LNG-CNG és Metán (CH4) összehasonlítása és ezek gyakorlati kihatásai
A földgáz (Natural Gas vagy Erdgas) 90-98%-ban metánt tartalmaz, gázminőségtől függően. A többi alkotó általában etán, propán, bután, pentán, nitrogén, széndioxid, kénhidrogén és egyén más éghetetlen (inertgázok) mint pl. a nemesgázok igen kis mértékben.
A CNG csaknem hatszázszor nagyobb teret foglal el normál körülmények között (20°C + atmoszférikus nyomáson) mint az LNG, ami -162 °C hőmérsékleten (-260 °F) enyhe túlnyomás hatására cseppfolyósodik. Ekkor a sűrűsége 0.5 kg/L, ha hőt vesz fel, akkor 0.41-ig változhat, átlagosan 0.45 kg/L értékkel számolhatunk.
A CNG-nél az átlagsűrűség 0.8 kg/Nm3 értéknek vehető. A két értéket összevetve tehát közelítőleg:
2l LNG=1.125 Nm3 CNG, azaz ebből a viszonyszám:562.5
Ha feltankolunk földgázos autónkba, akkor a végén 200-220 bar túlnyomás uralkodik tartály(aink)ban, 200 barral számolva 2.81 a viszonyszám az LNG javára, ha 220 bárral, akkor tiz százalékkal kisebb: 2.55 lesz azon távolságok aránya, amit cseppfolyós gázzal tehetünk meg ugyanazon sűrített földgázzal , elméletileg.
Beleszámítva, hogy a folyadék köbös tágulása miatt a tartályokat nem szabad sohasem teletölteni, valamint, hogy mindig van evaporáció is a folyékony gázoknál, a gyakorlatban 2.4-e szorzóval számolnak azonos térfogatú üzemanyagtartályok esetén a hatótávot illetőleg./Volume-based energy density/
Tehát, egy 240 literes CNG tartályköteg azonos hatótávot biztosít, mint egy 100 literes LNG kriogén kivitelű hengeres tank ugyanazon jármű számára, hiszen az üzemanyag ugyanaz lényegében.
Amerikában már beálltak mindkettő nagy szériában történő gyártására, lásd ábra alant:
CNG-tartályöteg és LNG kriogén (teljesen hőszigetelt, duplafalú vákuumos, /vacuum jacketed/) LNG-tank.
Az energiatartalom szempontjából kg/kg alapon, 0.6 a dízelre és 0.7 a benzinre, azaz 1kg LNG egyenértékű 0.6 kg dízellel, avagy 0.7 kg benzinnel/Tehát 1kg derivátummal (kőolaj származékkal) cirka 1,5kg földgáz ekvivalens!/, az átlagos fajsúlyokat véve alapul 1.88 érték jön ki. A valóságban azonban a metán jobb hatásfokkal ég el, mivel a szénlánc mindössze egy szénatom, így a gyakorlatban „ökölszabályként” alkalmazható a következő összefüggés:
1 liter gázolaj vagy benzin=1.8 liter LNG ami 1Nm3 földgáznak felel meg
A földgáz fajsúlya 0.8 kg/m3 átlagban normál körülmények között, azaz pontosan kijön az egy az egyhez aránypár, azaz 1Nm3 földgáz azonos 1 liter benzin illetve gázolaj energiatartalmával. A valóságban, azonban pl. a tapasztalatok szerint, egy 8 liter átlagfogyasztású benzines autó normál sebesség és útviszonyok mellett 7Nm3 CNG-vel is beéri, amennyiben a gázminőség megfelelően jó.
A gázminőség több mindentől függ, elsősorban a metán tartalomtól, legjobb lenne a 100%-ban CH4-ből álló gáz, de ez maximum 98% a valóságban. A nagyobb szénláncú etilén, propán, bután és pentán szintén még éghető gázok, habár ezek már nem égnek el olyan jól, mint a metán. A kéndioxid és más kénvegyületek szintén elégnek, de vízzel találkozva kénes- illetve kénsavat alkotnak, az égéstérben káros hatásúak, ezért „kénmentesítik” a földgázt mindjárt a bányászat keretében. A maradék kén hatását hívatottak az un. gázmotorokra kifejlesztett kenőolajak semlegesíteni, lényegében ebben különböznek a szokásos kenőolajoktól. Az inertek nem károsítanak, viszont hőt visznek el az égéstérből, ezáltal csökkentve a hajtóenergia nagyságát.
A földgáz következő jellemzőit szokás megadni, illetve figyelni: inert tartalom (content of inerts), fűtőérték (calorific value), Wobbe-szám (Wobbe index), Soot index, incomplete combustion factor (a nem tökéletes égés faktora), Yellow tip index stb.
Az un. gross calorific value (hőérték ) az a jellemző, amiben a gázminőséget meg szokták adni. Különböző régiókban más-más értékek az elfogadottak és járatosak:
Délkelet-Ázsiában: 43 MJ/ Nm3 minimálisan
USA, UK: 42 MJ/ Nm3 maximum
Európa: 39-46 MJ/ Nm3 között.
