دانشنامه اقتصادی/ 23
تاریخچه LPG یا "گاز مایع نفتی "
طرح LPG در کشور ما از سال ۱۳۶۳ در وزارت صنایع آغاز شد. آن زمان کار روی LPG برای خودروهای سنگین به عهده دانشگاه تبریز گذاشته شد چون این دانشگاه در کنار خودروسازان و نیرومحرکه سنگین بود؛ در نتیجه خودروهای سبک، سهم دانشگاههای تهران و شیراز شد.
به گزارش خبرنگار اقتصادی باشگاه خبرنگاران، گاز نفتی مایع یا همان ال پی جی ( به انگلیسی :Liquefied Petroleum Gas) به ترکیب عمده دو هیدروکربن بوتان (C۴H۱۰) (که خود شامل ایزو بوتان و نرمال بوتان است )و پروپان(C۳H۸) گفته می‌شود. در این ترکیب پروپیلن و بوتیلن نیز موجود است.
ال پی جی در پالایشگاه محصول فرعی تصفیه گاز طبیعی و پالایش نفت خام است .
این گاز در دمای ۲۱ درجه سلسیوس تحت فشار حداکثر ۸ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع به مایع تبدیل می‌شود. و در زمان تولید فاقد رنگ و بو و حتی مزه‌است که برای ایمنی بیشتر به آن ترکیبات گوگرد دار به نام مرکاپتان(که شامل اتیل مرکاپتان و متیل مرکاپتان)در پالایشگاه اضافه می‌شود.
مصارف خانگی و صنایع کوچک، مصارف صنعتی، ظرفیت‌های استاندارد مخازن گاز مایع صنعتی، موارد استفاده ال پی جی، جستارهای وابسته منابع محتویات ال پی جی را تشکیل می دهد.
*** مصارف خانگی و صنایع کوچک
اکثر مردم به ال پی جی گاز مایع می‌گویند که در سیلندرهای قابل حمل ۵۰ کیلویی ، ۱۱ کیلویی و ۲ کیلویی(پیکنیکی) در ایران به فروش می‌رسد.( قبل از این که شهرها لوله کشی گاز طبیعی شوند عمده مصرف خانه‌ها برای اجاق‌ها و در زمان بی برقی برای روشنایی، گاز مایع سیلندری بود که بعد از لوله کشی شبکه گاز طبیعی برای هر خانه، دیگر کمتر در خانه‌ها استفاده می‌شود.)
در صنایع کوچک که مصرف کننده صنعتی نمی تواند هزینه نصب مخازن بزرگ گاز را تامین نماید و یا مکان نصب این مخازن را ندارد از سیلندرهای ۵۰ کیلویی که قابل حمل است استفاده کرده و آن را در خارج از ساختمان به لوله کشی گاز ساختمان وصل می کند.
*** مصارف صنعتی
برای مصارف صنعتی از ال پی جی (LPG) در مخازن بزرگتری که در محل تولیدی صنعتی نصب شده‌است استفاده می‌شود. این مخازن به وسیله ماشین‌های حمل گاز مایع (گاز کش) مستقیم از پالایشگاه و یا شرکت‌های توزبع گاز مایع پُر می‌شوند.
ظرفیت‌های استاندارد مخازن گاز مایع صنعتی
مخازن بر اساس اندازه ظرفیت آبی آن ( مقدار آبی که در آن جای می‌گیرد) به صورت استاندارد به ظرفیت‌های زیر تقسیم می‌شود.
۱۲۵ گالن، ۲۵۰ گالن، ۵۰۰ گالن، ۱۰۰۰ گالن، ۱۵۰۰ گالن، ۲۰۰۰ گالن، ۳۰۰۰ گالن، ۶۵۶۵ گالن، ۹۸۰۰ گالن، ۱۲۰۰۰ گالن، ۲۰۰۰۰ گالن، ۳۰۰۰۰ گالن
این مخازن بغیر از ۱۲۵ و ۲۵۰ گالن آن همگی به صورت استوانه‌ای بوده و همگی شامل بدنه مخزن و دو عدسی برای کلگی آن می‌باشد. و در مخازن ۹۸۰۰ گالن به بالا دریچه‌ای آدم رو (MANHOLE) برای آن در نظر گرفته شده‌است.
*** موارد استفاده ال پی جی
این گاز به دلیل این که به سادگی قابل حمل و نقل است در بسیاری از مکانهایی که استفاده از منابع دیگر سوخت در خانه‌ها جهت اجاغ گازها و وسایل گرمایشی، کارخانه‌ها جهت سوخت کوره‌ها و مشعل‌ها ( و در بعضی از آنها جهت سوخت دوم)، آشپزخانه‌های صنعتی و تجاری، سیستم جرقه زن (IGNITION) توربین‌های گازی در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی سوخت دوم برای خودروها امکان پذیر نیست استفاده می‌گردد.
*** ال پي جي LPG
سهمیه‌بندی بنزین و مشکلاتی که پس از آن دامنگیر بخش زیادی از مردم کشور و به‌خصوص حمل‌ونقل در شهرهای بزرگ شد از یک طرف و آلودگی شدید هوا باز هم در شهرهای بزرگ باعث شده که توجه مسئولان و مردم به سوخت‌های جانشین بنزین بیشتر شود.
تجربه جهانیان و به‌خصوص کشورهای پیشرفته اروپا، آمریکای شمالی و شرق آسیا، جانشینی موتورهای هیبریدی و استفاده از سوخت‌های زیستی (بیودیزل) برای رفع این مشکل است.
همچنین با تحقیقاتی که در زمینه جایگزینی پیل‌سوختی به‌عنوان منبع انرژی در خودروها می‌شود، میتوان گفت که این منبع انرژی، آینده روشنی حداقل در صنعت حمل‌ونقل خواهد داشت.
اما جایگزینی سوخت خودرو، در هرکشوری شرایط و مقتضیات خود را دارد و دراین بین ایران به‌عنوان دومین تولید‌کننده گاز طبیعی در دنیا بیشترین توانش در زمینه سوخت‌های جایگزین بنزین را روی گاز طبیعی گذاشته که فعلا منطقی‌تر و به‌صرفه‌تر از بقیه روش‌های جایگزین بنزین است و باتوجه به منابع فعلی تا حدود ۲۰۰ سال بهای ثابت خواهد داشت.
بنابراین، CNG یا «گاز طبیعی فشرده» و LPG یا «گاز مایع نفتی» اولین گزینه‌های جانشینی بنزین هستند. البته LPG چند سالی بود که از سبد مصرفی سوخت خودرو حذف شده‌بود اما عدم توان متولیان برای تامین CNG مورد نیاز و نیاز روزافزون، به‌خصوص بعد از سهمیه‌بندی، باعث‌شد که LPG دوباره به سبد مصرفی برگردد.
البته در این بین سرما هم مزید بر علت شد و جایگاه‌های از رده‌خارج اروپایی که در ایران نصب شده‌اند، اکثرا در اثر افت فشار یا تعطیل شدند یا میزان خدمات آنها به‌میزان زیادی کاهش یافت و نشان داد که هنوز مشکلات عدیده‌ای برای توزیع سوخت بخش حمل‌ونقل وجود دارد.
اگر از راه حل همیشه منطقی «رساندن قیمت بنزین به قیمت واقعی» که البته نه فقط راه‌حلی در مورد مشکل بنزین بلکه راه‌حلی برای همه کالاهای یارانه‌ای محسوب می‌شود، بگذریم، راه‌حل بعدی اضافه‌کردن موارد جایگزین بنزین به سبد سوخت مصرفی است.
به‌این‌ترتیب، اوایل تابستان، مصوبه ای برای ضرورت استفاده از LPG به‌عنوان سوخت جایگزین تصویب شد که براساس آن وزارت نفت مکلف شد نسبت‌به توسعه استفاده از LPG در خودروهای پرمصرف موجود، به‌نحوی اقدام کند که استفاده از LPG به عنوان مکمل CNG باشد.
گاز طبیعی سوختی فسیلی است که به صورت گاز و یا گاز همراه با نفت، از چاه استخراج می‌شود.
CNG بیشتر از متان تشکیل شده و مقادیری هم اتان، پروپان، بوتان و پنتان دارد. خروجی اگزوز اتومبیل‌هایی که با گاز طبیعی کار می‌کنند، در حالت ایده‌آل فقط بخار آب و دی‌اکسیدکربن است.
درعین‌حال، خطرات ناشی از آن هم کمتر است زیرا دمای احتراق خودبه‌خود گاز طبیعی ۶۴۹ درجه سانتی‌گراد است که ۳۱۵ درجه بالاتر از دمای خود اشتعالی بنزین است.
LPG هم یکی از محصولات جانبی صنعت نفت است که شامل پروپان، پروپیلن، بوتان و بوتیلن در نسبت‌های مختلف است. البته قسمت عمده LPG از پروپان و بوتان با نسبتی تقریبا مساوی تشکیل شده‌است.
*** مقایسه با بنزین
در مقایسه بنزین و CNG باید گفت که این گاز، اکتان بالایی دارد، تمیز می سوزد، قابل اندازه‌گیری است و معمولاً میزان تولید گازهای خروجی آن پایین است. وسایل نقلیه با سوخت LPG هم نسبت‌به وسایل بنزین‌سوز و گازوئیل‌سوز آلودگی کمتری دارند.
گازهای گلخانه‌ای و اکسیدهای نیتروژن حاصل احتراق LPG در وسایل نقلیه، کمتر از بنزین و گازوئیل است. همچنین در مرحله تولید، انتقال و سوخت‌گیری، به‌دلیل ماهیت گازی LPG، بر خلاف بنزین و افزودنی‌های آن مثل MTBE آلودگی برای آب‌های زیرزمینی را درپی ندارد.
در پایگاه اینترنتی عسلویه، درباره مزایا و معایب LPG آمده‌است که مزیت‌های مصرف LPG در خودروهای گازسوز عبارتند از:
۱) به دلیل حالت گازی، موتور خودروی LPGسوز در هوای سرد نیز به راحتی روشن می‌شود.
۲) سیستم‌های سوخت LPG پوشیده و ضایعات تبخیری آنها قابل چشم‌پوشی است.
۳) حمل‌ونقل آن آسان و سوخت‌گیری آن برای مصرف‌کنندگان برخلاف LNG و CNG راحت است.
۴) وسایل نقلیه LPG سوز برای استانداردشدن گازهای خروجی به استفاده از کاتالیزر نیاز ندارند.
۵) ذرات سمی حاصل از احتراق آن نسبت به بنزین و گازوئیل ناچیز است.
۶) در مقایسه با سایر سوخت‌ها، هرگونه افزایش تقاضا برای LPG از منابع گاز طبیعی و نیز منابع پالایش نفت خام قابل تامین است.
۷) نشر PAH و آلدهید حاصل از احتراق LPG نسبت به وسایل نقلیه با سوخت‌های فسیلی ناچیز است.
اگر این مزایا را بادقت و درمقایسه با CNG بررسی کنیم می‌بینیم که همه دلایل غیر از دلیل سوم، جزو مزایای CNG هم هست،ضمن این‌که با توجه به شبکه گسترده لوله‌کشی گاز شهری، دلیل سوم هم درمقایسه با CNG خودبه‌خود مرتفع می شود.
*** عیب‌های مصرف LPG عبارتند از:
۱) مقدار انرژی LPG پایین است و از این رو تانک‌های LPG در قیاس با تانک‌های بنزینی و گازوئیلی فضای بیشتری اشغال می‌کنند.
۲) تانک‌های LPG فشرده و وزن بیشتری نسبت به نوع بنزینی و دیزلی دارند.
۳) LPG ضریب انبساط زیادی دارد، بنابراین، تانک‌های آن می‌توانند تا ۸۰ درصد ظرفیت پر شوند.
۴) LPG سنگینتر از هواست و برای شعله‌ور شدن نیازمند جابه‌جایی مناسب است.
۵) LPG در شکل مایع، در موارد کاربرد نامناسب باعث سوختگی پوست ناشی از سرما می‌شود.
دراین بین، نتایج آزمایشها در اغلب کشورهای دنیا، آمار تکان دهندهای را نشان میدهد. براساس گزارش بانک جهانی، وقتی خودروی بنزین سوز به گازسوز تبدیل می‌شود، ظرف ۲سال مقدار آلایندههایی که ایجاد می‌کند، بیش از موتورهای بنزین‌سوز است.
*** CNG معایبی در مقایسه با بنزین دارد که عبارتند از:
۱) چون به صورت گاز وارد موتور می‌شود هوای بیشتری در مقایسه با بنزین جایگزین می‌کند و در نتیجه کارایی حجمی پایین‌تری دارد.
۲) مسافت کوتاه‌تری را در مقایسه با اتومبیل‌های بنزین‌سوز طی می‌کند مگر آنکه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزین هم استفاده کند.
۳) سائیدگی نشیمنگاه شیر که بستگی به میزان رانندگی دارد بیشتر است.
۴) خطر آتش‌سوزی بیشتری به هنگام تصادف در مقایسه با اتومبیل‌های بنزینی دارد ( البته تاکنون در سوابق ایمنی خطر بیشتر ثابت نشده‌است).
*** سابقه طرح
طرح LPG در کشور ما از سال ۱۳۶۳ در وزارت صنایع آغاز شد. آن زمان کار روی LPG برای خودروهای سنگین به عهده دانشگاه تبریز گذاشته شد چون این دانشگاه در کنار خودروسازان و نیرومحرکه سنگین بود؛ در نتیجه خودروهای سبک، سهم دانشگاههای تهران و شیراز شد.
به‌این‌ترتیب کار پژوهشی برای گازسوز کردن خودروها آغاز شد. ۳ سال طول کشید تا کارهای علمی، محاسبات و مدل ریاضی طرح تمام شود. سرانجام، سال ۱۳۶۹، اولین اتوبوس LPGسوز به رانندگان تحویل داده شد.
این اتوبوس دوگانه‌سوز بود، متأسفانه در زمینه خودروهای سواری با این که دانشگاه تهران سابقه بسیار طولانی داشت، کارها با پشتوانه علمی و تحقیقاتی پیش نرفت. مثلا، برای پیکان ۳۳ نوع کیت گازسوز به بازار آمد اما برای هیچ کدام برازش انجام نشد.
شکست طرح LPG از همین‌جا رقم خورد.به هر حال طرح LPG با این شرایط جای خود را به CNG داد. سال ۱۳۷۳ طرح CNG از طرف وزارت صنایع سنگین به صورت پروژه به دانشگاهها داده شد.
این پروژه در سال ۱۳۷۸ عملی و اتوبوس گازسوز به بازار عرضه شد. این بار ۸۰ درصد گاز و ۲۰ درصد گازوئیل برای سوخت طراحی شد (درست برعکس LPG که در آن این رقم از ۴۰ درص بالاتر نرفت).
اما این سیستم مکانیکی بود و برای همین پس از آن کار روی سیستم الکترونیکی آغاز شد و در سال ۱۳۸۲ به نتیجه رسید و اکنون اتوبوسها و مینی بوسها به کمک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) می‌توانند سوختی متشکل از ۹۱ درصد گاز و ۹ درصد گازوئیل را بدون واکنشگر حرارتی مصرف کنند؛ ضمن آن که استاندارد یورو ۲ را نیز پاس می‌کنند.
*** جایگزین‌های مناسب
اما بخش پژوهش در کشور، باتوجه به قابلیت‌های موجود، کار روی موتور اختصاصا گازسوز (Dedicated) را هم فراموش نکرده و دراین بین پژوهش‌های خوبی هم دراین زمینه شده‌است.
اما درحالی که کاهش آلودگی و مسائل اقتصادی به‌عنوان۲ دلیل اصلی، گاز طبیعی را به‌عنوان سوخت جایگزین مطرح می‌کند، باید ببینیم که براساس این ۲دلیل، آیا سوخت مناسب‌تری باتوجه به شرایط و مقتضیات کشورمان وجود دارد یا نه؟
به لحاظ اقتصادی ما موتوری میخواهیم که با بازده حرارتی بالا، پایینترین مصرف سوخت را داشته باشد.
اگر از نظر علمی در دنیا آمار بگیریم تا ببینیم بازده کدام خانواده از موتورها ذاتاً بالاست، با فناوریهای جدید، موتورهای دیزلی ۵۵ درصد بازده دارند و اگر گازوئیل مرغوب استفاده شود، به ازای هر ۱۰۰ کیلومتر در دیزلهای متداول به۳ لیتر گازوئیل نیاز است.
حتی در آزمایشگاههای تحقیقاتی دیزلهایی طراحی شده‌اند که به ازای ۱۰۰ کیلومتر فقط ۶/۱ لیتر میسوزانند.
متاسفانه از ۴۰ سال پیش که نخست‌وزیر وقت (هویدا) شخصا با دستوری واردات خودروهای سواری دیزل را ممنوع کرد، عملا خودروسازان ما هم چنین زمینه کاری را کنارگذاشته‌اند.
سؤالی که پیش می‌آید این است که اگر زمانی سیاستگذاران ما به مزایای این نوع موتورهای سواری دیزل که در اروپا، با آن شرایط سخت استانداردهای یورو ۴ و ۵ درحال کار هستند، پی ببرند، با کدام آهنگ این ۴۰ سال را طی خواهیم کرد؟
در نهایت باز هم مجبور میشویم فناوری آن را وارد کنیم؛ با وجود این که همیشه ضررهای ناشی از خریداری یا واردات فناوری را متحمل شدهایم.
*** موتورهای گازسوز و بنزین‌سوز
به‌کارگیری هر نوع سوخت گازی در مقایسه با بنزین، روی‌هم‌رفته ۱۵ درصد از قدرت موتور اتومبیل می‌کاهند. ضمن این‌که مخازن گاز فضای زیادی از خودرو را اشغال می‌کنند و صاحب‌خودرو، بخشی از فضای مفید خودرواش را از دست میدهد.
از سویی شتاب خودرو کاهش مییابد، استهلاک لاستیکها بالا میرود و اگر خودروها پایه غیرگازسوز باشند، استهلاک موتور ۳۰ درصد بیشتر می‌شود، یعنی اگر قرار باشد موتور ۱۵ سال کار کند، فقط ۱۰ سال کار خواهد کرد.
هزینههای تعمیراتی نیز بالاتر است چون خدمات بعد از فروش این خودروها به جایگاه‌های خاص و ابزار ویژه تعمیراتی نیاز دارد. این‌طور نیست که تعمیرکار کنار خیابان تا کمر در موتور فرو برود و رفع عیب کند؛ در ضمن زمان سوخت‌گیری نیز طولانیتر است.
دوگانه‌سوز کردن خودرو باعث کاهش قدرت خواهد شد و مستلزم تغییر تجهیزات سیستم جرقهای موتور (سیستم) است. علاوه بر موارد یاد شده، از آنجا که سیستم خنک‌کننده خودرو برای موتورهای بنزینی طراحی شده، در صورت مصرف گاز، مشکلات خاص خودش را دارد.
اگر یک کاتالیز کانورتور برای بنزین در نظر گرفته شود، ممکن است همان کارایی را برای گاز، به‌عنوان سوخت، نداشته باشد. در مجموع در موتورهای دوگانه‌سوز، از توانمندیهای گاز استفاده نمیشود.
بعد از سهمیه‌بندی بنزین، چندی است که شاهد رواج دوگانه‌سوز کردن خودروها به‌صورت کاملا غیرتخصصی و کارشناسی، به خصوص در نواحی خاصی از شهر تهران (حوالی شوش) هستیم.
در طراحی خودروی بنزین‌سوز، گیربکس، دیفرانسیل و سیستم تعلیق برای متغیرهایی نظیر قدرت، گشتاور و مصرف درنظر گرفته می‌شود. تمام اجزا نیز طوری طراحی می‌شوند که ضمن سازگاری کامل، مشخصهها و متغیرهای موردنظر را تامین کنند.
حالا اگر در موتور بنزین‌سوز به‌صورت غیرکارشناسی به جای بنزین، از گاز به‌عنوان سوخت استفاده کنیم، با همه اجزا سازگار نخواهد بود و همه مشخصهها و متغیرهای مورد نظر را نیز تامین نخواهد کرد. البته بخشی از آن به خودرو سازان هم برمی‌گردد.
اگر دوگانه‌سوزشدن در ایران پذیرفته شده، به‌دلیل تنگنای سوخت بوده است اما نکته اینجاست که موتورهای موجود، کاملا بر پایه بنزین طراحی شده و مصرف عمده آن هم باید بنزین باشد و در شرایط اضطراری از گاز استفاده کند؛ چیزی که در سهمیه‌بندی بنزین، برای صاحبان خودروهای دوگانه‌سوز دیده نشده و به‌این‌ترتیب، بعد از دوگانه‌سوزشدن موتورهای برپایه بنزین، صاحبان آن ترجیح میدهند از گاز استفاده کنند و زمانی که مخزن گاز به هر دلیلی تمام می‌شود، به بنزین روی میآورند.
ال پی جی در پالایشگاه محصول فرعی تصفیه گاز طبیعی و پالایش نفت خام است .
این گاز در دمای ۲۱ درجه سلسیوس تحت فشار حداکثر ۸ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع به مایع تبدیل می‌شود. و در زمان تولید فاقد رنگ و بو و حتی مزه‌است که برای ایمنی بیشتر به آن ترکیبات گوگرد دار به نام مرکاپتان(که شامل اتیل مرکاپتان و متیل مرکاپتان)در پالایشگاه اضافه می‌شود.
مصارف خانگی و صنایع کوچک، مصارف صنعتی، ظرفیت‌های استاندارد مخازن گاز مایع صنعتی، موارد استفاده ال پی جی، جستارهای وابسته منابع محتویات ال پی جی را تشکیل می دهد.
*** مصارف خانگی و صنایع کوچک
اکثر مردم به ال پی جی گاز مایع می‌گویند که در سیلندرهای قابل حمل ۵۰ کیلویی ، ۱۱ کیلویی و ۲ کیلویی(پیکنیکی) در ایران به فروش می‌رسد.( قبل از این که شهرها لوله کشی گاز طبیعی شوند عمده مصرف خانه‌ها برای اجاق‌ها و در زمان بی برقی برای روشنایی، گاز مایع سیلندری بود که بعد از لوله کشی شبکه گاز طبیعی برای هر خانه، دیگر کمتر در خانه‌ها استفاده می‌شود.)
در صنایع کوچک که مصرف کننده صنعتی نمی تواند هزینه نصب مخازن بزرگ گاز را تامین نماید و یا مکان نصب این مخازن را ندارد از سیلندرهای ۵۰ کیلویی که قابل حمل است استفاده کرده و آن را در خارج از ساختمان به لوله کشی گاز ساختمان وصل می کند.
*** مصارف صنعتی
برای مصارف صنعتی از ال پی جی (LPG) در مخازن بزرگتری که در محل تولیدی صنعتی نصب شده‌است استفاده می‌شود. این مخازن به وسیله ماشین‌های حمل گاز مایع (گاز کش) مستقیم از پالایشگاه و یا شرکت‌های توزبع گاز مایع پُر می‌شوند.
ظرفیت‌های استاندارد مخازن گاز مایع صنعتی
مخازن بر اساس اندازه ظرفیت آبی آن ( مقدار آبی که در آن جای می‌گیرد) به صورت استاندارد به ظرفیت‌های زیر تقسیم می‌شود.
۱۲۵ گالن، ۲۵۰ گالن، ۵۰۰ گالن، ۱۰۰۰ گالن، ۱۵۰۰ گالن، ۲۰۰۰ گالن، ۳۰۰۰ گالن، ۶۵۶۵ گالن، ۹۸۰۰ گالن، ۱۲۰۰۰ گالن، ۲۰۰۰۰ گالن، ۳۰۰۰۰ گالن
این مخازن بغیر از ۱۲۵ و ۲۵۰ گالن آن همگی به صورت استوانه‌ای بوده و همگی شامل بدنه مخزن و دو عدسی برای کلگی آن می‌باشد. و در مخازن ۹۸۰۰ گالن به بالا دریچه‌ای آدم رو (MANHOLE) برای آن در نظر گرفته شده‌است.
*** موارد استفاده ال پی جی
این گاز به دلیل این که به سادگی قابل حمل و نقل است در بسیاری از مکانهایی که استفاده از منابع دیگر سوخت در خانه‌ها جهت اجاغ گازها و وسایل گرمایشی، کارخانه‌ها جهت سوخت کوره‌ها و مشعل‌ها ( و در بعضی از آنها جهت سوخت دوم)، آشپزخانه‌های صنعتی و تجاری، سیستم جرقه زن (IGNITION) توربین‌های گازی در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی سوخت دوم برای خودروها امکان پذیر نیست استفاده می‌گردد.
*** ال پي جي LPG
سهمیه‌بندی بنزین و مشکلاتی که پس از آن دامنگیر بخش زیادی از مردم کشور و به‌خصوص حمل‌ونقل در شهرهای بزرگ شد از یک طرف و آلودگی شدید هوا باز هم در شهرهای بزرگ باعث شده که توجه مسئولان و مردم به سوخت‌های جانشین بنزین بیشتر شود.
تجربه جهانیان و به‌خصوص کشورهای پیشرفته اروپا، آمریکای شمالی و شرق آسیا، جانشینی موتورهای هیبریدی و استفاده از سوخت‌های زیستی (بیودیزل) برای رفع این مشکل است.
همچنین با تحقیقاتی که در زمینه جایگزینی پیل‌سوختی به‌عنوان منبع انرژی در خودروها می‌شود، میتوان گفت که این منبع انرژی، آینده روشنی حداقل در صنعت حمل‌ونقل خواهد داشت.
اما جایگزینی سوخت خودرو، در هرکشوری شرایط و مقتضیات خود را دارد و دراین بین ایران به‌عنوان دومین تولید‌کننده گاز طبیعی در دنیا بیشترین توانش در زمینه سوخت‌های جایگزین بنزین را روی گاز طبیعی گذاشته که فعلا منطقی‌تر و به‌صرفه‌تر از بقیه روش‌های جایگزین بنزین است و باتوجه به منابع فعلی تا حدود ۲۰۰ سال بهای ثابت خواهد داشت.
بنابراین، CNG یا «گاز طبیعی فشرده» و LPG یا «گاز مایع نفتی» اولین گزینه‌های جانشینی بنزین هستند. البته LPG چند سالی بود که از سبد مصرفی سوخت خودرو حذف شده‌بود اما عدم توان متولیان برای تامین CNG مورد نیاز و نیاز روزافزون، به‌خصوص بعد از سهمیه‌بندی، باعث‌شد که LPG دوباره به سبد مصرفی برگردد.
البته در این بین سرما هم مزید بر علت شد و جایگاه‌های از رده‌خارج اروپایی که در ایران نصب شده‌اند، اکثرا در اثر افت فشار یا تعطیل شدند یا میزان خدمات آنها به‌میزان زیادی کاهش یافت و نشان داد که هنوز مشکلات عدیده‌ای برای توزیع سوخت بخش حمل‌ونقل وجود دارد.
اگر از راه حل همیشه منطقی «رساندن قیمت بنزین به قیمت واقعی» که البته نه فقط راه‌حلی در مورد مشکل بنزین بلکه راه‌حلی برای همه کالاهای یارانه‌ای محسوب می‌شود، بگذریم، راه‌حل بعدی اضافه‌کردن موارد جایگزین بنزین به سبد سوخت مصرفی است.
به‌این‌ترتیب، اوایل تابستان، مصوبه ای برای ضرورت استفاده از LPG به‌عنوان سوخت جایگزین تصویب شد که براساس آن وزارت نفت مکلف شد نسبت‌به توسعه استفاده از LPG در خودروهای پرمصرف موجود، به‌نحوی اقدام کند که استفاده از LPG به عنوان مکمل CNG باشد.
گاز طبیعی سوختی فسیلی است که به صورت گاز و یا گاز همراه با نفت، از چاه استخراج می‌شود.
CNG بیشتر از متان تشکیل شده و مقادیری هم اتان، پروپان، بوتان و پنتان دارد. خروجی اگزوز اتومبیل‌هایی که با گاز طبیعی کار می‌کنند، در حالت ایده‌آل فقط بخار آب و دی‌اکسیدکربن است.
درعین‌حال، خطرات ناشی از آن هم کمتر است زیرا دمای احتراق خودبه‌خود گاز طبیعی ۶۴۹ درجه سانتی‌گراد است که ۳۱۵ درجه بالاتر از دمای خود اشتعالی بنزین است.
LPG هم یکی از محصولات جانبی صنعت نفت است که شامل پروپان، پروپیلن، بوتان و بوتیلن در نسبت‌های مختلف است. البته قسمت عمده LPG از پروپان و بوتان با نسبتی تقریبا مساوی تشکیل شده‌است.
*** مقایسه با بنزین
در مقایسه بنزین و CNG باید گفت که این گاز، اکتان بالایی دارد، تمیز می سوزد، قابل اندازه‌گیری است و معمولاً میزان تولید گازهای خروجی آن پایین است. وسایل نقلیه با سوخت LPG هم نسبت‌به وسایل بنزین‌سوز و گازوئیل‌سوز آلودگی کمتری دارند.
گازهای گلخانه‌ای و اکسیدهای نیتروژن حاصل احتراق LPG در وسایل نقلیه، کمتر از بنزین و گازوئیل است. همچنین در مرحله تولید، انتقال و سوخت‌گیری، به‌دلیل ماهیت گازی LPG، بر خلاف بنزین و افزودنی‌های آن مثل MTBE آلودگی برای آب‌های زیرزمینی را درپی ندارد.
در پایگاه اینترنتی عسلویه، درباره مزایا و معایب LPG آمده‌است که مزیت‌های مصرف LPG در خودروهای گازسوز عبارتند از:
۱) به دلیل حالت گازی، موتور خودروی LPGسوز در هوای سرد نیز به راحتی روشن می‌شود.
۲) سیستم‌های سوخت LPG پوشیده و ضایعات تبخیری آنها قابل چشم‌پوشی است.
۳) حمل‌ونقل آن آسان و سوخت‌گیری آن برای مصرف‌کنندگان برخلاف LNG و CNG راحت است.
۴) وسایل نقلیه LPG سوز برای استانداردشدن گازهای خروجی به استفاده از کاتالیزر نیاز ندارند.
۵) ذرات سمی حاصل از احتراق آن نسبت به بنزین و گازوئیل ناچیز است.
۶) در مقایسه با سایر سوخت‌ها، هرگونه افزایش تقاضا برای LPG از منابع گاز طبیعی و نیز منابع پالایش نفت خام قابل تامین است.
۷) نشر PAH و آلدهید حاصل از احتراق LPG نسبت به وسایل نقلیه با سوخت‌های فسیلی ناچیز است.
اگر این مزایا را بادقت و درمقایسه با CNG بررسی کنیم می‌بینیم که همه دلایل غیر از دلیل سوم، جزو مزایای CNG هم هست،ضمن این‌که با توجه به شبکه گسترده لوله‌کشی گاز شهری، دلیل سوم هم درمقایسه با CNG خودبه‌خود مرتفع می شود.
*** عیب‌های مصرف LPG عبارتند از:
۱) مقدار انرژی LPG پایین است و از این رو تانک‌های LPG در قیاس با تانک‌های بنزینی و گازوئیلی فضای بیشتری اشغال می‌کنند.
۲) تانک‌های LPG فشرده و وزن بیشتری نسبت به نوع بنزینی و دیزلی دارند.
۳) LPG ضریب انبساط زیادی دارد، بنابراین، تانک‌های آن می‌توانند تا ۸۰ درصد ظرفیت پر شوند.
۴) LPG سنگینتر از هواست و برای شعله‌ور شدن نیازمند جابه‌جایی مناسب است.
۵) LPG در شکل مایع، در موارد کاربرد نامناسب باعث سوختگی پوست ناشی از سرما می‌شود.
دراین بین، نتایج آزمایشها در اغلب کشورهای دنیا، آمار تکان دهندهای را نشان میدهد. براساس گزارش بانک جهانی، وقتی خودروی بنزین سوز به گازسوز تبدیل می‌شود، ظرف ۲سال مقدار آلایندههایی که ایجاد می‌کند، بیش از موتورهای بنزین‌سوز است.
*** CNG معایبی در مقایسه با بنزین دارد که عبارتند از:
۱) چون به صورت گاز وارد موتور می‌شود هوای بیشتری در مقایسه با بنزین جایگزین می‌کند و در نتیجه کارایی حجمی پایین‌تری دارد.
۲) مسافت کوتاه‌تری را در مقایسه با اتومبیل‌های بنزین‌سوز طی می‌کند مگر آنکه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزین هم استفاده کند.
۳) سائیدگی نشیمنگاه شیر که بستگی به میزان رانندگی دارد بیشتر است.
۴) خطر آتش‌سوزی بیشتری به هنگام تصادف در مقایسه با اتومبیل‌های بنزینی دارد ( البته تاکنون در سوابق ایمنی خطر بیشتر ثابت نشده‌است).
*** سابقه طرح
طرح LPG در کشور ما از سال ۱۳۶۳ در وزارت صنایع آغاز شد. آن زمان کار روی LPG برای خودروهای سنگین به عهده دانشگاه تبریز گذاشته شد چون این دانشگاه در کنار خودروسازان و نیرومحرکه سنگین بود؛ در نتیجه خودروهای سبک، سهم دانشگاههای تهران و شیراز شد.
به‌این‌ترتیب کار پژوهشی برای گازسوز کردن خودروها آغاز شد. ۳ سال طول کشید تا کارهای علمی، محاسبات و مدل ریاضی طرح تمام شود. سرانجام، سال ۱۳۶۹، اولین اتوبوس LPGسوز به رانندگان تحویل داده شد.
این اتوبوس دوگانه‌سوز بود، متأسفانه در زمینه خودروهای سواری با این که دانشگاه تهران سابقه بسیار طولانی داشت، کارها با پشتوانه علمی و تحقیقاتی پیش نرفت. مثلا، برای پیکان ۳۳ نوع کیت گازسوز به بازار آمد اما برای هیچ کدام برازش انجام نشد.
شکست طرح LPG از همین‌جا رقم خورد.به هر حال طرح LPG با این شرایط جای خود را به CNG داد. سال ۱۳۷۳ طرح CNG از طرف وزارت صنایع سنگین به صورت پروژه به دانشگاهها داده شد.
این پروژه در سال ۱۳۷۸ عملی و اتوبوس گازسوز به بازار عرضه شد. این بار ۸۰ درصد گاز و ۲۰ درصد گازوئیل برای سوخت طراحی شد (درست برعکس LPG که در آن این رقم از ۴۰ درص بالاتر نرفت).
اما این سیستم مکانیکی بود و برای همین پس از آن کار روی سیستم الکترونیکی آغاز شد و در سال ۱۳۸۲ به نتیجه رسید و اکنون اتوبوسها و مینی بوسها به کمک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) می‌توانند سوختی متشکل از ۹۱ درصد گاز و ۹ درصد گازوئیل را بدون واکنشگر حرارتی مصرف کنند؛ ضمن آن که استاندارد یورو ۲ را نیز پاس می‌کنند.
*** جایگزین‌های مناسب
اما بخش پژوهش در کشور، باتوجه به قابلیت‌های موجود، کار روی موتور اختصاصا گازسوز (Dedicated) را هم فراموش نکرده و دراین بین پژوهش‌های خوبی هم دراین زمینه شده‌است.
اما درحالی که کاهش آلودگی و مسائل اقتصادی به‌عنوان۲ دلیل اصلی، گاز طبیعی را به‌عنوان سوخت جایگزین مطرح می‌کند، باید ببینیم که براساس این ۲دلیل، آیا سوخت مناسب‌تری باتوجه به شرایط و مقتضیات کشورمان وجود دارد یا نه؟
به لحاظ اقتصادی ما موتوری میخواهیم که با بازده حرارتی بالا، پایینترین مصرف سوخت را داشته باشد.
اگر از نظر علمی در دنیا آمار بگیریم تا ببینیم بازده کدام خانواده از موتورها ذاتاً بالاست، با فناوریهای جدید، موتورهای دیزلی ۵۵ درصد بازده دارند و اگر گازوئیل مرغوب استفاده شود، به ازای هر ۱۰۰ کیلومتر در دیزلهای متداول به۳ لیتر گازوئیل نیاز است.
حتی در آزمایشگاههای تحقیقاتی دیزلهایی طراحی شده‌اند که به ازای ۱۰۰ کیلومتر فقط ۶/۱ لیتر میسوزانند.
متاسفانه از ۴۰ سال پیش که نخست‌وزیر وقت (هویدا) شخصا با دستوری واردات خودروهای سواری دیزل را ممنوع کرد، عملا خودروسازان ما هم چنین زمینه کاری را کنارگذاشته‌اند.
سؤالی که پیش می‌آید این است که اگر زمانی سیاستگذاران ما به مزایای این نوع موتورهای سواری دیزل که در اروپا، با آن شرایط سخت استانداردهای یورو ۴ و ۵ درحال کار هستند، پی ببرند، با کدام آهنگ این ۴۰ سال را طی خواهیم کرد؟
در نهایت باز هم مجبور میشویم فناوری آن را وارد کنیم؛ با وجود این که همیشه ضررهای ناشی از خریداری یا واردات فناوری را متحمل شدهایم.
*** موتورهای گازسوز و بنزین‌سوز
به‌کارگیری هر نوع سوخت گازی در مقایسه با بنزین، روی‌هم‌رفته ۱۵ درصد از قدرت موتور اتومبیل می‌کاهند. ضمن این‌که مخازن گاز فضای زیادی از خودرو را اشغال می‌کنند و صاحب‌خودرو، بخشی از فضای مفید خودرواش را از دست میدهد.
از سویی شتاب خودرو کاهش مییابد، استهلاک لاستیکها بالا میرود و اگر خودروها پایه غیرگازسوز باشند، استهلاک موتور ۳۰ درصد بیشتر می‌شود، یعنی اگر قرار باشد موتور ۱۵ سال کار کند، فقط ۱۰ سال کار خواهد کرد.
هزینههای تعمیراتی نیز بالاتر است چون خدمات بعد از فروش این خودروها به جایگاه‌های خاص و ابزار ویژه تعمیراتی نیاز دارد. این‌طور نیست که تعمیرکار کنار خیابان تا کمر در موتور فرو برود و رفع عیب کند؛ در ضمن زمان سوخت‌گیری نیز طولانیتر است.
دوگانه‌سوز کردن خودرو باعث کاهش قدرت خواهد شد و مستلزم تغییر تجهیزات سیستم جرقهای موتور (سیستم) است. علاوه بر موارد یاد شده، از آنجا که سیستم خنک‌کننده خودرو برای موتورهای بنزینی طراحی شده، در صورت مصرف گاز، مشکلات خاص خودش را دارد.
اگر یک کاتالیز کانورتور برای بنزین در نظر گرفته شود، ممکن است همان کارایی را برای گاز، به‌عنوان سوخت، نداشته باشد. در مجموع در موتورهای دوگانه‌سوز، از توانمندیهای گاز استفاده نمیشود.
بعد از سهمیه‌بندی بنزین، چندی است که شاهد رواج دوگانه‌سوز کردن خودروها به‌صورت کاملا غیرتخصصی و کارشناسی، به خصوص در نواحی خاصی از شهر تهران (حوالی شوش) هستیم.
در طراحی خودروی بنزین‌سوز، گیربکس، دیفرانسیل و سیستم تعلیق برای متغیرهایی نظیر قدرت، گشتاور و مصرف درنظر گرفته می‌شود. تمام اجزا نیز طوری طراحی می‌شوند که ضمن سازگاری کامل، مشخصهها و متغیرهای موردنظر را تامین کنند.
حالا اگر در موتور بنزین‌سوز به‌صورت غیرکارشناسی به جای بنزین، از گاز به‌عنوان سوخت استفاده کنیم، با همه اجزا سازگار نخواهد بود و همه مشخصهها و متغیرهای مورد نظر را نیز تامین نخواهد کرد. البته بخشی از آن به خودرو سازان هم برمی‌گردد.
اگر دوگانه‌سوزشدن در ایران پذیرفته شده، به‌دلیل تنگنای سوخت بوده است اما نکته اینجاست که موتورهای موجود، کاملا بر پایه بنزین طراحی شده و مصرف عمده آن هم باید بنزین باشد و در شرایط اضطراری از گاز استفاده کند؛ چیزی که در سهمیه‌بندی بنزین، برای صاحبان خودروهای دوگانه‌سوز دیده نشده و به‌این‌ترتیب، بعد از دوگانه‌سوزشدن موتورهای برپایه بنزین، صاحبان آن ترجیح میدهند از گاز استفاده کنند و زمانی که مخزن گاز به هر دلیلی تمام می‌شود، به بنزین روی میآورند.
