Các tiêu chí lựa chọn
Công nghệ CNG là một công nghệ mới, hiện đại và đang được triển khai ở nhiều nơi trên thế giới. Tuy nhiên, ở Việt Nam, công nghệ này chưa được phổ biến rộng rãi, đặc biệt là việc ứng dụng công nghệ CNG trong hoạt động vận tải hành khách công cộng mà cụ thể là xe buýt sử dụng nhiên liệu khí nén thiên nhiên CNG cho động cơ xe
buýt. Chính vì vậy, việc lựa chọn phương tiện xe buýt CNG đưa vào khai thác vận tải hành khách công cộng phải đảm bảo những yêu cầu hết sức nghiêm ngặt về thông số kỹ thuật, an toàn, cũng như mức độ ảnh hưởng đến môi trường của phương tiện. Để thuận tiện cho việc đánh giá lựa chọn phương án, nhóm nghiên cứu đưa ra một số tiêu chí để lựa chọn phương án như sau:
- Tiêu chí về công nghệ: phương tiện phải đạt các yêu cầu cần thiết về mặt công nghệ, kỹ thuật, an toàn của phương tiện vận tải hành khách công cộng.
- Tiêu chí về mặt kinh tế – xã hội – môi trường: đây là loại phương tiện sử dụng nhiên liệu mới, chính vì vậy cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội khi đưa phương tiện vào hoạt động, đồng thời phải đảm bảo các yêu cầu nghiêm ngặt về mặt môi trường (chi phí đầu tư và vận hành thấp, giảmlượng khí thải gây ô nhiễm).
- Tiêu chí về khả năng thích ứng với điều kiện địa hình tại Việt Nam: phương tiện được nhập về cần phải hoạt động tốt trong điều kiện địa hình, khí hậu tại Việt Nam nói chung và tỉnh Đồng Nai nói riêng.
Các phương án cung cấp xe CNG
Hiện tại, có 03 phương án để có thể đưa xe CNG vào hoạt động trong VTHKCC tại Đồng Nai là: 1)Nhập khẩu mới nguyên chiếc; 2)Nhập khẩu xe cũ đã qua sử dụng; 3)Sử dụng xe sản xuất trong nước. Ưu nhược điểm của các phương án như sau:
+ Phương án 1: Nhập khẩu mới nguyên chiếc:
Ưu điểm: đây là phương án có chi phí đầu tư phương tiện tương đối cao nhưng chất lượng xe đảm bảo và là phương án có chất lượng xe tốt nhất. Thời gian đưa phương tiện vào khai thác ngắn (khoảng 4-5 tháng kể từ khi dự án được phê duyệt).
Nhược điểm: phương án này có khó khăn trong việc xin ý kiến của các Bộ ngành liên quan về việc miễn thuế cho số phương tiện đầu tư cho dự án.
+ Phương án 2: Nhập khẩu xe cũ đã qua sử dụng:
Ưu điểm: là phương án có chi phí đầu tư thấp nhất, thời gian đưa phương tiện vào khai thác nhanh (khoảng 3-4 tháng kể từ khi dự án được phê duyệt).
Nhược điểm: khó khăn trong việc trang bị với số lượng lớn, khó kiểm soát chất lượng của các phương tiện nhập về, tuổi thọ phương tiện bị thu ngắn.
+ Phương án 3: Sử dụng xe sản xuất trong nước
Ưu điểm: có thể thiết kế chế tạo xe theo nhu cầu thực tế của địa bàn hoạt động của xe tại Đồng Nai, ngoài ra còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của công nghiệp lắp ráp ô tô trong nước.
Nhược điểm: là phương án có chi phí đầu tư tương đối cao với chất lượng phương tiện phù hợp. Thời gian đưa phương tiện vào khai thác phụ thuộc vào đơn vị cung cấp.
Lựa chọn phương án cung cấp phương tiện
Các phương án trên là những phương án hoàn toàn có thể áp dụng triển khai trong dự án, tuy nhiên, để phù hợp với điều kiện cụ thể thì cần phân tích để đưa ra phương án hợp lý nhất.
+ Phương án 1: Với xe CNG nhập khẩu mới nguyên chiếc từ nước ngoài, hoàn toàn có thể yên tâm về mặt công nghệ khi đưa vào vận hành sử dụng. Các vấn đề như kết cấu, thông số kỹ thuật, tiêu chuẩn khí thải, tiếng ồn đều thỏa mãn tiêu chuẩn của Việt Nam. Có thể nói, về mặt đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật-công nghệ và thời gian đưa phương tiện vào khai thác thì phương án này được đánh giá cao nhất.
+ Phương án 2: Với xe CNG nhập khẩu đã qua sử dụng, nếu đạt các tiêu chuẩn về mặt công nghệ, thông số kỹ thuật, tiêu chuẩn khí thải, tiếng ồn của Cục đăng kiểm Việt Nam thì phương án này hoàn toàn có thể đưa xe vào sử dụng và khai thác, tuy nhiên về tuổi thọ kỹ thuật của xe giảm đi rõ rệt so với các phương án khác đồng thời cũng sẽ gặp khó khăn trong việc nhập một số lượng lớn các phương tiện đã qua sử dụng.
+ Phương án 3: Đóng mới tại Việt Nam: hiện tại, các đơn vị có thể đóng mới bao gồm: tập đoàn sản xuất ô tô Trường Hải, Tổng công ty cơ khí giao thông vận tải Sài Gòn (SAMCO). Trong đó, tập đoàn sản xuất ô tô Trường Hải là đơn vị có khả năng về sản lượng cũng như chất lượng.
Sau khi phân tích đánh giá các phương án, dự kiến sẽ chọn Phương án 1 nhập khẩu mới nguyên chiếc nhằm đảm bảo các chỉ tiêu hiệu quả tài chính và KT-XH của dự án. Trong tương lai khi áp dụng đại trà sẽ tính đến phương án hợp tác với tập đoàn sản xuất ô tô Trường Hải để sản xuất xe buýt CNG trong nước.
Dựa trên những tiêu chí và đánh giá trên, dự án quyết định lựa chọn dòng xe xuất xứ Trung Quốc vì lý do sau:
Hiện nay, nhiều hãng sản xuất xe ô tô trên thế giới đều đã đưa ra thị trường dòng xe sử dụng nhiên liệu CNG. Theo mức độ tiên tiến của công nghệ, có thể phân loại công nghệ ô tô CNG thành 3 nhóm:
- Nhóm 1: Ô tô xuất xứ Âu-Mỹ-Nhật (Mercedes – Đức; Karosa – CH Séc; Citaro – Nhật; Ecobus, Tedom Kronos, Solaris – Hà Lan...).
- Nhóm 2: Ô tô xuất xứ Hàn Quốc (Huyndai, …). - Nhóm 3: Ô tô xuất xứ Trung Quốc (Hengtong...).
Công nghệ ô tô xuất xứ Âu-Mỹ-Nhật đã có kinh nghiệm nhiều năm, nổi tiếng và đứng đầu thế giới về các yếu tố bền, đẹp, an toàn, ổn định và các yêu cầu về môi trường. Tuy nhiên, giá thành phương tiện cũng như phụ tùng và chi phí BDSC rất cao. Với sự hạn chế về mặt tài chính của dự án, cũng như tiêu chí về chi phí đầu tư và khai thác dự án ở mức vừa phải thì khó có thể lựa chọn dòng xe xuất xứ Âu-Mỹ-Nhật.
Không được đánh giá cao so với công nghệ sản xuất ô tô xuất xứ Âu-Mỹ-Nhật, song công nghệ ô tô xuất xứ Hàn Quốc lại được đánh giá cao khi có rất nhiều loại xe đang được khai thác tại thị trường Việt Nam. Tuy vậy, giá thành vẫn còn nằm ở mức cao sẽ là rào cản lớn nhất trong dự án này, đặc biệt là khi dự án có nhu cầu đầu tư với số lượng phương tiện khá lớn.
So với công nghệ ô tô xuất xứ Âu-Mỹ-Nhật và xuất xứ Hàn Quốc, công nghệ ô tô của Trung Quốc còn khá non trẻ. Nhưng theo đánh giá của các chuyên gia, trong những năm gần đây, công nghệ sản xuất ô tô của nước này đã có được những bước đột phá khi đang dần chinh phục được các thị trường mang tính cạnh tranh cao như tại Mỹ, Châu Âu. Lợi thế lớn nhất của ô tô Trung Quốc khi nhập khẩu về Việt Nam là giá thành rẻ, trong khi các yếu tố về an toàn khi vận hành, độ bền vững và ổn định được đánh giá là ở mức chấp nhận được. Ngoài ra, sự gần gũi về địa lý với những nét tương đồng trong điều kiện địa hình nên các ô tô xuất xứ Trung Quốc có khả năng thích nghi tốt khi đưa về Việt Nam khai thác.
Mặt khác, theo báo cáo tổng hợp phương tiện của Công ty cổ phần vận tải Sonadezi, số lượng phương tiện có xuất xứ Trung Quốc chiếm tỷ trọng tương đối lớn trong cơ cấu đoàn phương tiện của công ty (29%), trong đó có tới 79% số xe buýt đang
hoạt động của công ty là có xuất xứ Trung Quốc. Vì vậy, sẽ rất thuận lợi nếu tiếp tục sử dụng dòng xe CNG xuất xứ Trung Quốc để trang bị cho các tuyến buýt của công ty.
Thông số kỹ thuật của 02 loại xe trên được trình bày trong Phụ lục 2 và Phụ lục 3
Hình 4-14: Xe buýt CNG Hengtong B60 Hình 4-15: Xe CNG Hengtong B80 4.3. Lựa chọn hệ thống cung cấp CNG cho các tuyến bus CNG
Việc xây dựng hệ thống cung cấp CNG cho sự hoạt động của mạng lưới xe buýt sẽ được thực hiện bởi đơn vị cung cấp khí CNG (PV Gas South), do đó, các chi phí liên quan đến hệ thống cung cấp CNG không tính vào chi phí thực hiện dự án.
4.3.1. Quy trình sản xuất nhiên liệu cho xe CNG từ khí thiên nhiên
Để có khí nén thiên nhiên CNG cung cấp cho phương tiện cần đi kèm với nó là một loạt các hạng mục công trình, trang thiết bị phục vụ cho công tác: sản xuất, vận chuyển, dự trữ và cung cấp cho xe CNG (Hình 4 -16).
Trong quá trình sản xuất, khí thiên nhiên được pha trộn với các khí khác theo tỷ lệ nhất định để đảm bảo hiệu quả đốt và an toàn ở mức cao nhất và phù hợp với yêu cầu về tỷ lệ các thành phần khí trong nhiên liệu tương ứng với từng loại xe CNG của các hãng sản xuất.
Hình 4-16: Quy trình sản xuất và phân phối CNG
+ Phân phối khí CNG làm nhiên liệu cho phương tiện vận tải
Khí thiên nhiên (NG) được vận chuyển từ các mỏ khí tới nhà máy sản xuất, sau đó từ các nhà máy sản xuất này, NG sẽ được vận chuyển trên các đường ống chính Φ=20inch, từ các ống chính, nhiên liệu CNG sẽ được phân phối đến các trạm CNG thông qua các đường ống nhánh.
Để cung cấp CNG cho xe buýt tại tỉnh Đồng Nai, trước mắt, do chưa thể thiết lập hệ thống đường ống dẫn khí, nên sẽ sử dụng các Tube Trailer để vận chuyển khí từ nhà máy đến các trạm nạp nhiên liệu CNG cho phương tiện.
Tại các trạm CNG, khí thiên nhiên sẽ được nén bằng các máy nén, và được chứa trong các bình chứa tiêu chuẩn để phục vụ cho phương tiện.
Chính vì vậy để có thể đưa CNG vào cung cấp cho các phương tiện giao thông, đặc biệt là phương tiện VTHKCC bằng xe buýt thì một yêu cầu bắt buộc tối thiểu đó là phải có trạm CNG. Trạm CNG này phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật của một trạm CNG tiêu chuẩn gồm: máy nén; bình dự trữ, máy nạp CNG, hệ thống máy tính quản lý SCADA (Supervisory Control & Data Acquisition System) (Hình 4 -17).
Hình 4-17: Mô hình hệ thống thông tin quản lý SCADA
- Hệ thống SCADA
+ Giám sát hoạt động của máy nén CNG.
+ Hướng dẫn điều kiện vận hành của từng máy nén. + Ghi nhận vận hành, cảnh báo trước.
+ Cho biết trước thời gian bảo dưỡng.
Với mô hình thông tin quản lý này, cùng một lúc hệ thống có thể giám sát hoạt động của các máy nén khí ở trạm cung cấp cũng như các máy nén ở công ty mẹ. Đồng
Máy nén (#1 máy nén)
Máy nén Máy nạp
Máy nạp
Máy nạp
Thẻ MMI Quan sát hiện
thời, điều khiển, vận hành, kiểm soát sự đóng mở van, dòng điện của mô tơ, nhiệt độ nhớt, hệ thống thông gió, áp suất và nhiệt độ của từng máy nén khí. Tất cả các dữ liệu hoạt động của máy nén sẽ được ghi nhận, và lên một tiểu sử vận hành của từng máy nén. Các dữ liệu trên sẽ được phân tích trước khi vận hành, và hệ thống sẽ đưa ra các cảnh báo trước. Qua tiểu sử vận hành của các máy nén, hệ thống SCADA sẽ dự kiến được khoảng thời gian cần phải tiến hành bảo dưỡng các thiết bị của trạm.
- Máy nén CNG:
Tiêu chuẩn của một máy nén CNG: + Lực vào: 0~200 Kg/cm3
+ Lực ra: 260 Kg/cm3
+ Dung lượng: 200~3,000 Nm3/hr + Chỉ số mã lực: 50~700Hp - Bồn dự trữ CNG:
+ Lực vận chuyển 3,550 Psi(250 barg) + Lực thử nghiệm 5,920 Psi (417 barg) + Dung tích 1300L
+ Chỉ số: OD 610mm x 6250mm (L) + Trọng lượng 3130 Kg/Ea
+ Van an toàn
- Máy nạp CNG cho phương tiện: là bộ phận trực tiếp cung cấp khí nén CNG đến các phương tiện vận tải.
4.3.2. Hệ thống trạm tiếp vận nhiên liệu cho phương tiện vận tải CNG
- Trạm trung tâm (Mother Station)
Mother Station được coi như là một trạm tiếp chuyển CNG trong hệ thống cung cấp CNG. Mother Station có chức năng: cung cấp nhiên liệu CNG cho các phương tiện hoạt động; phân phối CNG đến các trạm CNG con (Daughter Station) trong khu vực (Hình 4 -18).
Hình 4-18: Mô hình một Mother Station
Mother Station có thể được coi như là một trung tâm phân phối nguồn CNG đến các khu vực lân cận. Chức năng của một Mother Station vừa thực hiện việc cung cấp nhiên liệu cho các phương tiện sử dụng nhiên liệu CNG và một chức năng quan trọng khác đó là phân phối nhiên liệu. Khí nén thiên nhiên sẽ được vận chuyển từ nhà máy đến các Mother Station thông qua hệ thống đường ống dẫn. Tại đây, khí thiên nhiên sẽ được nén lại thông qua máy nén và được chứa vào bồn. Các xe đặc chủng vận chuyển nhiên liệu CNG (có bình chứa đặc chủng) sẽ nhận nhiên liệu từ các bồn chứa này. Sau đó sẽ vận chuyển nhiên liệu CNG đến các trạm CNG đặt tại các khu vực có nhu cầu phương tiện sử dụng khí nén thiên nhiên.
- Hệ thống các trạm con nạp nhiên liệu cho xe CNG (Daughter Station)
Các Daughter Station được phân bố trên khu vực có nhu cầu về nhiên liệu, để cung cấp cho phương tiện chạy nhiên liệu CNG. Hoạt động của các Daughter Station đơn giản hơn nhiều so với hoạt động của Mother Station và quy mô cũng nhỏ hơn.
Hình 4-20: Mô hình sự kết nối giữa Mother Station và Daughter Station 4.4. Tính toán lựa chọn phương án công nghệ cho xe bus CNG
Theo thống kê, tốc độ tăng trưởng vận tải hành khách toàn tỉnh Đồng Nai trong giai đoạn 2006-2011 là khoảng 8,9%, với số lượng hành khách sử dụng phương tiện VTHKCC năm 2011 là 15,64 triệu lượt. Tuy nhiên, theo số liệu của Trung tâm quản lý và điều hành VTHKCC thì hệ số sử dụng chỗ bình quân trên toàn mạng lưới trong năm 2011 chỉ khoảng 0,4-0,5. Như vậy, với tốc độ tăng trưởng như hiện tại thì đến năm 2015, lượng hành khách đi xe buýt khoảng 22,1 triệu lượt. Và mạng lưới hiện tại cùng với các tuyến mở mới theo quy hoạch hoàn toàn có thể đáp ứng được lượng hành khách này với hệ số sử dụng chỗ khoảng 0,8-0,9.
Ngoài ra, do dự án được tính toán sử dụng các phương tiện CNG thay thế có kích thước cơ bản tương đồng với xe buýt diesel đang hoạt động nên các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chung trên các tuyến đều giữ nguyên như hiện trạng.
Theo kế hoạch thì loại xe CNG được sử dụng để thay thế là loại xe Hengtong B60 Model: CKZ6926HN3, loại xe này có các kích thước cơ bản tương tự như xe buýt diesel Deawoo B64 đang sử dụng trên các tuyến buýt. Vì vậy, không có sự thay đổi về số lượng phương tiện, tốc độ khai thác, thời gian một chuyến xe, thời gian một vòng xe theo các giờ cao điểm, giờ thường trong ngày hoạt động trên các tuyến dự định thay thế xe CNG.
Về việc thay thế xe đưa rước công nhân: sử dụng loại xe CNG Hengtong B80 Model: CKZ6101N3 có các thông số kỹ thuật tương tự như các xe trong đội xe đưa rước công nhân của Công ty.
Bảng 4-13: Một số chỉ tiêu khai thác trên các tuyến buýt dự kiến sử dụng CNG Stt MST Tên tuyến Chiều
dài tuyến Giãn cách (phút) Thời gian 1 chuyến (phút) Số xe kế hoạch Loại xe Giờ cao điểm Giờ bình thường 1 5 Bến xe Tp. Biên Hòa - Bến xe Chợ Lớn, 38 20-25 75 90 9 B80
2 6 Bến xe Tp. Biên Hòa - Trạm xe Siêu thị Big C 21 15-20 40 50 11 B60
3 7 Bến xe Tp. Biên Hòa - Bến xe Vĩnh Cửu, huyện Vĩnh Cửu 21 10-20 40 50 12