卡车用压缩天然气,今明两天

本文介绍了目前公路车辆所面临的CNG挑战,以及致力于使CNG成为可行且经济的能源解决方案的解决方案提供商。

McNeilus是CNG垃圾车市场的领导者,拥有几种不同的平台和使用CNG燃料的车辆。
McNeilus是CNG垃圾车市场的领导者,拥有几种不同的平台和使用CNG燃料的车辆。

卡车运输业务一直以可靠、寿命长和利润小为特点。车队经理跟踪最小的细节,寻找任何降低成本的机会。对于那些长途驾驶的人来说,燃料成本是一个主要问题,每次政治或天气事件似乎都会提高价格。不幸的是,最终客户并不认为这是一个为产品运输支付更多费用的好理由,所以卡车司机需要弥补差额。目前的新燃料是天然气,随着水力压裂技术的发展,天然气在美国储量丰富。它比汽油或柴油燃烧起来更清洁,而且经济性也令人印象深刻。

CNG的成本以汽油加仑当量(GGE)或柴油加仑当量(DGE)列出。数学很简单。燃料成本的增量乘以每年使用的加仑数就是节省的费用。前期成本需要覆盖到专用或双燃料或双燃料系统的转换,如果没有方便的站点,如Kwik Trip或清洁能源,还有压缩站的额外成本。

天然气的容量效率不如柴油,因此它在高压下被压缩,以在容器中储存更多的气体。在欧洲,操作压力为3000psi,而在美国,压缩天然气的操作压力为3600psi。自然界用于高压储存的形状是球形,但对于运输工具来说并不实用,所以第二接近的形状是圆柱体。气缸有多种尺寸和多种材料,分为以下几类:

  • 类型1 -金属,钢或铝
  • 2型-金属带纤维箍包裹
  • 3型-金属衬垫,完全纤维包裹
  • 4型-塑料衬垫与完全复合包裹

油耗越低,使用压缩天然气的回报就越高。1型是迄今为止全球产量最多、成本最低的。4型钢瓶最轻,成本最高。1型气瓶用于许多应用,其中成本是最高优先级和/或重量不是主要因素。通常用来增加压载物重量的叉车,在使用CNG动力时,将使用更重的1型油箱。

在像印度这样的国家,坦克主要是金属的,这主要是出于成本考虑,但人们担心4型坦克的安全性。根据塔塔汽车公司的Prashant Banerjee的说法,4型汽车在印度是被禁止的。

在重型卡车中,大多数坦克都是4型,安装在驾驶室后部,直接位于车架轨道上方,但隐藏在驾驶室后面,以防止气动效率低下。

与任何替代燃料一样,人们对行驶里程存在一定程度的焦虑,而在CNG中,这促使卡车车主要求尽可能多的汽油。工程师们正在努力改进包装,以最大限度地提高CNG的体积;Agility Fuel Systems公司的主要系统可承载高达275 DGE的容量,将驾驶室后部的存储空间与侧座油箱结合在一起。敏捷燃料系统在保持空气动力学、美学、耐用性和轻量化设计的同时实现了这一目标。

在考虑替代燃料或替代动力系统时,最重要的因素是占空比,而对于天然气等燃料,了解燃料基础设施至关重要。附近是否有公共加油站,还是卡车公司必须安装自己的加油站?

在驱动循环或占空比方面,垃圾车由于启停占空比效率低而特别具有吸引力。这些卡车每天都在行驶,当它们不运垃圾的时候,小型业主/运营单位就在运建筑工地的垃圾。垃圾车是CNG的主要受益者,因为它们重量大,使用频率高,油耗高。它们代表了CNG最大的单一增长领域,50 - 60%的新垃圾车都是专用CNG燃料发动机。大部分天然气要么储存在驾驶室后面,要么储存在车顶安装的气瓶上。在某些情况下,客户需要更多的天然气容量,但没有空间再装一个钢瓶。这种情况促使了更多的天然气储存容器设计,可以比钢瓶更有效地包装CNG。

美国能源部高级研究计划局(ARPA-e)认识到,阻碍CNG大规模接受的两个主要障碍是燃料的获取和燃料的不方便存储。为了解决可及性挑战,家庭燃料已经开发出来,以利用6000万家庭已经使用天然气的事实。

ARPA-e正在资助团队开发非圆柱形容器来存储高压CNG,以解决燃料存储问题。成功与否有多种衡量标准,包括形状、成本(低于4型复合材料)、能量密度和重量。领导团队为REL Inc. (公司信息, 10797192),是一家技术开发公司,正在开发一种创新的铸铝罐。REL正试图复制海胆的自然结构表面,这在数学上被表示为施瓦茨p面。这是一种体积和结构高效的形状,这使得它成为高压气体存储的一个很好的候选者。截面为p面内部结构的铸型槽。

这项技术颠覆了CNG存储的常规。油箱的形状可以很像现在的油箱,但仍然能够存储相当数量的CNG。将这些储气罐整合在一个大卡车上的矩形盒子里,将比现在使用的气瓶多储存20 - 35%的CNG。非圆柱形设计也使它更容易将油箱放置在卡车的更多区域,如框架轨道之间。所有这些都会导致卡车上更多的燃料。卡车司机需要更多的压缩天然气,以确保他们能到达目的地(由于目前缺乏加油地点),因此他们在加油站花的时间更少。

在不影响正常运营的储存地点储存更多的CNG,将提高消费者的信心,促进美国天然气的增长。卡车司机将能够降低他们的燃料成本。空气质量将得到改善,美国将减少对外国石油的依赖。我们都是赢家。

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