نقش گاز طبيعي در چشم انداز حمل و نقل جهاني
نويسنده: مهندس مجيد محمدخاني
در سال2004 ميزان مصرف جهاني انرژي به 1/5*1013W رسيد كه86/5 درصد آن از طريق مصرف سوخت هاي فسيلي صورت گرفت. در اين ميان، حدود30 درصد مصرف انرژي در زمينه حمل و نقل صورت گرفت و پيش بيني ها تا سال2010 سهم حمل و نقل در مصرف انرژي را تقريباً ثابت مي دانند. از ميان منابع تجديد ناپذير، نفت از جايگاه ويژه اي برخوردار است و استفاده از آن در بخش هاي مختلف، علاوه بر برطرف ساختن نيازهاي اوليه موجب شكوفايي اقتصادي كشورها مي شود. براساس اطلاعات مندرج در EIA(Energy Information Administration) در سال2006 ميزان كل مصرف نفت در جهان27/3 ميليارد بشكه بود كه بخش حمل و نقل با مصرف16/8 ميليارد بشكه،61 درصد ميزان كل مصرف نفت در جهان را به خود اختصاص داده است.
علل رويكرد به استفاده از گاز طبيعي در جهان
وجود بيش از750 ميليون وسيله نقليه در جهان، پديده آلودگي محيط زيست را كه يكي از بزرگترين معضلات در جهان صنعتي امروز است، به وجود آورده است. همه ساله تعداد پرشماري از مردم به واسطه آلودگي هوا به انواع بيماريهاي تنفسي مبتلا مي شوند و آمار مرگ و مير به دليل ابتلا به اين گونه بيماري ها رو به تزايد گذاشته است. علاوه بر بروز پديده آلودگي محيط زيست، به دليل انتشار بيش از اندازه گازهاي گل خانه اي ناشي از مصرف سوخت هاي فسيلي، گرمايش زمين صورت گرفته كه اين امر موجب تغيير شرايط اقليمي در نقاط مختلف زمين و خطر انقراض نسل بسياري از موجودات زنده شده است. همچنين وابستگي شديد كشورها به نفت سبب شده تا با بروز كوچكترين تنش در جهان با افزايش بي سابقه قيمت اين فرآورده و ساير مشتقات آن مواجه شويم. از ابتداي سال2007 قيمت نفت خام با افزايش61 درصد به حدود85/91 دلار به ازاي هر بشكه در ماه دسامبر (12/07/2007) رسيد. با در نظر گرفتن مجموع عوامل ياد شده رويكرد جهاني، به سمت استفاده از ساير منابع جايگزين مانند گازطبيعي است.
ذخاير گاز طبيعي در جهان
گاز طبيعي، هرچند به عنوان يك سوخت فسيلي داراي محدوديت هايي است اما با توجه به حجم قابل توجه ذخيره موجود در جهان، به عنوان يكي از مهمترين منابع جايگزين نفت، از مدت ها پيش مورد توجه قرار داشته است. مجموع ذخاير ثبت شده گاز طبيعي در جهان6/183 تريليون فوت مكعب(175 تريليون مترمكعب) برآورده شده كه در اين ميان روسيه با در اختيار داشتن27 درصد، ايران16 درصد و قطر15 درصد ذخاير كل گاز دنيا، مقام اول تا سوم را در اختيار دارند. براساس آمارهاي موجود، ميزان مصرف گاز طبيعي در سه بخش صنعت، توليد برق و ساير مصارف در سال2004 حدود100 تريليون فوت مكعب(2/83 تريليون مترمكعب) بوده و پيش بيني مي شود تا سال2010 اين ميزان سالانه به115 تريليون فوت مكعب(3/26 تريليون مترمكعب)برسد.
استفاده از گاز طبيعي در خودروها
استفاده از گاز طبيعي به عنوان سوخت مناسب جايگزين بنزين و گازوئيل به سال1910 ميلادي باز مي گردد و از آن زمان تاكنون بالغ بر7 ميليون خودرو گازسوز در سراسر دنيا از سوخت گاز طبيعي استفاده
مي كنند. پايين بودن ميزان انتشار انواع آلاينده ها توسط خودروهاي گازسوز به ويژه گاز Co2 (كاهش30 درصدي نسبت به خودروهاي بنزيني و كاهش20 درصدي نسبت به خودروهاي ديزلي) از جمله مزيت هاي مهم خودروهاي گازسوز نسبت به خودروهاي بنزيني و يا ديزلي محسوب مي شود.
قيمت پايين تر گاز طبيعي نسبت به ساير سوخت ها يكي ديگر از شاخص هاي مهم استفاده از اين سوخت است.
از سوي ديگر، قيمت بنزين در كشورهاي مختلف جهان متفاوت است. در كشورهايي مانند آلمان، ايتاليا و انگليس متوسط قيمت هر ليتر بنزين حدود2 دلار است. اين در حالي است كه در كشوري مانند ايران قيمت هر ليتر بنزين0/1 دلار است. قيمت متوسط گازوئيل نيز بطور متوسط0/66 دلار است.لذا قيمت بسيار ناچيز0/22 /L$(دلار بر ليتر) گازطبيعي، توجيهي براي استفاده هر چه بيشتر از وسايل نقليه گازسوز در سطح جهان است.
ايمني بيشتر وسايل نقليه گازسوز نسبت به ساير خودروهاي بنزيني و گازوئيلي نيز يكي ديگر از مزيت هاي اين سوخت است.
در كشورهاي در حال توسعه اي مانند آرژانتين، پاكستان، هند و ايران، توسعه ناوگان گازسوز در دستور كار دولت ها قرار دارد، به گونه اي كه اگر به آمار ده كشور برتر دارنده خودرو گازسوز توجه كنيم در مي يابيم كه در كشوري مانند آرژانتين22 درصد كل خودروهاي موجود در كشور گازسوز هستند و در پاكستان سهم خودروهاي گازسوز52 درصد كل خودروهاي موجود در اين كشور است. ايران نيز با بيش از400 هزار دستگاه(تا تاريخ86/8/8) وسيله نقليه گازسوز رتبه پنجم را به خود اختصاص داده است.
هر چند در ايران قيمت هر ليتر بنزين براي مصرف كنندگان حدود0/11 دلار(1000ريال) است، اما قيمت واقعي اين فرآورده بدون احتساب يارانه هاي دولتي بالاتر از اين ميزان است. در راستاي كاهش مصرف سوخت به ويژه بنزين، استراتژي استفاده از گازطبيعي به عنوان يك طرح ملي با مشاركت دولت، سازندگان خودرو، سازندگان قطعات خودرو و بخش صنعت گاز پيگيري شد. براساس اين طرح ملي،CNG(Compressed Natural Gas) كه قسمت عمده آن را متان تشكيل مي دهد به عنوان سوخت جايگزين بنزين معرفي شد. با توجه به مسائل روز جامعه و مبحث سهميه بندي بنزين، سياست دولت برتوليد روز افزون خودروهاي دوگانه سوز در كارخانه هاي خودروسازي و نيز كارگاههاي تبديل متمركز شده است. به نحوي كه تعداد كل خودروهاي دوگانه سوز از162/312 دستگاه (پايان مهرماه85) تقريباً با156 درصد افزايش، به تعداد415/063 دستگاه تا تاريخ8 آبان ماه86 افزايش يافته است.
به منظورتسهيل سوخت گيري خودروهاي گازسوز، شركت بهينه سازي مصرف سوخت كشور، با مشاركت شركت پخش فرآورده هاي نفتي و بخش خصوصي اقدام به ساخت جايگاههاي تك منظوره CNG و دو منظوره بنزين- CNG كرده اند كه تا ششم شهريور ماه86 تعداد آنها به903 جايگاه رسيده است.
استراتژي ساير كشورها در زمينه CNG
با توجه به بالا بودن قيمت بنزين در ايتاليا از مدتها قبل روند گازسوز كردن خودروها در اين كشور سير صعودي به خود گرفت و بعد از توجه به گازسوز كردن خودروهاي سواري عمومي مانند تاكسي ها با مشاركت خودروسازاني چون فيات و IVECO ، مدل هاي جديد خودروهاي سواري شخصي گازسوز نيز روانه بازار شد، به نحوي كه در حال حاضر تعداد خودروهاي گازسوز كشور ايتاليا حدود380 هزار دستگاه است. همچنين با اختصاص تسهيلاتي همچون جايگزيني خودروهاي با عمر ده سال با خودروهاي گاز سوز همراه با اعطاي تسهيلات مالي، مالكان خودروها را به استفاده از اين تسهيلات تشويق كرده اند. در بحث احداث جايگاه سوخت گيري CNG تاكنون471 جايگاه در21 شهر بزرگ اين كشور مانند رم، ميلان و تورين راه اندازي شده است.
در كشورهاي آلمان و فرانسه خودروسازاني مانند DC، VW، OPEL و PEUGEOT توليد خودروهاي گازسوز كارخانه اي را در دستور كار خود قرار داده اند و هم زمان با كاهش ماليات ها براي اين خودروها حمايت هاي لازم دولتي نيز براي توليدكنندگان و مصرف كنندگان در نظر گرفته شده است. در كنار توجه به بخش خودروهاي سواري، توليد خودروهاي گازسوز سنگين مانند اتوبوس، كاميون حمل زباله و تاكسي از استراتژي هاي اين دو كشور براي ترويج استفاده از خودروهاي گازسوز است.
استراتژي ساير كشورهاي اروپايي مانند روسيه، جمهوري چك، اكراين و كشورهاي ديگر عضو اتحاديه اروپا در خصوص استفاده از سوخت هاي جايگزين تا سال2020 به نحوي تدوين شده كه درصد خودروهاي با سوخت جايگزين (عمدتاً CNG) به حدود20 درصد مقدار كل خودروهاي موجود در اروپا برسد.
معايب خودروهاي گازسوز
در كنار مزيت هاي فراوان استفاده از گاز طبيعي به عنوان سوختي پاك و ايمن، محدوديت هايي هم در استفاده از اين گونه خودروها وجود دارد. به دليل وجود مخزن فولادي ذخيره CNG در خودروهاي گازسوز علاوه برسنگين تر شدن خودرو نسبت به خودروهاي بنزيني، داشتن فضاي كمتر و ميزان متوسط پيمايش كمتر به عنوان محدوديت هاي ديگر استفاده از اين خودروها محسوب مي شود.
شركت هاي معتبر خودروساز در جهان با طراحي هاي جديد سعي كرده اند به رفع مشكلات پيش روي اين صنعت بپردازند. اما استفاده بي رويه از گاز طبيعي به عنوان يك منبع انرژي تجديد ناپذير در آينده مي تواند اين صنعت را با چالش جدي همانند آنچه در مورد استفاده از نفت خام صورت مي گيرد، مواجه كند.
عملكرد موتور گازسوز
گازطبيعي فشرده شده CNG در مخازني با فشار بالاي200bar گنجانده مي شود. براي احتراق در موتور خودرو اين فشار بايد تقليل يابد. لذا بسته به نوع موتور خودرو فشار گاز پس از عبور از رگلاتور (فشار شكن) به1bar در موتورهاي كاربراتوري و6bar در موتورهاي انژكتوري كاهش مي يابد و پس از اختلاط با هوا، با نسبت احتراق مشخص در موتور
مي سوزد.
روغن موتورهاي گاز سوز
همانند ساير روغن هاي موتوري اعم از بنزيني و ديزلي، روغن موتورهاي گازسوز نيز از دو قسمت عمده تشكيل مي شود:
1- روغن پايه: بسته به منشاء اوليه آن در دو نوع معدني (Mineral) و سنتزي (Synthetic) تقسيم بندي مي شوند. در ايران، بطور عمده روغن پايه، از فرآوري يكي از برش هاي نفت خام به نام لوبكات Lubrication Cut در پالايشگاههاي مخصوص همانند نفت پارس توليد مي شود.
2- مواد افزودني (ادتيو): به منظور تقويت و يا ايجاد خواص مناسب در روغن هاي گازسوز به روغن پايه تركيباتي افزوده مي شوند كه موجب افزايش كيفيت روغن نهايي مي شوند. ادتيوهايي چون ضدسايش، ضداكسيداسيون، ضدخوردگي، ضدكف از جمله تركيباتي هستند كه به منظور جلوگيري از صدمه و آسيب رسيدن به موتور خودرو، به روغن پايه افزوده مي شوند. همچنين به دليل بالاتر بودن دماي احتراق در موتورهاي گازسوز كه منجر به بروز پديده نيتراسيون مي شود، تركيبات كنترل كننده نيتراسيون به روغن پايه افزوده مي شود.
هر چند به هنگام احتراق، نسبت مشخصي از هوا با گاز طبيعي تركيب مي شود اما در اثر ناقص سوختن، مقداري دوده نيز در موتور توليد مي شود كه در نقاط مختلف موتور مانند سرسوپاپ ها، پيستون ها، رينگ ها رسوب مي كند. حضور اين رسوبات موجب احتراق پيش از موعد مخلوط سوخت و هوا در مرحله تراكم شده و عمل تقه زني را كه منجر به كاهش راندمان و عملكرد موتور مي شود، ايجاد مي كند. از اين رو تركيبات پاك كننده به عنوان يكي از مهم ترين ادتيوها شناخته مي شوند كه در تهيه روغن هاي موتور به روغن پايه افزوده مي شوند. پاك كردن اين دوده ها از سطوح مذكور بايد به همراه تعليق اين ذرات باشد. عمده ترين مواد پاك كننده كه در حال حاضر در صنعت توليد روغن بكار مي روند شامل صابون هاي مواد آلي و نمك هاي فلزاتي مانند كلسيم، منيزيم هستند. اين مواد در محفظه احتراق ايجاد خاكستر سولفاته Sulfated Ash مي كنند. لايه اي از اين رسوبات با قرار گرفتن روي قطعاتي مانند سوپاپ ها از سايش آنها جلوگيري مي كند. اگر اين مقدار خاكستر از حد مشخص بيشتر باشد موجب ايجاد مشكلاتي در نحوه كاركرد موتور مي شود. لذا در ارايه فرمولاسيون روغن موتورهاي گازسوز براي اين ادتيو ميزان معيني در نظر گرفته مي شود كه اين اصل به چهار دسته بندي براي اين روغن ها منجر شده است:
1-Ashless : با ميزان خاكستر سولفاته كمتر از0/1 كه براي موتورهاي دوزمانه قديمي پيشنهاد مي شود.
2-: Low Ash با ميزان خاكستر سولفاته0/5-0/1 براي روغن هاي معمولي
3-Medium Ash : با ميزان خاكستر سولفاته1/0-0/5 براساس توصيه سازنده موتور و گازهاي طبيعي حاوي گوگرد (گاز ترش)
4- High Ash: با ميزان خاكستر سولفاته بيشتر از0/1 براي گازهاي طبيعي كه درصد گوگرد آن زياد باشد.
گريد و سطح كارآيي روغن موتورهاي گازسوز
براساس طبقه بندي انجمن مهندسين خودرو(Society of Automotive Engineers) SAE روغن هاي گازسوز را مي توان در دو نوع تك درجه اي 30(Mono Grade) و40 و چند درجه اي 15W40(Multi Grade) توليد كرد. براساس توصيه سازندگان خودرو، براي خودروهاي سواري گازسوز، همانند روغن موتورهاي بنزيني و ديزلي جديد استفاده از روغن هاي چند درجه اي كه ضمن تطبيق با شرايط دمايي محيط و موتور، موجب كاهش مصرف سوخت نيز مي شوند توصيه شده است.
به دليل دسترسي نداشتن به تست هاي مشخص، براي استفاده از روغن موتورهاي در سطوح كارآيي متفاوت، استانداردي شبيه آنچه براي روغن هاي ديزلي و بنزيني تدوين شده، تهيه شده است.
در حال حاضر معيار سطح كيفي روغن موتورهاي گازسوز(دوگانه سوز)، سطوح كارآيي مطرح شده براي گروه موتورهاي بنزيني API Station و موتورهاي ديزلي API Commercial است.
روغن موتور پارس CNG
شركت نفت پارس به عنوان يكي از بزرگ ترين توليدكنندگان روانكار در ايران، همگام با توسعه تكنولوژي ساخت خودروهاي دوگانه سوز(بنزيني- گازسوز) و(ديزلي- گازسوز) توسط خودروسازان بزرگ كشور و رويكرد خودروسازان به توليد هرچه بيشتر خودروهاي دوگانه سوز، اقدام به توليد روغن موتور پارس CNG كرده است كه علاوه بركاربرد در انواع خودروهاي سواري، در خودروهاي دوگانه سوز ديزلي نيز به راحتي قابل استفاده است.
اين روغن موتور تركيبي از روغن پايه مرغوب و ادتيوهاي ويژه موتورهاي دوگانه سوز بوده و خواص خوبي مانند پايداري حرارتي بالا، مقاومت عالي در برابر اكسيداسيون و نيتراسيون داشته و از قابليت پاك كنندگي مناسبي برخوردار است. روغن پارس CNG به منظور كاهش مصرف سوخت و همگام با تكنولوژي خودروهاي توليدي در كشور در گريدSAE15W40 و براي استفاده در خودروهاي بنزيني و ديزلي دوگانه سوز كه سازندگان آنها سطح كيفي API SG/CF4 را توصيه كرده اند، به راحتي قابل استفاده است.
خودروهايي چون گروه پژو405، 206، آردي، روآ و سمند توليدي شركت ايران خودرو، پرايد، نسيم، صبا،141و نيسان توليدي شركت سايپا، اتوبوس بنز457، 355 توليدي شركت ايران خودرو ديزل و اتوبوس هاي توليدي شركت شهاب خودرو، از جمله خودروهايي هستند كه مصرف روغن پارس CNG شركت نفت پارس براي آنها توصيه مي شود.
موتور گازسوز ثابت و روانكاري آن
در سال هاي اخير، استفاده از موتورهاي گازسوز براي توليد برق به طرز چشمگيري افزايش يافته است، به نحوي كه برآورد شده تا سال2020، ميزان30 درصد برق توليدي از اين طريق تأمين مي شود و اين روند رو به رشد، تقاضا براي استفاده از روانكار موتورهاي گازسوز با كيفيت بهتر و سطح كيفي بالاتر را بيشتر ساخته است.
يكي از اساسي ترين مزيت هاي موتورهاي گازسوز ثابت نسبت به موتورهاي ديزلي ثابت، كمتر بودن ميزان آلاينده هايي مانند Co2، CO، NOX است. اين موتورها غالباً دوزمانه و يا چهار زمانه بوده و از قدرت100Hp تا16،000Hp برخوردار است كه تعداد سيلندرهاي آن تا20 عدد نيز مي رسد. همچنين ظرفيت روغن موتور از14 ليتر تا6،000 ليتر مي رسد.
توجه به محدوديت ها و شرايط وضع شده از سوي سازندگان موتور، توليدكنندگان روانكار را برآن داشته تا با استفاده از روغن پايه مرغوب و ادتيوهاي ويژه بين شرايطي موجود و تغييرات آتي طراحي موتور، تعادل ايجاد كنند. يكي از شرايطي كه طراحان موتور همواره به آن تاكيد دارند جلوگيري از بروز پديده ضربه زدن (Knocking) در موتور است كه به خرابي سيلندر منجر مي شود. در موتورهاي گازسوز ثابت نيز همانند موتورهاي خودروها، وجود رسوبات در محفظه احتراق به هنگام مرحله تراكم و قبل از رسيدن به لحظه زدن جرقه توسط شمع، موجب احتراق پيش از موعد مخلوط گاز- هوا شده كه عمل ضربه زني را بوجود مي آورد. روانكارهايي كه ميزان خاكستر سولفاته آنها كمتر باشد بروز اين پديده را كاهش مي دهند اما ميزان كم خاكستر سولفاته منجر به سايش قطعات فلزي موتور مي شود. لذا ميزان خاكستر سولفاته در فرمولاسيون روغن هاي گازسوز ثابت، با توجه به مجموع اين عوامل تعيين مي شود.
برخلاف روغن هاي بنزيني و ديزلي كه مؤسسه نفت آمريكا (API) براي آنها سطوح كارآيي مانند SL و يا CI-4 تعريف كرده است، تاكنون براي روغن هاي گازسوز سطح كارآيي تدوين نشده است. بعضي از سازندگان موتور به سطوح قديمي تر مانند API CD استناد مي كنند و اكثر آنها آزمايش هاي مربوط به موتورهاي گازسوز را گسترش داده اند تا همانند موتورهاي بنزيني و ديزلي براي اين روغن موتورها نيز استانداردي تدوين شود.
گريد متداول روغن موتورهاي گازسوز ثابت براساس توصيه انجمن مهندسين خودروSAE40 است و در مواقعي كه اين گونه موتورها در دماي پايين شروع به كار كنند و يا كارتر داراي سيستم گرمكن نباشد، گريد چند درجه اي SAE15W40 توصيه مي شود.
روغن پارس گازسوز
شركت نفت پارس در راستاي تأمين نياز صنايع و كارخانجات مختلف كه از موتورهاي ثابت گازسوز و يا دوگانه سوز (ديزلي- گازسوز) براي تأمين برق استفاده مي كنند، روغن پارس گاز را در گريد متداول SAE40 و با سطح كارآيي CF توليد كرده است. اين روغن با بهره گيري از روغن پايه مرغوب و استفاده از ادتيوهاي ويژه فرموله شده و در موتورهاي چهار زمانه با سيستم دوگانه سوز ديزلي- گازسوز قابل استفاده است.
از ويژگي هاي منحصر به فرد اين روغن مي توان به پايداري عالي در برابر اكسيداسيون و نيتراسيون اشاره كرد و ادتيوهاي بكار گرفته شده در آن خواص ضدخوردگي، ضدزنگ و پاك كنندگي را به نحو مؤثري بهبود بخشيده است.
نويسنده: مهندس مجيد محمدخاني
در سال2004 ميزان مصرف جهاني انرژي به 1/5*1013W رسيد كه86/5 درصد آن از طريق مصرف سوخت هاي فسيلي صورت گرفت. در اين ميان، حدود30 درصد مصرف انرژي در زمينه حمل و نقل صورت گرفت و پيش بيني ها تا سال2010 سهم حمل و نقل در مصرف انرژي را تقريباً ثابت مي دانند. از ميان منابع تجديد ناپذير، نفت از جايگاه ويژه اي برخوردار است و استفاده از آن در بخش هاي مختلف، علاوه بر برطرف ساختن نيازهاي اوليه موجب شكوفايي اقتصادي كشورها مي شود. براساس اطلاعات مندرج در EIA(Energy Information Administration) در سال2006 ميزان كل مصرف نفت در جهان27/3 ميليارد بشكه بود كه بخش حمل و نقل با مصرف16/8 ميليارد بشكه،61 درصد ميزان كل مصرف نفت در جهان را به خود اختصاص داده است.
علل رويكرد به استفاده از گاز طبيعي در جهان
وجود بيش از750 ميليون وسيله نقليه در جهان، پديده آلودگي محيط زيست را كه يكي از بزرگترين معضلات در جهان صنعتي امروز است، به وجود آورده است. همه ساله تعداد پرشماري از مردم به واسطه آلودگي هوا به انواع بيماريهاي تنفسي مبتلا مي شوند و آمار مرگ و مير به دليل ابتلا به اين گونه بيماري ها رو به تزايد گذاشته است. علاوه بر بروز پديده آلودگي محيط زيست، به دليل انتشار بيش از اندازه گازهاي گل خانه اي ناشي از مصرف سوخت هاي فسيلي، گرمايش زمين صورت گرفته كه اين امر موجب تغيير شرايط اقليمي در نقاط مختلف زمين و خطر انقراض نسل بسياري از موجودات زنده شده است. همچنين وابستگي شديد كشورها به نفت سبب شده تا با بروز كوچكترين تنش در جهان با افزايش بي سابقه قيمت اين فرآورده و ساير مشتقات آن مواجه شويم. از ابتداي سال2007 قيمت نفت خام با افزايش61 درصد به حدود85/91 دلار به ازاي هر بشكه در ماه دسامبر (12/07/2007) رسيد. با در نظر گرفتن مجموع عوامل ياد شده رويكرد جهاني، به سمت استفاده از ساير منابع جايگزين مانند گازطبيعي است.
ذخاير گاز طبيعي در جهان
گاز طبيعي، هرچند به عنوان يك سوخت فسيلي داراي محدوديت هايي است اما با توجه به حجم قابل توجه ذخيره موجود در جهان، به عنوان يكي از مهمترين منابع جايگزين نفت، از مدت ها پيش مورد توجه قرار داشته است. مجموع ذخاير ثبت شده گاز طبيعي در جهان6/183 تريليون فوت مكعب(175 تريليون مترمكعب) برآورده شده كه در اين ميان روسيه با در اختيار داشتن27 درصد، ايران16 درصد و قطر15 درصد ذخاير كل گاز دنيا، مقام اول تا سوم را در اختيار دارند. براساس آمارهاي موجود، ميزان مصرف گاز طبيعي در سه بخش صنعت، توليد برق و ساير مصارف در سال2004 حدود100 تريليون فوت مكعب(2/83 تريليون مترمكعب) بوده و پيش بيني مي شود تا سال2010 اين ميزان سالانه به115 تريليون فوت مكعب(3/26 تريليون مترمكعب)برسد.
استفاده از گاز طبيعي در خودروها
استفاده از گاز طبيعي به عنوان سوخت مناسب جايگزين بنزين و گازوئيل به سال1910 ميلادي باز مي گردد و از آن زمان تاكنون بالغ بر7 ميليون خودرو گازسوز در سراسر دنيا از سوخت گاز طبيعي استفاده
مي كنند. پايين بودن ميزان انتشار انواع آلاينده ها توسط خودروهاي گازسوز به ويژه گاز Co2 (كاهش30 درصدي نسبت به خودروهاي بنزيني و كاهش20 درصدي نسبت به خودروهاي ديزلي) از جمله مزيت هاي مهم خودروهاي گازسوز نسبت به خودروهاي بنزيني و يا ديزلي محسوب مي شود.
قيمت پايين تر گاز طبيعي نسبت به ساير سوخت ها يكي ديگر از شاخص هاي مهم استفاده از اين سوخت است.
از سوي ديگر، قيمت بنزين در كشورهاي مختلف جهان متفاوت است. در كشورهايي مانند آلمان، ايتاليا و انگليس متوسط قيمت هر ليتر بنزين حدود2 دلار است. اين در حالي است كه در كشوري مانند ايران قيمت هر ليتر بنزين0/1 دلار است. قيمت متوسط گازوئيل نيز بطور متوسط0/66 دلار است.لذا قيمت بسيار ناچيز0/22 /L$(دلار بر ليتر) گازطبيعي، توجيهي براي استفاده هر چه بيشتر از وسايل نقليه گازسوز در سطح جهان است.
ايمني بيشتر وسايل نقليه گازسوز نسبت به ساير خودروهاي بنزيني و گازوئيلي نيز يكي ديگر از مزيت هاي اين سوخت است.
در كشورهاي در حال توسعه اي مانند آرژانتين، پاكستان، هند و ايران، توسعه ناوگان گازسوز در دستور كار دولت ها قرار دارد، به گونه اي كه اگر به آمار ده كشور برتر دارنده خودرو گازسوز توجه كنيم در مي يابيم كه در كشوري مانند آرژانتين22 درصد كل خودروهاي موجود در كشور گازسوز هستند و در پاكستان سهم خودروهاي گازسوز52 درصد كل خودروهاي موجود در اين كشور است. ايران نيز با بيش از400 هزار دستگاه(تا تاريخ86/8/8) وسيله نقليه گازسوز رتبه پنجم را به خود اختصاص داده است.
هر چند در ايران قيمت هر ليتر بنزين براي مصرف كنندگان حدود0/11 دلار(1000ريال) است، اما قيمت واقعي اين فرآورده بدون احتساب يارانه هاي دولتي بالاتر از اين ميزان است. در راستاي كاهش مصرف سوخت به ويژه بنزين، استراتژي استفاده از گازطبيعي به عنوان يك طرح ملي با مشاركت دولت، سازندگان خودرو، سازندگان قطعات خودرو و بخش صنعت گاز پيگيري شد. براساس اين طرح ملي،CNG(Compressed Natural Gas) كه قسمت عمده آن را متان تشكيل مي دهد به عنوان سوخت جايگزين بنزين معرفي شد. با توجه به مسائل روز جامعه و مبحث سهميه بندي بنزين، سياست دولت برتوليد روز افزون خودروهاي دوگانه سوز در كارخانه هاي خودروسازي و نيز كارگاههاي تبديل متمركز شده است. به نحوي كه تعداد كل خودروهاي دوگانه سوز از162/312 دستگاه (پايان مهرماه85) تقريباً با156 درصد افزايش، به تعداد415/063 دستگاه تا تاريخ8 آبان ماه86 افزايش يافته است.
به منظورتسهيل سوخت گيري خودروهاي گازسوز، شركت بهينه سازي مصرف سوخت كشور، با مشاركت شركت پخش فرآورده هاي نفتي و بخش خصوصي اقدام به ساخت جايگاههاي تك منظوره CNG و دو منظوره بنزين- CNG كرده اند كه تا ششم شهريور ماه86 تعداد آنها به903 جايگاه رسيده است.
استراتژي ساير كشورها در زمينه CNG
با توجه به بالا بودن قيمت بنزين در ايتاليا از مدتها قبل روند گازسوز كردن خودروها در اين كشور سير صعودي به خود گرفت و بعد از توجه به گازسوز كردن خودروهاي سواري عمومي مانند تاكسي ها با مشاركت خودروسازاني چون فيات و IVECO ، مدل هاي جديد خودروهاي سواري شخصي گازسوز نيز روانه بازار شد، به نحوي كه در حال حاضر تعداد خودروهاي گازسوز كشور ايتاليا حدود380 هزار دستگاه است. همچنين با اختصاص تسهيلاتي همچون جايگزيني خودروهاي با عمر ده سال با خودروهاي گاز سوز همراه با اعطاي تسهيلات مالي، مالكان خودروها را به استفاده از اين تسهيلات تشويق كرده اند. در بحث احداث جايگاه سوخت گيري CNG تاكنون471 جايگاه در21 شهر بزرگ اين كشور مانند رم، ميلان و تورين راه اندازي شده است.
در كشورهاي آلمان و فرانسه خودروسازاني مانند DC، VW، OPEL و PEUGEOT توليد خودروهاي گازسوز كارخانه اي را در دستور كار خود قرار داده اند و هم زمان با كاهش ماليات ها براي اين خودروها حمايت هاي لازم دولتي نيز براي توليدكنندگان و مصرف كنندگان در نظر گرفته شده است. در كنار توجه به بخش خودروهاي سواري، توليد خودروهاي گازسوز سنگين مانند اتوبوس، كاميون حمل زباله و تاكسي از استراتژي هاي اين دو كشور براي ترويج استفاده از خودروهاي گازسوز است.
استراتژي ساير كشورهاي اروپايي مانند روسيه، جمهوري چك، اكراين و كشورهاي ديگر عضو اتحاديه اروپا در خصوص استفاده از سوخت هاي جايگزين تا سال2020 به نحوي تدوين شده كه درصد خودروهاي با سوخت جايگزين (عمدتاً CNG) به حدود20 درصد مقدار كل خودروهاي موجود در اروپا برسد.
معايب خودروهاي گازسوز
در كنار مزيت هاي فراوان استفاده از گاز طبيعي به عنوان سوختي پاك و ايمن، محدوديت هايي هم در استفاده از اين گونه خودروها وجود دارد. به دليل وجود مخزن فولادي ذخيره CNG در خودروهاي گازسوز علاوه برسنگين تر شدن خودرو نسبت به خودروهاي بنزيني، داشتن فضاي كمتر و ميزان متوسط پيمايش كمتر به عنوان محدوديت هاي ديگر استفاده از اين خودروها محسوب مي شود.
شركت هاي معتبر خودروساز در جهان با طراحي هاي جديد سعي كرده اند به رفع مشكلات پيش روي اين صنعت بپردازند. اما استفاده بي رويه از گاز طبيعي به عنوان يك منبع انرژي تجديد ناپذير در آينده مي تواند اين صنعت را با چالش جدي همانند آنچه در مورد استفاده از نفت خام صورت مي گيرد، مواجه كند.
عملكرد موتور گازسوز
گازطبيعي فشرده شده CNG در مخازني با فشار بالاي200bar گنجانده مي شود. براي احتراق در موتور خودرو اين فشار بايد تقليل يابد. لذا بسته به نوع موتور خودرو فشار گاز پس از عبور از رگلاتور (فشار شكن) به1bar در موتورهاي كاربراتوري و6bar در موتورهاي انژكتوري كاهش مي يابد و پس از اختلاط با هوا، با نسبت احتراق مشخص در موتور
مي سوزد.
روغن موتورهاي گاز سوز
همانند ساير روغن هاي موتوري اعم از بنزيني و ديزلي، روغن موتورهاي گازسوز نيز از دو قسمت عمده تشكيل مي شود:
1- روغن پايه: بسته به منشاء اوليه آن در دو نوع معدني (Mineral) و سنتزي (Synthetic) تقسيم بندي مي شوند. در ايران، بطور عمده روغن پايه، از فرآوري يكي از برش هاي نفت خام به نام لوبكات Lubrication Cut در پالايشگاههاي مخصوص همانند نفت پارس توليد مي شود.
2- مواد افزودني (ادتيو): به منظور تقويت و يا ايجاد خواص مناسب در روغن هاي گازسوز به روغن پايه تركيباتي افزوده مي شوند كه موجب افزايش كيفيت روغن نهايي مي شوند. ادتيوهايي چون ضدسايش، ضداكسيداسيون، ضدخوردگي، ضدكف از جمله تركيباتي هستند كه به منظور جلوگيري از صدمه و آسيب رسيدن به موتور خودرو، به روغن پايه افزوده مي شوند. همچنين به دليل بالاتر بودن دماي احتراق در موتورهاي گازسوز كه منجر به بروز پديده نيتراسيون مي شود، تركيبات كنترل كننده نيتراسيون به روغن پايه افزوده مي شود.
هر چند به هنگام احتراق، نسبت مشخصي از هوا با گاز طبيعي تركيب مي شود اما در اثر ناقص سوختن، مقداري دوده نيز در موتور توليد مي شود كه در نقاط مختلف موتور مانند سرسوپاپ ها، پيستون ها، رينگ ها رسوب مي كند. حضور اين رسوبات موجب احتراق پيش از موعد مخلوط سوخت و هوا در مرحله تراكم شده و عمل تقه زني را كه منجر به كاهش راندمان و عملكرد موتور مي شود، ايجاد مي كند. از اين رو تركيبات پاك كننده به عنوان يكي از مهم ترين ادتيوها شناخته مي شوند كه در تهيه روغن هاي موتور به روغن پايه افزوده مي شوند. پاك كردن اين دوده ها از سطوح مذكور بايد به همراه تعليق اين ذرات باشد. عمده ترين مواد پاك كننده كه در حال حاضر در صنعت توليد روغن بكار مي روند شامل صابون هاي مواد آلي و نمك هاي فلزاتي مانند كلسيم، منيزيم هستند. اين مواد در محفظه احتراق ايجاد خاكستر سولفاته Sulfated Ash مي كنند. لايه اي از اين رسوبات با قرار گرفتن روي قطعاتي مانند سوپاپ ها از سايش آنها جلوگيري مي كند. اگر اين مقدار خاكستر از حد مشخص بيشتر باشد موجب ايجاد مشكلاتي در نحوه كاركرد موتور مي شود. لذا در ارايه فرمولاسيون روغن موتورهاي گازسوز براي اين ادتيو ميزان معيني در نظر گرفته مي شود كه اين اصل به چهار دسته بندي براي اين روغن ها منجر شده است:
1-Ashless : با ميزان خاكستر سولفاته كمتر از0/1 كه براي موتورهاي دوزمانه قديمي پيشنهاد مي شود.
2-: Low Ash با ميزان خاكستر سولفاته0/5-0/1 براي روغن هاي معمولي
3-Medium Ash : با ميزان خاكستر سولفاته1/0-0/5 براساس توصيه سازنده موتور و گازهاي طبيعي حاوي گوگرد (گاز ترش)
4- High Ash: با ميزان خاكستر سولفاته بيشتر از0/1 براي گازهاي طبيعي كه درصد گوگرد آن زياد باشد.
گريد و سطح كارآيي روغن موتورهاي گازسوز
براساس طبقه بندي انجمن مهندسين خودرو(Society of Automotive Engineers) SAE روغن هاي گازسوز را مي توان در دو نوع تك درجه اي 30(Mono Grade) و40 و چند درجه اي 15W40(Multi Grade) توليد كرد. براساس توصيه سازندگان خودرو، براي خودروهاي سواري گازسوز، همانند روغن موتورهاي بنزيني و ديزلي جديد استفاده از روغن هاي چند درجه اي كه ضمن تطبيق با شرايط دمايي محيط و موتور، موجب كاهش مصرف سوخت نيز مي شوند توصيه شده است.
به دليل دسترسي نداشتن به تست هاي مشخص، براي استفاده از روغن موتورهاي در سطوح كارآيي متفاوت، استانداردي شبيه آنچه براي روغن هاي ديزلي و بنزيني تدوين شده، تهيه شده است.
در حال حاضر معيار سطح كيفي روغن موتورهاي گازسوز(دوگانه سوز)، سطوح كارآيي مطرح شده براي گروه موتورهاي بنزيني API Station و موتورهاي ديزلي API Commercial است.
روغن موتور پارس CNG
شركت نفت پارس به عنوان يكي از بزرگ ترين توليدكنندگان روانكار در ايران، همگام با توسعه تكنولوژي ساخت خودروهاي دوگانه سوز(بنزيني- گازسوز) و(ديزلي- گازسوز) توسط خودروسازان بزرگ كشور و رويكرد خودروسازان به توليد هرچه بيشتر خودروهاي دوگانه سوز، اقدام به توليد روغن موتور پارس CNG كرده است كه علاوه بركاربرد در انواع خودروهاي سواري، در خودروهاي دوگانه سوز ديزلي نيز به راحتي قابل استفاده است.
اين روغن موتور تركيبي از روغن پايه مرغوب و ادتيوهاي ويژه موتورهاي دوگانه سوز بوده و خواص خوبي مانند پايداري حرارتي بالا، مقاومت عالي در برابر اكسيداسيون و نيتراسيون داشته و از قابليت پاك كنندگي مناسبي برخوردار است. روغن پارس CNG به منظور كاهش مصرف سوخت و همگام با تكنولوژي خودروهاي توليدي در كشور در گريدSAE15W40 و براي استفاده در خودروهاي بنزيني و ديزلي دوگانه سوز كه سازندگان آنها سطح كيفي API SG/CF4 را توصيه كرده اند، به راحتي قابل استفاده است.
خودروهايي چون گروه پژو405، 206، آردي، روآ و سمند توليدي شركت ايران خودرو، پرايد، نسيم، صبا،141و نيسان توليدي شركت سايپا، اتوبوس بنز457، 355 توليدي شركت ايران خودرو ديزل و اتوبوس هاي توليدي شركت شهاب خودرو، از جمله خودروهايي هستند كه مصرف روغن پارس CNG شركت نفت پارس براي آنها توصيه مي شود.
موتور گازسوز ثابت و روانكاري آن
در سال هاي اخير، استفاده از موتورهاي گازسوز براي توليد برق به طرز چشمگيري افزايش يافته است، به نحوي كه برآورد شده تا سال2020، ميزان30 درصد برق توليدي از اين طريق تأمين مي شود و اين روند رو به رشد، تقاضا براي استفاده از روانكار موتورهاي گازسوز با كيفيت بهتر و سطح كيفي بالاتر را بيشتر ساخته است.
يكي از اساسي ترين مزيت هاي موتورهاي گازسوز ثابت نسبت به موتورهاي ديزلي ثابت، كمتر بودن ميزان آلاينده هايي مانند Co2، CO، NOX است. اين موتورها غالباً دوزمانه و يا چهار زمانه بوده و از قدرت100Hp تا16،000Hp برخوردار است كه تعداد سيلندرهاي آن تا20 عدد نيز مي رسد. همچنين ظرفيت روغن موتور از14 ليتر تا6،000 ليتر مي رسد.
توجه به محدوديت ها و شرايط وضع شده از سوي سازندگان موتور، توليدكنندگان روانكار را برآن داشته تا با استفاده از روغن پايه مرغوب و ادتيوهاي ويژه بين شرايطي موجود و تغييرات آتي طراحي موتور، تعادل ايجاد كنند. يكي از شرايطي كه طراحان موتور همواره به آن تاكيد دارند جلوگيري از بروز پديده ضربه زدن (Knocking) در موتور است كه به خرابي سيلندر منجر مي شود. در موتورهاي گازسوز ثابت نيز همانند موتورهاي خودروها، وجود رسوبات در محفظه احتراق به هنگام مرحله تراكم و قبل از رسيدن به لحظه زدن جرقه توسط شمع، موجب احتراق پيش از موعد مخلوط گاز- هوا شده كه عمل ضربه زني را بوجود مي آورد. روانكارهايي كه ميزان خاكستر سولفاته آنها كمتر باشد بروز اين پديده را كاهش مي دهند اما ميزان كم خاكستر سولفاته منجر به سايش قطعات فلزي موتور مي شود. لذا ميزان خاكستر سولفاته در فرمولاسيون روغن هاي گازسوز ثابت، با توجه به مجموع اين عوامل تعيين مي شود.
برخلاف روغن هاي بنزيني و ديزلي كه مؤسسه نفت آمريكا (API) براي آنها سطوح كارآيي مانند SL و يا CI-4 تعريف كرده است، تاكنون براي روغن هاي گازسوز سطح كارآيي تدوين نشده است. بعضي از سازندگان موتور به سطوح قديمي تر مانند API CD استناد مي كنند و اكثر آنها آزمايش هاي مربوط به موتورهاي گازسوز را گسترش داده اند تا همانند موتورهاي بنزيني و ديزلي براي اين روغن موتورها نيز استانداردي تدوين شود.
گريد متداول روغن موتورهاي گازسوز ثابت براساس توصيه انجمن مهندسين خودروSAE40 است و در مواقعي كه اين گونه موتورها در دماي پايين شروع به كار كنند و يا كارتر داراي سيستم گرمكن نباشد، گريد چند درجه اي SAE15W40 توصيه مي شود.
روغن پارس گازسوز
شركت نفت پارس در راستاي تأمين نياز صنايع و كارخانجات مختلف كه از موتورهاي ثابت گازسوز و يا دوگانه سوز (ديزلي- گازسوز) براي تأمين برق استفاده مي كنند، روغن پارس گاز را در گريد متداول SAE40 و با سطح كارآيي CF توليد كرده است. اين روغن با بهره گيري از روغن پايه مرغوب و استفاده از ادتيوهاي ويژه فرموله شده و در موتورهاي چهار زمانه با سيستم دوگانه سوز ديزلي- گازسوز قابل استفاده است.
از ويژگي هاي منحصر به فرد اين روغن مي توان به پايداري عالي در برابر اكسيداسيون و نيتراسيون اشاره كرد و ادتيوهاي بكار گرفته شده در آن خواص ضدخوردگي، ضدزنگ و پاك كنندگي را به نحو مؤثري بهبود بخشيده است.
