Jednym ze sposobów ograniczenia emisji jest stosowanie paliw alternatywnych w tym między innymi: gazu ziemnego. Duże zasoby gazu ziemnego, wysokie bezpieczeństwo eksploatacji i niska emisja powoduje największy procentowo udział tego paliwa z pośród innych paliw alternatywnych.

Zgodnie z dyrektywami Unii Europejskiej CNG jest jednym z trzech paliw alternatywnych do zasilania silników pojazdów i do roku 2020 udział poszczególnych paliw ma wzrosnąć odpowiednio do wartości:

- CNG - 10%,

- biopaliwa - 8%,

- wodór - 5%.

Ze względu na duże zasoby gazu ziemnego, wysokie bezpieczeństwo eksploatacji
i niską emisję substancji szkodliwych, CNG stanowi największy procentowo udział
z wymienionych paliw alternatywnych. Liczba pojazdów napędzanych CNG na Świecie stale się zwiększa. Przyrost ilości tego typu pojazdów w Polsce nie jest tak dynamiczny, jednak normy emisji powodują, że producenci i użytkownicy coraz częściej rozważają możliwości stosowania tego paliwa.

Liderem w naszym kraju jest województwo podkarpackie. Podczas, gdy wiele przedsiębiorstw komunikacji miejskiej w kraju (Warszawa, Łódź) rozważa wprowadzenie do swojego taboru autobusów zasilanych gazem CNG, na Podkarpaciu już trzech przewoźników miejskich stosuje to paliwo. Spośród około 400 pojazdów zasilanych CNG w Polsce, blisko 80 sztuk znajduje się w województwie podkarpackim, co daje szacunkowo 20% ogółu pojazdów w kraju.

Najszybciej autobusy zasilane CNG na szerszą skalę wprowadziło przedsiębiorstwo MZK Przemyśl. Obecnie jeździ tam 23 autobusy zasilane CNG. Są to głownie zmodernizowane Jelcze M11 oraz fabrycznie przystosowane Jelcze M120M/4.

Kolejnym miastem, gdzie eksploatowane są autobusy na gaz jest Dębica. Jest to jedyne miasto, w którym nie ma żadnego pojazdu zasilanego olejem napędowym. Autobusy w Dębicy zasilane są paliwem propan ? butan oraz gazem ziemnym i są to pojazdy marki Jelcz PR110M LPG, Jelcz 120M LPG i Jelcz 120M CNG, Autosan H9-35 LPG oraz Iveco Daily City.

Prawdziwym liderem jest jednak MPK Rzeszów, które wprowadza do swojego taboru systematycznie autobusy zasilane gazem CNG. W chwili obecnej w taborze MPK znajdują się 32 pojazdy. Są to dwa zmodernizowane Jelcze M120M/1, jedenaście Jelczy M125M/4, dziewięć Solarisów Urbino 12 CNG oraz dziesięć Jelczy M120M/4. W październiku br. na ulice miasta wyjedzie osiem kolejnych autobusów, tym razem Jelcz 121M/4 CNG.

Zakup nowych autobusów jest najbardziej efektywnym sposobem zmiany taboru na zasilany gazem. Stare autobusy przerabiane na zasilanie gazowe są bardzo awaryjne, co powoduje ich częste przestoje. Nowe autobusy przystosowane fabrycznie do zasilania gazowego nie przewyższają awaryjnością autobusów zasilanych olejem napędowym.

Zasilanie gazem powoduje zmniejszenie poziomu zanieczyszczeń powietrza w mieście. Przynosi również korzyści ekonomiczne, gaz CNG jest paliwem tańszym niż olej napędowy. Problemem inwestycyjnym jest stacja tankowania CNG oraz sprężenie gazu do ciśnienia umożliwiającego zatankowanie pojazdu w odpowiednim czasie. Istnieją dwie możliwości tankowania autobusów. Pierwsza możliwość to szybkie tankowanie ze stacji o dużym wydatku. Drugie rozwiązanie to tankowanie wolne podczas planowanego długiego postoju w bazie.

Gaz ziemny, przynajmniej na razie, stosuje się głównie w transporcie miejskim oraz w przewozach na niewielkich dystansach. Wynika to przede wszystkim z braku rozbudowanej sieci stacji tankowania. Jest to jeden z najistotniejszych problemów hamujących szybki wzrost przewozów pojazdami zasilanymi gazem. Problem ten istnieje w całej Europie, jednak w Polsce wydaje się być szczególnie widoczny .

Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo (PGNiG) podjęło działania zmierzające do upowszechnienia gazu ziemnego jako paliwa do pojazdów samochodowych. Podjęte przez PGNiG działania zmierzają do zbudowania sieci stacji tankowania na terenie całego kraju . W wyniku tych działań na mocy podpisanych porozumień powstała stacja tankowania znajdująca się w MPK Rzeszów. Jest to obecnie jedna z niewielu stacji, w której odbywa się sprzedaż CNG dla indywidualnych odbiorców.

Źródłem emisji substancji szkodliwych jest nie tylko rura wydechowa. Emisja odbywa się również podczas tankowania. Tankowanie pojazdu benzyną powoduje ulatnianie się substancji szkodliwych bezpośrednio w otoczeniu osoby obsługującej dystrybutor. Podczas tankowania pojazdu gazem jego emisja jest minimalna ponieważ połączenie zbiorników z dystrybutorem wymaga szczelności. Tankowania CNG może wykonać tylko osoba odpowiednio przeszkolona, która potrafi zabezpieczyć odpowiednio niską emisję gazu w momentach załączenia i odłączenia szybkozłączki dystrybutora .

Biorąc pod uwagę transport paliwa, w przypadku benzyny czy oleju napędowego odbywa się on za pomocą cystern samochodowych lub kolejowych. W przypadku awarii cysterny lub kolizji cysterny istnieje ogromne ryzyko skażenia środowiska wokół zdarzenia. Transport gazu odbywa się za pomocą gazociągu, którego rozszczelnienie jest rzadkością i stanowi mniejsze zagrożenie dla środowiska niż wyciek paliw płynnych. Sposób transportu gazu niesie jednak za sobą pewne ograniczenia, ponieważ stacje tankowania należy budować w pobliżu gazociągów lub źródeł gazu ziemnego. Stacje przewoźne mają małą pojemność magazynowanego gazu .

W Europie większość pojazdów kategorii HD (ang. HD ? Heavy Duty: samochody ciężarowe o masie powyżej 3,5 t i autobusy) napędzane są silnikami Diesla. Z tego powodu większość parametrów norm EURO dla pojazdów HD dotyczy silników Diesla.

Spełnienie obowiązującej od 2000 roku w krajach Unii Europejskiej, normy EURO III, a w dalszej perspektywie EURO IV i EURO V będzie wymagało znacznego wysiłku projektantów i bardzo poważnych nakładów. W wyniku badań stwierdzono już, że autobus z silnikiem zasilanym gazem ziemnym bez trudu spełnia parametry wymagane przez EURO IV.

Suma zanieczyszczeń produkowanych przez silnik zasilany gazem ziemnym jest ok. 3-krotnie niższa w porównaniu z silnikami zasilanymi olejem napędowym. A więc korzyści ekologiczne są bezsporne .

Z szacunków WHO wynika, że w Europie umiera rocznie 80 000 ludzi na choroby wywołane skażeniem powietrza przez ruch samochodowy.

TABELA 1.

Emisja substancji toksycznych z silników autobusów

Źródło: http://www.polskieautobusy.com

Występują dwa główne rodzaje układów zasilania sprężonym gazem ze względu na skład spalanej mieszanki:

- spalanie mieszanki stechiometrycznej,

- spalanie mieszanki ubogiej.

Spalanie mieszanki ubogiej jest procesem bardziej ekonomicznym niż stechiometrycznej, zwiększa się jednak ilość wydzielanych tlenków azotu. W obu przypadkach kolejne zmniejszenie emisji może być przeprowadzone za pomocą trójfunkcyjnego katalizatora.

Analizując skład chemiczny gazu ziemnego, w którym składnikiem głównym jest metan (CH4), spaliny powstałe w wyniku jego spalania powinny mieć odpowiednio mniej produktów utleniania węgla (CO i CO2), a więcej produktów utleniania wodoru (H2O). W spalinach powinno być również mniej cząstek niespalonych węglowodorów i sadzy w porównaniu ze spalaniem oleju napędowego.

Dane dotyczące emisji składników toksycznych emitowanych przez silniki z ZS i modernizowane na CNG prezentowane w literaturze są często zróżnicowane. Generalnie obniżenie ilości emisji jest szczególnie istotne w przypadku cząstek stałych, tlenków węgla i niespalonych węglowodorów.

Proces przygotowania mieszanki palnej gazu ziemnego i powietrza jest bardzo istotny ze względu na możliwość pojawienia się w spalinach wolnego metanu, który przyczynia się do intensyfikacji efektu cieplarnianego.