گاز CNG و خواص آن

گاز طبیعی فشرده یا CNG (Compressed Natural Gas)، یکی از منابع انرژی پاک و قابل تجدید است که در سال های اخیر به عنوان جایگزینی مناسب برای سوخت های فسیلی مانند بنزین و گازوئیل مطرح شده است. استفاده از CNG در خودروها و صنایع مختلف، مزایای زیادی از نظر اقتصادی، زیست محیطی و ایمنی دارد. در این مقاله راجع به آشنایی با گاز CNG، خواص فیزیکی و شیمیایی آن، مزایا و معایب، و کاربردهای گسترده آن می پردازیم.

تعریف گاز CNG

گاز طبیعی فشرده (CNG)، گازی است که عمدتاً از متان (CH₄) تشکیل شده و تحت فشار بالا (معمولاً حدود 200 تا 250 بار) فشرده شده است تا حجم آن برای ذخیره سازی و حمل ونقل کاهش یابد. برخلاف گاز مایع (LPG) که ترکیبی از بوتان و پروپان است، گاز CNG عمدتاً از متان به دست می آید که سبک تر و پاک تر از سایر سوخت های فسیلی است.

خواص گاز CNG

خواص فیزیکی و شیمیایی گاز CNG

۱. ترکیب شیمیایی:
گاز CNG تقریباً به طور کامل از متان تشکیل شده است. متان ساده ترین هیدروکربن است که فقط یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن دارد (CH₄).

۲. ویژگی های فیزیکی:

• بی رنگ و بی بو: در حالت طبیعی، گاز CNG بی رنگ و بی بو است. به همین دلیل، برای ایمنی، به آن ترکیبات خاصی مانند مرکاپتان اضافه می شود تا بوی آن قابل تشخیص باشد.
• چگالی: چگالی گاز CNG در حالت فشرده بسیار کمتر از سوخت های مایع است و به همین دلیل در مخازن خاص و تحت فشار بالا ذخیره می شود.
• نقطه اشتعال: نقطه اشتعال گاز متان در حدود 540 درجه سانتی گراد است که نسبت به بنزین ایمن تر محسوب می شود.
• محدوده اشتعال: گاز متان فقط در محدوده مشخصی از ترکیب با هوا قابلیت اشتعال دارد (حدود 5 تا 15 درصد در هوا).

مزایای استفاده از گاز CNG

1. کاهش آلودگی هوا:
   سوختن گاز CNG در مقایسه با بنزین و گازوئیل، آلودگی بسیار کمتری ایجاد می کند. میزان دی اکسیدکربن، مونوکسیدکربن، اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق در خروجی خودروهای گازسوز بسیار کمتر است.
2. ایمنی بیشتر: بر خلاف تصور عمومی، CNG از نظر ایمنی عملکرد خوبی دارد. چنانچه نشتی رخ دهد، گاز به دلیل سبک بودن به سرعت به سمت بالا حرکت کرده و با هوا ترکیب می شود، در حالی که بنزین یا گازوئیل در محل باقی می مانند و احتمال آتش سوزی بالاتری دارند.
3. کاهش هزینه ها:
   CNG از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه تر از بنزین و گازوئیل است. در بسیاری از کشورها، از جمله ایران، قیمت گاز طبیعی پایین تر از سایر سوخت هاست، و استفاده از آن به صرفه جویی قابل توجه در هزینه های سوخت منجر می شود.
4. دوام بیشتر موتور خودرو: سوختن کامل تر گاز CNG موجب می شود که رسوبات کمتری در موتور باقی بماند و در نتیجه عمر مفید موتور افزایش یابد.

معایب و چالش های استفاده از CNG

1. فضای اشغال شده توسط مخزن:
   مخازن CNG معمولاً بزرگ و سنگین هستند و فضای زیادی از صندوق عقب خودرو را اشغال می کنند.
2. برد حرکتی کمتر:
   خودروهای گازسوز نسبت به خودروهای بنزینی برد حرکتی کمتری دارند، چرا که ظرفیت ذخیره سازی CNG محدودتر است.
3. کمبود ایستگاه های شارژ:
   در برخی مناطق، ایستگاه های گازرسانی CNG به اندازه کافی توسعه نیافته اند و ممکن است در استفاده مداوم از خودرو مشکل ایجاد شود.
4. هزینه اولیه تبدیل یا خرید خودرو:
   تبدیل خودرو بنزینی به گازسوز یا خرید خودروهای کارخانه ای گازسوز نیازمند هزینه اولیه است که ممکن است برای برخی افراد قابل توجه باشد.
5. آسیب پذیر بودن مخازن نگهداری این گاز در مقابل ضربه و تصادف و آتش سوزی

کاربردهای گاز CNG

گاز CNG در حال حاضر در بخش های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد:

• خودروهای سبک و سنگین: از جمله تاکسی ها، اتوبوس ها، کامیون ها و خودروهای شخصی.
• صنایع تولیدی: به عنوان سوخت برای دیگ های بخار، کوره ها و سایر تجهیزات حرارتی.
• نیروگاه ها: در برخی نیروگاه ها از گاز طبیعی برای تولید برق استفاده می شود.

نتیجه گیری

گاز CNG به عنوان یک سوخت پاک، ایمن و اقتصادی، نقش مهمی در آینده انرژی جهان ایفا می کند. هرچند استفاده از آن با چالش هایی همراه است، اما با توسعه زیرساخت ها و فناوری های نوین، می توان از مزایای آن بهره مند شد و گامی در جهت کاهش آلودگی هوا و حفظ محیط زیست برداشت. انتخاب CNG به عنوان سوخت، انتخابی هوشمندانه و پایدار برای حمل ونقل و صنعت است.