CNG & LNG als Voertuigbrandstof Techniek, Gebruik, Marktontwikkeling

Transcriptie

1 CNG & LNG als Voertuigbrandstof Techniek, Gebruik, Marktontwikkeling Gert-Jan Rap Revisie : Handout Datum : 12 december 2016 Agenda Historie Aardgas als voertuigbrandstof Vergelijk CNG, LNG en andere voertuigbrandstoffen Techniek LNG systeem en LNG voertuigen Marktontwikkeling LNG Veilig werken aan LNG voertuigen Regelgeving Infrastructuur Calamiteiten Vragen en evaluatie RAP Clean Vehicle Technology Ruim 30 jaar ervaring in gasvormigebrandstoffen LPG, CNG, Biogas, LNG, Waterstof Wereldwijd actief Training Technisch Veiligheid Commercieel Consultancy Technisch Veiligheid Commercieel PDI (Pre-Delivery-Inspection) Sales Transport units for CNG & Biomethane Dual Fuel biogas tractor NGV Training voor Brandweer Mede-oprichter van Clean Vehicles Training Institute X-STORE CNG Transport units 1

2 Historie Aardgasvoertuigen Aardgas als voertuigbrandstof Aardgas is een fossiele brandstof, voornamelijk bestaande uit methaan(ch 4 ) Opslag in brandstoftank Als CNG (CompressedNaturalGas) Omgevingstemperatuur Maximaal 250 bar (25 MPa) Als LNG ( LiquefiedNaturalGas) Diep gekoeld (-140 tot -110 C) Lichte overdruk in tank (circa 7 18 bar (0,7 1,8 MPa) CNG Compressed Natural Gas Opslag bij 200 / 250 bar Opslag in cilindrische tanks Energie opslag aan voertuig beperkt Actieradius beperkt Relatief hoog gewicht brandstof systeem Bron : MAN 9 Tanks : 130 ltr W C Totaal : ltr W C Totaal : ca. 780 kg Bron : Fiat Auto 2

3 Verschillende CNG voertuigen Personenautos Bestelautos Vrachtautos Bussen Reinigingsmachines Heftrucks Etcetera, etcetera Bron: Iveco Bron: RAVO Bron: Mercedes-Benz Cilinder plaatsing aan voertuig HD CNG bron: equipmentwor ld.c om CNG Componenten 3

4 Componenten CNG systeem Vulaansluiting NGV-1 of NGV-2 Tweede terugslagklep Service aansluiting Manometer CNG cilinder(s) CNG cilinder afsluiters Filter Drukregelaar CNG injectiesysteem CNG installatie NGV-1/2 vulaansluiting service-aansluiting terugslagklep manometer CNG cilinder CNG afsluiter (1 per cilinder) - hand afsluiter - automatische afsluiter - doorstroom begrenzer - TPRD druksensor drukregelaar Automatische afsluiter Injector rail Filter tank druk service druk motor Bron: RAP Clean Vehicle Technology CNG vulaansluiting NGV-1 (lichte voertuigen) NGV-2 (vrachtauto s & bus) geïntegreerde terugslagklep geïntegreerde terugslagklep Bron : WEH 4

5 CNG tanks Type 1: Volledig metaal gewicht 100% Type 2: Metaal + composiet versteviging (hoop wrapped) Type 3: Metaal liner + laminaat (fully wrapped) Type 4: Polymeer liner + laminaat (fully wrapped) ~ 30% Bron: xperion Tankafsluiter Tankafsluiter Iedere tank heeft een eigen tankafsluiter Deze sluit de tank af Middels manueleafsluiter Middels elektromagnetischeafsluiter Is optioneelvoorzien van terugslagklep Alleen de eerstetank na de vuller Is voorzien van veiligheden Smeltveiligheid Breekplaat(optioneel) Doorstroombegrenzer Eventueelvoorzien van gasdichte behuizing! Bron: EMER Service Aansluiting Om leidingen drukloos te maken Bron: MAN bron : Hy-lok.com Afsluitkraan voor afblaasleiding Met verzegeling Afblaasleiding Met afdekkap onderaan 5

6 Koppelingen Verbinden van leidingen en componenten Gebruikaltijd juiste type koppeling Juistemateriaal Juisteklemringen Mengkoppeling-delenvan verschillendefabrikantennietdoor elkaar!!!! SNIJRINGEN zijn NIET toegestaan!!!! Bron: Swagelok Van CNG tanks naar motorruimte 1. Handafsluiter 2. Brandstoffilter 3. Manometer 4. Drukregelaar 5. Solenoïdeklep 6. Brandstofleiding naar motor 10. Leiding overdruk beveiliging 11. Druksensor 12. Tankafsluiter 13. Koelvloeistofleiding (2x) Let op : Systeem kan per voertuigmerk verschillen Bron: Scania Tankinhoud CNG Weergave via manometer Weergave op het dashboard 20 C Tankdruk [bar] Vulaansluiting + manometer Iv eco Stralis CNG 0 E 1/4 1/2 3/4 F Brandstofhoeveelheid Bron: RAP Clean Vehicle Technology Bron: Volkswagen 6

7 Waarom LNG? Waarom LNG?? Hoev eelheid brandstof Actieradius (vrachtauto) diesel 100 liter diesel circa 300 km LNG 100 liter LNG circa 180 km 165 liter LNG circa 300 km CNG CNG CNG CNG CNG CNG 100 liter CNG circa 55 km 550 liter CNG circa 300 km CNG installatie NGV-1/2 vulaansluiting service-aansluiting terugslagklep manometer CNG cilinder CNG afsluiter (1 per cilinder) - hand afsluiter - automatische afsluiter - doorstroom begrenzer - TPRD druksensor drukregelaar Automatische afsluiter Injector rail Filter tank druk service druk motor Bron: RAP Clean Vehicle Technology 7

8 LNG installatie LNG tank inclusief appendages W armtewisselaar (verdamper) drukregelaar Automatische afsluiter Injector rail Filter tank druk service druk motor Bron: RAP Clean Vehicle Technology LNG als voertuigbrandstof LNG = Liquefied NaturalGas Gekoeld tot onder het kookpunt gas wordt vloeibaar bij -162 C (@ atmosferische druk) In voertuig : circa -140 tot -120 C bij 7-18 bar DAMP VLOEISTOF Bron: Messer Griesheim (Linde) LNG tanks - Isolatie Geleidingswarmte Opslag in dubbelwandige, vacuüm geïsoleerde, cryogeen tank Stralingswarmte Multi Layer of Perliet isolatie 8

9 Hold Time Moet volgens regelgeving tenminste 5 dagen zijn (bij volle tank) Warmte instroom afhankelijk van kwaliteit van de isolatie lege tank warmt sneller op dan volle tank Bij te veel opwarming ontstaat zogenaamde BOIL OFF Warmte-instroom via de verbinding van binnen-en buitentank en via de leidingen Volle tank warmte-instroom door straling en geleiding Lege tank LNG brandstof tank Meestal cilindrisch Soms vierkant Voorzien van diverse appendages Optioneel voorzien van vaste montage-steunen A : Damp-Retour B : Vulaansluiting LNG C : Montagesteunen A Bron: B C LNG voertuigtank Indox (Ros-Roca) Dubbelwandig Vacuum-isolatie Perliet-isolatie Bron: 9

10 LNG voertuigtank - Chart Handafsluiter + Dampretour (systeem Chart) Economizer Primaire afblaasveiligheid Manometer Secundaire afblaasveiligheid Dubbelwandig Vacuum-isolatie super-isolatie Terugslagklep Vulaansluiting Terugslagklep afnameleiding Doorstroombegrenzer LNG ca C ULLAGE TANK Bron: Chart Handafsluiter afnameleiding Verdamper Drukregelaar Tankmeter Primaire & Secundaire Veiligheid ( PRD s ) Primaire veiligheid 16 bar blaast af via afblaasleiding op hoog punt van voertuig Secundaire veiligheid 22 bar heeft aparte uitstroomopening Bron: Iveco Manometer & Inhoudsmeter Manometer Geeft de druk in de tank aan Inhoudsmeter Is een capacitieve meter Geeft hoeveelheid brandstof aan Interface nodig voor dashboard weergave Bron: Scania Academy Bron : Volvo Trucks 10

11 Vacuüm aansluitingen Maakt het vacuümeren mogelijk Bij problemen : beperkte hold time vacuüm vacuüm aansluiting Bron: breekplaat ; actief bij overdruk Vul- en Damp-retour aansluitingen Vulaansluiting JC-Carter Damp-retour JC-Carter(Indox) of Bajonet Bron : Scania Academy Vul- en Damp-retour aansluitingen Verschillende nozzleswereldwijd Parker JC Carter MacroTechnologies(uitwisselbaar JC Carter) Geïsoleeerde aanvoerslang Koppelingen worden extreem koud bron: MacroTechnologies (2x) bron: jccarternozzles (2x) bron: Parker 11

12 Overige Afdekkap Micro-Switch Indentificatie bij vulaansluiting Druk- of temperatuur sensor Ingebouwde pomp Gas-sensor of gasdichte behuizing Bron : Volvo Trucks Bron : R110 document (Annex 7) LNG voertuig Eén of twee LNG tanks Verdamper noodzakelijk Lage druk regelaar Motor is vergelijkbaar met deze in CNG-voertuig Mono-fuelof Dual-fuel LNG tank configuratie Enkele LNG tank Dubbele LNG tank bron : Blu LNG (2x) 12

13 LNG + CNG voertuig Gecombineerd CNG en LNG brandstof systeem bron : Iveco (2x) Werken aan of met het LNG systeem Werken aan LNG systeem Leidingen kunnen zeer koud zijn Status van het systeem veelal af te leiden aan de leidingen Systeem gaat afblazen bij opwarming Wees uitermate voorzichtig met uitstromend (vloeibaar) LNG Draag isolerende handschoenen Draag gezichtsbescherming indien gevaar van ontsnappend (vloeibaar) LNG 13

14 Werken aan LNG systeem Let op of leidingen bevroren zijn. Controleer druk en temperatuur van LNG tank Zorg dat voertuig buiten staat als niet bekend is hoe lang tank nog koud blijft Vloeibaar gas wordt circa 600 keer groter zodra het vrij komt Let op : LNG is normaalgesproken NIETvoorzien van geurstof!! 1 liter LNG 580 liter gas = maximaal liter explosief mengsel LNG tanken PBM s Gebruik PBM s is verplicht PBM = Persoonlijke BeschermingsMiddelen Geïsoleerde handschoenen Veiligheidsbril of gelaatscherm Lange mouwen / broekspijpen Werkschoenen Bron : GDF Suez Werkplaatsinrichting Momenteel is er geen specifieke richtlijn voor LNG Wel Richtlijn PGS 26 ; momenteel alleen voor CNG Specifieke voorschriften t.b.v. ventilatie Eventueel gasdetectie PGS 26 wordt momenteel vernieuwd Werkvoorschriften Opleiding en training LNG 14

15 Parkeren van LNG voertuigen Buiten Bij voorkeur op afgesloten terrein Instrueer bewaking dat voertuig kan gaan afblazen Infrastructuur Bron : 123RF Infrastructuur LNG Wereldwijd transport per schip bron : Linde-group 15

16 LNG Tankstations in Nederland Stand : medio 2016 Bron : Nationaal LNG Platform LNG Tankstation Aanvoer LNG over de weg Soms combinatie van LNG en CNG in hetzelfde station Bron : Bron : Calamiteiten Polen, 2008 Een bus brandt volledig uit Brand begint in motorruimte LNG tank blaast af, maar blijft heel Bron : Solbus 16

17 Calamiteiten Londen, UK Een LNG vrachtauto brandt volledig uit LNG tank blaast af, maar blijft heel Bron : Chart Calamiteiten Australië Een vrachtwagen verongelukt Vrachtauto rolt over de kop LNG tank deukt in, blaast af, maar blijft heel Bron : Chart Calamiteiten Californië, USA Truck rolt op de zijkant en schuift over één van de LNG tanks LNG tank raakt nauwelijks beschadigd en blijft heel 17

18 Calamiteiten Duiven, Nederland CNG / LNG truck staat in werkplaats en brandt uit CNG en LNG tanks blazen af, maar blijven heel Bron : Veiligheidsregio Gelderland-Midden Vragen Dank u wel voor de aandacht! For further information : RAP Clean Vehicle Technology Beekstraat 8-A NL 7227 NC Toldijk Tel. : +31 (0) info@rap.ac 18

19 Disclaimer This presentation is prepared by RAP Clean Air Products for information exchange in the project : W orkshop LNG als Voertuigbrandstof for KIVI. Although the author of this document strived to give complete and correct information, neither the principal nor RAP Clean Vehicle Technology can be held liable if the provided information is mis-used, mis-interpreted, incomplete or failing in any other way. It is not allowed to copy information and/or pictures, graphs or other illustrations from this presentation without the written approval of RAP Clean Vehicle Technology RAP Clean Vehicle Technology strived to find and mention the source of illustrations. If you nevertheless have the impression that material is used inequitable, please contact 19