Volgende Up
|
Kermit de Kikker zei ooit:"Het is niet zo makkelijk om groen te zijn." Hoewel hij het niet had over auto's, lijkt zijn observatie bijzonder geschikt voor de auto-industrie van vandaag:het ontwerpen, ontwikkelen en op de markt brengen van 'groene' auto's was geen gemakkelijke taak, daarom heersen benzine-aangedreven voertuigen nog steeds op de weg en fossiele brandstoffen nog steeds goed voor bijna 75 procent van het wereldwijde energieverbruik. Naarmate de benzineprijzen stijgen en de bezorgdheid over schadelijke emissies toeneemt, zullen auto's die op alternatieve brandstofbronnen rijden echter steeds belangrijker worden. Een voertuig op aardgas, of NGV, is het perfecte voorbeeld van zo'n auto:hij is zuinig, milieuvriendelijk en biedt relatief lage eigendomskosten.
galerij met afbeeldingen van voertuigen op alternatieve brandstof
Dit artikel legt het basisidee van NGV's uit, kijkt naar de unieke ontwerpuitdagingen die erbij komen kijken en onderzoekt de voordelen en voordelen van deze technologie.
Inhoud
Het woord "gas" is een verwarrende term omdat het wordt gebruikt om veel verschillende stoffen te beschrijven die vergelijkbaar zijn, maar niet precies hetzelfde. Het "gas" dat u in uw auto stopt, is bijvoorbeeld benzine, een bestanddeel van ruwe olie of aardolie. Aardolie is een donker, kleverig vloeibaar mengsel van verbindingen die ondergronds zijn gevormd door het verval van oude zeedieren.
Aardgas komt ook voort uit het verval van oude organismen, maar het neemt van nature een gasvorm aan in plaats van een vloeibare vorm. Aardgas komt vaak voor in combinatie met ruwe olie. Het is afgeleid van zowel landplanten als aquatisch organisch materiaal en vormt zich boven of onder olieafzettingen. Het wordt vaak opgelost in ruwe olie bij de hoge drukken die in een reservoir bestaan. Er zijn ook aardgasreservoirs, bekend als niet-geassocieerd gas, die alleen gas en geen olie bevatten.
Aardgas bestaat voornamelijk uit methaan en andere koolwaterstofgassen. Koolwaterstoffen zijn organische verbindingen die alleen uit de elementen koolstof en waterstof bestaan. De koolwaterstoffen in aardgas worden verzadigde koolwaterstoffen genoemd omdat ze waterstof en koolstof bevatten die aan elkaar zijn gebonden door enkele bindingen. Zoals de diagrammen laten zien, is methaan de eenvoudigste verzadigde koolwaterstof.
Net als benzine is aardgas brandbaar, wat betekent dat het kan worden gebruikt in een verbrandingsmotor zoals benzine. Maar auto's die op aardgas konden branden, verschenen pas in de jaren '30 op het toneel.
Aardgas winnen we uit ondergrondse reservoirs door putten in de aarde te boren. Een moderne waterput, uitgerust met boortjes met diamanten, kan boren tot diepten van bijna 25.000 voet.
Gedurende de 19e eeuw bleef het gebruik van aardgas gelokaliseerd omdat er geen manier was om grote hoeveelheden gas over lange afstanden te transporteren. In 1890 maakte de uitvinding van een lekvrije pijpleidingkoppeling het mogelijk om gasmijlen vanaf de bron te transporteren. Verbeteringen in pijpleidingtechnologie gingen de volgende twee decennia door totdat gastransport over lange afstand praktisch werd. Van 1927 tot 1931 bouwden arbeiders meer dan 10 grote aardgastransmissiesystemen in de Verenigde Staten, waardoor aardgas voor veel toepassingen een levensvatbare energiebron werd. De olietekorten van de late jaren '60 en vroege jaren '70 zorgden voor hernieuwde belangstelling voor aardgas als brandstofbron, vooral voor auto's.
Tegenwoordig kunnen eigenaren van voertuigen op aardgas hun auto tanken bij een van de 1.300 tankstations in de Verenigde Staten. Honda biedt ook een persoonlijke aardgaspomp aan mensen die de op aardgas rijdende Civic kopen. De pomp maakt gebruik van de bestaande aardgasleidingen van een huis en kan worden geïnstalleerd voor $ 500 tot $ 1500.
In het volgende gedeelte bespreken we hoe voertuigen op aardgas worden ontworpen.
Temperatuur ( ° F) | |||
Temperatuur ( ° F) |
Toch zijn er enkele aanpassingen nodig om een NGV efficiënt te laten werken. Deze veranderingen zitten vooral in de brandstofopslagtank, de motor en het chassis.
Brandstofopslag
De meeste NGV's werken met gecomprimeerd aardgas, zodat de brandstof minder ruimte in beslag neemt. Bij een tankstation wordt gas gecomprimeerd tot 3.000-3.600 pond per vierkante inch voordat het in buisvormige hogedrukcilinders wordt gepompt die aan de achterkant, bovenkant of het onderstel van het voertuig zijn bevestigd. De opslagtanks van vroege NGV's waren omvangrijk en namen een groot deel van de laadruimte van het voertuig in beslag, maar er zijn nieuwere, lichtere cilinders ontwikkeld. Deze volledig samengestelde cilinders worden Integrated Storage Systems (ISS's) genoemd en bevinden zich in een omhulsel van glasvezel en schokabsorberend schuim om ze te beschermen in geval van een crash. De cilinders hebben ook een kleinere diameter, zodat er drie samen kunnen worden gehuisvest in een grootte en vorm die lijkt op een conventionele benzinetank.
Motoraanpassingen
Chassisaanpassingen
Verschillen in tanken
Vervolgens bespreken we welke voordelen aardgasauto's hebben ten opzichte van benzineauto's, evenals de nadelen.
Aardgasvoertuigen bieden ook deze voordelen:
Nadelen
Een ander nadeel is het beperkte rijbereik van NGV's, dat doorgaans ongeveer de helft is van dat van een benzinevoertuig. Honda's aardgas Civic, de Civic GX, kan bijvoorbeeld tot 220 mijl rijden zonder te tanken. Een typische benzine-aangedreven Civic kan ongeveer 350 mijl rijden zonder te tanken. Als een speciale NGV onderweg zonder brandstof komt te zitten, moet deze naar het huis van de eigenaar of naar een plaatselijk aardgastankstation worden gesleept, wat misschien moeilijker te vinden is dan een "gewoon" tankstation.
Ten slotte moet worden opgemerkt dat aardgas, net als benzine, een fossiele brandstof is en niet als een hernieuwbare hulpbron kan worden beschouwd. De aardgasreserves in de Verenigde Staten zijn weliswaar nog steeds aanzienlijk, maar niet onuitputtelijk. Sommigen voorspellen dat er voldoende aardgasreserves over zijn om nog eens 67,1 jaar mee te gaan, ervan uitgaande dat het productieniveau van 2003 aanhoudt.
Ondanks enkele van de voordelen die NGV's bieden, zijn ze nog relatief zeldzaam. Volgens de Natural Gas Coalition zijn er momenteel 130.000 NGV's op de weg in de Verenigde Staten en meer dan 2,5 miljoen wereldwijd. Om dit in perspectief te plaatsen, bedenk dat er in 2001 142,5 miljoen geregistreerde voertuigen waren - wat betekent dat er meer voertuigen op gas rijden dan NGV's bijna 1.100 tot één in de Verenigde Staten. En toch produceren momenteel meer dan 40 verschillende fabrikanten, waaronder Ford, General Motors, Toyota en Volvo, NGV's.
Terwijl voertuigen zoals de Civic GX en de E 200 NGT slechts in zeer beperkte markten verkrijgbaar zijn (de eerste in bepaalde westerse staten, de laatste in Europa), zullen NGV's naar verwachting in de komende twee decennia op grotere schaal beschikbaar komen voor consumenten, vooral terwijl de olieprijs blijft stijgen. Als dat gebeurt, wordt groen zijn een beetje makkelijker.
Bekijk de links op de volgende pagina voor meer informatie over voertuigen op aardgas en aanverwante onderwerpen.
Veel langeafstandsvrachtwagens en -bussen rijden op een andere vorm van aardgas, vloeibaar gemaakt aardgas of LNG. LNG wordt gemaakt door aardgas te koelen tot -260 ° F en het te condenseren tot een vloeistof. De vloeibare vorm is veel dichter en heeft dus meer potentiële energie voor de hoeveelheid ruimte die het inneemt. Dat betekent dat er meer energie kan worden opgeslagen in dezelfde hoeveelheid ruimte op een auto of vrachtwagen.
Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen
Meer geweldige links
Bronnen 
Afbeelding met dank aan Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
Wanneer de motor in een NGV wordt gestart, stroomt aardgas uit de opslagcilinders in een brandstofleiding. In de buurt van de motor komt het aardgas een regelaar binnen om de druk te verlagen. Vervolgens wordt het gas door een meerpunts gasvormig brandstofinjectiesysteem geleid, dat de brandstof in de cilinders brengt. Sensoren en computers passen het brandstof-luchtmengsel zo aan dat wanneer een bougie het gas ontsteekt, het efficiënt verbrandt. Een aardgasmotor omvat ook gesmeed aluminium, zuigers met hoge compressie, geharde nikkel-wolfraam uitlaatklepzittingen en een methaanspecifieke katalysator. 
Foto met dank aan Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
Een geïnstalleerde aardgasmotor
Mogelijk zijn enkele aanpassingen in de ophanging van een NGV nodig om ruimte te creëren voor de brandstofopslagcontainers. Aan de achterkant van het voertuig vervangt een semi-draagarmophanging soms de laterale ophanging die standaard is in veel benzine-aangedreven auto's. Dit creëert meer open ruimte in het achterste onderstel, maar zorgt toch voor een soepele, comfortabele rit. NGV's verwijderen ook het reservewiel en de krik, wat een vlakke plattegrond mogelijk maakt. "Run-flat" banden, zoals de Extended Mobility Tyres van Goodyear Tire, worden geïnstalleerd om te compenseren voor het ontbreken van het reservewiel en de krik. 
Foto met dank aan Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
Het tanken van een aardgasauto kan ook een beetje anders zijn. Het tankpunt bevindt zich meestal aan de voorkant van het voertuig, hoewel in sommige NGV's, zoals de Honda Civic GX, het tankpunt zich aan de achterkant bevindt. Een NGV kan bij een "snelvulbare" pomp worden getankt in ongeveer dezelfde tijd als het tanken van een benzine- of dieselaangedreven voertuig. Als alternatief kan een NGV in vijf tot acht uur worden getankt met behulp van een "slow-fill" -methode. De door Honda aangeboden tankstations voor thuis zijn van de langzaam vullende variëteit, waardoor autobezitters hun voertuigen 's nachts moeten tanken. >Voor- en nadelen
Het grootste voordeel van NGV's is dat ze de uitstoot van milieubelastende stoffen verminderen. voertuigen op aardgas kunnen een vermindering van 93 procent van de uitstoot van koolmonoxide, 33 procent van de uitstoot van verschillende stikstofoxiden en een vermindering van 50 procent van reactieve koolwaterstoffen bereiken in vergelijking met benzinevoertuigen. NGV's scoren ook hoger op de uitstoot van fijnstof 10 (PM10). PM10-deeltjes transporteren en zetten giftige stoffen af door de lucht. NGV's die in dieseltoepassingen werken, kunnen de PM10-emissie met een factor 10 verminderen.
Een van de grootste klachten over NGV's is dat ze niet zo ruim zijn als benzineauto's. Dit komt omdat NGV's kostbare vracht- en kofferruimte moeten opgeven om plaats te bieden aan de brandstofopslagcilinders. Niet alleen dat, deze cilinders kunnen duur zijn om te ontwerpen en te bouwen - een factor die bijdraagt aan de hogere totale kosten van een voertuig op aardgas in vergelijking met een auto op benzine. 
Foto met dank aan Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
Achter onderstel met brandstofcilinders
Foto met dank aan Honda
Het Phill Home-tankapparaat
>Veel meer informatie
BedanktBedankt aan Jeff Beckman voor zijn hulp bij dit artikel.
Sons, Inc.
http://www.detnews.com/2005/autosinsider/0504/22/autos-159034.htm
http://www.germancarfans.com/news.cfm/newsid/2050207.006
http://automobiles.honda.com/models/model_overview.asp?ModelName=Civic+GX&bhcp=1
http://www.jhuapl.edu/programs/trans/ANGV.htm
http://www.ngridsafetyworld.com/ngsw/more/vehicles.html
http://www.naturalgas.org/
http://www.pge.com/about_us/environment/natural_gas_vehicles/
2-31.
dingen tegenwoordig werken. New York:Crown Publishers.
