1 / 20

Naturgassbusser eller dieselbusser med avgassrensing – et miljøvalg?

Gasskonferansen i BERGEN 2003, 23—24 april:. Naturgassbusser eller dieselbusser med avgassrensing – et miljøvalg?. Senioringeniør Dag Stenersen MARINTEK. Utredningsprosjekt gjennomført av MARINTEK for Norsk Gassforum.

amie
Download Presentation

Naturgassbusser eller dieselbusser med avgassrensing – et miljøvalg?

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Gasskonferansen i BERGEN 2003, 23—24 april: Naturgassbusser eller dieselbusser med avgassrensing – et miljøvalg? Senioringeniør Dag Stenersen MARINTEK

  2. Utredningsprosjekt gjennomført av MARINTEK for Norsk Gassforum • Teoretisk beskrivelse av prinsipielle tekniske løsninger og muligheter for reduksjon av NOx- og partikkel-utslipp fra busser og ferger. • Effekt av rensetiltak for dieselmotorer og bruk av naturgass som alternativt drivstoff for å reduserer nitrogenoksider og partikkelutslipp i transportsektoren. • Kostnadseffektivitet for reduksjon av NOx og partikler over transportmiddelets levetid vha. ”case”-studier

  3. Bakgrunn • Dagens teknologiske status for dieselmotorer er lagt til grunn • Euro III godkjenning for bussmotorer, (NOx < 5 g/kWh) • Fremtidige regler og krav for kjøretøymotorer vil bidra til reduserte utslipp • Strengere utslippskrav for tunge dieselmotorer medfører behov for kontinuerlig utvikling av motor • Nye strengere krav vil tre i kraft i 2005 (Euro IV)og 2008 (Euro V) vil kreve avgassrensing

  4. NOxog partikler i transportsektoren, motorutviklerensdilemma • Ønske om lave utslipp og høy virkningsgrad, men en får ikke i pose og sekk: • Lave partikkelutslipp gir gjerne høye NOx-utslipp, og omvendt • NOx- og partikkelreduksjoner må sees under ett i et fremtidig motorkonsept • Avgassrensing gir gjerne høyere drivstofforbruk opptil 3-5% • Utslippskrav kan oppnås ved • Motorutvikling og renseteknologi for dieseleksos • Naturgass som alternativt drivstoff

  5. Hva med naturgassbusser? 0,2 0,16 0,12 0,08 0,04 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 Strategier for utslippsreduksjon av partikler og NOx Potensiale vha. avansert motorteknologi, (lav NOx gir mye partikler og omvendt) Partikkelutslipp, g/kWh Avansert innsprøytning,+ kjølt EGR+ partikkelfilter eller oksiderende katalysator Euro 3 Dagens EURO 3 status Forbedret forbrenning + avansert "timing" SCR DeNOx SCR DeNox Euro 5 Euro 4 10,0 NOx-utslipp, g/kWh

  6. Teknologiutvikling gir lavere utslipp • Effekt av teknologi-utvikling • Euro 3 • Euro 4 • Euro 5 • Naturgass % IVECO Cursor CNG 8000 Engine Performance Emission Comparison to the Legal Limits Ref. M.Seifert, NGV 2002

  7. NOx-reduksjon - hovedprinsipper • NOx-katalysator for mager blanding, (LNC=Lean NOx catalyst) • Selektiv katalytisk reduksjon ved hjelp av hydrokarboner • NOx adsorpsjon (Lean NOx Trap = LNT) • Adsorpsjon av NOx fra mager eksos etterfulgt av frigjøring og katalytisk reduksjon under rike blandingsforhold • Selektiv katalytisk reduksjon (SCR) • SCR ved hjelp av ammoniakk/urea

  8. Partikelfilter • Utfordring: Effektiv regenerering av filterne • Passive metoder: • Katalytisk filter • Kontinuerlig regenerering • Aktive metoder: • Regenerering ved hjelp av tilførsel av additiver • Filter med regenerering ved hjelp av brenner eller lignende

  9. Renseteknologi, dieseleksos fra kjøretøyer.Testoppsett for å oppnå Euro 5 utslippskrav Skjematisk testoppsett av laboratoriemotor og katalysatorsystem med målepunkter (T,P, FTIR) CB-PDF: Katalysatorbasert Partikkelfilter SCR: Selektiv katalytisk reduksjon CUC: Oksiderende katalysator Urea injeksjonssystem Reguleringssystem

  10. Oksyderende katalysator Avgassrensing dieselmotor/gassmotor Visjon mot Euro 5 for diesel (SCR-urea basert løsning) Naturgassmotor (Enkel passiv enhet) Eksos Oksyderende katalysator, (passiv enhet) CB-PDF: Katalysatorbasert Partikkelfilter SCR: Selektiv katalytisk reduksjon CUC: Oksyderende katalysator Urea injeksjonssystem, lagring og håndtering. Aktivt reguleringssystem med store krav til transienter og dynamisk respons

  11. Case-studie • Typiskbybussrute i Bergen • Ruteinformasjon, motordata, driftsprofil, kostnadsdata (investering og drift) • Dieselmotor, Euro 3,4,5 • Naturgassmotor 2003 og 2008 • Beregne tiltakskostnader for NOx-reduksjon sammenlignet med basis Euro 2 dieselmotor

  12. Buss-case • Basis – Euro 2 dieselmotor og dagens naturgassmotor • Kartlegging av rute og driftsprofil • Lengde: 27,7 km • Antall stoppesteder: 66 • Kjøretid: 58-73 minutter • Årlig kjørelengde 113.000 km • Gj.snitts ytelse: 45 kW • Kostnadstall • Diesel: 6,50 kr/liter • Gass: 5,0 kr/ Sm3 • Euro 4: Investering NOK 150.000 • Euro 5: Investering NOK 200.000 • Investering gassbuss: NOK 500.000 • Avskrivning: 10 år, 8% rente • Implementering av basisdata i beregningsverktøy • Effekt av teknologiutvikling

  13. Resultater – Kostnadseffektivitet for alternativ bussteknologi • Årlig drivstoffbesparelse for gassdrift i forhold til diesel • Dagens gassmotorteknologi lagt til grunn • Euro 5 med full ”rensepakke” (SCR + partikkelfilter + oksyderende katalysator)

  14. Resultater - bybuss

  15. Resultater – bybuss • NOx-reduksjon, sammenligning mot Euro 2 dieselmotor

  16. Partikkel-utslipp

  17. Bybuss, sensitivitet i økonomitall • Gassprisen: -1 kr per Sm3 gir en reduksjon fra 55 til 10 kr/ kg NOx. • Inv.kost, Euro 5: -25% gir reduksjon fra kr 42 til 35 per kg NOx • Ekstrakost for NG busser: -20% gir reduksjon fra 55 til 44 kr per kg NOx • Gassprisen er viktigste faktor for en kostnadseffektiv løsning for bybusser

  18. ”Naturgassvalget:” Reduksjonspotensial: Betydelig for NOx og partikler ved bruk av dagens teknologi. Spesifikke utslipp er allerede lavere enn fremtidige krav Teknologisk status: Naturgassmotorer er kommersielt tilgjengelig Utviklingspotensial: NG-motor er ”ny” teknologi og har stort potensial til videreutvikling Lavere utslipp av NOx og partikler Bedre reguleringssystem Lavere forbruk ”Dieselvalget” Reduksjonspotensial: Fremtidige krav er oppnåelig for både NOx og partikler ved bruk av avansert renseteknologi Teknologisk status: Renseteknologi må utvikles til kommersielle produkter. Krav til lavsvovel drivstoff Utviklingspotensial: Dieselmotoren er moden teknologi med begrenset utviklingspotensial Stort potensial for lave utslipp ved ny renseteknologi for å oppnå fremtidige NOx og PM krav. Konsekvens er økt drivstofforbruk i forhold til dagens motorer. Oppsummering - bybussdrift Dieselmotor med avansert renseteknologi / Naturgass som alternativt drivstoff

  19. Konklusjoner • Dagens naturgassbusser gir høy NOx- og PM-reduksjon, men har høye tiltakskostnader • Det kreves betydelig utvikling av effektiv diesel renseteknologi for å tilfredstille Euro 5. • Naturgassmotorer har potensial til lavere utslipp og lavere tiltakskostnader enn dieselteknologi med avgassrensing • For at gassbusser skal opprettholde sine klare miljøfordeler og fremstå som et kostnadseffektiv alternativ kreves videre utvikling av motorkonseptet.

  20. Takk for oppmerksomheten

More Related