bioCNG als brandstof: tanken, cilinders in het voertuig, actieradius en eisen aan stations

bioCNG is biomethaan, gecomprimeerd tot een druk van ca. 200 bar (nominaal in het voertuig) en geleverd op tankstations als brandstof voor auto's, bussen en lichte bedrijfsvoertuigen. Technisch verschilt het niet van gecomprimeerd aardgas (CNG), dus voertuigen op CNG kunnen zonder enige wijziging op bioCNG worden gevoed. Het verschil zit in de herkomst en de koolstofvoetafdruk, die met documenten wordt bevestigd (duurzaamheidscertificering, garanties van oorsprong of andere systemen). In het transport doet bioCNG het goed in stadsvloten en lokale distributie, en voor langeafstandstransport wordt vaker LNG overwogen.

Drukken en cilinders

Tanks in voertuigen hebben doorgaans een nominale druk van 200 bar (bij een temperatuur van 15°C). Het station comprimeert het gas tot een hogere druk (van de orde van 250 bar), omdat het gas na het vullen opwarmt en na afkoeling de druk daalt. De cilinders worden uitgevoerd als:

Lichtere cilinders maken het mogelijk het eigen gewicht van het voertuig te verminderen of de actieradius te vergroten, maar verhogen de prijs. Cilinders worden periodiek gekeurd en hebben een beperkte gebruiksduur.

Hoeveel energie en hoeveel kilometer

Methaan heeft een calorische waarde van ca. 50 MJ/kg, oftewel ca. 13,9 kWh/kg. De dichtheid van methaan onder normaalomstandigheden bedraagt ca. 0,717 kg/m³, dus 1 kg CNG komt overeen met ca. 1,39 m³ gas. Bij personenauto's ligt het verbruik in de orde van 3–5 kg/100 km, bij stadsbussen enkele tientallen kg/100 km, afhankelijk van massa, route en rijstijl. Ter oriëntatie: een personenauto met een tank voor 15 kg gas heeft bij een verbruik van 4 kg/100 km een theoretische actieradius van ca. 375 km; een bus met een voorraad van bijv. 200 kg en een verbruik van 45 kg/100 km – ca. 440 km (voorbeeldwaarden).

Opbouw van een station

1. Aansluiting op het gasnet of levering van gas uit een biogasinstallatie.
2. Drogen van het gas – water in gecomprimeerd gas veroorzaakt corrosie en bevriezing.
3. Compressoren – meertraps, gekoeld.
4. Bufferopslag – een cascade van tanks met verschillende drukken, die het tanken versnelt en de belasting van de compressoren verkleint.
5. Dispenser – met meetsysteem (massa), gaskoeling en beveiligingen.
6. Veiligheidssysteem – gasdetectie, noodafsluiters, ATEX-zones.

Stations voor snel tanken (vullen in enkele minuten) verschillen van stations voor langzaam tanken (enkele uren, voor vloten die op de basis overnachten).

Kwaliteitseisen

De brandstof moet voldoen aan de specificatie voor autogas, o.a. met betrekking tot methaangetal, gehalte aan siloxanen, zuurstof, zwavel en vocht. In Europa is EN 16723-2 het referentiepunt. Siloxanen en zwavel zijn schadelijk voor katalytische systemen in gasmotoren, en water – voor cilinders en appendages.

Waar het gas vandaan komt

Het station kan gas uit het net betrekken, waarbij de biologische herkomst met documenten wordt bevestigd (bijv. garanties van oorsprong), of rechtstreeks worden gevoed vanuit een biogasinstallatie. Het verantwoorden van het “groene” karakter van de brandstof vereist een consistent documentatiesysteem, om dubbeltelling van dezelfde energie te voorkomen.

Voorbeeld: busvloot

Aannames: 20 bussen, elk rijdt 60.000 km per jaar bij een verbruik van 45 kg/100 km. Gasverbruik: 20 × 60.000 × 0,45 = 540.000 kg per jaar ≈ 750 duizend m³. Energie: 540.000 × 13,9 = 7,5 GWh. Vermogen van de biomethaaninstallatie dat bij dit verbruik hoort: 750 duizend m³ / 8000 h ≈ 94 m³/h. Dat is een typische waarde voor een kleine of middelgrote biomethaaninstallatie, wat laat zien dat één installatie een vloot van enkele tientallen bussen kan voeden. De getallen zijn schattingen.

Voor- en nadelen

Voordelen: volwassen voertuigtechnologie, laag geluidsniveau en lage lokale emissies (NOₓ, deeltjes) ten opzichte van diesel, mogelijkheid tot vermindering van de broeikasgasemissies (GHG) bij gebruik van bioCNG, infrastructuur in veel steden.

Nadelen: lagere energiedichtheid dan bij LNG en diesel, massa van de cilinders, kleiner netwerk van stations in sommige regio's, noodzaak van keuringen en onderhoud van tanks.

Verantwoording als hernieuwbare brandstof

Om bioCNG te laten meetellen voor de doelen voor emissiereductie in het transport, moet de herkomst en het voldoen aan de duurzaamheidscriteria worden gedocumenteerd. Afhankelijk van het land worden registers van garanties van oorsprong, massabalanssystemen of rechtstreekse leveringen vanuit één biogasinstallatie toegepast. Belangrijk is dat dezelfde gaspartij niet tegelijkertijd aan transport en aan een andere toepassing wordt toegewezen, want dat zou leiden tot dubbeltelling.

Samenvatting

bioCNG is een praktische brandstof voor stads- en regionale vloten, mits een station en betrouwbaar bewijs van de herkomst van het gas beschikbaar zijn. Bij de planning is het raadzaam de kosten van voertuigen, brandstof en infrastructuur af te zetten tegen de regelgevende eisen voor schoon transport.