CNG je zkratka pro stlačený zemní plyn (z anglického compressed natural gas). Jedná se o další alternativu ke klasickým pohonným hmotám, která by měla být ekologičtější a ekonomicky výhodnější. Zemní plyn (CNG) je připraveným alternativním palivem pro dopravu. BioCNG zase odkazuje na stlačený biometan. Ten se mimochodem řadí mezi obnovitelné zdroje energie. Zemní plyn se kromě stlačené formy využívá i ve formě zkapalněné. V druhém případě se poté označuje zkratkou LNG.
Jak auto na CNG funguje
Motor se pohání pomocí tepelné energie, která vznikne při vznícení stlačeného zemního plynu. Vedlejším produktem procesu je vodní pára a oxid uhličitý. Ovšem žádné pevné částice. Spalování je tedy čisté. Některé motory kombinují jak CNG, tak benzín nebo naftu. Ovšem pozor. Zcela bez konvenčních paliv to v některých případech nejde.
Palivový systém a nádrže - konstrukce a parametry
Nádrže na stlačený zemní plyn jsou zkonstruovány, vyráběny a homologovány v souladu s nejpřísnějšími průmyslovými normami. Nádrže na zemní plyn jsou vybaveny bezpečnostním ventilem, který v případě požáru vypustí plyn do okolí bezpečným a kontrolovaným způsobem, aby se zabránilo jakémukoli ohrožení vozidla. Tlak v palivové nádrži dosahuje maximální hodnoty 200 barů a konstrukčně nádrž odolá tlaku více než dvojnásobnému. Nádrže na stlačený zemní plyn jsou zkonstruovány, vyráběny a homologovány v souladu s nejpřísnějšími průmyslovými normami.
Při vlastním plnění CNG do vozidel se přepouští stlačený zemní plyn z tlakových zásobníků prostřednictvím výdejního stojanu do tlakových nádob ve vozidle. Plnicí pistole na hadici výdejního stojanu se připojí pomocí rychloupínacího systému na plnicí koncovku vozidla a palivo (CNG) je přepouštěno z vysokotlakých zásobníků, které jsou součástí plnicí stanice do soustavy tlakových lahví ve vozidle, odkud je CNG tlakovým potrubím přivedeno do redukčního ventilu. Tam dochází k redukci na potřebný tlak pro vstup do vstřikovačů a dále do spalovacího prostoru jednotlivých válců. Dávkování CNG zajišťuje řídící jednotka.
Technické parametry plnicích stanic a infrastruktura
Zemní plyn z plynovodní sítě je v CNG plnicích stanicích vysušován v sušičkách plynu a pomocí kompresoru stlačován na tlak 20 - 30 MPa. Pro plnění vozidel je využíván tlak 20 MPa. CNG plnicí stanice mají výkon kompresoru vyšší než 20 m3/hod. CNG je skladován v soustavě vzájemně propojených tlakových zásobníků. Při plnění CNG nedochází ke ztrátám paliva, ke kterým běžně dochází odparem při tankování kapalných paliv. Při plnění CNG nedochází ke ztrátám paliva, ke kterým běžně dochází odparem při tankování kapalných paliv.
Plnicí stanice jsou již nyní dostupné napříč celou republikou, infrastruktura se vzhledem k poptávce přirozeně stále rozrůstá. V březnu 2019 bylo v ČR 186 veřejných plnicích stanic CNG ve více než 80 městech a v provozu je také jedna LNG/LCNG plnicí stanice. Každé okresní město má dnes minimálně jednu plnicí stanici CNG. V České republice je v současnosti 224 CNG stanic. Plnicích stanic na CNG je v současné době sice stále méně, než například pro auta s LPG, ale jejich počet každým rokem znatelně roste.
Dojezd, spotřeba a provozní náklady
Spotřeba zemního plynu se pohybuje mezi 3 - 5 kg/100 km. Dojezd osobních automobilů na CNG dosahuje zpravidla 400 - 500 km a víc. Dojezd pouze na plyn je u různých CNG vozidel odlišný. Zpravidla se však pohybuje od 300 do 500 km v závislosti na typu vozu a stylu jízdy. Dojezd bez nutnosti doplňovat palivo umožňuje pohon na dvě různá paliva. Po spotřebování zemního plynu v nádrži vůz automaticky přejde na spalování benzinu.
| Vůz | Dojezd na CNG (km) |
|---|---|
| Opel Zafira | 530 |
| VW Touran | 500 |
| Mercedes-Benz B | 480 |
| VW Caddy | 450 |
| Audi A3 | 430 |
| VW Golf | 420 |
| Fiat Punto | 310 |
| Fiat Doblo | 300 |
Cena CNG včetně DPH se v současnosti (2019) pohybuje okolo 25 Kč/kg, což odpovídá cca 17 Kč/m3 (1 m3 CNG odpovídá z energetického hlediska 1 l benzinu). Při použití CNG jako pohonné hmoty činí náklady na palivo cca jen 1 Kč/km. Výhodou CNG je rovněž cenová atraktivita, tj. nižší provozní náklady za ujetý kilometr a výrazná úspora za pohonné hmoty (cca o 40 až 50 % nižší oproti benzinovému či dieselovému palivu). Cena za odebrané CNG se na výdejních stojanech uvádí v kilogramech.
Výkon, spolehlivost a údržba
Sériově vyráběná auta na CNG mají spalovací motor vyvinutý na stlačený zemní plyn a další části palivového systému (tlakové láhve, přívod plynu, bezpečnostní a pojistné prvky atd.), které jsou na velmi vysoké úrovni a zcela technologicky vyřešeny. Výkonové parametry motorů na zemní plyn se neliší od motorů na benzin nebo naftu stejné výkonové třídy. U nových aut s motory přizpůsobenými provozu na CNG je tomu však přesně naopak (tedy výkon není snížen).
Nároky na údržbu vozidla na CNG jsou po mechanické stránce podobné jako u klasických vozidel. Jedinou odlišností je povinnost kontroly těsnosti plynového systému. Dražší servis. Každé dva roky se musíte vydat na povinnou kontrolu, kde ověří těsnost systému. Jednou za 10 až 22 let (podle výrobce) je navíc potřeba absolvovat revizní tlakovou zkoušku. Plus samozřejmě běžný servis jako u každého vozidla.
Bezpečnostní aspekty a mýty
Vozidla na zemní plyn jsou obecně bezpečnější než vozidla na benzin, naftu nebo LPG. V porovnání s propan-butanem (LPG) se jedná o dva zcela odlišné plyny co do vlastností i původu. Ve srovnání s LPG je CNG lehčí než vzduch a v případě náhodného úniku se tedy jednoduše odvětrá, LPG zůstává u země (je těžší než vzduch) a tak za určitých okolností vzniká riziko výbuchu. U CNG vozů je zcela vyloučené zcizení pohonné hmoty.
Společnost ADAC také provedla crashtest Opelu Zafira 1.6 CNG. Při nárazu nedošlo k poškození žádné části plynového systému. Zejména díky robustní kovové kleci, která zásobníky plynu chrání. Spojovací ventily byly po srážce automaticky utěsněny elektromagnetickými škrtícími ventily. Při následném pokusu o zapálení vozidla se po několika minutách aktivovaly tavné pojistky a plyn začal postupně pomalu kontrolovaně unikat a odhořívat.
Pokud se tlaková nádoba dostane do ohně, vydrží zde i čtvrt hodiny. Nádrže na zemní plyn jsou vybaveny bezpečnostním ventilem, který v případě požáru vypustí plyn do okolí bezpečným a kontrolovaným způsobem, aby se zabránilo jakémukoli ohrožení vozidla. Stlačený zemní plyn je na rozdíl od LPG, tedy zkapalněného ropného plynu, lehčí než vzduch. Proto se při případném úniku nedrží u země, ale stoupá. Snadno se tedy odvětrá a nehrozí nebezpečí.
Crash Test - Belted vs Unbelted Passengers
Parkování, garáže a legislativa
Vozy s pohonem na CNG mají po změně vyhlášky Ministerstva vnitra z roku 2011 brány do většiny podzemních garáží otevřené. Majitel garáže ji ale musí dovybavit detektory úniku plynu a dostatečným odvětráváním. Po vzoru např. Nové garáže u obchodních center, sportovních hal nebo kulturních zařízení se staví podle platných předpisů, kde je navíc uvedena povinnost vyhradit 10 % stání pro vozidla na zemní plyn. V podzemních garážích, určených pro veřejné užívání, lze s automobily na CNG parkovat, pokud tyto garáže splňují příslušné technické normy. Garáže musejí být vždy vybaveny detektory, signalizujícími výskyt zemního plynu nad stanovenou mez a účinným větráním.
Auta na CNG mohou běžně parkovat v nadzemních nebo soukromých garážích. V garážích lze parkovat, pokud není před vjezdem do garáží značka zákazu vjezdu vozidel na CNG.
Ekologie a emise
Kvalita zemního plynu v České republice je zaručená a pravidelně sledovaná. Zemní plyn v ČR má 95 až 98 % objemových jednotek metanu, při jehož spalování vzniká výrazně méně emisí znečisťujících látek, zejména pevných částic. U CNG vozidel je významně snížena i produkce emisí těkavých aldehydů a karcinogenních polyaromatických uhlovodíků. Auta na CNG ve srovnání s benzínovými vypouští až o 25 % méně emisí oxidu uhličitého. Oxidů dusíku potom o 80% méně. Auta na CNG jsou dalším ze způsobů, jak odlehčit životnímu prostředí.
Ekonomické pobídky a daňová politika
Automobily na CNG jsou od roku 2009 osvobozeny od silniční daně (viz. zákon č. 16/1993 Sb., o silniční dani). CNG je zatím zatíženo minimální spotřební daní. Tato je stále výrazně nižší, než daň na benzin či naftu. Česká vláda se nyní zavázala nezvyšovat spotřební daň u CNG minimálně do roku 2025. Provoz aut na CNG je levnější a jsou stejně bezpečná i výkonná jako vozy s motorem na benzin nebo naftu.
Praktické poznatky při pořízení vozu na CNG s tažným zařízením
Při přestavbě staršího vozu na CNG může dodatečná přestavba skutečně mírně snížit výkon. Rozdíl činí přibližně 5-10 %. U čtyřválcového motoru vás dodatečná přestavba vyjde okolo 60 000 Kč, což je dvakrát tolik, co přestavba na LPG. Pokud uvažujete o pořízení vozidla s tažným zařízením, je vhodné volit sériově vyráběné CNG modely nebo vozy, kde je instalace tažného zařízení a homologace řešena výrobcem nebo autorizovaným servisem. Celková pořizovací cena CNG automobilů je srovnatelná s vozy na klasický pohon, přičemž v některých případech nabízejí leasingové společnosti lepší obchodní podmínky pro ekologické vozy.
Pocit za volantem je stejný jako u konvenčního vozidla. Moderní vozy s plynovým pohonem startují na klasické palivo, ale hned po startu přepínají na zemní plyn. Po vyčerpání tlakových nádrží s plynem se pohon přepne zpět na benzin, ale řidič už musí počítat s návštěvou u stojanu. Většina sériově vyráběných CNG vozidel jsou tzv. plnohodnotná dual-fuel řešení s nádrží na benzin jako dojezdovou.
Praktické doporučení při výběru
- Volte sériové CNG modely nebo autorizované přestavby.
- Zkontrolujte kapacitu a umístění tlakových nádrží, vliv na zavazadlový prostor a možnost montáže tažného zařízení.
- Prověřte dostupnost plnicích stanic v regionu a průměrnou cenu CNG.
- Pořiďte si informace o povinných tlakových a těsnostních kontrolách a o servisních nákladech.
Provoz CNG vozidel a infrastruktura plnicích stanic je technicky i obchodně vyřešena. Prodej aut na CNG každoročně narůstá. V roce 2014 jich v Česku bylo registrovaných 8.055, v roce 2018 již přes 22.600. Na tuzemských silnicích v současnosti jezdí téměř 23.000 vozidel na CNG, která mohou tankovat palivo ve více než 185 plnicích stanicích. Provoz aut na CNG je levnější a jsou stejně bezpečná i výkonná jako vozy s motorem na benzin nebo naftu.