Naturgasdrivna frdn Lägesrapprt Prgramförslag Vattenfall FUD-87
Naturgasdrivna frdn Lägesrapprt Prgramförslag Vattenfall FUD-87 Gasprjekt G2, Dec. 1986
Vattenfall FUD - RAPPORT Fr~ n 'Löpnummer Datum Kl. nr UG 1986-12-19 UG-3780 Författare Huvudmråde/Prgremmrllde/Pr)aktmr!de Thmas Carlqvist, BEG4 Gasprjekt-02/Energiteknik/Gasanvändning Rapprter kan lånas frän Rapprter kan rekvireras fr11n Prjektnummer Vattenfall, BEG Starens Vattenfallsverk UG-98454 01 008 162 87 VÄLLINGBY Ä l v kar le b yla b ra triet Dkumentatinscentralen te!. 08-739 50 00 810 71 Älvkarleby, tel 026-88100 VIdl/Utfärdare G"'"' h~/ el' Cl/1" ;/l;z, Thmas Carlqvist ~6U(af {at ljtji;t /h.. Trd Lindb Sökrd Antal textblad rntal bliagsblad Naturgasdrivna frdn, Gasfrdn, Gasfrmiga drivmedel 31 27 n Only summary in English nwhle reprt in English D l t exists a brchure in Swedish/English nther Rubrik NATURGASDRIVNA FORDON - Lägesrapprt - Prgramförslag Vattenfall FUD 1987 6 1 5 " Sammanfattning Uppskattningsvis finns ca 600 000 naturgasdrivna frdn i världen. Italien är världens största användare av naturgas för frdnsdrift med nästan 300 000 NG V-frdn. Nya Zeeland har under de senaste fem åren haft en enrm expansin av antalet naturgasdrivna frdn från ett fåtal till över 100 000 frdn. USA ch Kanada har 20 000 respektive 8 000 naturgasdrivna frdn. I Danmark har 11 bilar ch 3 bussar knverterats till naturgasdrift. l Sverige har det funnits ca 4 500 frdn drivna med prpan eller s k mtrgas. Marknaden tappade intresset 82-83 när debatten m katalysatrrening km ch statsmakterna indikerade att skattenivån på mtrgas skulle justeras upp. Strstckhlms Lkaltrafik AB {SL) ch Malmö Lkaltrafik (ML) har sedan 1984 prvkört sammanlagt sju bussar på mtrgas. ML kmmer trligen att frtsätta vanstående mtrgasförsök med naturgasdrift. ML vill ha bränsletankar sm ger samma räckvidd, men inte väger mer än nuvarande dieseltankar. ASEA Plast i Piteå har tagit fram en plastkmpsittank, sm skulle kunna göra detta möjligt. Tekniken för naturgas sm frdnsdrivmedel är väl beprövad ch finns färdig att köpa från tillverkare i flertalet länder. Naturgasen kmprimeras till ca 200 bar (cmpressed natural gas, CNG) ch kan antingen tankas direkt från en kmpressr ch då tar det ett flertal timmar eller via en tankreservar ch då tar det bara några minuter. Eknmin för naturgas sm frdnsdrivmedel karakteriseras av en låg bränslekstnad ch en hög kstnad för infrastruktur, frdnstankar ch mtrknverteringar. I länder med naturgasdrivna frdn är bränslekstnad/mil för ett gasdrivet frdn mkring 50% lägre än för ett annat frdn. Miljöfördelar för naturgas sm frdnsdrivmedel jämfört med en bensinmtr är ett lågt Cautsläpp ch ett ganska lågt klväte-utsläpp. NOx-utsläppen är desamma sm vid bensindrift ch frmaldehydutsläppen är större. Jämfört med en dieselmtr ger gasdriften en kraftig reduktin av st, partiklar ch PAH. Klväte- ch NOx-utsläpp kan förväntas minska, men CD-utsläpp blir förändrat eller någt högre. Internatinell bevakning ch utvärdering med avseende på teknik, eknmi ch miljö av frdnsdrift med naturgas kmmer vara Vattenfalls FUD-prgram inm detta mråde under 1987. Prgrammet består av en mfattande studie typ "state f the art" inm mrådet ch av efterföljande infrmatin-ch rapprteringsverksamhet. studien kmmer att dkumenteras med en rapprt ch med en lättförstålig brschyr. Målsättningen är att kunna hålla ett seminarium för att sprida infrmatin ch PR i slutet av 1987. Inm Sverige kmmer kntakter tas med samtliga sm för närvarande är aktiva inm mrådet gasfrmiga drivmedel eller sm kan tänkas bli i framtiden. Inm Nrden skulle kntakter ch infrmatin kunna erhållas via en nrdisk samarbetsgrupp sm initierats av Nrdiskt Ministerråd. Internatinellt skulle infrmatin kunna erhållas via en s. k IGU-kmmitte (Internatinella Gas-Uninen) för gasdrivna frdn, via Sveriges tekniska attacheer ch med studiebesök.
INI'EHALLSFÖRTECKNING FÖRORO SAMMANFATTNING A LÄGESRAPPORT l NATURGASANVÄNONING VÄRLDEN 1.1 Italien 1.2 Nya Zeeland 1.3 Kanada 1.4 USA 1.5 Brasilien 1.6 Danmark 1.7 Övriga FÖR FORDONSBRUK I 2 GAsANVÄNDNING FÖR FORDONSBRUK l SVERIGE 2.1 1960-talets ch 1970-talets intrduktin av mtrgas 2.2 Bigaser 2.3 Vätgas 2.4 Teknik ch teknlgi 2.5 Eknmi 2.6 Händelseförlpp ch utvärdering 3 TEKNIK FÖR NATURGAS SOM FORDONSDRIVMEDEL J.l Teknlgi 3.2 Infrastruktur 3.3 Frdn 3.4 Mtrtyper bensin - bensin/diesel - diesel 3.5 Jämförelse med andra drivmedel 4 EKONOMI FÖR NATURGAS SOM FORDONSDRIVMEDEL 4.1 Bränslekstnader; bensin, diesel, naturgas ch mtrgas (prpan) 4.2 Kstnader för tankanläggning 4.3 Kstnader för knvertering 4.4 stutsatser 5 MILJÖFÖRDELAR FÖR NATURGAS SOM FORDONS ORIVMEDEL 5.. 1 Naturgasens bestandsdelar 5.2 Avgasemissinen ';.3 Reningsteknik 5.4 säkerhetsaspekter
n B PROGRAMFÖRSLAG FÖR VATTEN'" ALL Flll-87 l INTERNATIOI\ELL BEVAKNING OCH UTVÄRDERING AV SEENDE PA TEKNIK, EKONOMI OCH MILJÖ AV FOR DONSDRIFT MED NATURGAS 2 DEMONSTRATIONSPROJEKT MED NATURGASDRIVNA FORDON J FORSKNING OCH UTVECKLINGSPROGRAM INOM SVERIGE FÖR NGV-TEKNIK 4 VALD PROGRAMINRIKTNING FÖR FUD 1987 5 INRIKTNING OCH SYFTE REFERENSLISTA BL AGOR l Budgetförslag FUD-87 2 Knferensrapprt, ''Gaseus fuels fr transprtat i n", Vancuver B6 J Pagaende prjekt i Sverige med anknytning till CNGwteknik 4 Naturgasknvertering av bussfltta, lönsamhetskalkyl 5 Initiativ fran TFB (Transprtfrskningsberedningen) 6 Svenska utvecklingsprjekt
l FÖRORD Oenna rapprt m naturgasdrivna frdn är en del av Vattenfalls FUD-prgram 1986. Rapprten har beställts av Trd Lindb, Vattenfall UG (Gasutveckling). Materialet har tagits fram av Thmas Carlqvist, Vattenfall 13EG4 (Gasdistributin ch gasanvändning), tillsammans med Mats Ekelund, HB Eken, Stckhlm. Vattenfalls FUD-prgram 1987 för naturgasdrivna frc;in kmmer att drivas inm Vattenfall US med Birgit Bdlund sm beställare. ORDLISTA NGV CNG LNG Bulk Mtrgas Dual f1jel Single fuel Mixed fuel == Natural gas fr vehicles, naturgas för frdnsdrift = Campressed natural gas, kmprimerad naturgas = Liquified natural gas, flytande naturgas = Cisterntransprt mellan lagringstankar (> 3 m3) :::: LPG, prpan ::: TvQbränsledrift (t ex diesel/naturgas eller bensin/naturgas) :::: Enbränsledrift (i denna rapprt endar.t NGV) :; Variabel inblandning av diesel l dieselfuel mixed fuel system Pilt injectin :; Knstant inblandning av diesel l i ]i engine lad _... pilt injectin system
2a SAMMANFATTNING Lägesrapprt Uppskattningsvis finns ca 600 000 naturgasdrivna fardn i världen. Italien är världens största användare av naturgas för frdansdrift med nästan 300 000 NGV-frdan ch drygt 300 tankstatiner. Användningen av gasdrivnn frdn påbörjades under mellankrigsåren ch har sedan ptlg~tt kntinuerligt. Nya Zeeland har under de senaste fem ären haft en enrm expansin av antalet naturgasdrivna frdn frän ett fä.tal till över 100 000 frdn. För närvarande finns ca 300 tankstatiner ch ytterligare 200 är p :'J vi:ig. USA ch Kanada har 20 000 respektive B 000 naturgasdrivna frdn. I länderna Brasilien, Japan, Australien, 13angladesh, Frankrike, Nederländerna, Svjet rn fl pägär prjekt eller intrduktirm pä lika niväer. I Danmark har 11 bilar ch 3 bussar knverterats till naturgasdrift. Försöken bedrivs sm demnstratinsprjekt ch intresset för NGV-frdn, framförallt gasdrivna stadsbussar, är strt i Danmark. För närvarande finns inget naturgasdrivet frdn i Sverige. I samband med jrdgasprjektet pä Östgötaslätten 1984 testades en Saab persnbil pä naturgas, jrdgas ch rötgas. Bilen fick endast en mindre effektminskning med naturgasdri ft, men klarade inte de nya emissinskrav sm karmher att gälla frän 1989. I Sverige har det funnitt~ ett strt antal frdn drivna med prpan eller s k mtrgas. I början av BD-talet fanns ca 4 500 knverterade frdn ch ca 85 tankstatiner för mtrgas frl'tn Malmö till Luleå. Marknaden tappade intresset 82-83 när debatten m katalysatrwning km ch statsmakterna indikerade att skatteniv~n pll mtrgas skulle justeras upp, medan skattenivån pa. den nya blyfria bensinen skulle sänkas. l mitten av 1986 fanns endast ca 700 frdn kvar ch ljeblagen häller nu pa. att avveckla tankställena för m trgas. Strstckhlms Lkaltrafik AB (SL) ch Malmö Lkaltrafik (ML) har sedan 1984 prvkört sammanlagt sju bussar pä mtrgas. Resultaten frän prven visar pä förbättrade avgasvärden, men mycket höga bränslekstnader på grund av str gasförbrukning ch högt mtrgaspris (se tabell s 16). SL kmmer eventuellt att undersöka m man kan driva bussar med rötgas frän Henriksdals reningsverk. ML kmmer trligen att frtsätta vanstäende mtrgasförsök med naturgasdrift. Tvä bussar i Malmö är knverterade till ttmtrcykel med tändstift. Endast mindre justeringar krävs för att köra dessa mtrer på 100% naturgas istället för mtrgas. Bussen tnåste dck utrustas med ett nytt tanksystem för lagring av naturgas vid ca 200 bars tryck. ML vill ha bränsletankar sm ger samma räckvidd, men inte väger mer än nuvaranrle dieseltankar. ASEA Plast i Piteä har tagit fram en plastkmpsittank 1 sm skulle kunna göra detta möjligt. För att fä erfrderliga myndighetsgdkännande måste dck kstsamma prvningar av tanken gö;as. ASEA Plast häller på att söka externa utvecklingspengar för att utföra dessa prver. För närvarande verkar detta vara det enda sm fattas för att förverkliga det klart mest intressanta demnstratinsprjekt av gasdrivna frdn inte bara i Sverige utan även i Nrden, med tanke på att det är den första knverterade dieselbuss srn gär på lod% metan.
Z b Tekniska verken i Linköping planerar att driva ett tital frdn pil förädlnd rötgas ch man har sökt externa utvecklingspengar till prjektet. I Härnösand har man i ett försök, sm delvis finansierats av Vattenfall, spjälkat vatten till vätgas, srn använts för att värrna en bstad ch driva en persnbil. Studsvik Energiteknik häller pa. med en förstudie av vätgasknverterade stadsbussar. Studien finansieras av Vattenfall US, Uppsalabuss ch Efn ch är en del av det sarnarbete sm Sverige har inm IEA. Tekniken för naturgas sm frdnsdrivmedel är väl beprövad ch finns färdig att köpa frän tillverkade i flertalet länder. Naturgasen kmprimeras till ca 200 bar med en knventinell flerstegskmpressr. Den kmprimerade naturgasen (cmpressed natural gas, CNG) kan antingen tankas direkt tran kmpressrn ch da tar det ett flertal timmar eller via en tankreservar ch da tar det barn nagra minuter. Frdnstankarna är gjrda av stat eller tättare tankar av aluminium med ett hölje av glasfiberarmerad plast. Naturgasknverteringen av en bensinmtr är ba.de lätt att göra ch relativt billig, ca 12 000-18 000 kr. Utrustningen bestar i princip av en regulatr, en tillsats till förgasaren ch en styrning av tändningen. Knverteringen av en dieselmtr är mer kmplicerad ch dyrare, ca 50 000-100 000 kr, eftersm naturgasen behöver en tändkälla i frm av tändstift eller lika inblandning av diesel (se rdlistan). Eknmin för naturgas ;,m frdnsdrivmedel karakteriseras av en tag bränslekstnad ch en hög kstnad för infrastruktur, frdnstankar ch mtrknverteringar. I länder rned naturgasdrivna frdn är bränslekstnad/mil för ett gasdrivet frdn mkring 50% lägre än för ett annat frdn. (Gäller inte För dieselfrdn i Italien.) Mtsvarande låga bränslekstnad/mil för naturgas skulle även vara möjligt i Sverige, vilket frarngär av tabell s 16. Största möjligheten att betala tillbaka de stra investeringskstnaderna har naturgasen sm drivmedel i kncentrerade frdnsflttr sm kntinuerligt kör länga sträckr, men inm ett gegrafiskt litet mråde, sm t ex stadsbussflttrna. F.:n Jönsarnhetskalkyl för en naturgasknvertering av ca 250 stadsbussar visar på en pay-back perid pä lite över 5 är (se bilaga 4). Miljöfördelar För naturgas sm frdnsdrivmedel berr mycket pa hur väl mtrn anpassats för naturgasdrift. Jämfört med en bensinmtr ger gasdriften ett lågt CO-utsläpp ch ett ganska H\gt klväte-utsläpp, sm bestar av farligt metangas. NOx-utsläppen är desamma sm vid bensindrift ch frmaldehydutsläppen är större. Jämfört rned en dieselmtr ger gasdriften en kraftig reduktin av st, partiklar ch PAH. Klväte- ch NOx-utsläpp kan förv8ntas minska, men CD-utsläpp blir förtindrat eller nj.ql högr e. Naturgasen sm drivmedel i tyngre frdn skulle kunna vara d t. sätt att na de strängare emisinskrav sm krnmer i början av 90-talet för dessa frdn.
2c Prgramförslag för Vattenfall FUD-87 Ett av huvudsyftena med FUlJ-verksamheten under 1986 för naturgasdrivnn frdn är att ta fram prgramförslag för rnnra urnfalllllde r-ud-verk~hllnhd under l9u7 ch Uvnn liim]i'e~ fralll. Följande tre alternativa handlini]s]ji'oyi'liin har t<lejil:.; fralll infik FUD-87: Internatinell bevakning ch utvärdering av teknik, eknmi ch miljö. Demnstratinsprjekt Frskningsalternativ Ut!H'ldska erfarenheter visar att demnstratinsprjekt med naturgasdrivna frdn är helt nödvändigt innan en kmmersiell intrduktin av naturgas sm drivmedel kan påbörjas. Tänkbara demnstratinsprjekt är stadsbussar i Malmö, Götebrg eller Varberg. Demnstratinsprjektet hs Malmö Lkaltrafik kmmer trligen att genmföras under 1987, utan behv av isater frän Vattenfall. Demnstratinsprjekt i Götebrg eller Varberg kan inte genmföras före naturgasintrduktinen våren 1988, ch Vattenfall kmmer därför inte göra några satsningar på smana prjekt under 1987. Tekniken för användninf) av naturgas sm drivmedel är visserligen knventinell ch väl beprövad, men inte på någt sätt färdigutvecklad eller ptimerad för naturgasbränslet. Hä1 brde det finnas mycket att göra i Sverige hs tillverkare av frdn, kmpressrer ch tryckkärl ch pä tekniska högsklr eller andra frskningsinstitut. Vattenfall har dck inga planer pil egna satsningar inm detta mråde under 1987. Internatinell bevakning ch utvärdering med avseende pä teknik, eknmi ch miljö av frdnsdrift med naturgas krnmer vara Vattenfalls FUD-prgram inm detta mräde under 1987. En detaljerad beskrivning av prgrammet finns pä sidan 25, 28 ch i bilaga l. Prgrammet bestär av en mfattande studie typ "state f the art" inm mrådet ch av efterföljande infrmatin ch rappr t er i ng sv e r k samhet. Inm Sverige krnmer kntakter tas rned samtliga sm för närvarande är aktiva inm mrädet gasfrmiga drivmedel eller sm kan tänkas bli i framtiden. Transprtfrskningsberedningen krnmer trligen bilda en prjektgrupp för att försöka samrdna de insatser sm görs för gasdrivna frdn i Sverige. Vattenfalls deltagande i en sadan natinell prjektgrupp skulle vara ett utmärkt sätt att fä kntakt med berörda inm landet. Inm Nrden skulle kntakter ch infrmatin kunna erhållas via en nrdisk samarbetsgrupp sm initierats av Nrdiskt Ministerråd. Vattenfall har fått en infrmell inbjudan att deltaga i detta samarbete vid ett ministerrädsseminarium i Esbjerg 8-9 december 1986. Danmarks intresse för naturgasdrivna frdn är känt, men även Nrge kmmer under 1987 att påbörja utredningar av den eurpeiska naturgasmarknaden för frdn.
2d Internatinellt skulle kntakter ch infrmatin kunna erh;'}llns vin en s k IGU-krnmitt~ (Internatinella Gas-Uninen) för gasdrivml frdn, via Sveriges tekniska attacmer ch rned studiebesök. Studien kmmer att dkumenteras med en rapprt eh mej en IättförstiUig brschyr. Malsättningen är at. t kunna hälla ett seminarium för att sprida infrmatin ch PR i slutet av 1987. Sammanfattningsvis ska prgrammet bilda ett underlag för att kunna erbjuda s k energitjänster för naturgasdrivna frdn. Det marknadsrienterade Vattenfall maste veta m man ska sälja naturgas för frdnsdrift, vilka marknadssegment sm är lämpliga, vilken teknik kunderna bör använda, vilken eknmi gasdistributör ch kunder kan förvänta sig Och vilka miljöförbättringar man kan uppn{}.
3 A LÄGESRAPPORT l NATURGASANVÄNDNING FÖR FORDDNSBRUK I VÄRLDEN 1.1 Italien Histria Italienska marknaden har använt NGV sedan mellankrigs<jren. Under senare delen av 1940-talet tilläts naturga<> sm drivmedel skapa sig en fast grund ch har utvecklats till en marknad pä n~htan 300 000 frdn till i mitten pa 1980-talet. Gegrafiskt sett är användningen bredast i nrra Italien, med Milan i centrum, med ca 250 av landets 350 NG V-statiner. Marknad Flertalet knverterade frdn är bensindrivna persnbilar. Anledningen är att diesel premieras skattemässigt mer än andra drivmedel varför villkren för gd eknmi bäst kunnat uppfyllas av frdn med bensindrift. Infrastruktur Naturgasens distributin sker till hälften i bulk (CNG) till statiner ch till hälften genm det befintliga ledningsnätet. Fyllningsanläggningar byggs upp för snabbtankning p<j tillgängliga platser. säkerhetsbestämmelserna är ytterst rigrösa, pä gränsen till genmförbara. Knvertering ch teknlgi Man har n väl uppbyggd industrikapacitet sm dck lider av däligt rykte. Man hal" haft stra exprtframgångar vid intrduktinen av NGV i andra länder, men successivt förlrat marknad pga bristande kvalitet. Knvertering av frdn skel" på bilverkstäder knutna till lika bilmärken eller knverteringsfabrikat. Eknmi ch skatter Tunga dieselfrdn är helt skattebefriade medan naturgasskatten är 15 prcentenheter lägre än pä bensin (60% i stället för 75%). 1984 Val" kundens prisförhällande enligt följande: Bensin Diesel NGV LPG 6.35 SEK/liter 3.15 SEK/Iiter 3.20 SEK/mtsv liter 4.10 SEK/liter prduktpriset _, n_ -"- = ca 2.00 SEK = 3.15 SEK = 1.28 SEK = 1.64 SEK Knvel"teringskstnaden för persnbil beräknades till ca 6 000 SEK till sl:'lväl NGV sm LPG. Mtsvarande kstnad för större dieselfrdn (buss etc) kstnadsberäknades till ca 35 000 SEK för "dual fuel".
4 Miljö Under efterkrigstiden har Milans miljösituatin varit den padrivande anledningen till intrduktinen av NGV. Man har knstaterat att 90% av svavelhalten i stadens luft km tran frdn. Denna si f fra har genm införandet av NGV minskat kraftil]t. Man har uppmätt kraftigt sänkta kldixid-, klmnxid- ch svavelvärden samt sänkta kvävexidvärden. Naturgasen är blyfri varför värden ej kan uppmätas. (Ref. i huvudsak Malmö Energiverks studierna 1984.) 1.2 Nya Zeeland Histria Vid ljekrisen i början av 1970-talet sattes ett mycket mfattande utvecklings- ch samrdningsprgram igång. Avsikten var att ersätta ljeimprten med inhemska energikällr sa långt det var möjligt. Landets tillganger pa naturgas är gda varför en NGV-intrduktin var helt lgisk. Samrdningen har letts av energiministeriet. Marknad Under aren 1977-1983 byggdes ca 300 fyllningsstatiner ch 100 000 frdn knverterades. I mitten av 1986 hade man ca 500 fyllningsstatiner ch ca 10% av drivmedelsmarknaden. Planen tyder pa att 200 000 frdn skall vara knverterade per 1989 vilket skulle utgöra 12% av landets frdn. Millgruppen har sökts i alla frdnstyper. Framgangen har varit störst bland tunga diesel frdn, företag med stra frdnsflttr samt innerstadsfrdn. Infrastruktur Tankstatinerna är placerade utmed ett delvis befintligt, delvis för NGV uppbyggt distributinsnät med pipeline. Ett mindre antal statiner försörjs med bulktransprter av CNG. Knvertering ch teknlgi Vid intrduktinen hämtade man kunnande frän Italien men övergick till att bygga en industri för att ha eget kunnande ch industriell närhet till marknaden. Man har använt känd teknlgi ch f är bedömas kunna leverera utrustning av högre kvali te än italienska företag. Knverteringar sker huvudsakligen i speciellt utrustade knverteringsverkstäder, eftersm dieselmtrknverteringar kräver mer kunnande ch verkstadsutrustning.
5 Eknmi O!!h skatter NGV är skattereducerat jämfört med sflväl bensin sm diesel. Tankstatiner byggs för ffentligt bruk av privata företag ch av statsägda företag. Bidrag för etablering ch knvertering utg~r. Priset p~ naturgas per km är ca halva bensinkstnaden, respektive ca halva dieselkstnaden. Nyzeeländska staten kntrllerar gaspris ch skattesats. Miljö Den bättre utvecklade teknlgin på nyzeeländsk utrustning ger klart förbättrade avgasvärden jämfört med den italienska applikatinen. (Ref. i huvudsak "Gaseus fuels fr transprtatin, Vancuver, Kanada, 1986.) 1.3 Kanada Histria Engagemanget i NGV inleddes vid andra ljekrisen i slutet av 1970-talet. Man beslutade sig för att minska sitt berende av energiimprt ch i stället använda egen naturgas för den inhemska drivmedelsmarknaden. Uppkmmande tekniska ch miljömässiga prblem (bl a NDx-värden i avgasemissinerna) beslutade man sig för att lösa. Marknad Ca 8 000 frdn var vid smmartid 1986 knverterade. Spridningen var tyngre dieselfrdn, företag med stra frdnsflttr samt taxibilar. Man har öppnat möjlighet för privatpersner sm har naturgas i sina bstäder att ha en privat fyllningsanläggning i sin bstad, varför en ny ch unik marknadsapplikatin kmmer att växa fram. Tillväxten beräknas till 12-15 000 frdn per är fr m 1981 då nätet av fyllningsanläggningar byggs ut. Marknaden är uppdelad gegrafiskt ch kncentrerad till platser där fyndigheter ch infrastruktur finns. Infrastruktur Kanada är till ytan i strlek med USA men har endast 1/15 av beflkningsunderlaget. Infrastrukturen växer därför med utgångspunkt fran vardera delstats tillgängar pä naturgas samt, respektive delstatsregerings beslut. Den kanadensiska regeringen har övergripande beslutat m infrastrukturens utbyggnad, vilken man cksä subventinerar. Knvertering av frdn berättigar ckså till statsbidrag.
6 Knvertering ch teknlgi Kanadensisk industri ch hushall har under någt längre tid använt naturgas varför saväl frskning sm tillverkningsindustri vuxit fram. Man har frskat kring absrbtin utan framstäende resultat, samt alternativa tankmaterial med vilka man nätt längre. Eftersm knvertering sker av dieselmtrer ch ttmtrer (bensinmtrer) finns både specialverkstäder ch allmänna verkstäder för knvertering. Eknmi ch skatter SaväJ tankanläggningar sm knverteringar iir starkt statsbidragsgrundande. Milkstnaden pa naturgas är ca 50% av bensinkstnaden ch 55% av dieselkstnaden samt ca 90% av mtrgaskstnaden. Miljö Huvudinriktningen pa frskningen kring miljöfrågrna riktar sig mt att klara avgaskraven enligt de Califrniska kraven utan katalysatr, dvs kvävexidvärdena. På detta mråde har man sv~righeter, de övriga avgasvärdena har man lösningar pä. (Ref. B.C Research, Gaseus fuels fr transprtatin, Vancuver, 1986.) 1.4 USA Histria Spridda tillgängar har gjrt att ingen kntinuitet i frdnsanvändning kan redvisa5. Ansatser till samrdning har gjrts i Califrnien i samband med avgasreningsdebatten. Marknad Förutm califrniska strstadsmräden ch Chicag finns inga samrdnade marknader. "Öar" av användning finns där lkala tillgängar i direkta källr eller infrastrukturer finns. Ttalt finns ca 20 000 naturgasdrivna frdn i USA. strukturen varierar frän plats till plats. I de van nämnda marknaderna finns dieselknverteringar av tunga frdn såväl sm taxiflttr ch di st r ibuti nsfrdnsf It t r. Infrastruktur Utbyggnaden är baserad på källrnas placering ch strlek. Distributinen i bulk (CNG ch LNG) är väl utbyggd inm vissa gegrafiska mråden. Tankstatiner för ffentligt bruk är i reqel mycket spartanskt utfrmade.
7 Knvertering ch teknlgi l Califrnien ch Illinis finns den mest utvecklade delen av NGV-industrin. Nllgra av företagen har egen väl underbyggd utveckling för att ptimera mtrer, anpassa knverteringar till lika mtrteknlgier samt för att na bästa avgasvärden. l dessa stater finns en väl utvecklad verkstadsservice. Pa andra hihi är det svart att pilvisa nllgn linje. Eknmi ch skatter Varje delstat svarar för sin egen uppläggning av stöd för utbyggnaden. Den enhetlighet sm finns bestar i att mile-kstnaden för naturgas är ca 50% av bensin eller diesel kstnaden. I Califrnien utgar cksil stöd vid etablering av fyllningsanläggningar. Miljö Tveksamheten m naturgasdrivna frdn klarar de Califrniska avgaskraven har gjrt att man inte driver fr~gan för annat än tunga frdn. 1991/94-~rs avgaskrav för bussar ch lastbilar över 3,5 mt kmmer att kunna uppn~s vid naturgasdrift. Dessa aspekter är värdefulla för den vidare debatten i alla andra länder. De califrniska kraven är vägledande i alla miljöaspekter ch den framtida utvecklingen i alla västländer. (Re f. Gaseus fuels fr transprtatin, Vancuver 1986, Nnpetrleum Vehicular fuels V: CNG, Virginia 1985.) 1.5 Brasilien Histria I ljekrisens tecken tg man i slutet av 1970-talet ett initiativ för att med egna ch med egna naturgastillgängar göra ett strt försök med naturgas för stadsbussar. Marknad Man har själv valt en marknad över vilken man förfgar ett antal stadsbussar samt driftsfrdn pa en plantage. Infrastruktur Brasilien har ett utbyggt pipelinenät sedan tidigare till vilket man har anslutit fyllningsstatinerna. Knvertering ch teknlgi Man har valt att inte köpa prdukter från utlandet utan i stället skaffa all kunskap ch prduktinskapacitet själv. Detta har givit en aktiv utveckling ch i vissa sammanhang nf.lgt knventinella tekniska lösningar. I försöksprjekten har man knverterat till dual fuel- ch single fuel-frdn.
B Miljö Inga slutgiltiga egna rön har presenteras, dck tycks man med "dual fuel 11 fä klart förbättrade avgasvärden. Single fuel-frdn har visat större förbättringar men inte heller här redvisas ännu nägra värden. Man pängterar cksä den bättre arbetsmiljön med mjukare gäng, lägre bullernivä ch ingen märkbar prestandaförlust. (Ref. Gaseus fuels fr transprtatin, Vancuver 1986. Rapprt frän Brasilianska Grup Ultra.) 1.6 Danmark I Danmark har 11 bilar ch 3 bussar knverterats till naturgasdrift, varav 7 bilar ch bussarna är i drift för närvarande. Bussarna g är pä 40% naturgas ch 60% diesel. Det finns tankställen pä Södra Jylland ch vid H~rshlm p'ä Själland. Försöken bedrivs sm demnstratinsprjekt ch det finns för närvarande inga planer pa en kmmersiell användning av naturgas för frdnsdrift, Naturgastankstatin. H~rshlm, Danmark
9 1.7 övriga l länderna Japan, Australien, Bangtadesh, Frankrike, Nederländerna, Svjet m fl pftgar prjekt eller intrduktin pa lika nivaer. Än s!\ länge dck i ringa mfattning. Japanska Tyta har redvisat de bästa kvävexidvärdena med en gas (prpan) ptimerad mtr. Resultatet är en 6f.fflt-ig kvävexid <~x) niva av Tytas bäst redvisade bensinavgasvärden utan katalysatr, jämförelsen avser tvn liknande mtrer med redan h6g avgasrening. Det kan antas att denna mtr klarar 1989 ars svenska avgaskrav utan katalysatr.
lo 2 GASANVÄNONING FÖR FORDONSBRUK I SVERIGE 2.1 1960- ch 1970-talets intrduktin av mtrgas Under åren 1960-1964 pågick aktiviteter för att förmå svenska bilister att knvertera till mtrgas. Tankstatiner byggdes upp i samarbete med innehavarna av det befintliga gasdepånätet. Dessa statiner var spartanska ch någt avsides placerade, tilläggsutrustning ch förbrukningsvarr såsm lja kunde inte köpas. Trts detta knverterades ett antal frdn men en drivmedelsskattehöjning 1964 mintetgjrde marknaden. Andra intrduktinsförsöket började 1977 i ett samarbete mellan Ess (gaslmarknad), Vlv ch Saab. 1979 förband sig staten vid en skattenivå för 5 ar framät. Ess frtsatte sin utbyggnad av tankstatiner. Mbil, Shell, Gulf ch till sist OK valde att engagera sig i denna marknad. Sammanlagt byggdes 85 statiner frän Malmö till Lulea. I strleksrdningen 4 500 frdn knverterades. Mtrgastank ch förängare i Saab 900. Dä debatten m katalysatrrening km pä allvar 1982-1983 lät man första att skattenivån pa gas skulle justeras upp ch för blyfri bensin justeras ner. Dessa effekter samt en däligt utvecklad knverteringsteknlgi ch servicesida gjrde att marknaden tappade intresset. I mitten av 1986 fanns endast ca 700 frdn knverterade. Tankstatinerna var vid detta intrduktinsförsök helt integrerade med bensinstatinernas övriga verksamhet. Lagringen skedde i regel i ca 9 tns gaslcisterner. Strstckhlms Lkaltrafik AB (SL) ch Malmö lkaltrafik (ML) har sedan 1984 törsökskört sammanlagt sju bussar pä mtrgas. SL ML Single fuel 4 2 Dual fuel l
ll Samtliga mtrer är tillverkade av Vlv ch Scania. l single fuelversinen har en knvertering till ttmtrcykel gjrts vilket har resulterat i förbättrade avgasvärden. Dck har kraftigt ökade förbrukningstal varit priset för denna förbättring. Den dual fuel knverterade bussen har körts pa ca 30% mtrgas. I detta fall har inga förbättringar av avgasvärden kunnat redvisas. 2.2 Bi-r (se även bilaga 3) Tekniska Verken i Linköping AB har i ett antal prver knverterat en Saab-persnbil till att drivas pa förädlad rötgas ch jrdgas. Avsikten har varit att utvärdera möjligheten att pa detta sätt sänka företagets driftskstnader för frdnsparken. Prjektet har inte drivits under 1986 men man undersöker f n (nv -86} möjligheten att finansiera ett prjekt för 10 frdn. Jrd ch rötgasen renas till att ca 90% metan för att ta en acceptabel körbarhet. Samma knverteringsteknlgi används sm vid CNG-knvertering. Betalbart pris för bigas eller rötgas kan höjas avsevärt m den används för frdnsdrift i stället för värmeprduktin, även vid mycket lagt ljepris. BETALBART BID&ASPRIS öre/k.tlh 24 22 20,.,. "!2!O ' 2!, 4 1.6 1.8 2. 2. 2 2,. 2, 6 PAISNIVÅ DEC.B6 1. 75 kr/l Betalbart bigaspris m gasen används frdn 2. B 3, 3, 2 3, OIESELPAIS PRISNIVÅ kr/l JAN.B6 2. 90 kr/l en bussfltta pa ca 120
12 2.3 Vätgas (se även bilaga 3) I ett försök, drivet i Härnösand, har man vid spjälkning av vatten utvunnit vätgas. Denna har använts för att värma en bstad ch driva en persnbil. Syftet har i första hand varit att utfrska tekniken kring en egen energiförsörjning med vätgas i aha förbrukarled. Under vintern 1986-1987 genmför Studsvik, delvis med hjälp av FLO-medel frl}n Vattenfall, en teknlgisk ch miljöanalytisk förstudie av knvertering av dieselbussar till vätgasbussar. Resultaten kmmer att jämföras med diesel- ch naturgasresultat. Prjektet är en del av det samarbete sm Sverige har inm IEA. Försökspartner är Uppsala-buss. Denna del av prjektet är den första av fyra faser: Fas tv J.; utvecklingsfas Fas tre; bussutveckling/knvertering ch prvning Fas fyra; demnstratinsfas. Det finns endast beslut pa att genmföra den första fasen av prjektet. Prjektet kmmer att mfatta fyra ar. 2.4 Teknik ch teknlgi Knverteringsteknlgin ch utrustningen är i strt sett identisk för alla gasfrmiga bränslen. Skillnaden ligger i lagringstekniken där dimensinerna varierar till följd av de lika gasernas fysikaliska egenskaper. För bensinmtrer apteras utrustningen sm tillägg till befintliga drivmedelsanläggningen. En centraliserad, elektrniskt styrd, ventilmanövrering reglerar vilket drivmedel sam skall användas. Flertalet frdn har sitt rdinarie drivmedelssystem intakt. 2.5 Eknmi Samtliga hittills drivna prjekt med gasfrmiga frdnsbränslen utm mtrgas är att betrakta sm tekniska försöksprjekt. P1} samtliga dessa försök har eknmiska beräkningar mvandlade till strskalighet gjrts, men är bara delvis redvisade. Mtrgasen intrducerades efter mycket krta ch ta försöksprjekt, man betraktade i strt teknlgin sm känd eftersm detta drivmedel hade använts kmmersiellt i andra länder. Under periden för mtrgasens kmmersiella livscykel var knsumentpriset l kr - l kr 50 öre under lägsta listpris för bensin. l den relevanta marknadsföringen talades m en besparing pa en krna milen för persnbilar. Knverteringen av persnbilar kstade ca 7 000 kr. Tankstatinerna kstade 250 000-600 000 kr med en median pä ca 42S 000 kr.
13 a Frdnsägarna trde i snitt ha gjrt besparingar pa ca 18 000 kr (alla kategrier). Oljeblagen, vars ttala investering varit ca 45 Mkr, har gjrt en förlust pa ca 20 Mkr. 5-10 av de 85 bensinstatinerna har burit sina egna gasdistributinskstnader. Eftermarknadsindustrin har gjrt en mindre förlust. Verkstäderna har gjrt en mindre vinst. Frdnsägarnas besparingar av drivmedelsutgifter är helt att betrakta sm skattelättnader, eftersm varupriset per mil har varit samma sm för bensin ch diesel. 2.6 Händelseförlpp ch utvärdering Bi-, röt- ch vätgasprjekten har drivits sm försöksprjekt med de rutiner för anslag ch bidrag sm vanligen är förknippade därmed. Man kör en tid ch utväl'derar. Härvidlag har man knstaterat att lönsamhet endast kan nas da prjekten drivs strskaligt. Mtrgasen var inget försök, det var en affärsid~ det av följande skäl: sm inte höll, ch Ingen egen finansiell styrka i varupriset (nödvändig att skattesubventineras) Eftersatt eftermarknadsteknlgi (knverteringsteknlgi, verkstadsteknik) Osammanhängande marknadsföring Kntinuerliga skatteändringsrykten Vid en intrduktin av nya alternativa bränslen trde det vara av intresse att i förväg ha löst dessa fragr.
14 J TEKNIK FÖR NATURGAS SOM FORODNSORIVMEOEL J. l Teknlgi Befintlig teknik ch teknlgi bygger pä andra länders utvecklingsresultat ch erfarenheter. De metder sm används i gassammanhang för frdn bygger på tämligen åldrad mekanisk teknlgi. Mdern styr- ch reglerteknik har, med nagra undantag, inte natt denna marknad ännu. 3.2 Infrastruktur Tanken att i Sverige inrikta sig pa en pipelineburen distributin gör att sista ledet i distributinen, dvs tankstatinen, måste anslutas till befint!igt ledningsnät. Distributören har da möjlighet att välja försäljningskanaler. För att tanka frdn finns tva tanksystem att välja mellan. Bada bygger pä samma teknik: Slw fill; med tankningstid pa 30 minuter upp till flera timmar berende pa m det är enstaka frdn eller en frdnspark sm skall tankas. Fyllningen sker med hjälp av en kmpressr sm kmprimerar gasen till ca 200 bar varefter den autmatiskt slär av d!?! alla frdn är upptankade. Fast fill; da har kmpressrn fyllt upp en mellantank upp till ca 300 bar. Vid tankning öppnas en ventil mellan frdnets tank ch 300 bars-tanken sa att en tryckutjämning äger rum. Frdnets tank har ett autmatiskt överfyllnadsskydd sm autmatiskt stänger tanken vid ca 200 bar. Berende pi'\ mellantankens kapacitet kan lika strt antal frdn tankas i följd. 3.3 Frdn I princip kan alla typer av diesel- ch bensindrivna frdn knverteras. Stra energiförbrukare sm bussar, lastbilar ch stra bensindrivna frdn med stra mtrer har erfarenhetsmässigt största fördelarna. Tankuppsättning i ett frdn är tungt ch utrymmeskrävande, varför större frdn generellt är lämpligare än mindre frdn. 3.4 Mtrtyper Bensinmtrer knverteras med tillsättning av extra tank (tankar). Gasen leds frän tanken via ventil till mängdreglerdn ch genm befintlig förgasar- eller insprutningssystem. Det kan vara svärt att lösa tekniken i vissa insprutningsmdeller. Knverteringskstnaden är här 12 000-18 000 kr. Dieselmtrer kan knverteras pä tvä sätt. Antingen med tillsättande av tändsystem vilket gör det möjligt att I<Öra säväl tvåtakts- sm fyrtaktsdieslar pä enbart naturgas.
15 Med tillsättande av ytterligare en insprutningskanal för naturgas kan en för varje belastning lämplig blandning mellan diesel ch naturgas erhållas. Dieselbränslet fungerar da sm tändkälla för naturgasen. 15-40% av inblandningen utgörs av diesel. 3.5 Jämförelse med andra drivmedel Naturgasens fördelar sm frdnsbränsle Stra tillganger av naturgas i världen säkerställer bränslef6rsörjning tangt in i framtiden. F rdansbränslet kan distribueras till förbrukarna med naturgasledningssystemet, inga frdnstransprter. F nrdnet kan tankas under parkerad tid, t ex i hemmet eller pa arbetsplats. Naturgas har ett högre ktantal än bensin (ca 130 RON). Om naturgasen används i en ttmtr (bensinmtr) är detta en fördel, eftersm kmpressinsförh~llandet kan ökas vilket ger bättre prestanda. Naturgas ger bättre kallstartsegenskaper (ingen chkning). Naturgas sm frdnsbränsle ger mycket lägre klxidutsläpp, nagt lägre kvävexid ch högre klväteutsläpp.!")et sist nämnda bestar nästan enbart av farlig metan. Naturgas sm frdnsbränsle ger tystare ch jämnare g~ng, framför allt för en dieselmtr. Naturgasens nackdelar sm frdnsbränsle Krtare räckvidd (t va bränslesystem ger dck längre räckvidd). Högtryckstank ger extra frdnsvikt. Minskad mtreffekt (ca 10%). Dieselmtr m~ste utrustas med tändningsanrdning eller köras pä bäde diesel ch naturgas (10-40% diesel). För närvarande ingen serietillverkning av fullständigt ptimerat CNG-frdn i världen.
16 4 EKONOMI FÖR NATURGAS SOM FOROONSORIVMEOEL 4~1 Bränslekstnader, bensin, diesel, naturgas ch mtrgas Preliminära lönsamhetskalkyler visar att vissa applikatiner av frdnsdrift på naturgas kan vara lönsamt (se bilaga 4). Nedan följer tva huvudexempel där drivmedelskstnader med ch utan skatt (86-10-01) för strt (diesel) ch litet (bensin) frdn redvisas. Lägg märke till att ljepriset under denna tid ligger extremt lagt. Drivmedelskstnad/mil U te t frdn förbrukning Bensin Diesel Naturgas Mtrgas l I/mil, 96 ktan 0,8 l/mil 0,88 Nm3/mil l,z l/mil Pris 1,70 kr/j 1,90 kr/l 0,10 kr/kwhl) (1,08 kr/nm3) 1,85 kr/l Pris (kr/mil) " l, 70 = 1,52 0,88 x 1,08 :::: 0,95 "2,22 Skatt 2,35 kr/l 2,00 kr/10 km 0,31 kr/nm3 0,92 kr/l Skatt att addera till priset (kr/mil) Knsumentpris (kr/mil) Frdnsinvestering ca lo 000 ca 12 000 ca 9 000 strt frdn inyen skatt lo km förbrukning 5,0 l/mil 5,5 Nm3/mil 12 l/mil Pris/mil (kr/mil) s x 1,75:::9,50 5,5 x 1,08 ::: 5,94 12 x 2,2Z = 26,65 Skatt 1,96/10 km 0,31 kr/nm3 0,92 kr/l Skatt att addera till priset (kr/mil) ~!,_2{)_ 17,48 Knsumentpris kr/mu 11,46 7,64 44,13 Frdnsinvestering 70 000-100 000 kr 40 000 (Single fuelknvertering) l) l >risuppgift säker, da. gaspris sätts med substitutinsmetden
17 4.2 Kstnader för tankanläggning "Fast fill": kmpressr, mekantank, anslutning, el, uppkppling, mätutrustning etc Förutsättes dä att maximalt 15m rördragning behövs till befintlig infrastruktur samt att 2-3 frdn skall kunna tanka efter varandra ch inm en timme. "Slw fill" för 250 frdn ca 650 000 kr 5 000 000 kr Se vidare bilaga 3. 4.3 Knverteringskstnader Bensinfrdn För persnbilar ch andra mindre frdn med bensinmtrdrift kan knverteringskstnaden delas upp pä tre delar: l. Knverteringssatsen 2. Verkstadsarbetet 3. Tankutrustningen Färdigt frdn ca 5 000 kr 2 000-5 000 kr (berende pa tankplacering) 2500-6000kr 9 500-16 000 kr (inklusive mms) Dieselfrdn Ott cykelknvertering Här maste initialt en grundmdell av varje dieselmtr knvertew ringsutfrmas till en kstnad av ca 500 000 kr. Kstnaden per mtr är därefter 70 000 w 100 000 kr. I detta fallet trde det vara intressant att vid leverans beställa frdnet med en ttmtr. Undersökningar m dessa möjligheter pagar (hösten 1986). Ott cykelknverteringskstnaderna kan fördelas i samma punkter: l. Knverteringssatsen 2. Verkstadsarbete, utbytesdelar 3. Tankutrustning Färdigt frdn 10 000 kr 50 000-60 000 kr 10 000-30 000 kr 70 000-100 000 kr Dual fuel (piltinjectin) systemet med tv!} bränslen enligt följande: I. Knverteringssatsen 2. Verkstadsarbete 3. Tankutrustning Färdigt frdn 5 000 kr 15 000 kr 10 000-30 000 kr 40 000-60 000 kr
4.4 stutsatser Naturgas är billigaste drivmedlet för frdn förutsatt att tidigare prisantaganden kan gälla. Eftersm en bensinmtr körd pn naturgas ger renare avgaser än en bensinmtr med samma utrustning föreligger även miljömässiga fördelar. Om en katalysatr sätts p~ respektive frdn kmmer även där det naturgasdrivna frdnet att visa bättre emissinsvärden. Den relativt tunga inverteringssidan i infrastruktur ch knverteringar frdrar gd planering företagseknmiskt ch plitiskt. Exempel pa en lönsamhetsberäkning av en knvertering av bussfltta pa 250 frdn investeringsniva redvisas i bilaga 4.
19 5 MILJÖFÖRDELAR FÖR NATURGAS SOM FORDONSDRIVMEDEL 5.1 Naturgasens bestandsdelar Naturgas bestär till största delen av metan med ett varierande inslag av etan ch högre klväten sm prpan ch butan. Dessutm finns små mängder av kvävgas, kldixid ch vatten. Varken Nya Zeeland eller USA har någn bränslestandard för NGV medan Italien har vissa begränsningar främst berende pa krrsinsrisker. Halten av svavel ch andra förreningar är mycket lag, pa gränsen till försumbar. 5.2 Avgasemissinen Avsaknaden av bly ch svavel i naturgasen samt partiklar ch mutagena (cancerframkallande) ämnen i naturgasavgaserna gör att ytterligare emissinsparametrar i jämförelsen med andra drivmedel förs in då energislagen skall ställas mt varandra. Drift med bensin ch diesellja ger upphv till utsläpp av hundratals lika kemiska föreningra varav de viktigaste är: lika klväten, vilka främst bestar av förbränt bränsle aldehyder, bl a frmaldehyd ketner klxid kvävexider svaveldixid partiklar samt vid blyhaltig bensin, bly- ch halgenföreningar. I mtsats till bensin ch diesellja bestar naturgas, kemiskt sett av enkla mlekyler med fa klatmer. Eftersm avgasutsläppen avspeglar bränslesammansättningen ger användning av naturgas, generellt sett upphv till lägre emissiner än bensin ch diesellja. Klväteutsläppet innehauer inte bensen eller andra armatiska klväten. Halten av PAH är tag, ca en tindel av vad mtsvarande bensinbil släpper ut ch kanske en hundradel av vad en dieseldriven mtr ger upphv till. Det klväteutsläpp sm uppkmmer vid NGV bestar huvudsaklien av förbränd gas sm i sig är harmlös för människr. Metan, :nen även i viss man etan, prpan ch butan är stabila föreningar sm betydligt bidrar till smgbildning men samtidigt är svara (jämfört rned bensinklväten) att bryta ned vid katalytisk avgasrening. Oberende av bränsle minskar avgasutsläppen kraftigt vid katalytisk avgasrening. Vid drift med naturgas är CD-utsläppet lagt jämfört med bensindrift. Utsläppen av klväten kan antas vara förhallandevis lägt ch bestär till största delen av metan. NDx-utsläppet är detsamma sm vid bensindrift eller lägre. Frmaldehydutsläppet uppges vara ca fyra gänger större än vid bensindrift. Den mutagena effekten av partikelfasen fran en LPG-driven hil är läg, jämförbar med den frän en bensinbil med katalytisk avgasrening.
20 Vid ersättning av diesellja med naturgas i tunga frdn är den största vinsten en kraftig reduktin av st, partiklar ch PAH. Däremt trde CO öka eftersm dieselmtrer nrmalt ger taga CDutsläpp. Klväten ch främst NDx kan förväntas minska. l<lväteutsläppet blir mindre farligt än vid dieseldrift. En ökning av frmaldehyd kan förväntas, åtföljd av en eliminering av högre aldehyder. Utsläpp av svavelföreningar minskar kraftigt. (Ref. Naturgas, hälsa ch miljö.) 5.3 Reningsteknik Dä bensindrivna frdn förses med katalysatr ch annan mdern serietillverkad avgasrening uppnäs en hög reningsgrad av avgaserna. Samma utrustning kan användas för att slutgiltigt rena avgasutsläppen frän en naturgasdriven mtr. Avgasvärdena blir da ännu nagt bättn. Str del av miljöfrskningen kring gasfrmiga drivmedel inriktas pa att na dagens högsta avgaskrav utan katalysatrtillsats. Labratriejusterade mtrer har kunnat uppvisa sadana värden. Opel har vid en TNO-test 1983 ch Tyta har vid egna tester!985-1986 kunnat pavisa mycket gda resultat av ptimering med minskade NOx-värden. Frskning kring tillsatser sm binder kvävexiderna vid andra ämnen redan i förbränningen pag!.'lr. Dieselfrdnsutsläppen har i utgangsläget mänga bra värden sm t ex HC- ch CD-värden. Kvävexider, svavel ch stpartiklar är de ämnen dieselteknikerna försöker minska. Svavel- ch stpartiklarna är destruktiva för en katalysatr ch gar inte att i tillräcklig utsträckning rena med nuvarande teknik. Frskning ch utveckling är därför inriktade pa att hitta en reningsmdell avsedd att klara alla tre ämnena i samma prcess. Med en naturgasdriven dieselmtr bör man slippa all denna utrustning, vilket skulle kunna betala den merkstnad sm knverteringen till naturgas ger. (Ref. Naturgas, hälsa ch miljö.) 5.4 säkerhetsaspekter De flesta prdukter kan hanteras pa ett säkert sätt även m de har egenskaper sm gör dem ptentiellt farliga. Förutsättningen är dck en tillförlitlig teknisk utfrmning ch att framtagna hanteringsregler följs. NGV förvaras under högt tryck, vilket är förenat med speciella hallfasthetsprblem vid dimensinering av ledningar ch tankar. Gemensamt för de vid nrmalt tryck ch nrmal temperatur gasfrmiga bränslena är risken för bränsleläckage sm kan vara svara att upptäcka ch svarbemästrade. Utfrmningen av distributinsanläggningar är sadan att persnal ch knsumenter aldrig kmmer i kntakt med gasen.
21,............... :"";*i ~. -.: i........ Hamiltn City Crp... KEY 9 Franchise Area Linked Fran~hise Area e Gas Field Ellisting Main Transmissin Prpsed Extensin O Areas utside the franchise area served by the Natural Gas Crpratin....,. \ East Cast Gas almerstn Nrth C.C. Nya Zeelands pipelinenät 1985 Italienska nätet av naturgastankstatiner. Huvuddelen av rterna är förbundna via pipelinenät. Kanadas pipelinenät 1985 Existing Prpsed
22 Princip för tankning; snabbfyllningsanläggning van t.h. Snabbfyllningsanläggning med utbytbar mellanlagringscntainer Slw-fill nattetid av frdnspark Mbil snabbtankningsanläggning Naturgasdriven buss under "slw-fill" tankning
23.kmp~itarmerade aluminiunf:ankar bilfärja Fud Selecl' Cunlml and (;aug" C\'G Stu..age Cvlimlcrs Prcs>UJ'C Rq,'Uiatnr thsernblv i persnbil.
24 B PROGRAMFÖRSLAG FÖR VATTENFALL FU0-87 Ett av huvudsyftena med FUO.prgrammet -86 för naturgasdrivna frdn är att ta fram ett prgramförslag för Vattenfalls FUDsatsningar inför 1987 ch även längre fram. Det har visat sig möjligt att hitta mer än en inriktning ch mfattning till framtida satsningar inm detta mräde. Pa följande sidr redvisas därför tre alternativa prgramförslag för FUD gasdrivna frdn 1987. Prgramförslagen är alternativa handlingsvägar inför FUD-87, men inför kmmande är kan alla tre prgrammen eller delar ur dessa vara aktuella, m intresse finns för att göra sädana satsningar. De tre huvudalternativen är: l. Internatinell bevakning ch utvärdering av teknik, eknmi ch miljö 2. Demnstratinsprjekt 3. Frskningsalternativ Prgramalternativ l befrämjar kunskaps- ch erfarenhetsuppbyggnaden. Alternativ 2 är byggt pa uppförandet av en tankstatin ch alternativ 3 pa extern frskning i Sverige. Vid läggning av denna skrift bearbetas 1987 ars FUD-budget ch dess inriktning. Arbetet har dck kmmit sa tangt att man kan förutse vilken inriktning sm kmmer att väljas för naturgasdrivna frdn inför FUD-87. Detta redvisas i avsnitt 84 11 Vald prgraminriktning för FUD-87 11
25 l. INTERNATIONELL BEVAKNING OCH UTVÄRDERING MED AVSEENOE PA TEI<NIK, EJ<ONOMI OCH MILJÖ AV FORDONSDRIFT MED NATURGAS Avsikten med följande prgramförslag är att utföra en ur alla synvinklar övergripande studie av andra länders erfarenheter med NGV (CNG). Studien skall ge exempel pa lönsamma sätt att använda naturgas sm frdnsbränsle, samt innehälla de kunskaper sm behövs för att ta fram ett mtsvarande underlag för svenska förhållanden, så att bästa tänkbara eknmi~, teknik- ch miljöfördelar kan uppnäs vid en eventuell svensk NGV-intrduktin. Utöver detta syfte kmmer studien att visa inm vilka mråden det pägär frskning ch utveckling samt pa vilket sätt Sverige skulle kunna bidraga. Budgetförslag 470 000 kr För ett detaljerat budgetförslag hänvisas till bilaga l. Resultaten av arbetet trde kunna ge ett sa klart underlag att man inför 1988 ars FUD-prgram har ett dkumenterat underlag för NGVinitiativ för demnstratin eller kmmersiella applikatiner. Tidsstudie Jan Feb Mar Apr Maj Juni Juli Aug Sept Okt Nv Dec Förberedelsen studien Efterbearbetning Rapprtering ch infrmatin En utförlig rapprt kmmer att lämnas efter genmförande av studieresan vid slutet av 1987. Denna kan delges alla svenska intressenter inm mrådet.
26 z. DEMONSTRATIONSPROJEI<T MED NATURGASDRIVNA FORDON OCH INTERNATIONELL TEKNIKBEVAKNING Avsikten med prgramförslaget är att i alla delar, dvs ur eknmisk, teknisk ch miljömässig synvinkel, kunna demnstrera hur naturgasen pä ett kmmersiellt sätt kan användas i Sverige. Avsikten är att vid intrduktinen av naturgas i Västsverige kunna förevisa en kvalificerad tankstatin samt prfessinellt knverterade frdn. Anskaffningen av materialligger i huvudsak under 1987. 1988 tas i anspräk för slutgiltiga frdnsinjusteringar ch anpassningar av tankutrustning. Genmförandet av detta förslagsalternativ kmmer att samla en säden kunskapsbas ch erfarenhetsmassa att en eventuell intrduktin av NGV i Sverige kan göras med utgangspunkt fran detta alternativs inhämtade kunskaper. Budget förslag l 495 000 kr För ett detaljerat budgetförslag hänvisas till bilaga l. Tidsstudie Kunskapsunderlag Upphandling av utrustning Mntage Igångsättning Frdnsanskaffning Knvertering, justering Myndigheter Myndigheter, kntrller Rapprtsammanställning Redvisning Jan Feb Mar Apr Maj Juni Juli Aug Sept Okt Nv Dec -------------------------------- ---------- Erfarenheten frän länder sm idag har stra kmmersiella naturgasdrivna frdnsflttr, är att det första ch nödvändiga steget mt intrduktin av naturgas sm frdnsbränsle, är ett demnstratinsprjekt. Knventinell ch beprövad CNG-teknik för frdn kmmer att utnyttjas. Tyngdpunkten skall helt ligga pä demnstratin ch utvärdering av denna teknik i Sverige.
27 J. FORSKNING OCH UTVECKLINGSPROGRAM INOM SVERIGE FÖR NGV-TEKNIK Flera mråden inm knverteringstekniken står i behv att utvecklas där en frskar- eller utvecklingsinsats skulle hjälpa en framtida intrduktin av NGV. Inm följande mräden kan frskning ch utveckling bedrivas: Lagring av naturgas (tankteknik); Optimering av knverteringsutrustning; Detta med utgångspunkt frän att flertalet frdn även i ett väl utbyggt CNG-nät kmmer att knverteras sm eftermarknadsätgärd, dvs efter serietillverkning Förbränning frän avgasreningssynpunkt ch förbrukarsynpunkt. Tankteknik Att kartlägga ch sammanställa de nrdiska ländernas ni va på frskning m tankteknik för naturgas samt frskningen i de länder där naturgas för frdnsdrift används. Speciellt bör ASEA-plast tankförslag värderas med avseende pa dess kmmersiella ch tekniska utrymme pa NGV-marknaden. Budgetförslag 1987 370 000 kr Om man finner frsknings- eller utvecklingsprjekt värda att satsa pä kan man deltaga med finansiering ch/eller arbetsinsatser. Knverteringsteknik Inledningsvis skulle en insats tillsammans med annan "tung" uppdragsgivare behöva göras för att förrna frdns- ch utvecklingstillverkarna att ställa sig psitiva till denna ätgärd. Huvuddelen av detta arbete trde besta i att pä ett marknadsmässigt sätt sammanföra ett antal mtrtillverkare med tillverkare av knverteringsutrustning. Mälsättningen är sedan att kunna starta ett utvecklingsprjekt av knverteringsutrustning sm delfinansieras av Vattenfall. Andra tänkbara finansiärer är mtrtillverkarna, knverteringsutrustningstillverkare, STU etc. Budgetförslag 1987 325 000 kr
28 Förbränning frän avgas- ch förbrukningssynpunkt Avsikten är att sammanföra infrmatin m möjligheten att utan katalysatr nä de avgaskrav sm kmmer att gälla i Sverige fr m 1989. (Dessa krav kmmer att vara de krav sm kmmer att tillämpas i andra västländer). Dessutm kartlägga utvecklingsptentialen för att minska förbrukningen ch reducera effektminskningen vid naturgasdrift. Malsättningen är sedan att satsa pa ett utvecklings- eller frskningsprjekt inm mradet där Vattenfall kan ga in sm delfinansiär tillsammans med andra finansiärer, tekniska högsklr eller STU.) Budgetförslag 1987 340 000 kr För ett detaljerat budgetförslag hänvisas till bilaga l. Summering Av dessa frskningsalternativ trde avgasreningstekniken vara den svarasta men cksa den mest lönsamma m väsentliga framsteg görs. För svenska förhallanden bör man överväga att satsa frskaranslag för utveckling av inhemska prdukter. I detta fall har ASEA-plast i Pitea en prdukt under utveckling sm kan ge stra exprtinkmster. Man har sedan en tid arbetat med en högtryckstank i kmpsitmaterial vilken skulle kunna användas saväl sm tank i frdn sm mellanlagringstank. Prdukten har mycket hög hållfasthet, lag vikt ch kmmer att kunna säljas till samma pris sm en stattank. säkerhetsmässigt är tanken knstruerad sa att sprickbildningar skapar sma läckage ch långsamma fiberdelningar i stället för mmentan (explsinsartad) delning ch antändning.