i jedan od najvažnijih faktora za modifikaciju mo-tora sa unutrašnjim sagorevanjem. Sve većim zahtevima za očuvanjem prirode i rigoroznijim normama koncentracije štet-nih gasova u vazduhu, TNG bi trebalo da postane jedno od primarnih goriva u auto-industriji, tako da je ekološka pre-poruka da se TNG svrsta među prioritet-na alternativna goriva. Stoga, mnoge evropske zemlje već sada pružaju zakon-ske olakšice vlasnicima automobila sa pogonom na TNG.

Tečni naftni gas

Tokom destilacije nafte dolazi do izdvajanja pojedinih ugljovodonika (CnHm) različite strukture i različitog odnosa ugljenika i vodonika, počev od najlakših frakcija (sa jedan do dva ato-ma ugljenika C u molekulu ugljovodonika - kao što su metan CH4 i etan C2H6), preko srednjih (kao što su heptan C7H16

i oktan C8H18) i teških frakcija (kao što je cetan C16H32), do najtežih (kao što su ugljovodonici koji čine mazut). Ugljo-vodonici između lakih i srednjih frakcija (kao što su propan C3H8 i butan C4H10), na atmosferskom pritisku i normalnoj temperaturi od oko 20°C, nalaze se u gasovitom stanju, ali pri nešto nižoj temperaturi ili pri nešto višem pritisku u rezervoaru ostaju u tečnom stanju. Me-šavine tih frakcija čine tzv. tečne naftne gasove.

Naziv „tečni naftni gas“ ili na en-gleskom „Liquefied Petroleum Gas“ (LPG), koristi se za komercijalnu meša-vinu propana i butana u različitim odno-sima, pa se pored toga često naziva i propan-butan gas. Pored ovih zasićenih ugljovodonika (tzv. parafina) u mešavi-ni koja čini tečni naftni gas nalaze se i primese drugih ugljovodonika, pre sve-ga nezasićeni ugljovodonici (tzv. olefini) propilen C3H6 i butilen C4H8, kao i izomeri ovih ugljovodonika. Tečni naftni gas dobijen izdvajanjem iz prirodnog gasa (na ovaj način se dobija približno 60% svetske proizvodnje TNG) uglav-nom poseduje ugljovodonike parafin-skog tipa, dok TNG dobijen preradom nafte (približno 40% svetske proizvodnje) ima i nezasićene ugljovodonike. Tačan sastav komercijalnog TNG zavisi ne samo od načina dobijanja, već i od željenih karakteristika mešavine, odno-sno temperaturnih uslova eksploatacije motora. Za niže temperature i hladnije regione, pogodniji je naravno propan (zbog lakše isparljivosti) i obrnuto. Zbog toga odnos propana i butana u TNG može biti različit. U našoj zemlji taj odnos je približno 50:50.

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

75

Fizičko-hemijske karakteristike

TNG-a

Tečni naftni gas je bezbojan, veoma zapaljiv i eksplozivan gas, karakteristič-nog mirisa. Smeša propana i butana je gotovo dva puta teža od vazduha. Spada u grupu običnih zagušljivaca, jer svojim prisustvom istiskuje kiseonik. Nije otro-van, ali u većim koncentracijama u va-zduhu deluje kao anestetik i čak može da prouzrokuje gušenje usled nedostatka ki-seonika. Posebno treba biti oprezan da TNG ne dođe u dodir sa kožom, jer će, usled intenzivnog isparavanja na koži, lokalno prouzrokovati promrzline. Vrlo je agresivan, tako da izaziva degradacije gume i plastike. Zato se pri formiranju gasne instalacije mora voditi računa o iz-boru materijala. Sa vazduhom stvara eks-plozivne smeše koje se lako mogu zapa-liti u prisustvu otvorenog plamena. Gra-nice eksplozivnosti u zapreminskim pro-centima gasa sa vazduhom za propan iz-nose od 2,1 do 9,5 a za butan od 1,9 do 8,5. Donja granica eksplozivnosti za smešu propan-butan (35:65) iznosi 2%, a gornja 9% relativnog zapreminskog pro-stora. Tečni naftni gas burno sagoreva, oslobađajući ugljen-dioksid i vodenu pa-ru, pri čemu se oslobađa i velika količina toplote. Najviša temperatura plamena sa-gorevanja smeše propana i butana sa vazduhom je oko 1900°C.

Jedna od glavnih karakteristika butana i propana je pritisak pare koja je u ravnoteži sa tečnošću u zatvorenom pro-storu, npr. pritisak pare butana je 0,005 bara na 0°C i 0,8 bara na 15°C, dok je pritisak pare propana 4 bara i 5-6 bara, respektivno. Druga veoma bitna karakteristika po kojoj se ova dva gasa razlikuju

je tačka ključanja, tj. temperature na kojoj iz tečnog stanja, butan i propan prelaze u gasovito. Propan prelazi u tečno agregatno stanje na - 43 °C, dok butan prelazi u tečno agregatno stanje na 0°C.

Ukoliko se TNG koristi za široku potrošnju, dodaje mu se etil-merkapta-nom, organsko jedinjenje koje sadrži sumpor, tako da se veoma male koncetra-cije gasa u vazduhu mogu identifikovati putem čula mirisa. Maksimalno dozvo-ljena koncentracija u radnoj okolini za propan iznosi 1800 mg/m3, a za butan 1900 mg/m3.

Kod potpunog sagorevanja TNG-a produkti sagorevanja su ugljen-dioksid (CO2) i vodena para (H2O) uz oslobađa-nje određene količine toplote. Za potpu-no sagorevanje potrebna je tačno određe-na količina kiseonika, odnosno vazduha i takav vid sagorevanja nazivamo stehio-metrijski. Tablični podaci govore da je za sagorevanje 1 kg propana potrebno 12,15 m3 vazduha, a butana 12,02 m3. Donja toplotna moć propana je 46,3 MJ/kg, a butana 45,7 MJ/kg.

Tečni naftni gas koristi se kao po-gonsko gorivo u industriji i domaćinstvu, a poslednjih godina se sve više koristi kao pogonsko gorivo za motorna vozila. Zato ga mnogi nazivaju autogas i smatra-ju ga idealnim gorivom za pogon motor-nih vozila, jer ne stvara taloge u radnom prostoru motora, poseduje oktanski broj mnogo veći od oktanskog broja benzina, ima nižu tačku isparenja, pa se bolje me-ša sa vazduhom i ima širu granicu upalji-vosti, što pre svega omogućava rad motora sa znatno siromašnijom smešom. Veoma značajna prednost TNG-a u od-nosu na klasična goriva je i činjenica da izduvni gasovi (produkti sagorevanja)

76

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

TNG-a znatno manje degradiraju životnu okolinu. Znatno je jeftiniji od benzina i produžava radni vek motora, jer ne stvara koroziju koja, inače, nastaje usled prisu-stva aditiva dodatih benzinu radi pobolj-šanja njegovih osobina. Takođe, ne stvara kondenzaciju goriva po zidovima ci-lindra.

Primena TNG-a na vozilima sa

stanovišta bezbednosti

Ipak, bez obzira na mnoge prednosti TNG-a u odnosu na klasična goriva, po-stoje predrasude i verovanja da je TNG veoma opasno gorivo. Tačno je da je ri-zičnija i otežana manipulacija, distribuci-ja i uskladištenje TNG-a u odnosu na di-zel gorivo i benzin. Sve to zahteva po-znavanje osnovnih karakteristika mešavi-ne propana i butana i striktnu primenu mera bezbednosti. Primenom tih mera u potpunosti se otklanja rizik, jer je radni pritisak u rezervoaru u normalnim okol-nostima malo viši od pritiska u bojleru za toplu vodu. Na rezervoaru se obavezno nalazi sigurnosni ventil preko koga se is-pušta gas iz rezervoara van vozila, kada pritisak u rezervoaru prelazi dozvoljeni nivo. Protok gasa kroz ovaj ventil je ograničen. Zato, u slučaju požara, kada se rezervoar zagreva, neće doći do eks-plozije, već će gas postepeno isticati. Za razliku od rezervoara za TNG, rezervoar za benzin vrlo lako eksplodira na poviše-nim temperaturama usled prisustva pare benzina. Rezervoari se prave od specijal-nog čeličnog lima debljine 3 do 4 mm, specijalnog anatomskog oblika u obliku valjka, koji je gotovo nemoguće deformi-sati pri sudarima.

Eksplozija autogasa je moguća sa-mo pri koncentraciji gasa od 2 do 9% re-lativnog zapreminskog prostora, što je praktično nemoguće postići na otvore-nom prostoru gde se automobil kreće. Ako se ošteti cevovod za benzin, ovo veoma isparljivo i zapaljivo gorivo nesme-tano ističe za razliku od TNG-a, jer po-stoje ugrađeni ventili sigurnosti koji će sprečiti isticanje gasa u slučaju oštećenja cevovoda od rezervoara do motora.

Eksplozivna smeša TNG-a i vazdu-ha može se stvoriti u malom zatvorenom prostoru u koji se parkiraju vozila koja koriste ovo gorivo. To se posebno odnosi na male, neprovetravane, posebno pod-zemne garaže. Ova opasnost uspešno se odstranjuje sa samo dva otvora za prirod-nu ventilaciju u donjem delu nadzemnih garaža ili ugradnjom elektroventila novi-je generacije koji će sprečiti gubitak gasa kada se motor isključi.

Primena TNG-a kao pogonskog

goriva za motore SUS

Da bi TNG mogao da se koristi za pogon motora SUS potrebno je da zado-voljava određene zahteve u smislu kvali-teta, kako bi motori mogli kvalitetno da obavljaju svoju funkciju. Načelno, karak-teristike koje određeno gorivo mora da zadovolji, date su u sledećim crtama:

- velika brzina sagorevanja,

- visoka energetska svojstva, visoka donja toplotna moć (Hd),

- lako obrazovanje smeše na svim radnim režimima, a naročito pri niskim temperaturama,

- povoljne antidetonacione karakte-ristike,

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

77

- gorivo mora biti hemijski stabilno i ne sme izazivati koroziju,

- ne sme posedovati sastojke koji pri sagorevanju proizvode štetne i toksič-ne komponente,

- mora biti pogodno za skladištenje i manipulaciju,

- mora imati ekonomski prihvatlji-vu cenu.

Uzimajući u obzir činjenice iz uvod-nog dela, kao i one koje će kasnije biti obrađene, zaključak je da TNG predsta-vlja jednu od najpovoljnijih varijanti za pogon motora SUS. Treba naglasiti da prethodne karakteristike u potpunosti ne može zadovoljiti nijedna vrsta pogon-skog goriva.

Primena tečnog naftnog gasa u mo-torima sa unutrašnjim sagorevanjem vrlo je pogodna iz sledećih razloga:

- brzo i lako se meša sa vazduhom, pa jednostavno obrazuje smešu potrebnih karakteristika,

- kvalitetno sagorevanje smeše pri različitim radnim uslovima (sagorevanje bez dima, taloga i neprijatnih mirisa),

- produkti sagorevanja imaju povo-ljan sastav, čak i u pogledu emisije CO2, koja je, takođe ograničena najnovijim za-konskim propisima,

- poseduju visoku otpornost na de-tonaciju, pa dopuštaju rad sa višim stepe-nima kompresije, što je značajno za pri-menu u benzinskim motorima,

- u normalnim uslovima nalaze se u gasnom stanju, pa ne stvaraju kondenzat, tako da ne postoji opasnost od razređiva-nja ulja za podmazivanje,

- niska cena komercijalnog TNG-a za vozila čini ga veoma atraktivnim, ka-ko za komercijalni, tako i za privatni sao-

braćaj i omogućava veoma brzi povraćaj sredstava uloženih u dopunsku nadgrad-nju vozila.

Pored iznetih prednosti primene TNG-a na motorima SUS, postoje i odre-đeni nedostaci pri primeni ovog energen-ta. To su:

- gubitak efektivne snage motora,

- otežana manipulacija, distribucija i uskladištenje ovog energenta,

- neophodna veća opreznost u eks-ploataciji pri radu sa TNG-om,

- smanjenje smeštajnog prostora vozila, kao i povećanje njegove mase zbog instalacije sistema za pogon na TNG.

Veći deo vozila koja koriste TNG su laka vozila i to, pre svega, vozila koja su dobijena nadogradnjom postojećih ben-zinskih motora sistemom za pogon na TNG. U tom slučaju oto motor zadržava sistem obrazovanja smeše benzinom (bi-lo karburacijom bilo ubrizgavanjem ben-zina), dok se motoru dodaje sistem za obrazovanje smeše sa TNG-om. Ako je benzinski motor sa karburatorom, sistem za doziranje čini mešač, koji se ugrađuje ispred, iza ili u sam karburator, i koji vrši pneumatsko odmeravanje količine dozi-ranog gasa na sličan način kao i sam kar-burator. Ako je benzinski motor sa ubrizgavanjem benzina, TNG se dozira preko posebnih „brizgača“, dok se količina do-ziranog goriva odmerava pomoću elek-tronsko-upravljačke jedinice. Uglavnom, sva su ta vozila izrađena u tzv. bi-fuel (dvogorivoj) verziji, odnosno mogu kao pogonsko gorivo da koriste benzin ili TNG. Istovremen rad sa oba goriva (duži od 5 sekundi) nije predviđen.

Pored izuzetno masovne postpro-dajne ugradnje sistema koji omogućava-

78

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

ju korišćenje TNG-a kao pogonskog energenta vozila sa benzinskim motori-ma, vodeći svetski proizvođači automo-bila (Renault, Vauxhall, Ford, Volvo, Fiat, Daimler Crysler, GM i Rover) sa svojih proizvodnih traka isporučuju vozila sa već fabrički implementiranim si-stemom na TNG i benzin. Tada je si-stem za obrazovanje smeše optimalno fabrički podešen i performanse motora su najbolje.

Komponente sistema za obrazovanje smeše sa TNG-om

Jedan od sistema za obrazovanje smeše sa benzinom i TNG-om primenjen kod „bi-fuel“ verzije motora šematski je prikazan na slici.

Tečni naftni gas u tečnom stanju na-lazi se u rezervoaru. Gas je pod određe-nim pritiskom, koji varira u zavisnosti od spoljne temperature i od količine gasa u rezervoaru. Radni pritisak gasa u rezervo-

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

79

aru kreće se od 6 do 10 bara. Rezervoar se konstruiše i izrađuje po odgovarajućem standardu (JUS M.Z2.570 iz 1984. godi-ne), kako bi se povećala bezbednost siste-ma sa TNG-om. Iako je prema pomenu-tom standardu dozvoljena izrada rezervo-ara cilindričnog oblika, na tržištu se sreću i rezervoari u obliku rezervnog točka. Re-zervoari se pune gasom do 80% svoje za-premine, dok preostalih 20% zapremine predstavlja neophodnu rezervu u slučaju širenja gasa na povišenim spoljnim tem-peraturama. Rezervoari koji se koriste u vozilima obavezno moraju imati odgova-rajuću pločicu utvrđenu na spoljnoj strani rezervoara, kojom se potvrđuje da je izvr-šeno atestiranje rezervoara.

Tečni naftni gas pod pritiskom u tečnom stanju, kroz bakarnu cev, dolazi do isparivača (6) koji je ujedno i reduk-tor. Isparivač je crevima povezan sa si-stemom hlađenja motora, tako da topla tečnost iz motora neprekidno struji oko njega i zagreva tečni gas koji isparava. Za ovaj proces je, dakle, potrebno obez-bediti toplotu, s obzirom na to da svaka tečnost tokom procesa isparavanja oduzi-ma toplotu od okoline. Može se zaključiti da reduktor-isparivač (6) ima zadatak da omogući isparavanje tečnog gasa i njego-vo zagrevanje do određene temperature, kao i smanjivanje pritiska gasa iz rezervoara na pritisak potreban za napajanje motora dovoljnom količinom gasa. Pritisak se smanjuje na oko 0,8 bara.

Elektromagnetni ventil za gas (12) je ventil čiji je zadatak da otvara i zatva-ra dovod TNG-a iz rezervoara prema ko-mandama birača goriva - komutatora. Elektromagnetni ventil za benzin (13) in-stalira se na vodu između pumpe niskog pritiska za benzin i karburatora. Njegova

uloga je da spreči dotok benzina u lonče karburatora kada motor radi na gas. Prin-cip rada je isti kao i kod ventila za gas.

Komutator - prekidač (10) je elek-trični komandni uređaj, čija je glavna funkcija da omogućava odabir pogon-skog goriva (gas ili benzin) i u pojedinim izvedbama ima opciju pokazivanja nivoa goriva u rezervoaru pomoću svetlećih di-oda. Ovaj deo sistema postavlja se na od-govarajućoj poziciji instrument-table, na pregledno i lako pristupačno mesto.

Iz isparivača gas se odvodi u tzv. mešač koji se nalazi na grlu karburatora ili na usisnoj grani, ispred leptira. Iz njega se gas raspršuje u karburator ili u usi-snu granu, posle čega se obrazuje smeša goriva i vazduha. Izbor mešača vrši se prema konkretnom motoru, kako bi se obezbedilo adekvatno napajanje motora gorivom. Dakle, mešači ili mikseri (2) su uređaji koji omogućavaju mešanje gasa i vazduha, odnosno pripremanje smeše za sagorevanje u radnom prostoru motora.

Analiza primene TNG-a sa aspekta razvijene snage, ekonomičnosti i toksičnosti izduvne emisije motora

Tri osnovna pokazatelja motora, od kojih zavisi njihova upotreba su: snaga (koju motor preko zamajca predaje po-trošaču), ekonomičnost i toksičnost iz-duvnih gasova.

U razvijenim sredinama ekologija je osnovni razlog ugradnje sistema sa TNG--om u motorna vozila. Ipak, ne treba za-boraviti ni ekonomske prednosti kada je u pitanju niža cena pogonskog energenta, koja će zasigurno biti od odlučujućeg značaja za većinu vozača.

80

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

Karakteristika snage motora pri pogonu na TNG

Indicirana snaga motora (PO je sna-ga koju motor razvija u svojim cilindri-ma za vreme radnih ciklusa, dok je efek-tivna snaga motora (Pe) snaga koju motor razvija na svom izlaznom vratilu (ili za-majcu) i koju potrošač može efikasno is-koristiti. Efektivna snaga motora je ma-nja od indicirane snage motora za deo in-dicirane snage koji se troši na savlađiva-nje unutrašnjih mehaničkih gubitaka u motoru. Taj deo indicirane snage koji se nepovratno gubi predstavlja snagu meha-ničkih otpora motora (Pm).

Ako se posmatra izraz (1) za efektiv-nu snagu motora (Pe) vidi se da je Pe di-rektno proporcionalna srednjem efektiv-nom pritisku (pe), radnoj zapremini moto-ra (Vh) i broju obrtaja motora (n), a obrnu-to proporcionalna taktnosti motora (t).

Pe • Vh •n 300t

(1)

Teorijski gledano, povećanje snage je moguće povećanjem jednog od nave-denih proporcionalnih faktora. Međutim, u praksi je povećanje veličina nekih faktora limitirano bilo konstrukcijom motora, bilo upotrebljenim materijalima, bilo elementima koji određuju veličinu pro-stora motora, odnosno njegovu cenu. Jedna od mogućnosti za povećanje snage motora je u povećanju srednjeg efektiv-nog pritiska. Srednji efektivni pritisak, odnosno razvijeni efektivni rad na zamaj-cu po jedinici radne zapremine predstavlja se sledećim izrazom:

П Hd

Pe= Пт ■ Ps ■ nv —-■— (2)

h L

min

Dakle, parametri koji utiču na sred-nji efektivni pritisak, a time i na efektiv-nu snagu motora su:

1. Odnos donje toplotne moći Hd prema minimalnoj teoretskoj količini va-zduha, neophodnoj za potpuno sagoreva-nje Lmin, približno je konstantan za ugljo-vodonična goriva, jer gorivo veće toplotne moći poseduje i veću teorijsku potreb-nu količinu vazduha. Pri poređenju ovog odnosa između ugljovodoničnih goriva, kao što su benzin i TNG, mala prednost ovog odnosa ide na stranu TNG-a. Me-đutim, prednost nije toliko velika kada se ima u vidu činjenica da se samo jedan manji deo toplote efektivno iskoristi za razvijanje snage motora i to 23-30% kod oto motora i 30-50% kod dizel motora.

2. Gustina svežeg punjenja bitno utiče na razvijeni rad. Ona je data jedna-činom stanja ps = p/R-T, gde su p i T pritisak i temperatura u usisnom kolektoru motora. Prethodni izraz ukazuje na zna-čaj natpunjenja motora kojim se pre sve-ga povećava gustina sveže smeše, odno-sno pritisak u usisnom kolektoru. Među-tim, povećanje specifičnog rada nije pro-porcionalno pritisku natpunjenja, jer pa-ralelno sa porastom pritiska iza kompre-sora sistema natpunjenja raste i temperatura punjenja. Dopunskim međuhlađe-njem punjenja nakon kompresora rešava se ovaj problem, tako da se smanjenjem termičkih naprezanja pri istom pritisku natpunjenja dobija znatno veća gustina punjenja, a time i razvijeni rad. Imajući u vidu da je gustina benzina znatno veća od gustine TNG-a pri referentnim uslovi-

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

81

ma, kao i to da je benzin pogodniji od TNG-a za primenu u sistemu natpunje-nja, parametar gustine (ps) daje benzinu veću prednost u odnosu na TNG za stva-ranje veće snage.

3. Stepen punjenja (nv) motora, ta-kođe, direktno utiče na razvijeni rad. Smanjenjem otpora usisavanja, otpora iz-duvavanja i nepotrebnog zagrevanja sve-žeg punjenja, postiže se veći stepen punjenja, a time i veća snaga.

4. Mehanički stepen korisnosti (pm) direktno utiče na razvijenu snagu i zavisi od konstruktivnih, proizvodnih i eksploa-tacionih faktora koji utiču na mehaničke gubitke u motoru.

5. Postignuti indicirani stepen korisnosti (ni), pri datom sastavu smeše (A,), takođe direktno utiče na razvijeni rad, odnosno snagu motora.

Analizirajući parametre koji utiču na efektivnu snagu motora koji zavise od korišćene vrste pogonskog goriva, dolazi se do zaključka da benzin u odnosu na TNG ima bolje karakteristike za razvija-nje veće snage motora. U principu, snaga motora koji koristi TNG je niža od snage benzinskog motora za 5 do 10%, pre sve-ga zbog manjeg koeficijenta punjenja motora. U skladu sa poslednjim testovi-ma, za većinu benzinskih motora koji su nadograđeni sistemom za obrazovanje smeše sa TNG-om, važi gubitak snage pri pogonu na TNG od 5 do 15%.

Iskustva su pokazala da se kod mo-difikacije postojećeg benzinskog motora u „bi-fuel“ verziju, ugradnjom sistema za TNG, uglavnom ne poklanja mnogo pa-žnje optimizaciji sistema sa stanovišta brzinskih karakteristika motora pri koriš-ćenju obe vrste goriva. Negativan uticaj na optimizaciju sistema ima i korišćenje

komponenti sistema za TNG od različitih proizvođača, pre svega mešača čiji je uticaj na optimalan rad sistema značajan.

Rezultati sprovedenih ispitivanja [2] na karburatorskom motoru i motoru sa ubrizgavanjem benzina potvrdili su da ugradnjom sistema za TNG dolazi do de-gradiranja brzinskih karakteristika motora sa pogonom na benzin. Optimizacijom sistema, odnosno mešača, kao dela sistema, za svaki motor, odnosno vozilo, može se znatno ublažiti ovakav negativan uticaj, ali uglavnom na štetu brzinskih karakteristika pri radu motora na TNG. Zato se kod opti-mizacije sistema mora voditi računa o na-meni vozila, odnosno o preovlađujućem gorivu u toku eksploatacije (benzin ili TNG). Ukoliko se sagledavaju efekti ugradnje sistema za TNG, na motor sa kar-buratorom ili sa ubrizgavanjem goriva postignuti su bolji rezultati kod motora sa ubrizgavanjem kako pri ispitivanju na mo-torskoj kočnici, tako i u eksploatacionim uslovima, a takođe je bolje podešavanje i održavanje sistema. Odnosno, veći gubitak snage motora najviše se oseti kod motora sa karburatorom, i to je obično između 15 i 20%. Kod nešto savremenijih agregata sa elektronskim ubrizgavanjem goriva, u jed-noj tački usisnog kolektora (singl point injection motori), doziranje, odnosno meša-nje gasa i vazduha je preciznije, odziv na pritiskanje regulacionog organa je osetno bolji, a gubitak snage je često i do 11 %. Kod motora sa plastičnom usisnom granom moguće je ugraditi samo najskuplji, a ujed-no i najbolji sistem sa direktnim ubrizgavanjem gasa u usisnu granu, za svaki cilindar posebno. Gubitak snage je u ovom slučaju minimalan, a potrošnja gasa u odnosu na benzin tada je veća samo za oko 10%.

82

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

Kod nadograđenih dizel motora sa pogonom na TNG, maksimalni gubici sna-ge pri pogonu na TNG iznose i do 30%.

Ekonomičnost primene TNG-a kao

pogonskog energenta motora

Analizu ekonomičnosti primene TNG--a, kao pogonskog energenta motora, mogu-će je vršiti na nekoliko načina. Jedan od na-čina se odnosi na analizu potrošnje TNG-a kao pogonskog goriva motora i definiše se specifičnom efektivnom potrošnjom goriva ge [g/kWh], koja je obrnuto proporcionalna efektivnom stepenu korisnosti motora (pe). Drugi način analize odnosi se na analizu ce-ne TNG-a na tržištu, kao i cene nadogradnje sistema za pogon na TNG kod „bi-fuel“ verzije motora.

S obzirom na to da je efektivni ste-pen korisnosti veći kod motora čiji je po-gonski energent benzin u poređenju sa TNG-om, to će i specifična efektivna po-trošnja benzina biti manja u odnosu na TNG. Ako se posmatra potrošnja goriva motora na pređenih 100 km motornog vozila, povećanje potrošnje TNG-a u odnosu na benzin iznosi 10-15%.

S druge strane, cena litra propan-bu-tan goriva (TNG-a) u svim državama Evrope, kretala se u rasponu 40-65% cene litra benzina. Kako se cena benzina menja-la, tako se menjao i taj odnos, ali nikada drastično. Uz trenutnu cenu litra bezolov-nog motornog benzina (BMB) 95 od 89,00 din/l i cene TNG-a od 45,00 din/l, lako je izračunati kako je TNG kao pogonsko go-rivo od benzina jeftiniji za oko 50%!

Dodamo li i ovu stavku u računicu, sledi da se ušteda zaokružuje na oko 40% pri pogonu na TNG (sa stanovišta potroš-

nje i cene TNG-a u odnosu na benzin). Tako će se kroz određeni broj pređenih kilometara sa nadograđenim vozilom na TNG isplatiti cena ugradnje dotičnog sistema. Nakon toga vožnja će biti znatno j eftinij a, a zagađenje okoline izduvnim gasovima manje.

Ugradnja instalacije za pogon vozila na TNG kod nas košta između 180 i 1000 evra. Cena instalacije zavisi prven-stveno od vrste sistema za dovod goriva, kao i od radne zapremine motora. Najjef-tinija je ugradnja instalacije na vozila opremljena karburatorskim motorom, a najskuplja je ugradnja na vozila opremljena savremenim sistemima za ubri-zgavanje goriva.

Postoji nekoliko proračuna koji go-vore o ekonomskoj isplativosti ugradnje samog sistema na motornom vozilu. Pri pomisli na nadogradnju vozila za pogon na TNG, veoma je praktično da se izbor analizira uzimajući u obzir troškove. Jedan od lakših načina analize ekonomske isplativosti ugradnje sistema sa TNG-om na postojeće vozilo, koji je primeren sva-kodnevnoj upotrebi, može se uraditi ko-rišćenjem sledeće formule:

TU

K =--------—----------- • 100 [km] (3)

(Cb • Pb)-(Cp • Pp) w

gde je:

K - broj kilometara nakon kojih počinje ušteda,

TU - troškovi ugradnje (u dinarima),

Cb - cena benzina,

Pb - potrošnja benzina (l/100 km),

Cp - cena TNG-a,

Pp - potrošnja TNG-a (l/100 km).

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

83

Iz formule (3) može se zaključiti da će se ugradnja sistema na TNG isplatiti pri manjem broju pređenih kilometara ukoliko su manji troškovi ugradnje sistema, što je veća razlika u ceni između ben-zina i gasa i što je veća potrošnja goriva.

Postavlja se pitanje nakon kog će se vremena isplatiti ugradnja, tj. kad će vo-žnja postati ekonomična. Ovo se izračuna-va ako se podeli broj dobijenih kilometara (K) sa kilometrima koje u vožnji na TNG pređe vazilo za godinu dana (K’):

To znači da će se prema današnjim cenama troškova nabavke i ugradnje sistema na TNG kod postojećeg benzin-skog karburatorskog motora, isplativost nadogradnje realizovati nakon pređenih 4565 km nadograđenog vozila ili ukoliko vozilo prelazi u proseku 10 000 km go-dišnje, otplata će se realizovati nakon 5,5 meseci:

4565

V =------

10 000

0,46 [godina]

(5)

V

K

K’

U nastavku se daje primer za izraču-navanje ekonomičnosti nadogradnje sistema za obrazovanje smeše sa TNG-om na postojećem benzinskom karburator-skom motoru na bazi trenutnih cena, tj. cene sistema za pogon na TNG, kao i ce-na TNG-a i BMB 95.

Primer:

Cena benzina BMB 95: Cb = 89,00

din;

Cena TNG-a: Cp = 45,00 din; Potrošnja benzina: Pb = 8,9 l / 100 km; Potrošnja TNG-a: Pp = 10,30 l / 100

km;

Troškovi ugradnje TU = 15 000 din (prosečna cena nadogradnje sistema sa TNG-om na benzinskom karburatorskom motoru u licenciranom preduzeću).

Ako podatke unesemo u formulu (3) dobijamo:

K

_ 15000

(89,00 • 8,9)-(45-10,30) 4565 [km]

•100 =

(4)

Prema tome, ugradnja i eksploataci-ja vozila na tečni naftni gas brže se ispla-ti ukoliko vozilo prelazi više kilometara na godišnjem nivou. Na Zapadu veći po-slovni sistemi sa većim voznim parkom već na početku investiraju u automobile sa fabrički ugrađenim sistemom na TNG.

Ekonomičnost rada motora zavisi i od oktanskog broja samog goriva koje se koristi za njegov pogon. Motor pri pogo-nu sa TNG-om može da radi sa većim stepenom kompresije, jer je rizik od de-tonatnog sagorevanja pri korišćenju TNG-a manje izražen zbog povoljnijih antidetonacionih karakteristika u poređe-nju sa benzinom. Kao što je poznato, sa povećanjem stepena kompresije motora povećava se ekonomičnost motora i njegov srednji efektivni pritisak, snižavaju se temperature izlaznih gasova, itd.

Stepen kompresije i maksimalni pritisak u cilindru motora su veličine koje konstruktoru motora određuju osnovne parametre za proračun materijala motora, čvrstoće materijala i sl., što, takođe, utiče na samu cenu izrade motora, a time i na ekonomičnost njihove proizvodnje.

84

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

Povoljnije antidetonacione karakte-ristike TNG-a radi povećanja ekonomič-nosti rada motora nije moguće iskoristiti kod benzinskog motora sa nadograđenim sistemom za TNG, s obzirom na to da je konstrukcija takvog motora sa niskim stepenom kompresije prilagođena, pored ostalog, i lošijim antidetonacionim ka-rakteristikama benzina.

Ekološke performanse motora pri

pogonu na TNG

Mnoga ispitivanja i izrađene studije potvrdile su praktične i relativno jeftine mogućnosti poboljšanja kvaliteta vazdu-ha, posebno u gradskim sredinama, pri korišćenju vozila sa pogonom na TNG. Sa ekološkog aspekta, TNG je vrlo pogodno gorivo. Gotovo potpuno sagoreva, pro-dukti nepotpunog sagorevanja (ugljen--monoksid, ugljikovodonici, čađ i čestice) nastaju u zanemarivim količinama. U pro-duktima sagorevanja dominira vodena para, a ne ugljen-dioksid. Snižena je emisija oksida azota, a u sastavu gasova nema olovnih i sumpornih jedinjenja. U radu koji je tretirao zagađenost vazduha u Lon-donu, izneseni su podaci da jedno vozilo koje koristi dizel gorivo za svoj pogon emituje čestice (fine particles) čak u izno-su kao 120 vozila koja koriste TNG za svoj pogon i istu količinu NOx kao 20 vozila na pogon sa TNG-om [3].

U odnosu na odgovarajuće benzinske motore, emisija CO i HC je manja zbog boljeg obrazovanja smeše i mogućnosti rada sa siromašnom smešom, dok je emi-sija NOx manja zbog manjih maksimalnih temperatura sagorevanja. Ugljovodonici koji se emituju nakon sagorevanja meša-

vine TNG-a i vazduha ne sadrže benzen, 1,3-butadien, formaldehid, acetaldehide i ostale aromatične polimere koji se nalaze u zelenom benzinu. Ove supstance su opasne i veoma kancerogene.

U tabeli 1 date su vrednosti emisije toksičnih materija za slučajeve pogona na benzin i TNG. Bez obzira na manju preciznost doziranja goriva, sistemi prve generacije pogona motora na gas imali su značajne prednosti u odnosu na karbura-torske motore u pogledu emisije toksič-nih komponenata (tabela 1).

Tabela 1 [5]

Benzin TNG Razlika [%] Dozv. vrednosti (ADR 27)

CO [g/km] 16,6 1,3 -92 24,2

HC [g/km] 1,4 0,9 -38 2,1

NOx [g/km] 1,6 1,3 -22 1,9

CO (praz. hod) % 1,8 0,1 -95 -

Potrošnja goriva l/100 km 17,2 23 34 -

kg/100 km 12,9 11,7 -9 -

Pooštravanjem zakonskih propisa o emisiji toksičnih komponenata javila se potreba uvođenja elektronski upravljanih sistema za ubrizgavanje goriva kod oto motora (EFI - sistemi), što je neminovno dovelo do odgovarajućih izmena u sistemi-ma za napajanje ovakvih motora gasom.

Najjednostavnija moguća varijanta jednog takvog sistema je, svakako, kon-cept sa reduktorom - isparivačem i me-šačem konstantnog protočnog preseka kakav se koristi kod karburatorskih motora. U ovom slučaju mešač se postavlja u usisni vod ispred prigušnog leptira, a radi obezbeđivanja regularnog rada elek-tronske upravljačke jedinice (EUJ) u si-

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

85

stem se postavlja emulator čija je uloga da simulira rad brizgača. Ranije istaknuta nepreciznost doziranja gasovitog goriva ovakvog sistema i nemogućnost korišće-nja mapa upravljanja EUJ predstavlja značajan nedostatak, zbog čega njegova primena nije racionalna. Radi otklanjanja navedenih nedostataka kod ovih sistema uobičajena je primena elektronski upra-vljanog ventila za gas i aktuatora, koji se postavljaju između isparivača i mešača (sistemi: Eurogas Landi Renzo, AG Autogas ALC, BRC LPGas Koltec i sl). Radom ventila upravlja posebna EUJ ko-ja je spojena sa EUJ-om za rad sa benzi-nom radi korišćenja signala sa odgovara-jućih davača: broja obrtaja, lambda -sonde, položaja leptira, pritiska u usi-snom vodu i drugih davača bitnih za op-timalno upravljanje doziranjem gasovitog goriva. Ovakav koncept pogona na gas omogućava projektovanje vozila sa gasom kao jedinim gorivom (Single Fuel - SF), kod kojih je moguće iskoristiti ne-ke od prednosti TNG-a, kao što je rad sa većim vrednostima stepena kompresije zbog njegove veće otpornosti na deto-nantno sagorevanje. U tabeli 2 upravo su date karakteristike ovakvih vozila po sa-držaju toksičnih komponenata u izduv-nim gasovima motora.

Tabela 2 [5]

HC [g/km] CO [g/km] NOx [g/km] CO2 [g/km]

Benzin 0,059 0,55 0,069 328

SF LPG 0,047 1,39 0,009 292

Razlika -17% 153% -87% -11%

Dozv. vrednosti (ADR 37/01) 0,5 6,2 1,4 -

Najveće mogućnosti u pogledu kom-pleksnosti upravljanja sastavom smeše i ostalim bitnim motorskim parametrima pru-žaju sistemi sa ubrizgavanjem gasa koji, analogno sistemima za ubrizgavanje benzi-na, mogu biti izvedeni u varijantama: cen-tralnog (SPI) i ubrizgavanja po svim cilin-drima (MPI). Sistemi MPI mogu se realizo-vati kao kontinualni, vremenski simultani i sekvencijalni. Većina navedenih sistema projektovana je za ubrizgavanje TNG-a u gasovitom stanju, ali neki proizvođači (Vi-alle, Tartarini) nude i sisteme sa ubrizgava-njem gasa u tečnoj fazi. Pored precizne elektronske regulacije i upravljanja u zatvo-renoj konturi, značajna prednost ovakvih si-stema je i mogućnost izvođenja kao jedno-gorivih sa pogonom na gas (dedicated) ili dvogorivih (gas-benzin) („bi-fuel“) sistema. U tabeli 3 prikazane su vrednosti sadržaja osnovnih toksičnih komponenata u izduv-nim gasovima motora u slučaju korišćenja sistema GTI (Gas Injection Technologies Guildford NSW Australia), koji je izveden u varijanti MPI-sekvencijalni i pogona na benzin sa standardnom opremom.

Tabela 3 [5]

HC [g/km] CO [g/km] NOx [g/km] CO2 [g/km]

Benzin (stand. oprema) 0,14 1,49 0,03 334,5

GTI LPG 0,01 0,05 0,31 263,5

Dozv. vrednost (ADR 37/01) 0,25 2,1 0,62 -

Emisija CO kod motora sa pogonom na TNG je nekoliko puta veća kod dizel motora, jer motor na TNG radi sa homoge-nom smešom. Međutim, taj nivo ipak nije kritičan. Slično važi i za emisiju HC koja može biti i dvostruko veća od emisije dizel

86

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

motora. Međutim, važno je da se prime-nom TNG-a, umesto dizel goriva, odnosno prevođenjem dizel motora u TNG motor (tj. oto motor), može rešiti jedan od većih problema dizel motora, a to je emisija NOx i emisija čestica. Emisija NOx kod motora sa TNG-om može se radikalno smanjiti primenom trosmernog katalizatora na mo-tom koji radi sa stehiometrijskom smešom. Kod dizel motora, koji obavezno radi sa ja-ko siromašnom smešom, ne postoji efika-san katalizator za redukciju emisije NOx. Štaviše, ako bi se koristio apsorpcioni katalizator (čija je maksimalna efikasnost do 60%), on bi znatno manje smanjio emisiju NOx, nego što to može smanjiti trosmerni katalizator (čija je efikasnost do 95%). Što se tiče emisije čestica, tu je situacija još bo-lja, jer motor na TNG praktično nema tu emisiju. Zbog toga je emisija čestica motora sa TNG-om manja i od iste emisije dizel motora, čak i ako ima filter čestica. Dakle, primenom TNG-a prevazilazi se najveća slabost dizel motora izdvajanja ugljenika u vidu čađi, sa izduvnim gasovima motora u obliku crnog dima, koji je nepoželjan i po motor i po okolinu.

Trenutno se svi važeći standardi o emisiji vozila (ECE Pravilnici br. 49, 83 i 101) odnose i na motore sa TNG-om, ta-ko da je homologaciona procedura pot-puno definisana.

Svetski trend primene TNG-a kao

alternativnog goriva

Koliki značaj pojedine razvijene ze-mlje sveta pridaju alternativnim gorivi-ma, kao i mere koje vezano za tu proble-matiku primenjuju, u narednom delu ovog rada biće potvrđene raznim podaci-ma i činjenicama.

Zaključci Evropskog parlamenta i Saveta Evrope insistiraju na tome da TNG mora biti integralni deo politike vezane za alternativno gorivo u EU. Ovaj segment nije samo predmet tržišnih odnosa, već razvojne politike u EU. U tom smislu, 29. 11. 2000. godine Evropska komisija usvo-jila je takozvanu Zelenu knjigu o sigur-nom snabdevanju (Green paper: Towards a European strategy for the security of energy supply), u kojoj je kao jedan od ci-ljeva navedena potreba zamene 20% gori-va u drumskom saobraćaju alternativnim gorivom do 2020. godine.

Prema izvorima AFDC (Alternative Fuels Data Center), u SAD se vozi preko 350 000 automobila sa pogonom na autogas. U toj državi zahvaljujući činjenici da je motorni benzin kao vodeće gorivo re-lativno jeftin, upotreba autogasa, kao i ostalih alternativnih goriva generalno je prisutna na području takozvanih flota, odnosno službenih i dostavnih vozila, što je direktno posledica uticaja države. Ka-da se radi o vozilima u privatnom vla-sništvu, gotovo da se autogas i ne koristi. Ovo alternativno gorivo međutim, pokre-će taksi vozila u Las Vegasu, školske autobuse u Kanzas Sitiju i Portlandu. Autogas pokreće laka i srednjeteška te-retna vozila, kao i vozila policije, pa se procenjuje da je ukupan broj ovih vozila u Kaliforniji oko 40 000. U SAD postoji oko 3400 autogas stanica, gde je moguće nabaviti ovo gorivo. Sjedinjene Američ-ke Države jedan su od najvećih proizvo-đača TNG-a u svetu, koji obezbeđuje 90% svojih potreba.

U Australiji se TNG za pogon vozila masovnije koristi još od 1960. godine. Danas je ova zemlja jedna od vodećih kada se radi o upotrebi ovog energenta.

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

87

Između 4-5% lakih vozila koristi upravo ovo alternativno gorivo sa procenom da će do 2010. taj broj vozila u Australiji bi-ti oko 8%. Da bi još više omasovila upo-trebu TNG-a vlada Australije je sa opravdanim razlogom prihvatila inicijati-vu TNG asocijacije ove zemlje, tako da je za još tri godine produžen period neo-porezivanja TNG-a. Ova podsticajna me-ra trebalo je da traje do 2008, ali pome-nutom odlukom ovaj period će trajati do 2011. godine. Uz ovu fiskalnu meru u Australiji će biti prisutna i politika držav-ne subvencije za ugradnju TNG uređaja od 1000 australijskih dolara po svakom novom vozilu.

Italija je danas najveći konzument TNG-a kao goriva za pogon automobila, što iznosi oko 1 322 000 tona na godiš-njem nivou. Flota od preko 1 400 000 vozila koristi upravo ovo gorivo za svoj po-gon, koje je moguće nabaviti na oko 2000 mesta širom zemlje. Takođe, treba nagla-siti da je ova zemlja i jedan od najvećih proizvođača TNG opreme za automobile (LANDI, LANDIRENZO, LOVATO, MTM, MARINI, ZAVOLI, OMVL, ROMANO, EMER, TOMASETTO BIGAS, BEDINI, STEFANELLI, STARGAS, EMMEGAS i drugi). Pored velike popu-larnosti ovog energenta, u Italiji se zbog sve većeg zagađenja vazduha primenjuje odluka vlade ove zemlje, po kojoj se fizič-kim licima subvencionira instalacija TNG uređaja, kao i uređaja za prirodni gas, koji je takođe popularan u Italiji, sa 650 evra. Kao mera podsticaja u primeni je i pravilo da u periodima visoke zagađenosti vazdu-ha konvencionalna vozila na benzin/dizel imaju zabranu kretanja u 18 naznačenih područja).

Trenutno je Poljska zemlja sa najdi-namičnijim porastom broja vozila koja koriste TNG kao pogonsko gorivo. Ukupna potrošnja TNG-a u ovoj zemlji tokom 2003. godine iznosila je 1,77 mili-ona tona, što praktično iznosi preko deset puta više nego 1991. godine. Prema naj-novijim podacima iz časopisa RYNEK GAZOWY, Poljska je druga zemlja u Evropi po broju konvertovanih vozila na gas. Broj takvih vozila kreće se oko 1,1 milion, a broj TNG stanica procenjuje se na oko 4000. Osamdeset procenata taksi vozila u ovoj zemlji je već implementira-lo gasne uređaje.

Druga zemlja u Evropi po broju konvertovanih vozila u odnosu na broj stanovnika je Holandija sa preko 400 000 vozila koja koriste TNG kao gorivo za pogon automobila. Pored velike popular-nosti i zastupljenosti TNG-a, vlada ove države nizom podsticajnih mera nepre-kidno želi da ovo gorivo omasovi. U aprilu 1998. potpisan je sporazum izme-đu holandske vlade i javnih prevoznika, čiji je cilj postizanje porasta broja novih autobusa koji kao energent koriste gasna goriva, sve do iznosa od 50% od ukup-nog broja novih vozila.

U Nemačkoj preko 3,5 miliona po-trošača u domaćinstvima, industriji, po-ljoprivredi i transportu koristi TNG, kao pogonsku alternativu. Tečni naftni gas će do 2009. godine biti pod poreskim olak-šicama u ovoj zemlji. Danas u Nemačkoj postoji peko 550 stanica za TNG, a oko 18 000 vozila je konvertovano na TNG, ali broj raste iz dana u dan. Uzimajući u obzir trend kojim se konvertuju vozila, do 2010. godine, može se očekivati oko 100 000 vozila koja će koristiti TNG za svoj pogon.

88

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

Na osnovu praćenja situacije od strane Asocijacije za TNG Velike Brita-nije, broj vozila sa pogonom na TNG u ovoj zemlji iznosi preko 250 000. Vlada je osnivač agencije ENERGY SAVING TRUST, čiji je prevashodni zadatak da prati problematiku vezanu za alternativna goriva. Navedena agencija ima godišnji budžet od 16,3 miliona evra. Kroz PO-WERSHIFT program subvencioniraju se ugradnje auto-gas opreme. U smislu pod-sticajnih mera kojima se populariše auto-gas u Velikoj Britaniji svakako je i već pomenuta taksa koju plaćaju vozila pri ulasku u centar Londona u vremenu od 7 ujutru do 18,30 popodne radnim danom. Fabrika Vauxhall je lider u razvoju vozila koja se sa fabrički ugrađenim TNG uređajem isporučuju tržištu.

Pored pomenutih zemalja, i niz dru-gih država širom sveta poreskim olakši-cama i drugim vidovima stimulacije pro-movišu i popularišu korišćenje TNG-a. Takvi programi odvijaju se u Španiji, Norveškoj, Japanu (gde čak 95% taksi vozila trenutno koristi TNG), Belgiji, Francuskoj (postojale su čak olakšice za poreske obveznike koji koriste TNG kao gorivo, uz istovremeno smanjenje poreza na TNG).

U našoj zemlji TNG kao pogonsko gorivo automobila stiče sve veći broj po-klonika, čemu doprinosi i za sada relativ-no zadovoljavajuća mreža stanica za TNG, kojih ima preko 130. Procene o broju vozila sa pogonom na TNG u našoj zemlji su veoma različite. Naime, broj registrovanih vozila na TNG u Srbiji 2004. godine bio je oko 10 100 vozila, dok je po podacima Auto-gas asocijacije Srbije (AGAS) broj takvih vozila u sao-

braćaju bio 15 puta veći. Pored prihva-tljive cene TNG-a kod nas ne postoji još neka podsticajna mera kojom bi država stimulativno delovala na korisnike vozila sa TNG-om.

Zaključak

Najveća prednost primene TNG-a u motorima SUS jeste u smanjenju emisije toksičnih komponenata izduvnih gasova, pre svega GH (Greenhouse) gasova, kao i dimnosti i emisije čestica kod dizel mo-tora. Pored boljih ekoloških karakteristi-ka, primenom TNG-a postiže se i veća ekonomičnost u vožnji. Na sve masovni-ju upotrebu ovog goriva utiču još i do-voljna raspoloživost goriva, jednostavna i jeftina nadogradnja sistema za pogon na TNG kod postojećeg motora SUS, zado-voljavajuće vozne performanse i dr. Ne-dostaci primene TNG-a kao pogonskog energenta motora SUS neznatni su u od-nosu na prednosti (pad efektivne snage motora do 10%, smanjenje rapoloživog prostora vozila za instalaciju sistema na TNG, otežana distribucija i skladištenje goriva).

Iako upotreba TNG-a kao ekološkog i ekonomičnog goriva za pogon motornih vozila u Srbiji doživljava znatnu ekspan-ziju, ipak ključnu ulogu u još masovnijoj upotrebi ovog pogonskog energenta ima država. Naime, nagli porast vozila koja koriste TNG poslednjih nekoliko godina posledica je privatne inicijative, niskog životnog standarda i veoma brze isplati-vosti investicije u sistem za pogon na TNG. Strategija „praznog novčanika“ -što više jeftine i nekontrolisane robe na tržištu, pa samim tim i delova za vozila,

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

89

moglo bi da izazove veoma ozbiljne po-sledice, kako u pogledu bezbednosti sao-braćaja, tako i u pogledu primene ovog alternativnog goriva u budućnosti. Neop-hodan i veoma bitan proces primene al-ternativnih goriva, ipak, ne može biti opravdanje za selektivnu primenu propi-sa, jer takav odnos ima za posledicu ugradnju neispitanih uređaja i opreme, nekvalitetnu i nestručnu ugradnju, što u budućnosti može proizvesti negativan efekat na primenu ovih goriva.

S tim u vezi, država bi trebalo, pre-ko nadležnih organa, da obezbedi strikt-nu primenu zakonskih i podzakonskih akata iz svih oblasti koje su u vezi sa al-ternativnim gorivima, radi unapređenja njihove primene, uz maksimalnu realiza-ciju javnog interesa u bezbedonosnom i materijalnom smislu. Potrebno je sprečiti nekontrolisanu ugradnju komponenti i opreme sistema za pogon na TNG nepro-verenog kvaliteta, preko ovlašćenih orga-nizacija obezbediti da uverenje o isprav-nosti vozila dobiju samo ona vozila kod kojih je postupak ugradnje sistema za TNG bio u skladu sa odgovarajućim za-konima i propisima, povećati broj van-rednih tehničkih pregleda, kako bi se vo-zila sa neregularno urađenim sistemom na TNG isključila iz daljeg saobraćaja a prekršioci zakona kaznili, itd. Takođe, putem globalne fiskalne i ekonomske po-

litike iz oblasti razvoja saobraćaja i ener-getike država treba da stimuliše korisnike alternativnih goriva kroz pojedine odluke i mere (smanjiti porez na TNG kao eko-loški čistije gorivo, smanjiti cenu regi-stracije vozila na TNG, itd.). Treba imati u vidu da bi stimulisanje korišćenja TNG-a u vozilima u našoj zemlji trebalo, u određenoj meri, da se shvati i kao pri-prema za prelaz na primenu prirodnog gasa, a kasnije i vodonika, u vremenu ka-da to bude neophodno. U našoj zemlji TNG kao pogonsko gorivo automobila stiče sve veći broj poklonika, čemu do-prinosi i za sada relativno zadovoljavaju-ća mreža TNG stanica. Izvori za dobija-nje TNG-a ukazuju da se na tu vrstu goriva može zasigurno računati i u daljoj budućnosti, a podatak da 60% ovog goriva potiče iz zemnog gasa donekle ukazu-je na manju zavisnost potrošača od izvo-znika sirove nafte, odnosno članica OPEC-a.

Literatura:

[1] Todorović, J.: Gasovita goriva u motornim vozilima, nauč-no stručni skup Vozila sa pogonom na gas, Beograd 2005.

[2] Milovanović, M., Spasojević, S., Vučković, V.: Serijska proizvodnja vozila i TNG oprema, naučno stručni skup -Vozila sa pogonom na gas, Beograd 2005.

[3] Nedeljković, G.: TNG - Ekologija, Ekonomija, Energija, naučno stručni skup Vozila sa pogonom na gas, Beograd 2005.

[4] Milovanović, Z.: Primena TNG-a u vojnim motornim vozi-lima, diplomski rad, Vojna akademija, Beograd 2005.

[5] LPG as an Automotive Fuel, ALPGA Booklet, Australia.

90

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2008.

91