سوخت CNG گزینه جدی جایگزینی بنزین - یونش

سوخت گاز طبیعی (CNG) به عنوان یکی از مهمترین گزینه های جایگزین بنزین و گازوئیل برای بخش حمل و نقل مطرح شده است . مزیتهای گاز طبیعی در زمینه‌های مختلف مانند آلودگی کمتر، منابع فراوان، قیمت مناسب و ایمنی بیشتر در مقایسه با بنزین و گازوئیل باعث شده است تا این سوخت مورد توجه دولتمردان قرار گیرد. این سوخت مشکلاتی مانند راندمان پایین وسایل نقلیه و کمبود جایگاههای گاز طبیعی کافی در مقایسه با جایگاههای فرآوردههای نفتی دارد.

امروزه یکی از مشکلات کشورها در مصرف سوختهایی که از نفت بدست میآید وجود محدودیتهایی از جمله آلودگی و تجدید ناپذیر است. بنابراین دولت ها و سازمان محیط زیست و سایر آژانس های ذیربط در سراسر جهان به دنبال گزینه مناسبی برای جایگزینی این سوختها هستند تا به صورت گسترده در بخش حمل و نقل استفاده شود. در ایران علاوه بر مشکلات آلودگی و کمبود منابع، مشکلات دیگری نیز وجود دارد. مهمترین مشکل یارانهای است که دولت بر سوختهایی همچون بنزین متحمل میشود.

گاز طبیعی؛ تجدید پذیر یا تجدید ناپذیر

در سطح جهانی، کارشناسان سوختهای جایگزین برای بنزین و گازوئیل را در دو دسته جای می‌دهند:

گروه اول: سوختهای جایگزین با آلودگی کمتر اما تجدید ناپذیر (مانند گاز طبیعی)

گروه دوم: سوختهای جایگزین با آلودگی بسیار کم و تجدید پذیر (مانند هیدروژن، خورشیدی و پیل سوختی)

موضوعی که به صورت کامل مشهود است، عملکرد موفقتر گروه اول در مقایسه با گروه دوم در بازار رقابت سوختهای جایگزین است. گاز طبیعی از مهمترین سوختهای گروه اول است که بیشترین سهم را در بین سوختهای جایگزین بنزین و گازوئیل دارد. برخی از مهم ترین دلایل انتخاب گاز طبیعی به عنوان جایگزین برای سوختی نفتی به شرح زیر است:

گاز طبیعی منابع بیشتری نسبت به نفت دارد، بنابراین ظرفیت آن برای تامین سوخت مورد نیاز برای بخش حمل و نقل نسبت به نفت بیشتر است.
هزینه فرآوری گاز طبیعی به نسبت بنزین بسیار کمتر است.
در مقایسه با سوختهای نفتی آلودگی کمتری تولید می‌کند.
از قیمت مناسبتری نسبت به سایر سوختهای جایگزین سوختهای نفتی برخوردار است.

CNG ، سوخت جایگزین مناسب

مصرف انرژی در بخش حمل و نقل شامل انتقال کالاها و مردم از طریق جاده‌ها، راه آهن، مسیرهای هوایی و خط لوله می‌شود. وسایل حمل و نقل جادهای شامل وسایل نقلیه سبک مانند اتومبیل، کامیونهای سبک و موتور سیکلت و وسایل نقلیه سنگین مانند اتوبوسها و کامیونهای بزرگ است.

رشد فعالیتهای اقتصادی و افزایش جمعیت از جمله عوامل اصلی تعیین کننده میزان تقاضای انرژی در بخش حمل و نقل است. پیش بینی می‌شود هر ساله تقاضا برای نفت و سایر سوختهای مایع در بخش حمل و نقل افزایش یابد.

در اقتصادهای در حال توسعه، افزایش شهرنشینی و درآمد شخصی باعث شده تا سفرهای هوایی و استفاده از وسایل نقلیه موتوری افزایش یابد. علاوه بر این به دلیل رشد حمل و نقل کالا و افزایش تجارت بین کشورهای مختلف، انتظار می‌رود تقاضای سوخت بخش حمل و نقل جادهای برای کامیونها و حمل و نقل بین المللی از طریق مسیرهای هوایی یا دریایی به سرعت افزایش یابد.

با توجه به افزایش قیمت سوخت در سالهای اخیر، سوختهای جایگزین بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. برای مثال در سالهای اخیر، ایالات متحده آمریکا قانون افزایش اتانول در سوختهای مایع را تصویب کرده و بودجه تحقیقاتی برای سوختهای زیستی را افزایش داده است. در کشورهای اروپایی نیز فشار زیادی بر افزایش استفاده از سوختهای جایگزین در بخش حمل و نقل از جمله گاز طبیعی وجود دارد. با این حال هنوز هم بسیاری از سوختهای جایگزین به نسبت سوختهای سنتی گران هستند و بنظر می‌رسد استفاده از آنها عمومی نشود.

بر اساس سناریوی تدوین شده توسط سازمان بین المللی انرژی، پیش بینی می‌شود که میزان مصرف گاز طبیعی جهان با 4/2 درصد رشد سالانه از 95 تریلیون فوت مکعب در سال 2003 به 182 تریلیون فوت مکعب تا سال 2030 افزایش یابد. همچنین سهم گاز طبیعی از کل مصرف انرژی جهان از 24% در ابتدای این دوره به 26% در پایان دوره افزایش یابد.

بر اساس بررسی زمین شناسی آمریکا، پیش بینی می‌شود 2347 تریلیون فوت مکعب تا سال 2025 به ذخایر کشف شده گاز جهان اضافه شود. علاوه بر این پیش بینی ها حاکی از آن است که بیش از نیمی از ذخایر دست نخورده گاز جهان در شوروی سابق، خاورمیانه و آفریقای شمالی و تقریبا یک چهارم آن در آمریکای شمالی، مرکزی و جنوبی قرار دارد.

چرایی انتخاب گاز طبیعی در وسایل نقلیه عمومی

1. ارزان بودن: طبق بررسی انجام شده مشخص شد قیمت یک متر مکعب گاز طبیعی در نروژ، لهستان، روسیه، بلاروس، اتریش و آلمان به ترتیب 27، 41، 46، 49، 63 و 65 درصد قیمت یک لیتر گازوئیل است.

2. تجدید پذیر: با اینکه منابع گاز طبیعی بسیار گسترده هستند، اما نمی‌توان آن را در دسته سوخت های تجدید پذیر به حساب آورد. با این حال مهمترین مولفه گاز طبیعی، متان است که می‌توان آن را از زباله، فاضلاب و فعالیتهای کشاورزی بدست آورد. همین موضوع باعث شده گاز طبیعی را نیز بتوان تا حدودی در دسته سوختهای تجدید پذیر در نظر گرفت.

3. منابع داخلی: ایران 9/15% ازکل ذخایر کشف شده گاز طبیعی جهان را در اختیار دارد که در این زمینه بعد از روسیه رتبه دوم جهان را دارد. وجود منابع داخلی فراوان گاز نه تنها از نظر اقتصادی حائز اهمیت است بلکه از نظر سیاسی و استرتژیک وضعیت مناسبی را برای کشور در جهت استفاده داخلی و یا صادرات آن فراهم خواهد آورد.

4. آلودگی کمتر: میزان انتشار CO2 وسایل نقلیه گاز سوز 20% تا 25% در مقایسه با خودروهای بنزینی کمتر است. ارزیابی های فنی نشان می‌دهد که تاکنون تنها خودروهای گاز سوز توانسته‌اند استاندارد تدوین شده توسط سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا را بدست آورند.

5. ایمنی:

مقایسه ایمنی بنزین و گاز طبیعی: گاز طبیعی به علت سبک بودن بعد از خارج شدن از مخازن ذخیره به سرعت بالا میرود. در صورتی که بنزین، زمانی که روی زمین بریزد بر روی آب قرار گرفته و تشکیل حوضچه می‌دهد. دمای احتراق گاز طبیعی 540 درجه بوده که تقریبا دو برابر دمای احتراق بنزین (232درجه سانتی گراد) است. این امر باعث کاهش چشمگیر خطر انفجار یا احتراق خودروهای گاز سوز می‌شود.
ایمنی مخزن CNG: مخزن های CNG توسط مواد خاص و با تکنیکی خاصتر بدون نیاز به جوشکاری ساخته می‌شود. این مخزن ها دارای سخت‌ترین استانداردها هستند و آزمایشات مختلفی از قبیل آتش، گلوله، پرتاب از ارتفاع و .. را پشت سر می‌گذارد. لذا این مخزنها در طول عمر مفید خود (20سال) از ایمنی کامل برخوردار هستند.

6. پلی به مصرف هیدروژن:

H2 و CH4 می‌توانند با یکدیگر ترکیب شوند و به نسبت دیگر سوختهای جایگزین آلایندگی بسیار کمتری ایجاد کنند. این ترکیب HCNG نام دارد که از هیدروژن و گاز طبیعی فشرده تشکیل می‌شود. هیدروژن در این ترکیب به عنوان کاتالیزور عمل می‌کند. افزودن هیدروژن به گاز طبیعی با بهبود بخشیدن به احتراق عملکرد موتور را بهتر می‌کند. بنابراین کارایی موتور افزایش و انتشار گازهای گلخانه ای به طرز چشمگیری کاهش می‌یابد.

HCNG را می‌توان فرصت مناسبی برای استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت جایگزین و مقرون به صرفه دانست. با بهبود زیرساخت‌های تامین هیدروزن مورد نیاز به زودی می‌توان شاهد خودروهایی باشیم که قدرت آنها توسط هیدروژن خالص و سلولهای سوختی تامین می‌شود.

تحلیل خودروهای گازسوز از لحاظ مالی

برای بررسی مقرون به صرفه بودن استفاده از خودروی گاز سوز، به مقایسه آن با یک خودروی بنزینی در زمینه های مختلف میپردازیم. ابتدا خودروها را به سه گروه تقسیم بندی می‌کنیم. و از سه سناریوی مختلف در جهت بررسی مقرون به صرفه بودن خودروهای گاز سوز بهره می‌گیریم.

	حجم موتور (سی سی)	مصرف بنزین (لیتر بر 100 کیلومتر)	مصرف گاز طبیعی ( متر مکعب بر 100 کیلومتر)
گروه اول	1300-1400	6.5	5.8
گروه دوم	1600	7.5	6.8
گروه سوم	1800-2000	9	7.7

سناریوی اول

در این سناریو مقرون به صرفه بودن خرید خودروهای گاز سوز با در نظر گرفتن سهمیه‌ای بودن بنزین بررسی می‌شود. برای انجام هر چه بهتر این تحلیل فرض هایی باید انجام پذیرد که در زیر آورده شده است (قیمتهای فرض شده تقریبی هستند و با توجه به وضعیت بازار قطعا تغییرات زیادی دارند):

1. سهمیه ماهیانه هر خودرو بنزینی 60 لیتر و خودروی دوگانه سوز 30 لیتر است.

2. قیمت بنزین سهمیه ای لیتری 1500 تومان و در صورت مصرف بیشتر از سهمیه، با نرخ آزاد لیتری 3000 تومان محاسبه می‌شود.

3. قیمت یک کیلوگرم CNG، در سال (98) جاری 6568 ریال می‌باشد.

4. تفاوت قیمت خودروهای دوگانه سوز و بنزینی برای خودروهای گروه دوم و سوم، 3000000 تومان و برای خودروهای گروه اول 2500000 می‌باشد.

5. هزینه نگهداری و تعمیرات قطعات یدکی خودروهای CNG در هر دوماه در حدود 300000 تومان است.

6. هر سه سال یکبار لازم است تا تستهای ایمنی بر روی مخزن CNG خودرو انجام گیرد که در حدود 500000 تومان هزینه دارد.

7. با توجه به کمبود جایگاه CNG کافی، امکان پیمایش کل مسیر با گاز امکان پذیر نیست. لذا فرض میشود خودرو 30% مسافت را با بنزین و 70% را با CNG طی کند.

– قسمت اول تحلیل

در قسمت اول این سناریو فرض می‌کنیم، امکان استفاده از بنزین آزاد نیست و تنها طبق سهمیه مصرف داریم. بنابراین به ازای 60 لیتر بنزین سهمیه، خودروهای گروه 1، 2 و 3 به ترتیب 923، 800 و 666 کیلومتر مسافت طی میکنند. با در نظر گرفتن مسافت پیموده شده توسط بنزین در این خودروها در حالت گاز سوز به ترتیب 38، 5/38 و 40 کیلوگرم CNG در ماه است. با در نظر گرفتن قیمت بنزین و CNG و همچنین مخارج تعمیر و نگهداری خودروهای گاز سوز، مقرون به صرفه بودن استفاده از این نوع خودروها را بررسی می‌کنیم.

با در نظر گرفتن عوامل مذکور اولین موردی که به نظر میرسد این است که در سناریوی اول که فرض کردیم از سوخت آزاد استفاده نمی‌کنیم؛ خرید خودروی گازسوز منطقی نیست.
نتیجه دیگری که از اعداد و ارقام بالا میتوان گرفت این است؛ افزایش مصرف گاز طبیعی باعث مقرون به صرفه شدن استفاده از خودروهای گازسوز میشود. بنابراین لازم است تا جایگاههای سوخت CNG در سطح شهر گسترش یابند تا رانندگان خودروهای دوگانه سوز بتوانند مسافت بیشتری را با سوخت CNG طی کنند.
لازم به ذکر است در حال حاضر با افزایش قیمت بنزین و تغییر نکردن قیمت گاز طبیعی استفاده از خودروی دوگانه سوز حتی در سناریوی اول نیز تا حدودی میتواند توجیه اقتصادی داشته باشد. از این موضوع میتوان تاثیر قیمت بنزین را در مقرون به صرفه بودن یا نبودن استفاده از خودروهای CNG مشاهده کرد.

– قسمت دوم تحلیل

در تحلیل دوم سناریوی اول همه فرضها مشایه موارد قبلی است. تنها خرید بنزین به صورت آزاد نیز امکانپذیر است.در این حالت فرض میشود، سهمیه 60 لیتری برای خودروهای گروه1 مناسب است. اما مصرف ماهیانه خودروهای گروه 2 و 3 به ترتیب 78 و 105 لیتر در نظرگرفته می‌شود. میزان مصرف گاز طبیعی در این حالت برای هر گروه خودرو به ترتیب 38، 50 و 64 کیلوگرم در نظر گرفته می‌شود.

با در نظر گرفتن اعداد و ارقام بالا اگر مسافت پیموده شده را به عنوان یک متغیر اصلی برای مقایسه خودروهای بنزین سوز و گاز سوز درنظر بگیریم به این نتیجه میرسیم هر چقدر خودرو پرمصزفتر باشد، گاز سوز شدن آن مقرون به صرفهتر خواهد بود. لذا دوگانه سوز شدن خودروهای پرمصرف در اولویت قرار دارد.
در این روش تحلیل نیز اهمیت قیمت بنزین به عنوان سوخت اصلی خودروها، در مقرون به صرفه بودن استفاده از خودروهای گازسوز مشهود است. خریداران خودروهای گازسوز در صورتی که بنزین بیشتری را با قیمت یارانهای (1500) دریافت کنند، تمایلی به استفاده از گاز نخواهند داشت.

سناریوی دوم

در این سناریو، فرضیات قیمت بنزین و گاز طبیعی در مقایسه با فرضیات سناریوی اول تغییر میکند. مصرف ماهیانهی خودروهای گروه اول 60 لیتر درنظر گرفته میشود. با بدست آوردن مسافت طی شده به ازای مصرف 60 لیتر بنزین برای گروه اول، مقدار مصرف بنزین و گاز طبیعی برای دیگر گروهها نیز محاسبه میشود. همچنین در این سناریو قیمت بنزین آزاد نز در نظر گرفته میشود.

بررسی کشوری که قیمت بنزین و گاز طبیعی در آن به ایران نزدیک است و خودروهای گاز سوز در ناوگان آن وجود دارد، به مقایسه هرچه بهتر خودروهای دوگانه سوز و بنزین سوز از لحاظ مقرون به صرفه بودن، کمک میکند. کشوری که برای این منظور در نظرگرفته میشود باید از لحاظ قیمت بنزین و گاز طبیعی به ایران نزدیک باشد. با توجه به افزایش نرخ ارز که در سالهای اخیر پیش آمده، قیمت سوخت در هیچ کشوری به ایران نزدیک نیست و ایران پس از ونزوئلا دومین سوخت ارزان دنیا را دارد.

افزایش قیمت بنزین، میتواند افزایش قیمت گاز طبیعی را نیز به دنبال داشته باشد. از طرف دیگر دولت ملزم به ارائه یارانه بر روی سوخت CNG برای ترغیب مردم به استفاده از آن ندارد. از این جنبه نیز استفاده بیش از پیش خودروهای گازسوز به نفع دولت است.
افزایش قیمت بنزین نقش پر رنگی در پیشرفت موتورهای گاز سوز دارد. گرانی بنزین باعث پیشرفت تکنولوژی و بهبود عملکرد خودروهای گازسوز خواهد شد.

سناریوی سوم

در این سناریو به حالتی می‌پردازیم که بنزین به صورت آزاد عرضه می‌شود. اما قیمت گاز طبیعی دولت تعیین خواهد شد. البته سعی شده برای قیمت گاز طبیعی محدودیتی تعیین شود تا مقرون به صرفه بودن استفاده از خودروهای گازسوز حفظ شود و همچنین از بابت تامین گاز طبیعی فشاری بر دولت اعمال نشود.

اگر قیمت بنزین با توجه به نرخ جهانی خلیج فارس (FOB) تعیین شود. در نهایت ممکن است قیمتی که دولت برای گاز طبیعی درنظر میگیرد باعث شود تفاوتی بین خودروی گاز سوز و بنزین سوز از لحاظ اقتصادی وجود نداشته باشد. در واقع مقرون به صرفه بودن خودروهای دوگانه سوز به صفر میل کند. در واقع در این صورت ممکن است قیمت بنزین و گاز طبیعی به مرور به یکدیگر نزدیک میشوند و منطقی در استفاده از خودروهای گاز سوز وجود نخواهد داشت.

نتیجه گیری

برخی موارد مانند آلایندگی کمتر، ارزان بودن، ذخایر فراوان داخلی، امکان گسترش زیرساختهای داخلی و ایمنی مناسب از دلایل انتخاب گاز طبیعی به عنوان سوخت جایگزین بنزین و گازوئیل است. لازم به ذکر است این فرآیند نیازمند حمایت دولت و سایر مراکز ذینفع است.

به طور کلی میتوان گفت که این طرح نیاز به یک برنامه ریزی دقیق و اجرای منظم دارد. با توجه به بررسی دقیق و نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل هزینه و فایده برای خودروهای دوگانه سوز و بنزین سوز، به این نکته میرسیم که قیمت بنزین در رونق گرفتن استفاده از خودروهای گازسوز غیر قابل انکار است. شرایط دیگر از جمله گسترش جایگاههای سوخت CNG نیز بی تاثیر نیست.

میتوان گفت آنچه تاکنون مشاهده شده است، ضعف در گسترش بازار خودروهای CNG است. با توجه به محدودیتهای فعلی و مشکلات آینده مانند تعداد خودروهای گازسوز که با جایگاهها مطابقت ندارد، این بازار با سرعت بسیار کمی در حال رشد است. این مشکلات در نهایت دارندگان خودرو دوگانه سوز را به استفاده از بنزین ترغیب میکند.

افزایش تعداد خودروهای CNG باعث افزایش تقاضای گاز طبیعی میشود. در نتیجه در زمستان ممکن است عدم تامین گاز طبیعی منجر به تعطیل شدن جایگاههای سوخت CNG و حتی واحدهای تولیدی به منظور تامین نیاز بخش مسکونی شود. در نهایت دولت و سایر سیاستگذارران این به باید به هر دو حوزهی تامین ( گسترس جایگاههای سوخت CNG به نسبت افزایش خودروهای گازسوز و همچنین تامین گاز طبیعی مورد نیاز این صنعت) و تقاضا (حفظ قیمت مناسب برای گاز طبیعی و خودروهای گاز سوز، زیرا اصلی ترین دلیل استفاده مردم از خودروی گاز سوز قیمت کمتر گاز نسبت به بنزین است) توجه کرده و زیرساختهای لازم را برای بهبود هرچه بهتر این بازار فراهم کنند.