Biometaanin käyttö liikennepolttoaineena
Biokaasusta voidaan puhdistaa ja jalostaa biometaania, joka soveltuu ajoneuvon polttoaineeksi, samalla tavalla kuin maakaasukin. Biometaania käyttävä ajoneuvo on joko alun perin rakennettu paineistetulla kaasulla toimivaksi tai konvertoitu käyttämään paineistettua kaasua nestemäisen polttoaineen lisäksi. Konvertointi voidaan tehdä joko alunperin bensiiniä tai dieseliä käyttävään ajoneuvoon.
Tavallisesti paineistettua kaasua käyttävät autot ovat Bi-Fuel -autoja, eli niissä on kaksi erillistä polttoainejärjestelmää – toinen bensiinille ja toinen kaasulle. Bi-Fuel -ajoneuvo käynnistyy aina bensiinillä, mutta heti moottorin lämmettyä se vaihtaa automaattisesti käyttämään kaasua, jos sitä on saatavilla. Kaasun loppuessa moottori siirtyy automaattisesti käyttämään bensiiniä. Bi-Fuel -auton moottori käyttää siis kerrallaan vain yhtä polttoainetta.
Raskaammalla kalustolla paineistettua kaasua voidaan käyttää joko sellaisenaan vain kaasukäyttöisissä MonoFuel -ajoneuvoissa tai yleisemmin dieseliä ja kaasua yhdessä käyttävissä Dual Fuel -ajoneuvoissa. Dieseliä ja kaasua käyttävän Dual Fuel -ajoneuvon moottori käyttää polttoaineen syttymisen takia aina jonkin verran dieseliä kaasun lisäksi. Polttoaineita käytetään siinä siis yhtä aikaa.
Useimmiten Paineistetusta biometaanista käytetään lyhennettä CBG ja paineistetusta (fossiilisesta) maakaasusta lyhennettä CNG. Kemialliselta koostumukseltaan ja käytöltään CBG ja CNG vastaavat täysin toisiaan ja niitä voi käyttää ristiin.
Kaasukäyttöistä autoa hankkivan tulee huomioida, että varsinkin Keski-Euroopan markkinoilla on myös nestekaasua (LPG, autogas) käyttäviä ajoneuvoja, joihin ei saa polttoainetta Suomesta ja jotka eivät sovellu paineistetun kaasun käyttöön (eikä toisinpäin). Älä siis osta LPG –merkinnällä varustettua kaasuautoa, jos aiot käyttää sitä Suomessa.
Uusia CNG/CBG -ajoneuvoja saa jo usealta valmistajalta ja useissa eri ajoneuvoluokissa. Muun muassa Valtra valmistaa osittain biometaanilla toimivia traktoreita (Dual Fuel), Man valmistaa kuorma-autoja ja lukuisat autonvalmistajat henkilöautoja (Bi-Fuel).
Suomessa kaasukäyttöiset ajoneuvot ovat vielä harvinaisia johtuen maamme harvasta kaasutankkausasemien verkosta, mutta kaasutankkausasemia rakennetaan koko ajan lisää. Tätä kirjoitettaessa Suomessa on 26 kaasuntankkausasemaa, joista seitsemältä saa vain biometaania, lopuissa voi valita tankkaako biometaania vai maakaasua. Syksyllä 2017 avautuu Oulun Jätehuollon tankkausasema Oulun Ruskoon ja Gasum on ilmoittanut avaavansa vuoden loppuun mennessä kolme uutta tankkausasemaa. Seuraavan kymmenen vuoden tavoite on avata 35 uutta tankkausasemaa.
Alla olevasta kartasta näet Suomessa olevat kaasun tankkausasemat, kuva on otettu Gasum:n sivuilta 1.6.2016, joten tilanne voi olla muuttunut. Kaasun tankkausasemien tämän hetkisen tilanteen voit käydä tarkastamassa Gasumin sivuilta
Voit käydä tutustumassa biokaasun liikennekäyttöön Oulun ammattikorkeakoulun tekemältä videolta. https://www.youtube.com/watch?v=I4ldLklFGws
Kuva1. Keväällä 2016 käytössä olleet tankkausasemat. Tämän hetkisen tilanteen voit tarkastaa Gasumin sivuilta.
Biokaasuauton tekniikka
Kuva 2. Volvo S60 kaasuvarustus. Lähde www.media.volvocars.com
Alla on kuvaus tehdastekoisen tai konvertoidun bensiiniä tai paineistettua kaasua käyttävän Bi-Fuel –auton polttoainejärjestelmän tyypilliset muutokset normaaliin bensiiniautoon verrattuna.
- Täyttöventtiili kaasulle ja bensiinitankin aukko (vierekkäin normaalilla paikalla). Kaasuntäyttöventtiili voi konvertoiduissa autoissa sijaita muuallakin.
- Kaasusäiliöt (siniset), joissa kaasu on varastoituna n. 200 barin paineessa.
- Bensiinitankki (vaaleanruskea) on usein verotussyistä normaalia pienempi.
- Kaasuputkisto (siniset putket). Kaasulle ja bensiinille on erilliset putkistonsa.
- Kaasusuodatin (ei kuvassa) mahdollisten epäpuhtauksien varalta.
- Paineenalennin (oranssi, pressure regulator) alentaa paineen 200 barista kahteen bariin.
- Kaasu kulkee (mahdollisen) kaasunjakelijan kautta injektorille, jotka syöttävät kaasun imusarjojen kautta sylintereille (suoraruiskutuskoneet). Kaasutinmoottoreilla vastaavaa tehtävää hoitaa sekoitin.
- Kontrolliyksikkö (pieni tietokone, ECM) ohjaa syötettävän kaasun määrää ja katkaisee tai käynnistää bensiininsyötön magneettiventtiilin avulla. ECM säätää myös mm. molempien polttoaineiden seossuhdetta ilman kanssa sekä sytytyksen ajoitusta.
- Valintakytkin, jolla kuljettaja voi halutessaan valita ajetaanko kaasulla vai bensiinillä. Normaalisti systeemi toimii automaattisesti.
Biokaasutraktorin tekniikka
Biokaasulla toimivia traktoreita saa tällä hetkellä ainakin Valtralta ja New Holland:lta. Niiden moottorit ovat perinteisiä, common rail ruiskutuksella varustettuja moottoroite, joissa voi käyttää dieselin ja moottoripolttoaineen lisäksi kaasua. Moottorit ovat Dual Fuel-moottoreita. DUAL Fuel moottorissa sylinteriin syötetään sekä kaasua että diesel/moottoripolttoöljyä. Kaasu itsessään ei syty kovankaan paineen alla ilman sytytyskipinää, joten polttoaineen syttymiseen tarvitaan paineesta syttyvää polttoainetta esim. Dieseliä. Henkilöautojen ja raskaanliikenteen Dual Fuel moottorit toimivat samalla periaatteella.
Osapiirros Valtran N101 kaasutraktorin kaasunsyöttölaitteistosta. (Lähde: Agco/Valtra, Petri Hannukainen)
Dieselmoottorin muuttaminen pelkästään kaasua käyttäväksi moottoriksi on hankalaa. Muutostyötä helpottaa, jos moottori on suunniteltu alun perin toimimaan myös kaasulle, kuten yllä olevassa kuvassa oleva Valtran moottori. Moottorin, jota ei ole suunniteltu kaasulla toimivaksi, muuttaminen pelkästään kaasua käyttäväksi on teknisesti hankalaa. Moottoriin täytyy asentaa sytytystulpat ja muut kipinäsytytysjärjestelmän osat. Muutostyöt voivat olla hyvin kalliita. Joten teknisesti ja taloudellisesti toimivampi ratkaisu on muuttaa traktorin moottori Dual Fuel moottoriksi. Dual Fuel moottorissa moottorin sylinteriin syötetään kaasun lisäksi myös muuta polttoainetta, joka syttyy moottorissa ilman sytytyskipinää. Syötettävä polttoaine voi olla diesel ja sitä syötetään n. 20% käytetystä polttoaineesta.
Lisätietoja traktorin muuttamisesta biokaasutoimiseksi voit lukea Savonia ammattikorkeakoulun luonnonvara- ja ympäristöalan opiskelijan Jaakko Kemppaisen opinnäytetyöstä Biokaasulla toimiva traktori. Opinnäytetyössä on tehty myös kustannusvertailua eri polttoaineiden käytön suhteen.
Biokaasuauton verotus
Biokaasusta jalostettua biometaania käyttävän auton käytöstä maksetaan ajoneuvoveroa samoin kuin muistakin ajoneuvoista, joissa on käyttövoimana tai polttoaineena jokin muu moottoribensiini. Ajoneuvovero on kaksiosainen ja se muodostuu perusverosta ja käyttövoimaverosta.
Ajoneuvoveron perusvero määräytyy ajoneuvon massan tai hiilidioksidipäästöjen mukaan. Jos ajoneuvon ensimmäinen käyttöönottoajankohta on ennen 31.12.2005, määräytyy vero ajoneuvon massan mukaan. Muissa tapauksissa vero määräytyy ajoneuvon hiilidioksidipäästöjen mukaan.
Käyttövoimavero biokaasukäyttöisellä ajoneuvolla on 3,1 senttiä/päivä/ alkava 100 kg ajoneuvon kokonaismassa. Ajoneuvonveron voit käydä laskemassa Trafin sivuilta löytyvällä laskurilla linkki. Lisätietoja biokaasuautoilusta mm. verotuksesta löytyy esim. täältä http://www.biokaasuauto.fi/
Biokaasuauton tankkaus
Biokaasuauton tankkaus tapahtuu kuten tavallisellakin polttoaineella käyvän auton tankkaus. Automaattiin syötetään maksukortti, näppäillään tunnusluku ja liitetään tankkausliitin tankkausventtiiliin ja loppu hoituukin automaattisesti. Tältä videolta voit katsoa, kuinka tankkaus käytännössä sujuu.
https://www.youtube.com/watch?v=TqYiK3gJOaw&index=4&list=PLmTsTLI49x-FQu_4V4mQ8FVqzeih8U84s
Ajoneuvon muuttaminen biokaasutoimiseksi
Bensiinikäyttöisen ajoneuvon muuttaminen biokaasulla toimivaksi käy ilmi oheiselta videolta. Asennustyön saa suorittaa vain hyväksytty asentaja, kaasulaitteilla tulee olla E110 ja asennussarjalla E115 –hyväksyntä. Asennustyön jälkeen ajoneuvo tulee muutoskatsastaa. Biokaasulaitteistojen asennustöihin erikoistuneita yrityksiä löytyy Suomesta muutamia mm. Terragas ja Suomen bioauto.
Artikkelin kirjoittajat Mikko Aalto ja Mikko Posio, OAMK