Usporedba Volvo FH LNG i FH dizel
Vozili smo: Volvo jedini uz Iveco i Scaniju radi na razvoju kamiona pogonjenih ukapljenim prirodnim plinom (LNG) no to radi na sebi svojstven način. Kako u praksi funkcionira LNG tegljač pored klasičnog dizelskog saznali smo izravnom usporedbom dva FH tegljača snage 460 KS
11 FOTOGRAFIJA
Potvrda u praksi
U Europi se čak 80 posto prijevoza različitih roba obavi kamionskim prijevozom pa je stoga lako razumjeti zašto su emisije ispušnih plinova kod tegljača pod strogim okom komisija Europske unije. Kamionima, odnosno njihovim proizvođačima u budućnosti će biti još i teže što dokazuju rigorozna pravila EU po kojima će se do 2025. godine emisije CO2 morati smanjiti za 15 posto, a do 2030. za dvostruko više. Korištenjem isključivo dizelskog goriva za pogon to će biti nemoguća misija. Svega toga itekako su svjesni unutar Volvo Trucksa pa su i prije spomenutih ograničenja počeli raditi na problemu smanjenja štetnih emisija CO2. Pozitivna posljedica toga je činjenica da Skandinavci već neko vrijeme imaju spremnu alternativu u vidu pogona na prirodni plin. Njihov 13-litreni motor G13 C odgovor je na moderne ekološke zahtjeve gdje bi trebao zamijeniti standardnu dizelsku izvedbu D13 kao pravo rješenje u dugolinijskom prometu. Njegove se prednosti ponajprije ocrtavaju u činjenici da veliku većinu komponenti dijeli s dizelskim bratom zbog čega su popravci i održavanje jednostavniji, odnosno činjenica da se nalazi već neko vrijeme u ponudi te je njegova pouzdanost jednako tako dokazana. Kako se električni pogon danas koristi za laka dostavna vozila, odnosno kod kamiona tek djelomično u poslovima urbane distribucije, dugolinijski transport jednostavno nije izvediv u električno-baterijskoj kombinaciji. 40-tonske kombinacije zahtijevaju pogonsko gorivo koje omogućuje doseg od barem tisuću kilometara u komadu, s time da motori njihovi tegljača istovremeno moraju producirati snagu veću od 400 KS uz okretni moment viši od 2000 Nm.
Povrat uloženog u dvije i pol godine
Prirodni je plin fosilno gorivo koje se izvlači direktno iz tla, no pri izgaranju emitira 20 posto manje CO2 od dizela. Kako bi to provjerili u praksi suočili smo dva gotovo identična FH tegljača, jedan s pogonom na klasični dizel snage 460 KS, drugi s pogonom na ukapljeni prirodni plin (LNG – liquid natural gas). Ideja je bila da na testnoj dionici u brojkama jasno iskažemo sve prednosti ili eventualne mane LPG pogona. Prema istraživanjima Šveđana, investicija u LNG kamion će se vratiti unutar samo dvije i pol godine. Naravno, jedno su brojke na papiru, a drugo su realni pokazatelji na cesti. Stoga su se u okolici Praga, bok uz bok, našli FH 460 dizel i FH 460 LNG, a testna je ruta pokrivala dionicu od 177 kilometara. Uz dani promet, otprilike malo više od tri sata vožnje, dakle dovoljno za inicijalne zaključke. Oba su tegljača pri tom vukli pune prikolice što je podrazumijevalo da izmjerena masa obje kompozicije iznosi identičnih 40 tona. Stil vožnje bilo je voziti što ekonomičnije, a kako su oba kamiona kretala u kratkom vremenskom razmaku, uvjeti vožnje, od vremena do gužve na cesti, su praktički bili identični.
Već nakon prve izmjene kamiona na testnoj relaciji lako smo se mogli uvjeriti koliko su razlike po pitanju voznih osobina i ponašanja u vožnji praktički minorne. Čak i prilikom kočenja motornom kočnicom, oba modela u sklopu VEB+ motorne kočnice nude identičnih 460 KS. Činjenica da velikih razlika, barem na prvu, između dva FH nije bilo ide i na račun spomenute činjenice da LNG izvedba radi po dizelskom principu te koristi većinu zajedničkih dijelova. Osnovna je razlika u injektorima koji imaju dvostruko djelovanje, odnosno kroz sredinu ubrizgavaju malu količinu dizela u cilindre za zapaljenje smjese plina i zraka dok se kroz vanjske otvore ubrizgava plin. Konkurencija pak koristi Otto princip kao kod klasičnih benzinaca. To posljedično dovodi do još jedne spoznaje koja donosi prednost Volvu, a ogleda se u činjenici da plinski Otto motori na račun stehiometrijskog izgaranja ne mogu imati opciju motorne kočnice.
Za vrijeme pauze, dok upisujemo rezultate prije povratka nazad prema Pragu, mjerimo buku u mirovanju gdje je LNG sa 67 dB(A) nešto tiši od dizela 69 dB(A). Dodatni bonus, za sve one prilike gdje je niska buka prioritet. Inače, samu je potrošnju LNG kamiona gotovo nemoguće precizno odrediti na račun točne količine utočenog goriva, kompenzacije u odnosu na temperaturu dizela, tlaka punjenja i ostatka plinova u spremniku. Stoga se pouzdajemo u putna računala koja svejedno daju relativno preciznu sliku.
Potrošnja u kilama
Dakle, potrošnja. Volvo FH pogonjen LNG-om na ruti je prosječno trošio 25,38 kg (potrošnja LNG mjeri se u kilogramima jer se plin iz tekućeg stanja pretvara u plinovito i takav ulazi u cilindre) plina na stotinu km te je na kraju ukupno potrošio 44,67 kg. Dodatno, potrošnja dizela u LNG-tegljaču (vidi okvir) iznosila je u prosjeku 2,51 l/100 km, odnosno sveukupno je tijekom testa potrošeno 3,62 litre dizela. Na kraju, tijekom testa Volvo FH LNG je potrošio i tri litre Adblue tekućine.
Kod dizelskog FH, izmjerena je prosječna potrošnja od 35,33 l/100 km dok je na cijeloj dionici potrošeno gotovo 62 litre goriva. Istovremeno dizelski je tegljač trebao i pet litara Adblue-a. Ako znamo da kilogram LNG-a ima nešto veću energetsku vrijednost od litre dizela, odnosno da bi ih izjednačili moramo kilogram plina pomnožiti između 1,35 i 1,40 da bi dobili protuvrijednost u dizelu, vidjet ćemo da je potrošnja oba tegljača na usporedivoj razini. Financijski će izračun tako pokazati kako za isti put LNG kamionu treba goriva u protuvrijednosti od 44,67 eura, dok ćemo za dizelsko gorivo potrošiti 88,66 eura. Dakle, dvostruko manje novca otići će na plinsku alternativu. Na dnevnoj bazi jednostavnom računicom, uz pretpostavku da prosječni vozač kamiona na dugim rutama prevali oko 600 km, ušteda je ugrubo oko 150 eura. Na temelju toga lako je izračunati mjesečne ili godišnje uštede.
Gdje su razlike?
Testni je kamion stigao sa spremnikom od 205 kg. I tu je već primjetna prva razlika. FH s dizelskim motorom gorivo mjeri u litrama kod LNG-a to se čini u kilogramima. Kada je prirodni plin smrznut njegov je volumen znatno manji nego u plinovitom stanju. Sve u svemu 200 kg LNG-a odgovara energetskom ekvivalentu između 260 i 270 litara dizela. A to je otprilike ekvivalent dosegu od 900 kilometara. Kako je energetska učinkovitost gotovo istovjetna s dizelskim motorima tako je i učinkovitost bolja između 15 i 20 posto u odnosu na plinske motore koji rade po Otto principu. „Problem“ LNG tegljača leži u činjenici da mora imati ekstra spremnik dizela, Adblue-a te SCR-sustav za pročišćavanje što donosi značajnija ograničenja u veličini spremnika. Međutim, najveći problem ostaje infrastruktura koja je trenutno nepostojeća u Hrvatskoj, ali još značajnije, jednako tako manjkava primjerice u Njemačkoj. Privremeno rješenje tako mogu ponuditi jedino mobilne stanice za punjenje, barem do 2020. kada bi trebala zaživjeti prva punionica u Rijeci.
Koje su još razlike u odnosu na dizel? Zvučna kulisa motora? U principu da, ali kako su oba testna primjerka stigla s dobro izoliranim kabinama, teško je to uopće u vožnji percipirati. Kod apsolutnih brojki po pitanju snage i momenta, vrijednosti su identične – 460 KS i 2300 Nm. No, dijagram snage i momenta je ponešto drugačiji. Plinski FH treba nešto više okretaja kako bi držao korak s dizelskim blizancem. Sve je to ukalkulirano i softver mjenjača I-Shift koji zbog toga ima nešto više točke izmjena stupnjeva. Okretaji stoga ne padaju ispod 1000 okretaja kod LNG-a. Kod dizela je kazaljka ponekad na 950 okretaja, ponekad na samo 900 o/min. Upravo u tom donjem području između 900 i 1000 okretaja su vidljive najveće razlike. Naime pri 900 okretaja dizel dosiže snagu od 300 KS dok je LNG motor tada spreman razviti oko 50 KS manje (250 KS). No, već pri 1100 okretaja stvari se po pitanju snage izjednačavaju.
Neke su stvari ipak vidljivije na papiru nego što se primijete u praksi. Dizel tako pri 1400 okretaja dostiže punih 460 KS dok plinaš traži 300 okretaja više. Unutar tog područja razlika iznosi 10 KS no kako smo rekli u praksi je to gotovo neprimjetno.
Konačni sud nije lako izreći. S jedne strane tu je nedovoljna infrastruktura, premale ili nikakve subvencije za LNG i potpuna nepoznanica kada govorimo o ostatku vrijednosti. S druge, Volvo zorno demonstrira kako je tehnologija za redukciju CO2 tu i kako lakoćom možemo koristiti sve pozitivne strane dizel tehnologije u primjeni LNG-a. Ukoliko se situacija s infrastrukturom drastično promjeni u bliskoj budućnosti, Volvo FH LNG bit će sve češća slika na prometnicama. Ono što vas možda i najviše interesira jest cijena takvog kamiona s istom konfiguracijom u odnosu na dizelski kamion. To vas moramo razočarati i ostati nijemi jer tu informaciju uzgred nekoliko minuta nagovaranja Šveđani nam u glavnom gradu Češke nisu htjeli dati.
Uz pomoć dizela
Kako je dizelski motor između 15 do 25 posto učinkovitiji od Otto motora Volvo koristi dizelski princip sa samozapaljenjem kroz visoku kompresiju. Dizel pri tom ima ulogu virtualne svjećice kako bi se zapalila plinska smjesa. Zato je potreban dodatni spremnik dizela, uključujući i Adblue spremnik, i posljedični sustav za naknadnu obradu ispušnih plinova (SCR). Jasno je da stoga dizelski ili konkurentski tegljači čiji „plinaši“ rade po Otto principu mogu ponuditi znatno veće spremnike i posljedično znatno veći doseg s jednim punjenjem. Štoviše, više od 25 tisuća eura od ukupnih 45 tisuća, koliko je LNG verzija skuplja, otpada na takve „high-end“ spremnike s integriranom pumpom i posebnim hidrauličnim sustavom. Prilična suma, no sada se opet moramo vratiti na početak. Volvov motor koji djeluje poput dizelskog na principu samozapaljenja nudi znatno veću učinkovitost nego Otto-plinaši koji koriste svjećicu kao u slučaju Iveca ili Scanije.
Nije bomba na kotačima
Sigurnosni aspekti kod Volva nikad nisu bili upitni pa je tako i u slučaju skladištenja goriva u spremnik pod pritiskom koji funkcionira poput svojevrsne termosice s dvostrukom stijenkom (22 mm). Najveći dostupni spremnik skladišti 205 kg prirodnog plina (preračunato 495 litre) čime Volvu FH omogućuje doseg od okvirno 1000 kilometara. Pretvorba iz plinovitog u tekuće stanje odvija se na temperaturi od -162 stupnjeva Celzijusa, no kod viših temperatura potreban je viši tlak. Volvo je osmislio strategiju gdje se pod tlakom od tri bara i temperaturi od -145 stupnjeva LNG skladišti. Niže temperature i niži pritisak omogućuju više LNG-a u spremniku, a time i veći doseg. Sami su spremnici testirani na visoke temperature i potencijalne sudare pa rizik od eksplozije gotovo i ne postoji.
Što je s ispuštanjem metana u atmosferu? I na taj su problem inženjeri iz Švedske mislili pa direktan sustav ubrizgavanja nikad ne dopušta preveliku količinu smjese, minimizirajući problem otpuštanja metana. S druge strane, tu je i modificiran rad ventila kao drugi čimbenik koji sprječava odlazak metana u ispušni sustav. Na kraju Volvo ima integrirani modul koji u slučaju detekcije previsokog tlaka, dio LNG-a u plinovitom stanju vraća u spremnik, gdje će se ponovo stopiti s ostatkom LNG-a. Na kraju ne smijemo ne spomenuti nekoliko činjenica. Stupanj zapaljivosti LNG-a je na višim temperaturama od dizela, općenito je manje zapaljiv, ispušta manje gorivih plinova, nema jak miris te nije ljepljiv.
