Utilização de gás natural comprimido em veículos pesados de passageiros

Abstract

As preocupações ambientais nunca estiveram tão presentes como nos dias de hoje. As alterações climáticas e a crescente degradação ambiental são temas do quotidiano em todo o Mundo. Atualmente a Humanidade encontra-se perante decisões que poderão evitar, ou não, grandes catástrofes ambientais e humanitárias ou até mesmo a sua extinção a longo prazo. Neste contexto, perante a dupla necessidade de crescimento económico e compatibilização ambiental, surge a necessidade de novas soluções combustíveis com vista à locomoção e mobilidade. O incentivo aos transportes públicos, complementado com formas de combustíveis mais limpas é claramente um dos principais vetores das cidades de hoje. No entanto, tendo em conta as contingências económicas atuais, a evolução de sistemas existentes será uma das soluções a ter em conta. Os sistemas dual-fuel são disso exemplo: permitem conjugar a tecnologia Diesel existente e a utilização de gás natural. Disto estão cientes as instituições europeias assim como as agências norte americanas do ambiente. Recentemente, relatórios de diferentes proveniências dão nota de elevadíssimos níveis de poluentes nas cidades, nomeadamente nos valores de óxidos de azoto (NOx) e de partículas inaláveis PM10 e PM2,5. Estas partículas são constituídas por poeiras, sujidade, fuligem, fumos ou gotículas de líquido, inferiores a 10 micrómetros de diâmetro, que uma vez inaladas se acumulam no sistema respiratório. As partículas com menos de 2,5 micrómetros de diâmetro (PM2,5) são referidas como partículas "finas" e acredita-se que representam riscos elevados para a saúde. O seu pequeno tamanho (aproximadamente 1/30 da largura média de um fio de cabelo humano), origina o alojamento profundo no pulmão humano. A isto não é estranha a “dieselização” da Europa. Durante várias décadas este tipo de combustível foi incentivado através de políticas fiscais implementadas pelos estados membro. Desta forma o trabalho que se segue parte de uma abordagem a casos concretos ambientais para de seguida fazer a análise das normativas europeias de controlo ambiental de motores de combustão interna, sua evolução, com principal incidência na norma EURO 6 para veículos pesados. Prossegue para uma análise comparativa do que se passa dos dois lados do oceano demonstrando que, mesmo economicamente, a utilização de gás natural comprimido (GNC) e gás natural liquefeito (LNG) é uma mais-valia. Por fim, na perspetiva técnica do abastecimento, é analisado o sistema de compressão da estação situada em Braga e utilizada pelos Transportes Urbanos de Braga. Os resultados mostram que uma bomba GNC representa um investimento significativo, com custos de manutenção elevados e um custo energético no abastecimento superior a 10% do custo final do combustível e equivalente a 2,3% da sua energia.

Environmental concerns have never been as present as today. Climate change and increasing environmental degradation are everyday issues throughout the world. Mankind is facing decisions that may avoid, or not, major environmental and humanitarian disasters, even its long-term extinction. New fuel solutions are needed for the transport sector to ensure both economic growth and environmental sustainability. The improvement of public transportation, complemented with new forms of cleaner fuels is one of the main pathways for the quality of life in our cities. However, due to ongoing economic issues, the upgrading of existing systems is one of the solutions available. Using dual-fuel systems is one of the good ways to do that, combining existing diesel technology with the use of natural gas. The European institutions, as well as the North American environmental agencies, are aware of that. Recent reports from different sources are giving notice of very high levels of pollutants in the cities, particularly in the amounts of nitrogen oxides (NOx) and particulate matter PM10 and PM2.5. These particles are made of dust, dirt, soot, smoke or liquid droplets with less than 10 microns in diameter. Particles with less than 2.5 micrometres (PM2.5) are believed to pose the greatest health risks. Because of their small size (approximately 1/30th of a human hair), they can lodge deeply into the lungs. To all of this has contributed, for several decades, the encouragement of the European Union to the use of Diesel cars, through tax policies and incentives. This work begins with an approach to some environmental real case-studies followed by an analysis to the European Standards for the environmental control of internal combustion engines, its evolution, with the main focus on the EURO 6 Standard for heavy vehicles. Then, a comparative analysis is made of what is happening on both sides of the Atlantic, showing that there are both economic and ecological advantages in the use of compressed natural gas (CNG) and liquefied natural gas (LNG) vehicles. Finally, the technical perspective in the use and supply of CNG is examined. In particular, the compression system of a CNG pump station located in Braga and used by local transport services is analysed. The results indicate that a CNG pump represents a significant investment, with high maintenance costs and an energy compression cost of 10% of the final fuel cost and equivalent to 2.3% of its energy.