Narzędzia Clean Fleet / Narzędzie 13

Istnieje kilka zaawansowanych modeli samochodów, które wykraczają poza bieżące wymogi ustawowe dotyczące emisji, i które zużywają mniej paliwa lub korzystają z paliwa alternatywnego. Obecnie trzy podstawowe opcje to pojazdy z „czystym” silnikiem diesla,  pojazdy napędzane sprężonym gazem ziemnym (CNG) i pojazdy hybrydowo-elektryczne (HEV). Arkusz Działanie - pojazdy eksploatowane w Inwentarz i Opcje (Zakładka 18) pozwoli na oszacowanie redukcji emisji i zużycia paliwa przy wyborze i zakupie nowych pojazdów zaawansowanych.

Silniki diesla są z natury bardziej wydajne od silników benzynowych, ale historycznie miały problemy z wysokimi emisjami, w szczególności NOx i cząstek stałych. Pojazd z czystym silnikiem diesla to konwencjonalny pojazd z silnikiem diesla wyposażony w zaawansowane technologie kontroli emisji, takie jak filtry cząstek stałych i w układy selektywnej redukcji katalitycznej (SCR). (Patrz Zakładka 11). Stosowanie tych technologii wykracza poza obecnie obowiązujące wymagania ustawowe, które jednak wkrótce staną się obowiązkowe (np. normy Euro V w 2008 r.).

Technologia czystego silnika diesla jest dostępna dla autobusów i samochodów ciężarowych, a jej sprzedaż rośnie w wyniku bardziej surowych przepisów dotyczących emisji z rur wydechowych pojazdów o dużej nośności. Samochody ciężarowe zgodne z normą Euro V są obecnie dostępne na rynku. Samochody te spełniają wymagania prawne normy Euro V dzięki wprowadzeniu selektywnej redukcji spalin (SCR) razem z filtrem cząstek stałych.

Pojazdy napędzane sprężonym gazem ziemnym (CNG)

Pojazdy CNG posiadają silniki dostosowane do zużywania gazu ziemnego (95% metanu), który jest przechowywany w samochodzie w zbiorniku na paliwo pod dużym ciśnieniem (około 200 – 240 bar).  Starsze silniki diesla i benzynowe można doposażyć, aby korzystały z CNG. Nowe silniki mogą używać zarówno CNG jak i benzyny (dwupaliwowe).

Zalety CNG obejmują stosowanie paliwa o mniejszej zawartości siarki i czystsze procesy spalania, czego wynikiem są mniejsze emisje cząstek stałych i  węglowodorów.  Pojazdy dedykowane napędzane CNG zwykle powodują niższe emisje NOx w porównaniu ze standardowymi pojazdami benzynowymi. Pojazdy CNG mogą również wykorzystywać 3-funkcyjny katalizator, który także znacząco zmniejsza emisje.

Globalnie, liczba pojazdów napędzanych CNG lub biogazem przekracza 5.000.000, przy czym najwięcej takich pojazdów, po ponad 1.000.000,  jeździ w Argentynie, w Brazylii i w Pakistanie. W Indiach i USA autobusy z silnikami diesla zastąpiono autobusami napędzanymi CNG z oczywistego powodu zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza. Patrz np. strategia CNG firmy UPS  

Samochody osobowe HEV są dostępne w wielu miejscach na świecie od roku 1997. Rynek na autobusy i samochody ciężarowe HEV również rośnie, a kilku producentów sprzedaje samochody dostawcze HEV. Odnośnie przykładu patrz Strategia HEV firmy FedEx  

Więcej informacji na temat gazu ziemnego na >> www.iangv.org
i rozwiązań hybrydowych na >> www.hybridexperience.ca

Obecnie dostępne pojazdy zaawansowane

Porównanie pojazdów z czystym silnikiem Diesla, napędzanych CNG (sprężonym gazem ziemnym) oraz hybrydowych (HEV)

Istnieją trzy główne aspekty, które należy rozważyć przy wyborze alternatywnego napędu do pojazdu; są to emisja gazów, zużycie energii oraz ekonomia jazdy.

Emisje
Wszystkie dostępne obecnie na rynku pojazdy alternatywne cechują się niższym poziomem emisji aniżeli standardowe pojazdy. Są one również zgodne z bardziej rygorystycznymi wymogami, które zostaną wprowadzone w przyszłości (np. standardy EURO V oraz American Tier II ). Jednakże z powodu bardziej stabilnej pracy silnika w pojazdach hybrydowych (HEV) samochody te mają przewagę nad konwencjonalnymi silnikami w zakresie emisji. Samochody na sprężony gaz ziemny (CNG) są korzystniejsze aniżeli pojazdy z silnikiem diesla ze względu na stosowanie czystszego paliwa. Przewaga różnych korzyści zależy od jakości paliwa i od sposobu zastosowania technologii kontroli emisji. Normy EURO V wejdą w życie w 2008 r, standardy Tier II - w 2009.

Energia

Główna różnica pomiędzy pojazdami z alternatywnymi napędami polega na potencjale zmniejszenia zużycia paliwa a tym samym redukcji emisji CO2. Na schemacie nr 2 poniżej pokazano potencjał zmniejszenie zużycia paliwa dla pojazdów HEV, na CNG oraz typu „clean diesel”.

rysunek
Porównanie redukcji zużycia paliwa dla różnych alternatywnych napędów samochodowych. Źródło: UNEP

W przypadku samochodów osobowych HEV potencjał zmniejszenia zużycia energii jest wysoki i sięga 30-40% - w porównaniu z samochodami na benzynę. W przypadku pojazdów wymagających częstego zatrzymywania się, czyli autobusów miejskich i samochodów ciężarowych dostawczych z napędem hybrydowym – ale będących pojazdami najnowszej generacji – zmniejszenie zużycia paliwa dochodzi do 25-30% w porównaniu ze standardowymi autobusami z silnikiem diesla.

Korzyści wynikające z zastosowania pojazdów typu HEV zależą od warunków ich użytkowania (tj. od cyklu jazdy). Im więcej ciągłego zatrzymywania się i ruszania, tym większe ograniczenia w zużyciu paliwa. Wykorzystanie technologii HEV w ciężarówkach jeżdżących głównie po autostradzie przynosi jedynie minimalne oszczędności.

Zastąpienie pojazdów na benzynę samochodami osobowymi napędzanymi gazem ziemnym (CNG) zredukuje zużycie energii o ok. 10%, w odniesieniu do ekwiwalentu benzyny. Zastąpienie pojazdów z silnikiem diesla autobusami i ciężarówkami na CNG będzie się wiązało z zużyciem większej ilości energii, ponieważ autobusy z silnikiem diesla charakteryzują się wysoką wydajnością. Szacuje się, że specjalnie zaprojektowany autobus na CNG w porównaniu z autobusem z silnikiem diesla zużyje 10-15% więcej energii, podczas gdy autobus z doposażonym napędem CNG o 10-40% więcej.

Pojazdy z czystym silnikiem diesla (clean diesel). Pojazdy z silnikiem diesla są z natury bardziej wydajne aniżeli konwencjonalne pojazdy na benzynę. W przypadku pojazdów osobowych, szacuje się, że korzyści w postaci zmniejszenia zużycia energii mogą wynosić ok. 20%. W samochodach ciężarowych już teraz stosuje się technologię dieslową; zaleta technologii „clean diesel” polega na drastycznej redukcji czynników zanieczyszczających.

Ekonomika/koszty w całym okresie eksploatacyjnym

Przy kupnie pojazdu z napędem hybrydowym lub na gaz (CNG) wydaje się więcej na początku, ale z uwagi na niższe zużycie paliwa, łączne koszty eksploatacyjne mogą być takie same albo lub mniejsze niż dla konwencjonalnego pojazdu. Koszty eksploatacyjne nie obejmują kosztów zakupu pojazdu, ale składa się nań koszt całkowity zakumulowany przez okres użytkowania pojazdu, w tym koszty paliwa i utrzymania.

Koszt zakupu oraz tankowania pojazdów HEV. W chwili obecnej pojazdy HEV kosztują o ok. 3000 – 6000 USD więcej aniżeli konwencjonalny pojazd. Ten szacunkowy koszt nie obejmuje rabatów i zachęt finansowych stosowanych przez rządy w niektórych państwach, które mogą sięgać od 300 do 2.500 USD. Pierwsze autobusy z napędem hybrydowym na rynku w roku 2000 kosztowały nawet i 30% więcej aniżeli autobusy z silnikami diesla. Jednakże koszty użytkowania autobusów i ciężarówek HEV różnią się bardzo w zależności od producenta.
Wraz z rozwojem rynku, cena również spada. Koszty paliwa oscylują zazwyczaj między 30-40% całości kosztów eksploatacyjnych dla ciężarówki (jeśli wliczyć też koszt kierowcy), tak więc zakup samochodu z napędem hybrydowym spalającym o 25-35% mniej paliwa może się opłacać. Okres „zwrotu nakładów” dodatkowych na zakup pojazdu hybrydowego można obliczyć na podstawie przebiegu samochodu, kosztów paliwa i faktycznych oszczędności na paliwie.

Koszty zakupu i tankowania pojazdów na gaz ziemny (CNG). W porównaniu ze standardowymi pojazdami dodatkowe koszty w przypadku osobowego pojazdu napędzanego gazem CNG (zazwyczaj sprzedawane jako pojazdy dwupaliwowe), są podobne jak dla pojazdów HEV. Ciężarówki i autobusy na gaz CNG zazwyczaj kosztują o 10-20% więcej aniżeli porównywalne pojazdy z silnikiem diesla, ale w przypadku tych pojazdów cena bywa bardzo zmienną. Pojazdy na CNG nie zużywają mniej paliwa, ale gaz CNG zazwyczaj i tak jest tańszy. Jednakże infrastruktura potrzebna do zatankowania ciężarówki/samochodu jest dość droga. Opłacalność tej opcji zależy w ogromnej mierze od ceny paliwa CNG i od kosztów stworzenia sieci stacji paliwowych z gazem ziemnym.

Koszty zakupu i tankowania pojazdu typu “clean diesel”. Obecnie koszt dodatkowy zakupu samochodu osobowego z czystym silnikiem diesla z filtrem cząstek stałych wynosi między 300 a 500 USD. Nie wiadomo na razie, ile dodatkowo kosztowałaby ciężarówka w technologii Euro V a będzie to zależeć to od takich czynników jak ilość zamówionych pojazdów itp. Jak tylko standard Euro V stanie się obowiązkowy, różnica cenowa zniknie.

Koszty utrzymania dla pojazdów hybrydowych oraz napędzanych CNG: podczas gdy koszty utrzymania pojazdów osobowych na CNG lub na napęd hybrydowy są porównywalne, albo i niższe niż ich odpowiedników na olej napędowy lub benzynę, to odnotowano, że koszty utrzymania  autobusów i ciężarówek z napędami HEV lub CNG są wyższe. Te wyższe koszty przypisuje się przede wszystkim temu, że większe pojazdy z napędem hybrydowym lub na CNG są nowsze i jest ich znacznie mniej.

Zasadniczo busy na CNG i napędy hybrydowe nie powinny cechować się wyższymi kosztami eksploatacji aniżeli standardowe autobusy z silnikiem diesla. Wraz z rozwojem technologii koszty te ulegną zmniejszeniu. Tak stało się też w przypadku samochodów osobowych HEV lub na gaz, które na rynku są znacznie dłużej.