مقاله سوخت های جایگزین در خودروهای بنزینی

مقاله سوخت های جایگزین در خودروهای بنزینی

قیمت :   ۷۲۰۰  تومان ( هفت هزار و دویست تومان )

تعداد صفحات:

۷۲  ( هفتاد و دو )

دسته :

شیمی-صنایع-مکانیک خودرو

نوع فایل:

Word

توضیحات:


فهرست مطالب :

مقدمه

سوختهای جایگزین درخودروهای بنزینی

گاز مایع نفتی یا LPG

مزایای LPG

معایب LPG

گاز طبیعی یا NG

بازار گاز طبیعی

مزایای استفاده از LNG

معایب استفاده از LNG

متانول یا یا الکل متیلیک یا الکل چوب

مزایای کاربرد متانول به عنوان سوخت ( ) برای کشور

سهم ۱۰ درصدی ایران در تولید متانول جهان

گام های بلند ایران برای ارتقای تولید متانول

متانول و جانشینی بنزین

در ظرفیت های بالا ( مگامتانول )

اتانول C2H5OH یا

خواص اتانول

بیودیزل

ویژگیهای فیزیکی بیودیزل

بیودیزل (Biodiesel) چیست ؟

بیودیزل چگونه ساخته می شود ؟

خواص و وضعیت موجود تولید سوخت بیودیزل

امتیازات فنی استفاده از بیودیزل به جای گازوئیل

پیل سوختی

پیل سوختی از گذشته تا حال

تعریف پیل سوختی

خودروهای پیل سوختی ساده

خودروهای پیل سوختی ترکیبی ( هیبریدی)

مزایای کاربرد پیل سوختی

پیل سوختی الکترولیت پلیمر جامد

پیل سوختی متانول مستقیم

عوامل موثر در انتخاب فناوری مناسب خودروهای پیل سوختی

استفاده از متانول جهت پیل های سوختی در کشور

دی متیل اتر ( DME)

DME سوختی برای سلولهای سوختی و سایر مصارف

مصرف DME در نیروگاه ها

کاربردهای DME در بازار

قیمت مصرف کننده بنزین در کشورهای مختلف

ضمیمـــه

عدد اکتان

عدد ستان

منابع

 

مقدمه :

امروزه جهان در زمینه انرژی با دو بحران محدود بودن منابع سوخت های فسیلی ( فرآورده های نفتی و گازی ) و آلودگی محیط زیست روبرو میباشد در این میان بخش حمل و نقل سهم عمده ای را در مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست به خود اختصاص داده است لذا در طول نیم قرن گذشته تحقیقات زیادی جایگزین انواع انرژی در بخش حمل و نقـل انجام شده  و هنوز هم در دست اقدام میباشد این تحقیقات بیشتر در زمینه خودروهای برقی ، پیل سوختی (هیدروژنی) و گاز سوز( خودروهای CNG و LPG سوز) وهمچنین خودروهای با سوخت دی متیل اتر ، اتانول و متانول ، و انرژی خورشیدی می باشد در کشور ما به دلیل عدم دسترسی به دانش فنی لازم و دلایل دیگر تنها گزینه منطقی استفاده از فرآورده های گاز طبیعی و نفت خام مثل بنزین و گازوئیل و CNG بطور مختلف در خودروها به عنوان سوخت مصرف میشود از سال ۲۰۲۰ گاز طبیعی بهترین جایگزین  برای صنعت حمل و نقل در کشورهایی که دارای این ذخایر هستند، خواهد بود (بصورت CNG،ANG یا تبدیل به هیدروژن) . بطورکلی در آینده بسیار نزدیک بشراز گاز طبیعی و فرآورده های آن که در فوق اشاره شد استفاده خواهد کرد روش ANG گاز طبیعی جذب شده می باشد که بعلت دارا بودن مخزن نسبتا ارزان و ایمن قابل استفاده در منازل می باشد البته از روش GTL یاهمان روش تبدیل گاز طبیعی به سوختهای متعارف مایع اما با فرمولاسیون بهینه نیز استفاده میشود .

به زودی هیدروژن جایگزین مشتقات نفتی برای سوخت خودروها خواهد بود ماده ای که برخلاف مشتقات نفتی درهنگام سوخت باعث آلودگی محیط زیست نبوده و گرمای ناخواسته تولید نمی کند و راندمان کاری بالاتری از مشتقات نفتی بعنوان سوخت خودرو دارد هیدروژن به صورت پیل سوختی ممکن است به عنوان مواد اولیه جایگزین مواد نفتی شده و نیز باعث استفاده در نیروگاههای برق خواهد شد در حال حاضر گروههای زیادی در حال تحقیق بر روی این نوع از انرژی هستند وعلاوه بر صنعت  خودرو تحقیقات بسیار گسترده ای براساس استفاده از فناوری های پیل سوختی در نیروگاههای تولید برق در حال  انجام است شاید در آینده نه چندان دور بشر از اینکه نفت را  می سوزاند و از انرژی آن برای نیازهای خود استفاده می کرده متاسف شود .

ضمنا” جایگاه و نوع سوخت مطلوب خودروهای دو گانه سوز که در  چشم انداز آتی کشور از اهمیت بسزایی برخوردار است مورد بررسی قرار گرفته و در انتها باتوجه به شرایط ارائه شده در بخش های قبلی وضعیت سوختهای جایگزین در کشور طی سالهای آینده جمع بندی می گردد.

سابقه استفاده از گاز طبیعی به عنوان سوخت خودرو به سالهای اولیه دهه ۱۹۳۰در ایتالیا برمیگردد. بحران های نفتی ، تلاش برای ارزانی گاز طبیعی در مقایسه با سوخت های فسیلی مایع ، بحران آلودگی هوای شهرهای بزرگ و عوامل متعدد دیگر مهمترین دلایل روی آوردن به این سوخت از سوی برخی از کشورها به عنوان رایج ترین سوخت جایگزین در خودروها بوده است . هم اکنون نزدیک به چهار میلیون وهفتصد هزار خودروی گاز طبیعی سوز( CNG ) در سراسر جهان تردد می کنند که آژانتین با ۱/۵ میلیون ، برزیل با یک میلیون ، پاکستان با ۷۰۰ هزار و ایتالیا با ۳۸۳ هزار خودروی گازسوز دارای بالاترین آمار خودروهای گازسوز در حال تردد در جهان میباشند . در ایران نیز سابقه استفاده از گاز طبیعی فشرده در خودروها به سال ۱۳۵۴ { سی و یک سال پیش ( سال ۱۳۸۵)} بر میگردد که با تبدیل ۱۲۰۰ دستگاه تاکسی در شیراز آغاز و در سال ۱۳۶۲ با تبدیل ۱۲۰۰ دستگاه دیگر تاکسی در مشهد ادامه یافت . در همان سالها در شهرهای مزبور جایگاه هایی نیز برای عرضه گاز طبیعی احداث گردید. با تاسیس سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور در سال ۱۳۷۹ در مجموعه وزارت نفت، مطالعات مقدماتی طرح گازسوز نمودن خودروها در این سازمان انجام و به منظور دستیابی به کاهش مصرف بنزین و کاهش آلاینده های هوا، طرح مذکور با انعقاد قراردادهایی با خودروسازان و بخش خصوصی برای تولید و تبدیل خودروهای گازسوز از یک طرف و همچنین ایجاد زیرساخت های لازم و احداث جایگاه های CNG از طرف دیگر ، وارد مرحله اجرایی گردید. اجرای طرح به رغم مشکلات موجود روند رو به رشدی داشته و هم اکنون با مشارکت خودروسازان و بخش خصوصی بیش از ۸۶ هزار خودروی CNG سوز در کشور تردد دارند. مشارکت بخش خصوصی با احداث بیش از ۸۰ کارگاه تبدیل در سراسر کشورقابل توجه بوده است. در همین راستا تاکنون بیش از ۱۲۰ جایگاه گاز طبیعی در کشور به بهره برداری رسیده است و تعداد زیادی جایگاه نیز در دست ساخت بوده یا برنامه ریزی شده است . که خودروسازان را در قبال کمکهای دریافتی از وزارت نفت مکلف به تولید نزدیک به ۲۰ درصد محصولات خود به صورت دوگانه سوز ( بنزین + CNG ) یا گازسوز مینماید ، انتظار میرود افزایش خودروهای گازسوز رشد سریعی داشته باشد. شایان ذکر است در سایر کشورهای جهان حرکت به سمت این خودروها رو به افزایش است . بر خلاف تصور عمومی در مورد خودروهای گازسوز ، خودروهای گاز طبیعی سوز (CNG ) دارای ایمنی بالایی میباشند. استفاده از گاز طبیعی در دنیا در خودروها به ۸۰ سال میرسد. خودروهای CNG سوز از بنزین سوز و LPG سوز ایمن تر میباشند . بنابراین از گاز طبیعی فشرده بعنوان سوخت جایگزین در خودروها استفاده شده است و ذخایر عظیم گاز طبیعی در ایران و ارزان بودن آن نسبت به سوختهای مایع و کم بودن سولفورموجود در آن این سوخت را بعنوان سوخت جایگزین قرارداده است درصد بسیار بالائی از گاز طبیعی را متان تشکیل میدهد. در خودروهای گاز طبیعی سوز بصورت CNG میزان تولید منوکسید کربن در حدود ۵۰ تا ۷۰ درصد و دی اکسید کربن به میزان ۲۵ درصد و اکسیدهای ازت به میزان ۲۰ تا ۵۰ درصد از موتورهای بنزینی سوز مشابه آن کمتر است . گاز طبیعی در ایران دارای ۱۰PPM سولفور بوده و مرغوبتر از گازهای طبیعی سایر کشورها می باشد .

شایان ذکر است که امروزه در بسیاری از کشورها طرح استفاده از خودروهای برقی اجرا شده و با وجود مزایای آلایندگی پایین  ( درحد صفر) ، کارکرد آرام و بی سروصدا ، راه اندازی سریع و آسان ، رانندگی راحت و قابل اطمینان و عدم نیاز به کلاچ  و جعبه دنده دارای معایبی نظیر بالا بودن هزینه اولیه خودرو ، محدود بودن سرعت خودرو ( حدود ۱۳۰ کیلومتر برساعت ) ، پایین بود شتاب حرکت ، طولانی بودن زمان شارژ باطری و عدم امکان شارژ مجدد در جاده می باشد .

بنابراین باید باتوجه به سطح فناوری ، نوع سوخت در دسترس ، نیازهای روز جامعه و موارد متعدد دیگر سوختی را انتخاب کرد که نسبت به سوختهای دیگر امتیازات بیشتری داشته باشد .

سوختهای جایگزین درخودروهای بنزینی

از آنجا که بخش حمل و نقل سهم عمده ای را در مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست به خود اختصاص داده است بیش از پیش لزوم استفاده از سوختهای جایگزینی با آلایندگی پایین احساس می شود لذا چندین نوع سوخت  جهت این معضل پیشنهاد گردیده که این سوختها عبارتند از :

۱ – گاز مایع نفتی LPG

۲ – گاز طبیعی NG

۳ – متانول

۴ – اتانول

۵ – بیودیزل Biodiesel

۶ – هیدروژن

۷ – دی متیل اتر   ( DME)

که ذیلا” شرح مختصری از هر یک از سوختهای فوق الذکر و مزایا و معایب آنها در صنعت خودرو ارائه خواهد گردید

لازم به ذکر است کلیه سوختهای فوق غیر از بیودیزل از مشتقات نفت خام و گاز طبیعی می باشد .

۱ گاز مایع نفتی یا LPG

گاز مایع که بصورت مخفف  LPG نامیده می شود معمولا” عمدتا” از دو ترکیب هیدروکربنی پروپان و بوتان با فرمول شیمیایی CH4H10,C3H8 تشکیل شده است .

مایعی است که از گاز خام طبیعی طی فرآیندی خاص تولید شده است و از پالایش نفت خام نیز قابل دستیابی است ( از مایع نمودن گازهای پروپان و بوتان تحت فشار با سیستمهای مختلف بسته به دمای هوا بدست می آید) . دارای عدد اکتان بالا و بالطبع راندمان حرارتی بالا و نیز انتشار بسیار پایین مواد معلق (بجز اکسیدهای نیتروژن) نسبت به بنزین میباشد LPG رایج ترین سوخت برای موتورهای SI می باشد ولی نقش اندکی در کل مصرف انرژی حمل و نقل جاده ای به خود اختصاص داده است برای مثال در کشور هلند ۱۲ درصد از سهم انرژی مورد مصرف در خودروهای سواری را سوخت LPG تشکیل می دهد به علت اینکه میزان عرضه این سوخت بغیر از نیاز بازار است قیمت آن درسطح پایینی باقی مانده است.

مزایای LPG :  شامل در دسترس بودن ( در کشورهای تولید کننده ) ایمنی ، نیاز به تغییرات جزیی در موتور خودروها و بازدهی مناسب سوخت می باشد جهت مایع نمودن ، این گاز در فشار حدود ۸ تا ۱۰ اتمسفر در مخازن فلزی با استحکام مناسب ذخیره می شود . چون این مخازن مجهز به شیر قطع جریان در صوت نشت از خطوط انتقال سوخت هستند استفاده از آنها ایمن تر از بنزین می باشد .

LPG به موتور محفظه احتراق به صورت بخار وارد می شود لذا روغن را از دیواره سیلندرها نمی شوید یا در شرایط سرد بودن موتور ، روغن را رقیق نمی کند .

همچنین ، مواد آلاینده مانند اسید سولفوریک ، یا ذرات کربن را وارد روغن موتور نمی نماید.

بنابراین موتورهایی که با سوخت گاز مایع کار می کنند هزینه تعمیرات و نگهداری کمتری خواهند داشت . LPG دارای عدد اکتان بالا می باشد .

معایب LPG

در مقایسه با بنزین ، LPG دارای محتوای انرژی (energy content) کمتر است ، لذا مخزن سوخت باید بزرگتر از مخزن بنزین بوده و بعلت اینکه مخزن تحت فشار می باشد سنگین تر خواهد بود و هزینه خودروهای با سوخت LPG بین ۲۰۰۰-۱۰۰۰ دلار گرانتر از خودروهای بنزینی می باشد البته قیمت LPG در سطح جهانی تقریبا” مشابه قیمت بنزین است .

باتوجه به اینکه گاز مایع بعنوان محصول فرعی پالایشگاههای گاز و نفت تولید می شود لذا فراوانی منابع آن کاملا” محدود است بنابراین بعنوان
راه حل اساسی در کاهش آلودگی و جایگزینی سوخت در بسیاری از نقاط جهان نمیتواند مطرح باشد .

به لحاظ ایمنی ، چون گاز پروپان سنگین تر از هواست در صورت نشت بصورت لکه روی سطح زمین باقی مانده و در آبهای زیرزمینی نیز نفود
می کند امکان شعله ور شدن آن روی سطح زمین نیز هست لذا از این حیث باید درحمل و نقل و حین استفاده ، نهایت دقت در جلوگیری از نشت LPG صورت گیرد . به این دلیل باید ازپارک کردن این خودروها درپارکینگ های زیر زمینی خودداری کرد .

از سایر معایب این سوخت می توان به افت قدرت موتور در موتورهای تبدیلی به میزان ۱۰-۱۵ درصد و عدم توانایی مناسب موتور در عبور از سربالایی ها اشاره نمود .

وضعیت LPG در ایران و جهان :

وارداتی بودن سوخت LPG که مانند بخشی از بنزین مصرفی از سوی دولت به آن سوبسید تعلق می گرفت و برخی از مشکلات باعث شد که این طرح پس از ۵ سال در کشور متوقف شود برخی از کارشناسان غیر اقتصادی بودن LPG را یکی دیگر از دلایل این امر دانسته اند اما بعضی دیگر از کارشناسان معتقدند که در کشورهایی که نظام اقتصادی آنها مبتنی بر بازار آزاد است استقبال از LPG هر روز گسترش می یابد کشور آلمان و انگلستان از زمره این کشورها می باشند .

قیمت LPG حدود ۶۰ درصد قیمت بنزین است و منافع جانبی LPG موجب گسترش استفاده از سوخت درجهان شده است براساس آزمایشی که در کشور ترکیه صورت گرفته است خودروهای غیر LPG سوز باعث آلودگی بیشتری نسبت به خودروهایLPG  سوز { در مورد تولید CO ( منوکسیدکربن)  و نیز درصد اکسیدهای ازت } شده اند . استفاده از گاز LPG موجب شده است که امروزه عالی ترین استاندارد محیط زیست ( استاندارد یورو چهار) برای خودروهای دارای این سوخت در نظر گرفته شود به همین منظور کلیه کشورهای اروپایی در حال حرکت به سمت استفاده از سوخت LPG هستند .

از طرفی در کشور ما پس ز دو دهه وتکرار مشکلات تامین بنزین و افزایش آلودگی هوا موجب شد این بار مسئولان طرح CNG سوزکردن خودروها را بصورت گسترده در برنامه  کاری خود قرار دهند .

این بار قطعه سازان تامین قطعات خودروهای LPG سوز با ضرر مواجه شده اند که این مبلغ به ۴۰ تا ۵۰ میلیارد تومان می رسد البته دلایل کارشناسان برای توجیه این موضوع این است که LPG یک سوخت وارداتی بوده که دولت سوبسید قابل توجهی برای واردات آن می پرداخت سوخت LPG بدلیل اینکه ارزانتر و قابل دسترس تر از سوخت CNG است در دنیا کاربرد بیشتری دارد و بدلیل اینکه تعداد کشورهایی که دارای ذخایرگاز طبیعی در دنیا بسیار اندک است و صادرات CNG به این کشور ها مشکلات بسیاری را به همراه دارد بیشتر کشورها LPG را به جای CNG در سبد سوختی خود قرار داده اند امادر مورد میزان ایمنی دو سوخت CNG وLPG نیز می توان گفت که ضریب اطمینان برای سوخت CNG خیلی بالاتر از سوخت LPG است و تعداد حوادث بوجود آمده برای گاز طبیعی بسیار کمتر از LPG و حتی بنزین است در اصل LPG همان گاز مایع خانگی است و در حال حاضر بسیاری ازمالکان خودروهای LPG سوز برای شارژ خودروی خود از کپسولهای خانگی استفاده می کنند که این امر موجب شده ضریب ایمنی این خودروها به میزان قابل توجهی کاهش یابد LPG گاز طبیعی نبوده بلکه محصولی است که در مرحله پالایش از نفت و گاز طبیعی استخراج میشود و قابلیت اشتعال بالایی دارد و در عین حال به دلیل اینکه سنگین تر از هواست قدرت انفجار آن نسبت به CNG بیشتر است و همین دلایل است که موجب شده در کشورما سوخت CNG جهت خودروها به سوخت LPG  ترجیح داده شود و از معایب کاربرد آن نیاز به باک ( مخزن) سنگین و حجیم و ایمنی کمتر نسبت به بنزین و گازوئیل ، افت توان در موتورهای دو گانه سوز، هزینه بالای جایگاههای سوخت گیری و تجهیزات گاز سوز کردن در خودروها میباشد در مجموع تا به حال نقش اندکی در تامین انرژی حمل و نقل جاده ای دنیا ایفا کرده است در فشار و دمای محیط بصورت گاز بوده سنگین تر از هوا و در دمای معمولی سبک تر از بنزین است و در کشورهای مختلف مانند ایتالیا ، ژاپن ، آمریکا ، انگلیس استفاده از این جایگزین مورد حمایت و تشویق کشورها می باشد . از نظر اقتصادی جایگزینی بنزین و گازوئیل با گاز مایع توجیه ندارد تنها از نظر زیست محیطی استفاده از گاز مایع می تواند توجیه پذیر باشد .

چون LPG در دما و فشار معمولی بصورت گاز است آن را درفشاری در حدود ۶ تا ۸ بار به مایع تبدیل می کنند و سپس در مخازن فشار ذخیره  می کنند مخزن ذخیره LPG تقریبا” دو برابر حجم و ۵/۱ برابر وزن مخزن بنزین برای یک میزان انرژی برابر را دارد این سوخت بعنوان سوختی عموما” ایمن تلقی نمی شود چرا که سنگین تر از هواست و بسیار سهل تر از بنزین و گازوئیل مشتعل می شود اما از آنجایی که سعی می شود مخازن سوخت LPG به گونه ای ساخته شود که ایمنی و استحکام لازم را داشته باشند لذا احتمال نشت سوخت در هنگام تصادفات و خطرات احتمالی آن نسبت به مخازن بنزین و گازوئیل کمتر است در مجموع LPG را باتوجه به مطالب فوق شاید بتوان سوختی ایمن در نظر گرفت . در صورت نشتی بخار آن در سطح زمین پخش شده و خطر انفجار افزایش می یابد .

LPG  برای گرم کردن وآشپزی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد میزان پروپان در کپسول ها بسته به دمای محیط بین ۱۰ تا ۵۰ درصد متغیر است هنگامیکه هوا سرد می باشد میزان پروپان نسبت به بوتان بیشتر و در تابستان میزان پروپان کمتر است ،در کشورهای مختلف مانند ایتالیا ، ژاپن ، آمریکا ، و انگلیس استفاده از این سوخت جایگزین مورد حمایت و تشویق می باشد .

تقاضای LPG در ژاپن ، چین و هند و آسیای جنوب شرقی در حال افزایش است استفاده اصلی از LPG در ژاپن در بخش های تجاری و خانگی است بنابراین میزان اختلاف عرضه و تقاضای LPG در آینده بستگی به طرحهای پتروشیمی در خاور میانه خواهد داشت در هر صورت به نظر می رسد که قیمت LPG به لحاظ افزایش تقاضا برای آن در آینده افزایش یابد .

۲ گاز طبیعی یا NG

این گازاز هیدورکربن های مختلف تشکیل شده و قسمت اعظم آن گاز متان میباشد و از منابع زیر زمینی دارای عدد اکتان بالا ( راندمان حرارتی بالا ) و از نظر کاربرد استخراج آن سهل تر از بنزین و گازوئیل بوده و نسبت تولید گاز منواکسید کربن ( CO) و گاز کربنیک (CO2 ) توسط آن گاز کمتر از بنزین و گازوئیل می باشد این گاز سبکتر از هوا بوده و دمای اشتعال بالایی دارد از معایب این گاز هزینه های بالای جایگاه سوخت گیری و تجهیزات گازسوز کردن خودرو و حجیم بودن مخازن سوخت جهت نگهداری در خودرو و گرانتر بودن آن از بنزین را می توان نام برد تنها سوختی است که تقریبا” نیازمند انجام هیچ فرآیندی برای کاربرد در خودرو نیست و تنها لازم است تا سولفید هیدروژن موجود در آن از گاز طبیعی جدا شود در کشورهائی چون کره جنوبی ، ایتالیا ، آرژانتین ، روسیه و آمریکا خودروهای NG سوز فراوانی وجود دارد در کشور ایران نیز بتازگی استفاده از گاز طبیعی فشرده یا CNG مورد توجه قرار گرفته و در حال حاضر این گاز سوختی مهم برای استفاده در خودروهای سرتاسر دنیا مطرح نمی باشد و تنها در کشورهایی که دارای شبکه توزیع کافی گاز طبیعی باشند می توانند این سوخت را به عنوان سوخت خودروهای خود برگزینند و کشورهای فاقد چنین زیرساخت هایی قطعا” چنین کاری را پرهزینه خواهند یافت .

شکل مایع آن LNG یا گاز طبیعی مایع است که این گاز نیز عمدتا” از متان تشکیل شده واگر تا منفی ۱۶۱ درجه سانتی گراد و درفشار جو سرد شود به مایع تبدیل می شود که هزینه بالایی در برخواهد داشت  لذا مناسب موتورهایی با نسبت تراکم بالا مانند موتورهای دیزل است از لحاظ ملاحظات زیست محیطی استفاده از آن در مقایسه با سوختهای بنزین و گازوئیل موجب کاهش آلودگی شده و در مقایسه با بنزین نیازی به افزودینهای گوناگون جهت بالا بردن عدد اکتان ندارد. بهترین سوخت برای خودرو است و تا سالها قابل استخراج خواهد بود. بازدهی حرارتی یک موتور صد درصد CNG سوز حدود ده درصد بیشتر از موتورهای بنزین سوز بوده و ۱۵ تا ۲۰ درصد کمتر از موتورهای سنگین گازوئیل سوز است اما تکنولوژی تهیه و ذخیره سازی آن هنوز کامل نشده و سوختی است  گران قیمت و استفاده از آن می تواند هدف بلند مدت باشد یک شکل دیگر آن  ۹۷-۸۷ درصد متان دارد ولی بقیه شامل سایر هیدروکربنهاست بطور کلی گاز طبیعی با کمپرسورهای  مخصوص فشرده شده و گاز CNG نامیده میشود مزایای این گاز در ایران بعنوان سوخت خودروها عبارتند از بالا بودن عدد اکتان که قابلیت سوخت بالا در مجاورت هوا را دارد و سوختی تمیز است و نسبت به سوختهای  گازی دیگر دارای اولویت بیشتری است . این گاز سبکتر از هوا بوده و دمای اشتعال بالایی دارد و در مقایسه با LPG دارای خصوصیات و ویژگیهای ایمنی مناسب تری است .

سنگینی و حجیم بودن مخازن در مقایسه با مخازن بنزین و گازوئیل و هزینه بالای جایگاههای سوخت گیری و تجهیزات گاز سوز کردن خودرو و افت توان در موتور های دوگانه سوز از معایب استفاده از این گاز می باشد .  وجود هیدروکربنهای غیرمتان باعث کاهش عدد اکتان شده و نتیجتا” آلودگی را افزایش داده و باتوجه به اینکه این گاز تحت فشار۲۰۰ بار  از فرم گازی به صورت فرم مایع یعنی LNG در می آید که این سوخت در بلند مدت سوخت ایده آل نیست ولی نسبت به سوختهای دیگر سوخت ایده آلی بشمار  می آید .

NG در شرایط محیطی دارای محتوای انرژی پایینی می باشد اما زمانی که به شکل مایع تبدیل گردد قابل مقایسه با LPG خواهد بود LNG در مخازن نصب شده روی خودرو تحت فشار ۲ تا ۶ بار و دمای ۱۶۱- درجه سلسیوس قرار دارد . البته گاز طبیعی از LPG  ایمن تر است زیرا سبکتر از هواست و دمای اشتعال آن نیز بالاست و در صورت نشت خطر انفجار آن کمتر است.

یک مخزن LNG با در نظر گیری محتوای انرژی یکسان با مخزن گازوئیل دارای فضایی معادل دو برابر و وزنی معادل ۴۰ درصد بیشتر خواهد بود روش گاز طبیعی جذب شده (ANG) روش دیگر استفاده از گاز طبیعی است که همچنان در مرحله تحقیق می باشد در این روش گاز متان در یک ساختار کربنی متخلخل جذب ملکولهای کربن شده و ۱۲ درصد از حجم موجود را در بر می گیرد مخزن ANG نسبتا” ارزان و ایمن بوده و بخاطر فشار پایین آن و درنتیجه عدم نیاز به استفاده از کمپر سورهای گران قیمت ، برای ایستگاههای سوخت گیری خانگی بسیار مناسب است . چون گاز طبیعی (NG) در دما و فشار معمولی بصورت گاز است دانسیته انرژی پایینی دارد که این باعث کاهش مسافت رانندگی می گردد . برای رفع این مشکل در حال حاضر سه روش    CNG; ANG; LNG برای ذخیره سازی گاز طبیعی در خودرو بکار گرفته میشود که در این میان CNG رایج ترین روش مورد استفاده می باشد .

بازار گاز طبیعی :

گاز طبیعی، سوختی پاک و خوراکی مناسب برای صنایع شمیایی است ، اما به دلیل ویژگی های خاص خود انتقال آن به سمت بازار مصرف دشوارتر و گرانتر از انتقال نفت خام است این مسئله ناشی از مشکلاتی نظیر نبود بازار امن و مناسب هزینه بالای حمل و نقل و گران و پیچیده بودن تکنولوژی های انتقال نظیر LNG و خطوط لوله است . علاوه بر این مشکلات زیست محیطی تولید و انتقال LNG و همچنین هزینه بالا و ضرورت رعایت مسایل ایمنی سایر روش های صادرات گاز نظیر خط لوله و هیدرات ، صادرات گاز را با مشکلات بیشتری روبرو می سازد .

از این رو ، تبدیل گاز طبیعی به مواد شیمیایی و جایگزین کردن صادرات این مواد به جای صادرات گاز ، علاوه بر اینکه بازار فروش مناسب و مطمینی دارد ، ارزش افزوده بیشتری را نصیب کشور صادر کننده می کند و مشکلات صادرات گاز را نیز به همراه ندارد .

اما تبدیل گاز طبیعی به محصولات با ارزش نیز ، به دلیل ترکیبات موجود در گاز طبیعی با مشکلات خاص روبروست گاز طبیعی محتوی بیش از ۹۰ درصد متان، حدود۶ درصد اتان و ۴ درصد ازسایرهیدروکربن هااست که تنها ۶ درصد اتان آن جهت تولید محصولات شیمیایی مورد مصرف قرار میگیرد.

تکنولوژی های مرسوم در صنایع پتروشیمی ، قابلیت تولید الفین ها و محصولات پتروشیمیایی را فقط  گاز مایع و اتان موجود در گاز طبیعی دارند از این رو ، با تکیه برفرآیندهای فعلی پتروشیمیایی ، نمی توان ارزش افزوده موجود را چندان ارتقا داده  و مشکلات صادرات گاز را  کاهش داد . بنابراین باید به دنبال تکنولوژی های جدیدی بود که توانایی تبدیل متان موجود در گاز را به فرآورده های با ارزش داشته باشد در این صورت علاوه بر رفع مشکل صادرات گاز طبیعی به صورت خام ، ۹۰ درصد آن به مواد با ارزش افزوده بالا تبدیل می شود ودرآمد حاصله از چند سنت به ازای هر فوت مکعب به چند ده دلار درهر فوت مکعب خواهد رسید.

گاز طبیعی مایع (LNG) :

گاز طبیعی چنانچه در فشار اتمسفر تا دمای منهای ۲۶۰ درجه فارنهایت سرد میشود به حالت مایع تبدیل می شود LNG شامل بیش از ۹۵ درصد متان و درصد کمی اتان و پروپان و سایر هیدروکربورهای سنگین تر است سایر ترکیبات و ناخالصی های گاز طبیعی مانند اکسیژن ، آب ، گاز کربنیک و ترکیبات گوگردی طی فرآیند سرد کردن از گاز طبیعی جدا شده و گاز طبیعی در حالت مایع بدست می آید . البته LNG تا حد ۱۰۰ درصد متان خالص نیز قابل دستیابی است .

این ماده ، مایعی بی بو ، بیرنگ و غیر سمی است و نسبت به فلزات یا سایر مواد حالت خورندگی ندارد.LNG وقتی تبخیر یا با هوا ترکیب شود در دامنه غلظت ۵ تا ۱۵ درصد می سوزد .LNG یا بخار آن در محیط و فضای باز حالت انفجاری ندارد . کلیه آزمایشات انجام شده و خواص LNG ، ایمن بودن این سوخت را کاملا” تایید  می کند زیرا نشت مایع LNG یا ابر بخارات آن به محض تماس با زمین یا در اثر حرارت محیط به سرعت در هوا تبدیل به گاز شده و چون دراین حالت از هوا سبک تر است درمحیط پراکنده ومنتشر می شود.LNG  دروهله اول برای خودروهای سنگین دیزل (HEAVY DUTY VEHICLE) کاربرد دارد.

به لحاظ ارزش حرارتی و دانسیته انرژی ، مشابه سوخت دیزل ( گازوئیل ) هست.

LNG در دمای -۲۶۰ F و فشار اتمسفریک در حالت مایع اشباع ( در دمای جوش مایع ) است بنابراین مانند هر مایع در حال جوش چنانچه در فشار ثابت نگهداری شود ( حتی با افزایش حرارت ) در دمای ثابت خواهد ماند و مادام که بخار LNG ازمخازن خارج می شود (BOIL OFF) دمای مخزن ثابت می ماند.

از لحاظ انتقال سوخت به موتور ، مشابه موتورهای با سوخت CNG است و سوخت به صورت بخار وارد موتور می شود فرق اساسی بین موتورهای CNG وLNG در نحوه نگهداری و تحویل سوخت است مخازن ذخیره LNG دوجداره می باشند.

مزایای استفاده از LNG

دانسیته انرژی بالاتری نسبت به سوختهای گازی دارد ، زیرا به شکل مایع ذخیره می شود مسافت پیمایش بیشتر و وزن کمتر مخازن ذخیره ، استفاده از آن را در خودروهای کوچکتر امکان پذیر می سازد سرعت سوختگیری بالا به نحوی که در خوروهای بزرگ زمان سوختگیری ۴ الی ۶ دقیقه می باشد ( ۱۰ الی ۴۰ گالن در دقیقه ) ارزیابی و کنترل ترکیب سوخت با دقت بالایی امکان پذیر است و باتوجه به اینکه LNG تولید شده برای خودروها تا ۹۹ درصد متان دارد لذا کنترل و تعیین مناسب ترکیب سوخت بازدهی موتور و سوخت را نیز افزایش می دهد .

معایب استفاده از LNG

بسیاری از مردم به استفاده از این ماده در دماهای پایین عادت نداشته لذا نیاز به آموزش خاصی در زمینه استفاده از سوخت در دمای خیلی پایین هست . در ایستگاههای سوخت گیری خطوط انتقال گاز از مخزن به خودرو( شامل لوله ها شیرآلات و وسایل اندازه گیری ) جهت انتقال LNG در حالت مایع باید پیش از شروع ، سوخت تا دمای منهای ۲۶۰ درجه فارنهایت  سرد شود در غیراینصورت منجر به تبخیر بخشی از سوخت می شود .

حداکثر پر شدن مخزن دو جداره CRYOGENIC تا حد ماکزیمم ظرفیت امکان پذیر نیست زیرا به اندازه لازم فضای خالی در بالای سطح مایع جهت تبخیر یا جوشیدن مایع باید در مخزن در نظر گرفته شود .

آینده تجارت گاز مایع (L.N.G)

منطقه جنوب شرقی آسیا و یا به طور مشخص کشورهای ژاپن ، کره جنوبی و تایوان در حال حاضر بزرگترین مصرف کنندگان و وارد کنندگان این محصول به شمار می روند پیش بینی های انجام شده به منظور شناخت تقاضای آتی این محصول نشانگر رشد بالای تقاضای LNG در ۲۰ سال آینده در این ناحیه است در یک سال گذشته فعالیت هایی که در زمینه توسعه ظرفیت های گاز مایع در جهان صورت گرفته بی سابقه بوده است در این راستا مشخصا” ازچهار پروژه نیجریه  ، قطر ( Raslafftan ) ترینیداد و عمان می توان نام برد برای اولین بار پروژه هایی با این وسعت در جهان در حال بررسی و اجرا است این پروژه ها به منظور صادرات گاز مایع به بازارهای جدیدی مانند تایلند ، چین و هند برنامه ریزی شده است در حال حاضر ناحیه آسیایی اقیانوس آرام (Asia-Pacific) با دردست داشتن بیش از ۷۵ درصد تجارت جهانی LNG مهمترین ناحیه به لحاظ بررسی آینده این محصول است به علاوه اینکه ساحل اقیانوس اطلس نیز با پروژه های نیجریه و ترینیداد فعال خواهد شد در حال حاضر LNG تنها ۶درصد بازار گاز اروپا و کمتر از یک درصد بازار آمریکا را به خوداختصاص داده اما اخیرا” فعالیت هایی از طرف خریداران برای توسعه شبکه های تولید فرآوری و انتقال گاز مایع در اروپای جنوبی و تا حدودی آمریکا برای تامین امنیت عرضه سوخت های خود با استفاده از گسترش ظرفیت عرضه کنندگانی مانند نیجریه ؛ ترینیداد و نزوئلا در این ناحیه و قطر و استرالیا در ناحیه آسیایی صورت گرفته است .

فایل کامل این تحقیق ۷۲ صفحه بصورت ورد WORD مرتب و فونت بندی شده می باشد.
در تمامی ساعات شبانه روز >> پرداخت آنلاین و دانلود آنلاین پروژه

 

 

Related posts

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Translate »