Renare långdistansmotorer suger diesel eller naturgas

Teknik som tillåter dieselmotorer att istället köra huvudsakligen på naturgas skulle kunna ge ett ekonomiskt sätt för järnvägar och rederier att flytta över sina enorma transportsystem till naturgas.

Billigare frakt: Detta GE-lok kan köras på både diesel och naturgas.

En sådan förändring skulle kunna minska utsläppen av växthusgaser, eftersom naturgas vid förbränning släpper ut 15 till 20 procent mindre koldioxid än diesel. Det kan också spara avlastare pengar och sänka kostnaderna för fraktade varor, eftersom naturgasboomen i USA har gjort naturgas mycket billigare än diesel (se Natural Gas Changes the Energy Map ).

Ekonomin är mycket kraftfull, säger Mark Little , direktör för GE Global Research. Dieselbränsle är någonstans i storleksordningen 10 gånger dyrare än naturgas, per energienhet. Det pågår växling överallt.

GE har utvecklat lokmotorer som fortfarande använder diesel men som också kan drivas på upp till 80 procent naturgas. Man började nyligen testa loken med godsjärnvägsbolaget BNSF .

Samtidigt har vissa lastbilsföretag utvecklat liknande teknik för långdistanslastbilar. Den här månaden kommer till exempel UPS att börja testa 10 dubbelbränslelastbilar som använder teknik från Clean Air Power , ett företag baserat i Leyland, England.

Företag kommer sannolikt att finna dubbelbränslemotorer mer frestande än naturgasmotorer, eftersom förare kan återgå till diesel om naturgaspumpar inte är tillgängliga eller om priset på naturgas går upp igen. Den största oro för flottor är frågan om bränsleprisvolatilitet, säger Amy Myers Jaffe , verkställande direktör för energi och hållbarhet vid University of California, Davis. Så det finns ett stort intresse för dubbelbränsle.

Dieselmotorer kan köras på naturgas med relativt små modifieringar (se schweiziska forskare gör en 80 mpg hybrid). I en dieselmotor antänds bränsle och luft inte med en gnista, som i bensinmotorer, utan genom att komprimera dem tills de blir tillräckligt varma för att förbrännas. Kompressionständning, som processen kallas, fungerar inte bra med enbart naturgas. Det är för svårt att kontrollera exakt när förbränning inträffar, och naturgasen kan detonera - explodera som en bomb - skada motorn. I en dubbelbränslemotor löses problemet genom att spruta in en liten mängd diesel i motorn för att utlösa förbränning.

Det viktigaste tillägget som behövs för att konvertera en dieselmotor till en dubbelbränslemotor är ett system för att injicera naturgasen. Utöver det handlar det mest om att ändra förbränningstiden och förhållandet mellan luft och bränsle via enkla justeringar. GE-forskare har också designat ett kontrollsystem som tar hänsyn till belastningen på motorn och omgivningstemperaturerna, och anpassar förhållandet mellan naturgas och diesel därefter. Detta kan vara användbart till exempel när man kör ett lok genom en tunnel, där motorn värms upp till nivåer som kan göra att naturgasförbränningen blir svårare att kontrollera. I det här fallet övergår GE-systemet automatiskt till att använda mindre naturgas.

Dual-fuel-teknologi är inte ny – den demonstrerades redan på 1960-talet, säger Russell Goss, programchef för dual-fuel-teknik på Caterpillar , som säljer dual-fuel generatorer. Men låga naturgaspriser har nyligen ökat efterfrågan och fått motortillverkarna att finjustera tekniken för att möta utsläppskraven och tränga undan så mycket diesel som möjligt samtidigt som prestanda bibehålls.

Tekniken har brister. För det första kan de flesta dubbelbränslemotorer inte bränna mer än 65 till 80 procent naturgas. Dock, Westport , baserat i British Columbia, har utvecklat motorer som kan köras på upp till 95 procent naturgas. De använder fortfarande diesel för att utlösa förbränning men är optimerade för att drivas på naturgas. Till skillnad från de flesta dubbelbränslemotorer går de inte bra på enbart diesel. Förutom att testa dubbelbränsleloket från GE, testar BNSF ett som använder Westport-teknik.

För applikationer som kräver mindre kraft än stora lastbilar och lok, är det möjligt att använda gnisttända motorer som kan köras på antingen bensin eller naturgas. Även om de är mindre kraftfulla kan dessa motorer använda billigare utsläppskontrollutrustning.

Medan dubbelbränsleteknik skulle kunna underlätta en övergång till naturgas, kommer en omfattande övergång att hållas uppe av de höga kostnaderna för naturgasmotorer och bristen på bränsleinfrastruktur. Det finns fortfarande få naturgaspumpstationer, särskilt stationer som gör den flytande naturgasen (LNG) som är bäst för långväga lastbilstransporter och järnvägar.

Dölj