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燃氣貨車技術剖析

Daniel Bergstrand
2025-03-21
Alternative fuels
Author
Daniel Bergstrand
Product Manager H2-ICE & Fuel Cells

燃氣貨車既能減少 CO2 足跡,又不影響生產力和駕駛性能,因而成為運輸公司眼中的便捷解決方案,市場需求也隨之與日俱增。 然而,所有燃氣貨車是否全都相同?它們所採用的技術是否存在差異?

在客戶和政策制定者等利益相關方的推動下,全球汽車和運輸業正面臨越來越大的 CO2 減排壓力。 為了應對這項挑戰,沃爾沃貨車正在研究多種技術,例如氫能和電池電動。 還有燃氣動力貨車,這種貨車的需求正在增長,因為它們為那些想要立即減少碳足跡的人提供了可行的替代方案。 只要採用正確的技術,燃氣貨車便能提供媲美柴油貨車的性能。
 

燃氣動力引擎的兩種技術途徑

奧圖循環 (Otto-cycle) 引擎本質上是一種點火式汽油引擎,並為目前市面上的大多數燃氣貨車所採用。 該技術目前已廣泛應用於乘用車。 但在貨車上,這類引擎的壓縮比較低,因此在提供動力與扭力方面存在局限性: 在承載重物和上坡行駛時這兩項都是必不可少的。

因此,Volvo Trucks 選擇了另一條技術途徑,也就是以一般柴油引擎為基礎,並將其改裝為燃氣引擎。 箇中關鍵就在於 HPDI (高壓直噴,High Pressure Direct Injection*) 技術,也就是在加入燃氣之前,先以高壓噴射少量點火燃料,藉此實現壓縮點火。 利用這項技術可以實現高壓縮比,從而提高能源效率、降低燃料消耗並增強引擎功率。 這使得性能與柴油貨車相當,因此沃爾沃的燃氣貨車可以在保持速度的同時處理重載和丘陵地形。 

對於運輸公司來說,燃氣動力貨車是真正的雙贏,因為它們可以在保持生產力的同時,實現較低的總擁有成本和減少的碳足跡。

一般燃氣或生物燃氣 - 如何讓引擎同時與兩者相容

有多種不同的氣體燃料可供選擇。 然而,使用液化天然氣 (LNG) 的燃氣貨車仍是大多數公司的首選方案。 這類貨車可以使用一般的液化天然氣或生質液化天然氣 (bio-LNG,也稱為生物燃氣、生物甲烷或可再生燃氣 (RNG))。 單是使用一般的液化天然氣燃料,就能減少高達 20% 的 CO2 排放 (與柴油相比)。 生質液化天然氣則是一種以有機廢棄物製成的非化石燃氣,提供了一種幾乎能完全消除 CO2 排放的高成本效益方案,在對可再生燃料提供稅務獎勵及政府補貼的市場中特別具有優勢。

 

天然氣貨車的優點在於它們使用常規液化天然氣和生物液化天然氣的方式沒有區別。 他們可以在兩種燃料類型之間無縫切換——甚至將它們混合在一起。 許多公司已選擇以燃氣貨車取代柴油貨車,做為立即降低 CO2 排放的解決方案。 對於運輸公司來說,這是真正的雙贏,因為他們可以在保持生產力的同時,實現較低的總擁有成本和減少的碳足跡。

 

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HPDI 系統由技術供應商 Cespira 提供: www.cespira.com

沃爾沃貨車的燃氣發動機

● Volvo FM、Volvo FH 和 Volvo FH Aero 車型配備 LNG 和生物 LNG 動力引擎。

●    沃爾沃貨車的燃氣動力車輛續航里程可達 1000 公里,功率可達 500 匹馬力,扭力可達 2500 牛頓米。

●    燃氣貨車的主要市場為瑞典、挪威、荷蘭、西班牙和英國。然而,印度和日本等市場最近也開始接受這種替代燃料。

燃氣貨車的 CO2 減排效益

● 從柴油轉換為 LNG(液化天然氣)可將二氧化碳排放量減少高達 20%(從油箱到車輪)

● 從柴油轉換為生物液化天然氣可使二氧化碳排放量減少高達 100%(從油井到車輪)

● 生物液化天然氣以家庭垃圾、農業垃圾和污水等為原料生產。

●    生質液化天然氣無論在性能、儲存和加氣方面,皆與一般液化天然氣相同。

●    Volvo Trucks 的燃氣引擎會使用少量的點火燃料來引燃燃氣;當使用 HVO 合成柴油 (HVO) 做為點火燃料,並搭配使用生質液化天然氣時,可實現 CO2 零排放。