ما هو الغاز الطبيعي المضغوط (GNC)؟ كيف يعمل؟ كل ما تحتاج لمعرفته عن الوقود الأكثر رواجاً

من بين جميع أنواع الوقود المستخدمة لتوفير الطاقة التي تحرك السيارة، يُعد الغاز الطبيعي للمركبات ربما الأقل شهرةً، رغم أنه نفس الغاز الذي يستخدمه كثير من الإسبان لتدفئة منازلهم وإشعال مواقدهم. وهو غاز نظيف للغاية، وهو من بين جميع مصادر الطاقة الأحفورية الأقل تسبباً في مشكلات للبيئة، وخاصةً للهواء الذي نتنفسه.

إن الغاز الطبيعي للمركبات، سواء في شكله الغازي (الغاز الطبيعي المضغوط GNC) أو السائل (الغاز الطبيعي المسال GNL)، هو وقود أحفوري مستخرج من حقول لا يلزم أن تكون مرتبطة بالمنتجات البترولية. وهو مصدر الطاقة الأحفورية الأقل ضرراً بالبيئة، وتشير أحدث البيانات إلى أن العالم يمتلك احتياطيات من الغاز الطبيعي تكفي لتغطية الاستهلاك العالمي لمدة 537 عاماً. ولو اعتمدنا على الاحتياطيات الموجودة في أوروبا وحدها لأمكن تغطية الاستهلاك لمدة 161 عاماً. والأفضل من ذلك أن هناك كثيراً من الاحتياطيات التي لم تُكتشف بعد، وكثيراً غيرها لم يُدخل بعد في الاستغلال.

تشير التوقعات المختلفة إلى أنه على المدى المتوسط سيُستبدل ما بين 25 و50 في المائة من محركات الديزل بمحركات تستخدم الغاز الطبيعي كوقود. وحالياً، من بين أكثر من 70.000 حافلة حضرية تخدم المدن الأوروبية الرئيسية، تستخدم ما يقارب 13 في المائة (أكثر من 9.000) الغاز المضغوط CNG بالفعل، ومن بين 20.000 شاحنة قمامة يستخدمه أكثر من 15 في المائة (نحو 3.000). ويحقق كل ذلك مزايا لا في خفض الانبعاثات فحسب، بل أيضاً في خفض التلوث الضوضائي، إذ إن تشغيل المركبات التي تستخدم الغاز الطبيعي للدفع أهدأ بكثير من محركات الديزل التقليدية التي تحل محلها. ويستخدم الغاز الطبيعي للمركبات حالياً أكثر من 20 مليون مركبة في جميع أنحاء العالم: فالسيارات الخاصة وشاحنات التوصيل والشاحنات والحافلات ورافعات الشوكة والقطارات والسفن تتحرك جميعها باستخدام الغاز الطبيعي كمصدر للطاقة.

والتوجيهات الأوروبية واضحة في هذا الشأن. ففي جميع ما يتعلق بقطاع النقل، تُلزم الدول الأعضاء في الاتحاد بأنه، بحلول عام 2020، يجب أن تكون على الطرق الرئيسية في كل دولة محطات خدمة للغاز المضغوط GNC تُنشأ كل 150 كيلومتراً، وللغاز المسال GNL كل 400 كم. ويجب أن تخدم الأولى السيارات الخاصة والمركبات الخفيفة، بينما تُوجَّه الثانية أكثر لتسهيل الخدمة للنقل الثقيل. وفي إسبانيا يتوقع أن يكون هناك 300 محطة تزود بالغاز المضغوط GNC أو الغاز المسال GNL بحلول عام 2020. ووفقاً لأحدث البيانات، فإن في بلادنا 57 محطة لتزويد الغاز الطبيعي للمركبات مفتوحة للجمهور حالياً، وستصل إلى نحو 100 محطة قبل نهاية هذا العام، ويسير على الطرق 6.100 مركبة مجهزة بهذه التقنية.

مع تشجيع استخدام مصادر الطاقة البديلة بشكل عام والغاز الطبيعي للمركبات على وجه الخصوص، لا يسعى الاتحاد الأوروبي إلى تقليل الاعتماد المرتفع الذي تعانيه أوروبا تقليدياً على النفط فحسب، بل أيضاً إلى تحسين الهواء الذي نتنفسه يومياً في مدننا وبالتالي صحة المواطنين، لأن الغاز الطبيعي للمركبات هو، بعد الكهرباء، أنظف مصدر طاقة يعمل حالياً.

الفروق بين GNC وGLP

يخلط كثير من الناس بين الغاز الطبيعي للمركبات وGLP (غازات البترول المسالة) رغم أنهما لا يمتان لبعضهما بصلة. فالغاز الطبيعي هو الميثان، أما GLP أو Autogas كما يُعرف تجارياً، فهو خليط من الغازات، أساساً البروبان والبوتان. ويمكن العثور على الغاز الطبيعي للمركبات في الحالة الغازية (GNC) كما في الحالة السائلة (GNL)، بينما يُعرض GLP دائماً في الحالة السائلة. وهذا فرق مهم، سواء في الانبعاثات والاستهلاك أو في السلامة.

وعموماً، تعمل المركبات التي تستخدم الغاز الطبيعي المضغوط (GNC) بمحركات احتراق داخلي بالإشعال بالشمعات، رغم وجود طرازات تستخدم محركات ذات وقود مزدوج تعمل بالديزل، تختلف فقط في آليات تخزين الوقود وتغذيته.

نظراً لخصائص الغاز الطبيعي، يمنح المحرك قدرة أقل قليلاً (أقل بنسبة 12,7% من البنزين)، لكنه يسمح بإجراء تعديلات لتحسين أدائه. وهكذا، لتجنب فقدان القدرة يمكن رفع نسبة الضغط بفضل السلوك المضاد للانفجار الممتاز للغاز الطبيعي (130 أوكتان)، بما يزيد الضغط الفعال ويحسن الأداء بالتالي. كما يسمح بتقديم الإشعال، محققاً تحسناً في التشتت الدوري. وإضافةً إلى ذلك، يؤدي تكوين خليط أكثر تجانساً إلى تشغيل للمحرك بذبذبات أقل، و بالتالي ضوضاء أقل وديمومة أكبر. لذلك فإن استهلاك الوقود أدنى من استهلاك البنزين، مع تشغيل مثالي للمحرك عند سرعات دوران أقل ودرجات حمل أعلى. وهذا الانخفاض في السرعة يستلزم استخدام ناقل حركة بنسبة تخفيض أقل.

فعال وآمن وذو انبعاثات منخفضة

على عكس GLP، فإن GNC يكون دائماً في الحالة الغازية، بينما GLP، كما يدل اسمه، يكون في الحالة السائلة، كما هو الحال مع GNL، حتى يتحول مرة أخرى إلى غاز عند ملامسته للغلاف الجوي. وهذا مهم جداً. فـGNC غاز شديد التطاير، أي أنه يتبدد بسهولة كبيرة في الهواء، لذلك فإن معدل قابليته للاشتعال أقل بكثير من بقية أنواع الوقود، بل هو الأدنى بين جميع ما يُسوَّق حالياً للاستخدام في السيارات. وهذا يعني أنه في حالة الحادث، ستشاهد السيارة التي تعمل بالسولار أو البنزين أو الكيروسين أو GLP تشتعل فيها النيران قبل أن تشتعل سيارة تعمل بـGNC.

وكثيراً ما نسمع المنتقدين لـGNC يتحدثون عن خطر الانفجار الذي يمثله حمل خزان الغاز على متن السيارة. وهذه خرافة. فكما ذكرنا، فإن المركبة التي تعمل بالغاز الطبيعي للمركبات لها نفس خطر الاشتعال أو الانفجار الذي للمركبة التقليدية، بل وربما أقل. فلو كانت المعلومة صحيحة، فكم عدد سيارات الأجرة أو الحافلات التي كانت ستنفجر أو تحترق بالفعل؟ هذه المركبات تسير منذ سنوات عديدة بمحركات مزدوجة الوقود GNC والبنزين دون وقوع أي حوادث حتى الآن. وبعضها يعمل بهذا منذ القرن الماضي.

يُخزَّن GNC في الحالة الغازية، ولتخزينه في السيارة يُحفظ تحت ضغوط عالية، لأنه بخلاف ذلك ستكون الطاقة التي يوفرها في خزان السيارة ضئيلة جداً. وللتوضيح، فإن متراً مكعباً من GNC يعادل طاقياً 1,1 لتر من البنزين، بينما كيلوغرام واحد من GNC يعادل 1,5 لتر من البنزين. ويمكن أن يحتفظ خزان GNC في السيارة بما يصل إلى 15 كغ من هذا الغاز، رغم أنه لأسباب تتعلق بالسلامة يُخزَّن عادةً 11 كغ فقط.

كما أن GNC يتمتع أيضاً بفضائل مهمة في مجال الانبعاثات، إذ إنه الوقود الذي يُنتج أقل عدد من المخلفات من حيث الانبعاثات، كما يتضح في الرسم البياني المرفق.

تكلفة الوقود

يُعد السعر من أبرز نقاط التمايز بين الغاز الطبيعي للمركبات والبنزين. ومن أكثر العوامل تأثيراً في سعر الوقودين ضريبة الهيدروكربونات المفروضة على استخدام الوقود، وهي أكثر لطفاً من جانب الإدارات مع الغاز الطبيعي منها مع الوقود التقليدي. فبالنسبة للغاز الطبيعي تبلغ هذه الضريبة نحو 0,05 يورو للكيلوغرام من GNC، بينما في حالة البنزين تتراوح ضريبة الهيدروكربونات بين 0,40 يورو لكل لتر من البنزين الخالي من الرصاص 95 و0,43 يورو/لتر المفروضة على البنزين الخالي من الرصاص 98. ويكلف الغاز الطبيعي للمركبات نحو 0,93 يورو/لتر، بينما يتراوح سعر لتر البنزين بين 1,15 و1,58 يورو/لتر. وتستهلك السيارة متوسطة الحجم نحو 3,5 كيلوغرام من GNC لكل 100 كيلومتر من الاستخدام. وبما أن كل كيلوغرام يكلف 0,93 يورو، فهذا يعني تكلفة تقريبية قدرها 3,25 يورو للوقود.

بالنسبة لـسيارة ذات عمر افتراضي 200.000 كيلومتر، سيكون توفير الوقود باستخدام GNC 1.800 يورو/سنة مقارنةً بالديزل، و5.560 يورو/سنة مقارنةً بمحرك بنزين، و1.160 يورو/سنة مقارنةً بـGLP. والفرق يصبح ملحوظاً جداً.

مساعدات الشراء

كونها طاقة نظيفة يساعد. فشراء المركبات التي تستخدم الغاز الطبيعي للمركبات كمصدر طاقة للدفع مدعوم بأنواع مختلفة من المساعدات من جانب الإدارات العامة المختلفة. فالمعهد الوطني لتنويع الطاقة وتوفيرها IDAE يتيح أنواعاً مختلفة من المساعدات لقطاع النقل عند تجديد مركباته، ومنها مساعدات اقتصادية للمستخدمين وللشركات المهتمة بإنشاء محطات الشحن. وتُحدَّد هذه المساعدات في خطط MOVEA (خطة دفع التنقل بمركبات الطاقة البديلة)، التي تهدف رئيسياً إلى تحفيز شراء المركبات التي تعمل بالوقود البديل، مخصصةً لذلك ميزانية قدرها 16,6 مليون يورو.

وبهذا، كانت السيارات الخاصة التي تستخدم الغاز الطبيعي تحصل — ضمن MOVEA 2016 — على مساعدة قدرها 3.000 يورو من الحكومة، و700 إضافية إذا سلّمت القديمة للخردة، و1.000 يورو إضافية من الوكيل. أما الشاحنات الصغيرة والمركبات التجارية الخفيفة فكانت المساعدات تتراوح بين 3.500 و6.500 يورو، وللحافلات والشاحنات بين 11.000 و21.000 يورو.

وهذه هي الأرقام التي حددتها خطة MOVEA الأخيرة، التي ظلت سارية حتى نفاد الأموال المخصصة لها. وقد تلت MOVEA خطة MOVALT، المخصصة تحديداً لدفع مبيعات مركبات الطاقة البديلة بمساعدات مماثلة بل وأعلى من MOVEA، تتراوح من 500 إلى 19.000 يورو. وكانت هذه الخطة قد بدأت بميزانية مخصصة قدرها 35 مليون يورو. ونحن حالياً في انتظار الموافقة على الميزانيات العامة للدولة لمعرفة المخصصات النهائية للخطط الجديدة لعام 2018، رغم أن كل المؤشرات تدل على أن MOVALT الجديدة ستتوفر لها ميزانية إجمالية قدرها 50 مليون يورو.

كما أن هذه المساعدات لا تمنع الاستفادة من المساعدات التي تقدمها بعض الإدارات الإقليمية والمحلية بشكل تكميلي لما تقدمه الحكومة وشركات صناعة السيارات. ففي بعض المجتمعات والبلديات، تُقدَّم خصومات إضافية على الأسعار، وصولاً إلى الإعفاء من رسوم مواقف السيارات في الشارع، أو إمكانية الدخول إلى المناطق المقيَّدة لحركة المرور أثناء حالات التلوث.

ومن المزايا الأخرى التي تتمتع بها مركبات الغاز الطبيعي إمكانية خصم 20 في المائة من قيمة السيارة من ضريبة الدخل للأشخاص الطبيعيين بالنسبة للمركبات المهنية الموفرة للطاقة أو التي يمكنها استخدام وقود بديل كالـGNC وتلتزم بحدود انبعاثات Euro6.

وأخيراً، تجدر الإشارة إلى أنه بما أن الغالبية العظمى من المركبات التي تستخدم GNC كوقود لها انبعاثات منخفضة جداً، فإن تلك التي لا تتجاوز انبعاثات CO2 فيها 120 غ/كم _{تُعفى من دفع ضريبة التسجيل.}

الصيانة

تكون المواعيد التي يحددها المصنّعون لإجراء الصيانة الصحيحة متشابهة جداً سواء للسيارات ذات المحركات الحرارية التقليدية أو المزودة بمحركات GNC، بل تكاد تكون متطابقة تماماً.

ومع ذلك، تلزم اللائحة الأوروبية التي تنظم هذه الطرازات، في لائحتها ECE R110، بـفحص سنوي لخزان الوقود، وكل أربع سنوات فحص لقنوات الغاز، للتحقق من عدم وجود تسرب للغاز ومن أن صمامات الأمان تعمل بشكل صحيح. ولا تخضع بقية السيارة لهذا القيد، لكن خزانات تجميع الغاز على متن السيارة، والتي يُحدَّد عمرها الافتراضي الأقصى بـ20 عاماً، يلزم بعدها استبدالها بأخرى جديدة.

السعر

تتمتع المركبات المزودة بمحركات يمكنها استخدام GNC كوقود بسعر أعلى قليلاً من نظيراتها التي تعمل بالبنزين، رغم أن الفروق في أي حال لا تكون بحجم الفروق التي تمثلها المركبات الكهربائية مقارنة بالنسخ المكافئة من البنزين أو الديزل. وتصل هذه الفروق إلى نحو 2.000 إلى 2.500 يورو. والجميل أن هذه الفروق يمكن تعويضها جزئياً على الأقل بفضل المساعدات الاقتصادية من الإدارة المركزية ومن الحكومة. كما أن العروض التجارية التي تقدمها بعض الشركات المصنعة لطرازاتها من هذه التقنية تساوي سعرها تماماً بسعر النسخ المكافئة من الديزل أو البنزين.

وعلى كل حال، لكي يُستهلك فرق السعر بين مركبة GNC ومركبة بنزين بمجرد أخذ التوفير الناتج عن انخفاض تكلفة كيلوغرام GNC مقارنةً بمحرك البنزين في الاعتبار، ينبغي لسائق المركبة التي تعمل بالغاز أن يقطع نحو 82.000 كم تقريباً، وهو رقم يستغرق قطعه بمعدلات الاستخدام العادية نحو أربع سنوات.

الاستقلالية والتزود بالوقود

من بين أكبر المخاوف التي تشغل المهتمين بمصادر الطاقة الجديدة المطبقة على السيارات هناك اثنان يبرزان بقوة: مدى قيادة الطراز وإعادة شحنه أو تزويده بالوقود. وفي هذا الصدد، تستفيد سيارات GNC بشكل خاص، إذ إن شحنها يكاد يكون مماثلاً تماماً لشحن السيارة التقليدية، بل يمكن القول إنه أكثر أماناً وفي الوقت نفسه. يكفي توصيل “خرطوم المضخة” بسيارتنا، وفي غضون 2-3 دقائق فقط تكون العملية قد اكتملت. ولا يُفعَّل الخرطوم يدوياً، بل يلزم تمرير بطاقة العميل حتى يتحقق النظام من أنه مركَّب بشكل صحيح ويشحن كمية الغاز المطلوبة.

التزويد مضمون. إسبانيا هي الدولة ذات أكبر خبرة في نقل وتوزيع GNC في أوروبا، رغم أنها ليست المستهلك الرئيسي. وتمتلك البلاد حالياً أسطولاً من 240 صهريجاً في شبكة التوزيع، يتفوق عليه فقط أسطول الصين — 4.000 — واليابان — 600 —. وإضافةً إلى ذلك، رغم الحجم الضئيل لأسطول مركبات GNC في إسبانيا، فإن شبكة المحطات القائمة، رغم قلتها، كافية لتغطية الوجهات الكبرى في شبكة طرقنا.

وحالياً توجد 34 محطة خدمة مفتوحة للجمهور العام (وهناك أكثر من ذلك لكنها للاستخدام الخاص داخل الشركات) تخدم 4.400 سيارة خاصة ومركبة تجارية خفيفة تستخدم هذا الوقود في إسبانيا، ومن المتوقع أنه بحلول عام 2020، عندما يصل أسطول مركبات GNC إلى 17.200 وحدة، يصبح هناك ما مجموعه 85 محطة. ومن هذه تكون 20 قيد الإنشاء بالفعل، وهناك 31 أخرى في مرحلة التخطيط. وكما يتضح، فإن الشركات والإدارات هذه المرة أدَّت واجبها جيداً وتعملان معاً على تطوير هذا الوقود وإدخاله في بلادنا، والذي سيكون بلا شك له إدخال أسرع حتى من إدخال الوقود الخالي من الرصاص، الذي فاجأ كثيراً من مناطق البلاد على حين غرة.

حالياً، تعمل شركات توريد الغاز الطبيعي على الحصول على التصاريح والاعتمادات التي تتيح تركيب نقاط التزويد في منزل المستخدم نفسه من خلال تركيب جهاز بحجم المرجل متصل بشبكة الغاز الطبيعي. وبهذه الطريقة، سيكون ممكناً أن تتوفر في الكراجات، سواء المشتركة أو الخاصة، نقاط شحن يستطيع مستخدموها تزويد سياراتهم بالوقود بسهولة.

مزايا GNC

• انخفاض كبير في الانبعاثات، وخاصةً الأشد ضرراً (CO2، NOx، CO، HC، SO2)، وانعدام شبه تام لانبعاث الجسيمات الضارة (PM10).
• توفير طاقة كبير، ونتيجة لذلك انخفاض استهلاك الوقود.
• لأنها تعمل بعدد دورات في الدقيقة أقل من البنزين وتولد اهتزازات ونفايات أقل، فإن محركات GNC تدوم أطول.
• بفضل انخفاض الانبعاثات الملوثة، فإن الصيانة تكون أرخص أيضاً. تكون تغييرات الزيت متباعدة، ويتعرض نظام العادم وخروج الغازات لتآكل أقل.
• يتمتع الغاز الطبيعي بضريبة هيدروكربونات أقل بنسبة 50%. وسعره المنخفض يتيح استهلاك الفروق السعرية المحتملة في شراء المركبة بسرعة (خاصةً في سيارات الأساطيل التي يكون استخدامها أكثف)

.

• إضافةً إلى المساعدات المحتملة من الحكومة عند شراء سيارة جديدة (خطة PIVE)، تضيف مركبات GNC حوافز ومساعدات ضريبية أخرى، مثل ما تنص عليه خطة MOVEA (حتى 3700 يورو في حالة السيارة الخاصة)، وخصم 20% على عوائد العينيات في ضريبة الدخل، وغير ذلك

.

• مركبات GNC أكثر أماناً حتى من التقليدية، إذ إن الغاز الطبيعي المضغوط عند ملامسته للغلاف الجوي تكون فرص اشتعاله وانفجاره أقل من البنزين.
• محركات GNC تُصدر ضوضاء تشغيل واهتزازات أقل من البنزين، وخاصةً من الديزل.
• نظام تزويد GNC أكثر كفاءةً من نظام الوقود التقليدي. تُلغى خسائر تبخر الوقود التي تحدث في الخراطيم، إذ إنها محكمة الإغلاق تماماً.
• احتياطيات الغاز الطبيعي أوفر من احتياطيات النفط (التزويد مضمون لنحو 160 عاماً في أوروبا). يمكن أن تعمل المحركات بالغاز الحيوي كما بالميثان الحيوي، وكذلك، بفضل نظام الوقود المزدوج، يمكن استخدام GNC في محركات البنزين. وهذا الخيار الأخير هو الأوسع قبولاً في أوروبا حالياً.

عيوب GNC

• التخزين في الحالة الغازية يتطلب حاويات أكبر حجماً، مما يُلزم، خاصةً في السيارات التي خضعت للتعديل، استخدام جزء من المساحة المخصصة لصندوق الأمتعة لإيوائها. وفي حال اختيار التخزين السائل، فإن ما سيتأثر هو مدى قيادة المركبة.
• بسبب الضغط المرتفع في خزانات التخزين، تحتاج الخزانات وقنواتها إلى اجتياز اختبارات محددة بشكل سنوي للتحقق من حالتها السليمة. وهذه الاختبارات إلزامية عندما تتعلق بالمركبات المعدّلة لاستخدام الغاز الطبيعي. وإذا كانت السيارة أصلاً من نوع GNC، أي تخرج من المصنع كذلك، فإن الفحوص تُجرى وفق الخطة التي يوصي بها المصنّع وفي الجدول المحدد للفحص الفني (ITV)، وهو نفس جدول السيارة التقليدية.
• استخدام GNC قد يسبب مشكلات مع المحفز ثلاثي الاتجاهات. فانخفاض درجة حرارة غازات العادم الناتج عن استخدام الغاز الطبيعي مقارنةً بالبنزين قد يتسبب في أن تكون درجة حرارة تشغيل المحفز ثلاثي الاتجاهات غير كافية، مما يسرّع من شيخوخته.
• لا تزال البنية التحتية لتزويد هذا النوع من الوقود في إسبانيا غير كافية. فلا يوجد سوى 42 نقطة تزويد لـGNC في البلاد كلها.
• سعر المركبة أعلى قليلاً (+- 2500 يورو) من نظيرتها التي تعمل بالبنزين أو الديزل

سيارات GNC متاحة للبيع حالياً