مقدمه‌ای بر CNG و جایگاه آن در دنیای انرژی
CNG یا گاز طبیعی فشرده، یکی از انواع سوخت‌های پاک و جایگزین سوخت‌های فسیلی مایع مانند بنزین و گازوئیل است که به‌دلیل مزایای زیست‌محیطی، ایمنی بالا و صرفه‌جویی اقتصادی، در دهه‌های اخیر مورد توجه بسیاری از کشورها قرار گرفته است. این سوخت از گاز طبیعی (عمدتاً متان) تشکیل شده و با فشرده‌سازی آن تا فشار حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ بار، قابل ذخیره‌سازی و استفاده در خودروها و صنایع مختلف می‌شود. با توجه به افزایش نگرانی‌ها نسبت به آلودگی هوا، گرم شدن زمین و پایان‌پذیری منابع نفتی، CNG به‌عنوان یکی از منابع انرژی پاک، ارزان و در دسترس، نقش مهمی در سبد انرژی ایفا می‌کند.
CNG چیست؟
CNG یا گاز طبیعی فشرده، شکلی از گاز طبیعی است که عمدتاً از متان (CH₄) تشکیل شده و از طریق فشرده‌سازی در فشار بالا (معمولاً حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ بار) به‌منظور سهولت در ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل آماده‌سازی می‌شود. برخلاف LPG که در فشار پایین مایع می‌شود، CNG در حالت گاز باقی می‌ماند و نیازمند مخازن خاص و مقاوم به فشار است. این سوخت به‌دلیل ماهیت شیمیایی خود، میزان آلاینده‌های زیست‌محیطی بسیار کمتری نسبت به بنزین و گازوئیل تولید می‌کند.همچنین CNG بی‌بو، بی‌رنگ، غیرخورنده و نسبتاً سبک‌تر از هوا است که در صورت نشت، به‌سرعت به جو پراکنده می‌شود و خطر انفجار آن کاهش می‌یابد.
CNG چگونه تولید می‌شود؟
در ادامه مراحل تولید CNG (گاز طبیعی فشرده) را به‌صورت مرحله‌به‌مرحله بررسی می‌کنیم:
استخراج گاز طبیعی
فرآیند تولید CNG با استخراج گاز طبیعی از میادین گازی آغاز می‌شود. گاز طبیعی معمولاً از لایه‌های زیرزمینی زمین استخراج می‌شود و بسته به موقعیت، ممکن است همراه با نفت خام (Associated Gas) یا به‌صورت جداگانه (Non-associated Gas) تولید گردد. گاز استخراج‌شده در این مرحله هنوز آماده مصرف نیست و نیاز به تصفیه دارد، چرا که حاوی ناخالصی‌هایی مانند بخار آب، هیدروژن سولفید، دی‌اکسید کربن و سایر گازهای مزاحم است.
تصفیه و جداسازی ناخالصی‌ها
گاز خام قبل از فشرده‌سازی باید از نظر شیمیایی پاک‌سازی شود. در واحدهای تصفیه گاز (Gas Treatment Units)، ابتدا رطوبت آن با عبور از خشک‌کن‌ها (Dryers) حذف می‌شود، سپس با استفاده از جاذب‌ها یا فرآیندهایی مانند آمین‌زنی (Amine Treatment)، گازهای اسیدی نظیر H₂S و CO₂ جدا می‌شوند. همچنین ترکیبات سنگین هیدروکربنی و ذرات معلق نیز در این مرحله حذف می‌گردند. این مرحله برای حفظ ایمنی، افزایش بازده و کاهش خوردگی تجهیزات بسیار حیاتی است.
فشرده‌سازی گاز طبیعی
پس از تصفیه، گاز پاک‌سازی‌شده وارد کمپرسورهای فشار قوی می‌شود تا به فشار حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ بار برسد. فرآیند فشرده‌سازی نیازمند تجهیزات مقاوم، کنترل دقیق دما و فشار و سیستم‌های ایمنی مطمئن است، زیرا گاز در فشار بسیار بالا ذخیره خواهد شد. این مرحله معمولاً در ایستگاه‌های مخصوص CNG انجام می‌شود که شامل واحدهای خنک‌سازی، فیلترها، واحد کنترل فشار و کمپرسور می‌باشند.
ذخیره‌سازی گاز فشرده (CNG Storage)
پس از فشرده‌سازی، گاز وارد مخازن ذخیره‌سازی با فشار بالا می‌شود. این مخازن معمولاً از جنس فولاد با استحکام بالا یا کامپوزیت هستند و می‌توانند فشارهای بالا را بدون نشتی تحمل کنند. این مخازن یا در ایستگاه‌های سوخت‌گیری قرار دارند یا در خودروهای گازسوز نصب می‌شوند. ایمنی در این مرحله بسیار اهمیت دارد و باید استانداردهای دقیق در طراحی، ساخت و بازرسی مخازن رعایت شود.
کاربردهای اصلی CNG در جهان امروز
CNG یا گاز طبیعی فشرده، به‌عنوان یک سوخت پاک و اقتصادی، در دنیای امروز کاربردهای گسترده‌ای یافته است. مهم‌ترین کاربرد آن در حمل‌ونقل عمومی و شخصی است، جایی که خودروهای سواری، تاکسی‌ها، اتوبوس‌ها و حتی کامیون‌ها از CNG به‌جای بنزین یا گازوئیل استفاده می‌کنند تا هزینه سوخت و میزان آلایندگی کاهش یابد. علاوه بر این، CNG در صنایع کوچک و متوسط به‌عنوان منبع انرژی حرارتی برای گرمایش، پخت‌وپز صنعتی، یا تولید بخار کاربرد دارد. در برخی مناطق نیز از CNG در نیروگاه‌های گازی مقیاس کوچک برای تولید برق استفاده می‌شود.
ایمنی در استفاده، ذخیره و حمل‌ونقل CNG
گاز طبیعی فشرده (CNG) به‌عنوان یک سوخت پاک و اقتصادی، نقش مهمی در کاهش آلاینده‌ها و هزینه‌های انرژی دارد، اما به دلیل ذخیره‌سازی آن در فشار بالا، رعایت نکات ایمنی در تمام مراحل استفاده، نگهداری و حمل‌ونقل آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در جایگاه‌های سوخت‌گیری CNG، ورود تنها به راننده مجاز است و استفاده از سیگار یا تلفن همراه به‌طور کامل ممنوع میباشد. عملیات اتصال نازل و سوخت‌گیری باید حتماً توسط اپراتورهای آموزش‌دیده انجام گیرد تا خطرات احتمالی به حداقل برسد. مخازن CNG نیز باید به‌طور دوره‌ای مورد بازرسی فنی قرار گیرند تا از سلامت کامل آن‌ها در برابر نشتی، خوردگی یا آسیب‌دیدگی اطمینان حاصل شود. این بازرسی‌ها شامل آزمون‌هایی مانند فشارزدایی، گاززدایی و تست هیدرواستاتیک هستند. استفاده از مخازن غیراستاندارد یا بی‌توجهی به اصول ایمنی می‌تواند منجر به حوادثی همچون انفجار یا آتش‌سوزی شود. بنابراین، بهره‌گیری از تجهیزات تاییدشده، انجام بازرسی‌های منظم و پایبندی به دستورالعمل‌های ایمنی، برای حفظ سلامت کاربران و محیط زیست ضروری است.
مقایسه CNG و LPG
CNG (گاز طبیعی فشرده) و LPG (گاز مایع نفتی) هر دو از سوخت‌های جایگزین پاک و پرکاربرد در حمل‌ونقل و صنعت هستند، اما از نظر منبع، ویژگی‌های فیزیکی و نحوه استفاده تفاوت‌های قابل‌توجهی دارند. CNG عمدتاً از متان (CH₄) تشکیل شده و از طریق فشرده‌سازی گاز طبیعی در فشار بالا (حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ بار) تولید می‌شود، در حالی که LPG ترکیبی از پروپان و بوتان است که به‌عنوان محصول جانبی پالایش نفت خام یا استخراج گاز طبیعی به دست می‌آید و در فشار پایین‌تر (حدود ۵ تا ۱۰ بار) به حالت مایع در می‌آید.
از نظر ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل، LPG آسان‌تر جابه‌جا می‌شود چون در فشار پایین مایع می‌شود و در مخازن کوچک‌تری قابل نگهداری است. اما CNG ایمن‌تر از LPG محسوب می‌شود، زیرا چگالی کمتری دارد و در صورت نشت، سریع‌تر به جو پراکنده می‌شود و احتمال انفجار آن پایین‌تر است. همچنین CNG از نظر آلایندگی محیط‌زیست پاک‌تر است، زیرا متان در هنگام احتراق دی‌اکسید کربن و آلاینده‌های کمتری تولید می‌کند. با این حال، راندمان حجمی LPG بالاتر است و انرژی بیشتری در حجم کمتر ذخیره می‌کند. انتخاب بین CNG و LPG بستگی به عوامل متعددی مانند زیرساخت، نوع کاربرد، هزینه اولیه و سیاست‌های انرژی هر کشور دارد.
سخن آخر
CNG یا گاز طبیعی فشرده، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین سوخت‌های پاک و اقتصادی در دنیای امروز، نقش مؤثری در کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی و صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی ایفا می‌کند. در این مقاله، جنبه‌های مختلف این سوخت از جمله نحوه تولید، مراحل فشرده‌سازی، گریدهای مختلف، مقایسه با LPG، کاربردهای گسترده در حمل‌ونقل و صنعت، و همچنین نکات ایمنی مرتبط با استفاده، ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل آن مورد بررسی قرار گرفت. CNG می‌تواند انتخابی منطقی و کارآمد باشد اما تصمیم به استفاده از این سوخت باید بر اساس نیاز فنی، ظرفیت زیرساخت، و شرایط اقتصادی هر منطقه صورت گیرد.