CNG 충전시스템의 종류를 들고 설명하시오.

CNG 충전시스템의 종류를 들고 설명하시오.

1. 고정식 CNG 충전방식

도시가스권역내 배관으로 공급되는 천연가스(NG)를 압축(250kg/㎠)·저장하여 천연가스차량에 충전하는 충전소로, 충전소 인입압력에 따라 압축기 단수가 다르며 보통 2∼5kg/㎠인입 압력시 4단압축으로 운영하며, 시스템의 주요구성은 천연가스압축기와 압축가스저장용기, 디스펜서 등으로 나눌 수 있으며 도시가스배관망이 형성된 지역에 한하여 설치 운영할 수 있는 방식이다.



2. 이동식 CNG 충전방식

고정식 충전소 설치가 곤란한 차고지에 CNG를 공급하기 위하여 운영되고 있는 이동충전방식으로, 도시가스사 고정충전소나 가스공사 Mother Station에서 천연가스 이동충전차량(CNG Trailer)에 충전(200bar)후 개별 차고지에서 자연차압방식을 이용하여 CNG 자동차에 공급하는 방식이다.



3. 고정식 LCNG 충전방식

LNG 기지로부터 LNG trailer를 이용하여 LNG를 차고지의 LNG 탱크(Satellite station)에 운송하고, LNG 고압펌프를 사용하여 LNG를 펌핑 및 기화하여 CNG 가스로 변환하여 CNG 자동차에 공급하며, 기존의 CNG충전소에 비해 제조·유지·보수 비용이 적게 드는 장점이 있는 공급방식이다.
현재 미국, 캐나다에서 상업운영중이며, 우리공사 연구개발원 에서 LCNG충전시스템을 연구·개발하여 운영중(40대/일)에 있으며, 향후 LNG 저압 PUMP설치 등 설비 보완시 LNG 충전소의 역할을 동시에 수행할 수 있어 천연가스자동차 인프라 구축에 장점이 있다.



4. 고정식 LNG 충전방식

LNG 기지로부터 LNG trailer로서 LNG를 차고지의 LNG 탱크에 운송하고, LNG 펌프를 사용하여 LNG 자동차에 공급하는 방식으로 LNG 자동차는 초저온 LNG 연료용기에 연료를 저장하여 사용하며, 엔진으로부터 공급되는 고온의 엔진냉각수를 열원으로 vaporizer(열교환기)에서 천연가스로 변환하여 엔진에 공급되며, 현재 전세계에서 LNG자동차가 가장 많이 운영되는 나라는 미국으로 LNG연료공급의 핵심기술도 보유하고 있음.




5. 충전 시스템별 장·단점

이동식 CNG충전시스템은 현재의 고정식 충전방식에서 이동 트레일러와 차고지 디스펜스가 추가되어 운영비용이 증가하여 효율면에서 불리한 점이 많으며, 고정식 충전소 설치 기피지역이나 경제성이 부족한 지역에 한하여 초기보급 촉진차원에서 또는 비상 및 응급연료 공급방식으로의 운영이 요구된다.

LCNG 이동충전소는 LNG 기지로부터 차고지까지 배관대신 이동트레일러로서 LNG를 직접 운송하며 이 LNG를 LNG 고압펌프와 기화기를 사용하여 고압CNG로 변환하여 CNG 천연가스자동차에 공급함으로서 타 충전시스템에 비하여 압축기 가동 에너지 절약 및 시스템의 간이화로 운영비용 절감이 예상되며, 차고지 내에 LNG 저장탱크와 CNG 저장탱크가 필요하기 때문에 일반적인 고정식 충전소 설치조건과 비슷하나 배관망 미구축 지역에 설치할 수 있는 장점이 있다.

LNG 이동충전소는 LNG 기지로부터 차고지까지 이동운반차량으로 LNG를 운송하며 차고지 내의 LNG저장탱크에 저장하며, 필요시 LNG 펌프로서 LNG자동차에 LNG 연료를 직접 공급함으로 설비 간소화로 시설비 및 운영비에 있어 장점이 있다. 또한 LNG 자동차는 CNG 자동차와 유사구조로 LNG를 가스상태로 기화하여 사용하기 때문에 CNG용 엔진을 그대로 사용하며, 단지 vaporizer 및 초저온 용기가 추가·대체되며, 연소방식은 LNG 전용엔진과 디젤차량을 개조한 Duel- Fuel 방식이 있으며, 국내 LNG자동차의 보급 및 개발이 전무한 실정임으로 자동차의 개발이 필요하다.