天然氣是一種清潔而且源于美國本土的燃料，幾十年來(lái)，廣泛用于家庭供暖以及驅動(dòng)固定式發(fā)動(dòng)機，一直是美國走向更環(huán)保的燃料解決方案和能源獨立戰略的重要組成部分。隨著(zhù)新的提取方法的研制，最近又發(fā)現了新的天然氣儲量，這使天然氣在大功率發(fā)動(dòng)機上如采礦和鐵路等行業(yè)中應用成為可行方案，有可能為車(chē)隊所有者節省數百萬(wàn)美元的燃油費用。
顯然，美國目前已進(jìn)入天然氣應用的高速公路，并處于急速上升的過(guò)程。
關(guān)于頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的幾個(gè)重要的里程事件幾乎同時(shí)發(fā)生，主要與頁(yè)巖氣區比如馬塞勒斯、巴肯和鷹福特等相關(guān)。華盛頓DC美國能源部的統計和分析機構，美國能源情報署預計美國天然氣產(chǎn)量將從2011年到2040年由23萬(wàn)億立方英尺增加至33.1萬(wàn)億立方英尺，增加幅度將達44%。其中大部分是由于頁(yè)巖氣產(chǎn)量的增加，預計從2011年起至2040年，將由7.8萬(wàn)億立方英尺增加至16.7萬(wàn)億立方英尺。
多年以來(lái)，原油和天然氣的價(jià)格都遵循類(lèi)似的規律。“現在原油價(jià)格上漲、下跌波動(dòng)較大，天然氣則保持穩定”，丹佛，科羅拉多州Ferus LNG公司，美市場(chǎng)開(kāi)發(fā)部經(jīng)理杰德陶爾曼說(shuō)，“據預測，天然氣價(jià)格會(huì )在相當長(cháng)的一段時(shí)間里保持較低水平。”
去年十二月，天然氣生產(chǎn)商EnCana公司和Ferus液化天然氣公司(均在加拿大阿爾伯塔省卡爾加里)宣布了一項合資興建日產(chǎn)量為50,192加侖液化天然氣(LNG)工廠(chǎng)的計劃，地點(diǎn)處于艾伯塔省大草原城附近，靠近能源產(chǎn)業(yè)區。預計2013年年底投入運營(yíng)，該工廠(chǎng)將成為加拿大第一個(gè)設計、生產(chǎn)LNG，專(zhuān)門(mén)為鉆機、重型公路及非公路用車(chē)上的大馬力(HHP)發(fā)動(dòng)機提供LNG的工廠(chǎng)。
液化天然氣加氣站也可以用于其它場(chǎng)地，包括鐵路、采礦、遠程發(fā)電。 Ferus LNG公司將負責管理液化天然氣供應鏈，包括從生產(chǎn)到輸送至終端客戶(hù)過(guò)程中涉及到的所有設備。
“LNG正在迅速成為在北美地區公路和非公路用車(chē)大馬力引擎可以選擇的燃料”，加拿大能源公司執行副總裁、美國分部的高級副總裁，埃里克說(shuō)：“這個(gè)項目說(shuō)明LNG作為一種代用燃料廣泛應用于工業(yè)中日益增加的可行性。依靠這個(gè)新的LNG工廠(chǎng)，加拿大能源公司和Ferus LNG公司將滿(mǎn)足日益增長(cháng)的市場(chǎng)需求，并推動(dòng)加拿大北部和西部的柴油消費者逐步轉向天然氣這種清潔燃料，不但能節省成本，還減少了排放量。”
以前，液化天然氣的應用并沒(méi)有像壓縮天然氣(CNG)那樣普遍。而現在，頁(yè)巖氣快速發(fā)展，LNG高效的運輸方式解決了在那些不便鋪設管路地方的供應問(wèn)題，使其便于在一些遠程設備上應用，這些變化讓LNG引起人們更多的重視。根據天然氣供應協(xié)會(huì )的數據，LNG體積是氣態(tài)天然氣的1/600。天然氣在液化過(guò)程中，除去氧、二氧化碳、硫和水，幾乎為純甲烷。通常它的生產(chǎn)成本是很高的，而新技術(shù)將降低LNG液化和再氣化的成本。
對于發(fā)動(dòng)機而言，無(wú)法分辨進(jìn)入氣缸的是LNG燃料還是CNG燃料，因為它們實(shí)質(zhì)上是相同的燃料，具有相同的英制熱量單位以及相同的組成。“不同的是能量密度的差異”，塔爾曼說(shuō)，“你手頭上可能有一個(gè)油箱，這個(gè)油箱如果用LNG燃料能堅持八天，而用CNG燃料卻只能用一天。這就是顯著(zhù)的差異。”
塔爾曼說(shuō)，使用LNG存在一些不足，LNG是低溫液體，操作過(guò)程需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的培訓和處理。“液化天然氣冷卻到-260°F，需要經(jīng)過(guò)特殊訓練的操作人員和專(zhuān)門(mén)的卡車(chē)。而另一方面，液化天然氣(LNG)也提高了安全性，因為L(cháng)NG是作為液體來(lái)儲存和運輸的，它不會(huì )像柴油，汽油或煤油一樣燃燒。如果發(fā)生泄漏，它會(huì )擴散到大氣中，而不會(huì )滯留在周?chē)蔀槲ｋU隱患。”
如果在阿爾伯塔省的天然氣液化設施一旦投入使用，塔爾曼說(shuō)，“Ferus將使用部分LNG滿(mǎn)足自己的運輸需求，而EnCana公司將把LNG用于鉆井和水力壓裂。均衡分配LNG出售給其他用戶(hù)。 Ferus的目標客戶(hù)一般都使用大馬力發(fā)動(dòng)機設備，如鉆機。”
通常情況下，鉆機將有3個(gè)12缸發(fā)動(dòng)機。如果用戶(hù)采用天然氣燃料取代一半柴油燃料，會(huì )迅速節省很多資金。僅在2011年，EnCana公司在鉆機和公司的卡車(chē)上使用天然氣代替柴油，節省了1200萬(wàn)美元的燃料成本。
北美處于天然氣資源豐富的地區，能夠持續供應天然氣而且價(jià)格相比柴油較低，為客戶(hù)從柴油燃料轉換至天然氣提供較好的經(jīng)濟保障。更重要的是發(fā)動(dòng)機技術(shù)發(fā)展，也促進(jìn)了天然氣在這些大型設備上的應用。
“天然氣燃料對于采礦行業(yè)極具吸引力，因為它可以為公司節省燃料費用，”塔爾曼說(shuō)，“經(jīng)濟效益顯而易見(jiàn)，這些設備所要消耗的柴油燃料數量巨大。而在采礦業(yè)應用天然氣燃料面臨的挑戰處于技術(shù)層面。但在最近發(fā)生了根本性的轉折，大馬力引擎公司正在將天然氣在發(fā)動(dòng)機上應用的技術(shù)納入計劃。”
去年，卡特彼勒和康明斯已經(jīng)宣布，他們將增加天然氣資源在發(fā)動(dòng)機上應用技術(shù)開(kāi)發(fā)的力度，使天然氣能夠盡早的在大馬力發(fā)動(dòng)機上應用。在2012年9月，拉斯維加斯舉辦的MINExpo展覽中，卡特彼勒公司展示的一部分產(chǎn)品也表明了其LNG產(chǎn)品開(kāi)發(fā)動(dòng)向。
“天然氣是一種清潔燃料，燃油經(jīng)濟好，適用于我們分布置世界各地的大多數采礦業(yè)客戶(hù)，” Chris Curfman，卡特彼勒副總裁，主要負責采礦業(yè)的銷(xiāo)售和技術(shù)支持，他說(shuō)，“以液化天然氣為燃料的動(dòng)力具有減少客戶(hù)燃料成本的極大潛力。因此，我們期待能夠為全球礦業(yè)界提供這種產(chǎn)品。”
