20 abr. 2018

EL GAS - EL HIDROCARBURO MÁS ECONÓMICO II

...Continuación post anterior.

Continuamos con el siguiente combustible que se comercializa en España:

Gas licuado del petróleo (GLP)
¿Qué es el GLP? Al igual que el gas natural es una mezcla de hidrocarburos ligeros en estado gaseoso. Pero a diferencia del gas natural, se busca las moléculas que son más pesadas que el metano ¿Por qué? Porque se puede licuar fácilmente al comprimirlo. En la práctica es un mezcla de prácticamente sólo butano y propano.

Inmediatamente se entiende cual es la ventaja del GLP, la densidad es bastante mayor que el caso del Gas Natural Comprimido (GNC). Mentas que la densidad del GNC es en el mejor de los caso 158Kg/m3 (a temperatura ambiente y una presión de 200Bar) la densidad del GLP es de 550Kg/m3, es decir sólo un poco menos que la gasolina, y además a una presión mucho más razonable de el entorno de 8Bar a 15Bar, por lo que el tanque es más ligero, más pequeño y más barato que en el caso del GNC.

¿Cuales son los inconvenientes del GLP? Yo veo principalmente dos:

El sensiblemente más caro que el GNC. De manera que cuando se compara con el gasóleo C, se comprueba que no hay ahorro, ya que la pequeña ventaja que tiene en precio se pierde cuando se tiene en cuenta que el rendimiento del motor es algo peor. En este post explicaba porque un motor Diesel es más eficiente. En cualquier caso hay un enorme ahorro respecto a la gasolina, y algunas otras ventajas que veremos más adelante.

Es más contaminante que el GNC. El motivo es fácil de entender, cuanto más hidrógeno tiene un combustible más agua se genera en la combustión, y menos dióxido de carbono, así de sencillo:

Combustión metano: 2CH4 + 3O2 => 2CO2 + 4H2O   (Ratio H2O/CO2 = 2)
Combustión propano: 2C3H8 + 10O2 => 6CO2 + 8H2O (Ratio H2O/CO2 = 4/3)
Combustión butano: 2C4H10 + 13O2 => 8CO2 + 10H2O (Ratio H2O/CO2 = 5/4)
NOTA: se concluye fácilmente que en el caso de los alcanos de cadena larga como el queroseno que se utiliza en aeronáutica o el fueloil que se utilizar en la marina mercante el ratio H2O/CO2 es muy próximo al 1.

Antes de empezar a hablar de coches, quiero señalar dos ventajas importantes del GNC y el GLP sobre la gasolina y el gasóleo:

Desde el punto de vista de la durabilidad del motor, la combustión es más limpia. Por tanto se forma menos carboncillo, y cabe esperar a largo plazo menos averías, y por tanto un coste de mantenimientos más bajo. Sin embargo no tengo muy claro si es buena idea comprar un kit de adaptación a gas. En estos momentos hay una oferta razonable de coches nuevos preparados para GNC o GLP, y ya he visto unos cuantas personas en internet que se quejan de averías prematuras en coches modificados con un kit.

Desde el punto de vista del uso, estos coches tiene un distintivo eco, lo cual tiene potencialmente muchas ventajas:

  • Menores impuestos tanto en la compra como normalmente en el impuesto de circulación (depende del ayuntamiento).
  • En muchas ciudades te permite estacionar con una tarifa más económica. En algunos casos hasta los peajes son más económicos.
  • Finalmente en algunas grandes ciudades te permite circular cuando hay restricciones de tráfico. Esto es una ventaja determinante para muchas personas. Pero ojo, hay que estudiar la regulación de tu ciudad que además cambia con el tiempo. La mejor opción para poder circular en zonas o periodos de restricción de tráfico es un vehículo de cero emisiones (es decir eléctrico o pila de combustible o probablemente híbrido que puede circular sólo en modo eléctrico).
Un último comentario bastante obvio, utilizar gas como combustible no está reñido con un sistema de propulsión híbrido. Sin embargo en práctica no he visto nada en el mercado. Me supongo que tiene que ver con el espacio. En estos momentos los modelos que venden tiene dos depósitos, uno de gasolina y otro de gas, debe ser muy complicado encajar esos dos depósitos en un coche híbrido que ya va de por si justos de espacio. Apuesto que es cuestión de tiempo que se comercialicen coches híbridos (me refiero con motor eléctrico) a gas. Lo que si que hay es usuarios que modifican híbridos para utilizar gas como combustible. Como ejemplo tuvo cierta repercusión mediática este accidente de un Toyota Prius modificado para usar GLP. Y esto nos recuerda que un combustible gaseoso entraña más riesgos que un combustible líquido, especialmente si el sistema instalado es un kit en vez de una instalación de fabrica, y más si comparamos con el gasóleo, que es un combustible muy estable.

Continuación...

8 abr. 2018

EL GAS - EL HIDROCARBURO MÁS ECONÓMICO I

Estimado lector, después de unos años de parón voy a retomar la actividad en el blog. En estos años han pasado una cuantas cosas interesantes y además aun me quedaban algunas cosas en el tintero.

Voy a empezar por un combustible que hasta hace muy poco estaba prácticamente restringido al mundo del taxi: el gas. La gran ventaja del gas es su excelente trato fiscal. Aquí os dejo una tabla comparativa de los diversos combustibles que se comercializan en las gasolineras españolas a fecha de hoy. Se puede consultar por ejemplo aquí:


COMBUSTIBLE PRECIO DENSIDAD
ENERGÉTICA
PRECIO
ENERGíA
1/DENSIDAD
Gasolina 98 octanos 1,259€/l 43,4MJ/Kg 3,94cent€/MJ 1,357Kg/l
Gasolina 95 octanos 1,149€/l 43,4MJ/Kg 3,59cent€/MJ 1,357Kg/l
Gasóleo automoción (A) 1,039€/l 43MJ/Kg 2,86cent€/MJ 1,182Kg/l
Gasóleo de
Calefacción (C)
0,935€/l 43MJ/Kg 2,57cent€/MJ 1,182Kg/l
Gas licuado del
petróleo (GLP)
0,635€/Kg 46MJ/Kg 2,51cent€/MJ 1,818Kg/l
Bombona doméstica
Butano (12.5 KG.)
13,96€ 45,75MJ/Kg 2,44cent€/MJ -
Bombona domestica
Propano (11 KG.)
12,28€ 46,35MJ/Kg 2,41cent€/MJ -
Gasóleo para
uso agrario (B)
0,772€/l 43MJ/Kg 2,12cent€/MJ 1,182Kg/l
Gas natural
comprimido (GNC)
0,923€/Kg 47,1MJ/Kg 1,96cent€/MJ -
Gas natural
licuado (GNL)
0,923€/Kg 47,1MJ/Kg 1,96cent€/MJ -
NOTA: el dato de densidad energética corresponde al poder calorífico inferior, es decir la energía que se obtiene al quemar el combustible con el agua resultante de la combustión en estado de vapor. Los precios corresponden a la semana pasada, y a las gasolineras más económicas que tengo cerca de mi casa.

Todos los combustibles que os muestro son combustibles fósiles, la mayoría resultado de la destilación del petróleo. El gas natural es la gran excepción.
NOTA: los hidrocarburos también se pueden obtener por transformación del carbón o de fuentes renovables, así tenemos el biogás equivalente al gas natural, el biodiésel equivalente al gasóleo o el etanol (o alcohol etílico) que puede remplazar a la gasolina.

Si os fijáis en la densidad energética veréis que es muy similar para todos los hidrocarburos. Es un poco más alta cuanto más hidrógeno contiene el combustible, pero las variaciones son modestas. Sin embargo cuando miramos la energía que obtenemos por cada euro que pagamos las diferencias son muy grandes:



La gasolina cuesta mucho más que la popular y un poco anacrónica bombona de butano, y dos veces lo que pagamos por el GNL. Únicamente el gasóleo B tiene un precio comparable a los combustibles gaseosos, pero en un coche sólo es legal utilizar gasóleo A (es cierto que los gasóleos B y C son de peor calidad, pero la diferencia de precio entre los 3 gasóleos viene determinada casi únicamente por la fiscalidad). Este trato fiscal favorable a los combustibles gaseosos es practica común en toda la unión europea y también en otros continentes. Pero si miráis por ejemplo aquí veréis que la fiscalidad en EEUU es muy diferente, y la ventaja del gas natural es mucho más modesta.

Revisemos las dos opciones que tenemos para utilizar en un coche:


El gas natural comprimido (GNC)

El gas natural es una combinación de hidrocarburos muy ligeros, pero en su mayor parte es metano. Por eso es el hidrocarburo que tiene una combustión más limpia y por tanto menos contaminante. Como combustible le veo dos puntos débiles:

Primero no se licua cuando se comprime, por eso normalmente se transporta por larguísimos gaseoductos y requieren depósitos grandes para su almacenamiento.
NOTA: cuando se requiere comprimir el gas natural en un volumen pequeño, por ejemplo para su transporte desde lugares remotos en buques gaseros, se recurre a licuarlo. Pero la temperatura de ebullición del metano a presión atmosférica es de la friolera de -160ºC. Os podéis hacer una idea del coste energético y las dificultades logísticas para manejar un producto a esas temperaturas. En cualquier caso como no venden coches que puedan funcionar con gas natural licuado (GNL) se escapa del contenido del blog. No obstante, se comercializa porque sí hay camiones y autobuses preparados para repostar GNL.

El segundo problema del metano es que contribuye enormemente al calentamiento global (mucho más que el dióxido de carbono), por eso de donde venga y según se ha obtenido tiene efecto en su impacto ambiental. Si el metano viene como subproducto de otra actividad utilizarlo como combustible es un gran servicio al medio ambiente (frente a expulsarlo a la atmósfera). Por ejemplo el metano extraído como biogás de purines de un granja, o el metano que aparece en pozos de petróleo.
NOTA: seguro que recordaréis fotos y vídeos sobre todo en el pasado de un pozo de petróleo con una torre soltando llamaradas a la atmósfera en su punto más alto. Esas llamas eran la combustión del metano que se extraía con el petróleo y simplemente se desechaba a la atmósfera.

En cambio podemos tener el caso contrario, un pozo de gas natural de baja calidad con un sistema de distribución de baja calidad, con perdidas de gas durante todo el proceso. En este escenario el beneficio para el medio ambiente de utilizar gas natural es más modesto.

Continuación...