Metan z procesów Power to Gas – ekologiczne paliwo do zasilania silników spalinowych

W artykule przedstawiono stan rynku sprężonego gazu ziemnego jako alternatywnego paliwa do zasilania silników w transporcie, zwrócono uwagę na wymagania dyrektyw Unii Europejskiej oraz obecny stan spełnienia złożonych deklaracji. Zwrócono uwagę na aspekt ekonomiczny i przedstawiono orientacyjne koszty przejechania 10 tys. km na różnych paliwach. Omówiono proces PtG (Power to Gas) wykorzystujący energię elektryczną (produkcja wodoru) oraz ditlenek węgla wychwycony ze spalin bloku węglowego do produkcji syntetycznego metanu. Zaprezentowano schemat instalacji ze wskazaniem jego najistotniejszych składowych, oraz zwrócono uwagę na wzajemne uzupełnianie się technologii PtG z technologią wychwytu ditlenku węgla. Przedstawiono korzyści płynące z produkcji syntetycznego metanu. Opisane zostało zastosowanie sprężonego gazu ziemnego do zasilania silników w pojazdach. Skupiono się na drodze jednopaliwowego zasilania CNG (Compressed Natural Gas) w silnikach autobusów i samochodów ciężarowych, zwracając szczególną uwagę na aspekt ekologiczny zastosowanych rozwiązań. Pokazano, iż stosowanie sprężonego gazu ziemnego pozwoli ograniczyć niemalże o 100% emisję cząstek stałych z procesu spalania. Podano wady i zalety zasilania alternatywnym paliwem. Następnie przeanalizowano aspekt dwupaliwowego zasilania silników wysokoprężnych na przykładzie mniejszego silnika. Pokazano stopień ograniczenia emisji szkodliwych związków z procesu spalania. Na koniec zwrócono uwagę na możliwy efekt skali, powołując się na ilość pojazdów silnikowych w Polsce.

The article presents the current state of the CNG market used as an alternative fuel for car engines. Attention was paid to European Union directives requirements and the current state of the directives’ fulfillment. The economic aspect of CNG usage was analyzed and the approximate costs of driving 10,000 km on different fuels in the last four years were presented. The PtG process which uses electric energy (hydrogen production) and carbon dioxide captured from the flue gas for the production of synthetic methane were discussed. The scheme of the SNG plant with the indication of its most important components was presented, and attention was paid to the mutual complementation of PtG technologies with carbon dioxide capture technology. The benefits of synthetic methane production are presented and the use of compressed natural gas to power engines in vehicles has been described. First, the focus was on the single-fuel use of CNG in bus and truck engines, paying particular attention to the ecological aspect of the implemented solutions. It has been shown that the use of compressed natural gas will reduce almost 100% of the particulates emission from the combustion process. The advantages and disadvantages of the alternative fuel supply are given. Next, the aspect of dual-fuel use in diesel engines was analyzed on the example of a smaller engine. The degree of reduction of harmful compounds emission from the combustion process is shown. Finally, attention was paid to the possible scale effect, referring to the number of motor vehicles in Poland.