LPG
Obsah boxu
Zkapalněný ropný plyn, běžně známý pod zkratkou LPG (z anglického Liquefied Petroleum Gas), je směs plynných uhlovodíků, především propanu a butanu, která je při běžné teplotě a tlaku v plynném stavu, ale při relativně nízkém tlaku nebo snížené teplotě přechází do kapalného stavu. Tato vlastnost umožňuje skladování velkého množství energie v malém objemu. LPG je široce využíván jako palivo pro vytápění, vaření, v průmyslu a především jako alternativní pohon pro spalovací motory, kde je známý pod názvem autoplyn (anglicky autogas).
LPG je vedlejším produktem při zpracování ropy (v rafineriích) a při těžbě zemního plynu. Je považován za ekologičtější palivo než benzín nebo motorová nafta, protože při jeho spalování vzniká méně oxidu uhelnatého, oxidů dusíku a pevných částic.
📜 Historie
Objev a počátky využití LPG jsou spojeny s počátkem 20. století a rozvojem ropného průmyslu ve Spojených státech. Během rafinace surové ropy na benzín bylo zjištěno, že některé lehčí uhlovodíky se snadno odpařují a jsou nestabilní.
Americký chemik Dr. Walter Snelling z Úřadu pro doly USA začal v roce 1910 zkoumat tyto odpařující se plyny. Zjistil, že pokud jsou tyto plyny stlačeny, přecházejí do kapalného stavu a mohou být bezpečně skladovány a přepravovány. V roce 1912 si nechal patentovat metodu na zpracování a stáčení LPG. Ještě téhož roku prodal svůj patent Franku P. Petersonovi, který založil první komerční společnost na výrobu LPG, American Gasol Company.
První komerční využití se soustředilo na vaření a svícení v domácnostech, které nebyly připojeny k rozvodné síti zemního plynu. První automobil poháněný propanem byl přestavěn v roce 1913. Masivnější rozšíření LPG jako paliva pro vozidla však nastalo až po druhé světové válce a zejména během ropných krizí v 70. letech 20. století, kdy jeho nižší cena a dostupnost zvýšily jeho atraktivitu. V Evropě se stalo populárním palivem zejména v zemích jako 
, 
a 
.
⚙️ Výroba a složení
LPG není primárně vyráběn, ale je získáván jako vedlejší produkt při dvou hlavních procesech:
1. Zpracování zemního plynu: Zemní plyn, jak je těžen z ložisek, obsahuje kromě methanu (hlavní složky) i další těžší uhlovodíky, včetně propanu a butanu. Tyto složky jsou odděleny, aby se zabránilo jejich kondenzaci v plynovodech. Tento proces tvoří přibližně 60 % celosvětové produkce LPG. 2. Rafinace ropy: Během frakční destilace surové ropy jsou jednotlivé složky (frakce) oddělovány na základě jejich bodu varu. LPG je jednou z nejlehčích frakcí a je oddělen v raných fázích procesu. Tento zdroj představuje zbývajících 40 % produkce.
🧪 Složení
Hlavními složkami LPG jsou:
- Propan (C₃H₈): Má nižší bod varu (-42 °C), a proto se lépe odpařuje při nízkých teplotách. Směsi s vyšším obsahem propanu jsou vhodné pro chladnější klimatické podmínky.
- Butan (C₄H₁₀): Má vyšší bod varu (-0,5 °C) a vyšší energetickou hustotu. Je vhodnější pro teplejší podnebí.
Poměr těchto dvou plynů ve směsi se liší podle ročního období a regionálních norem. V zimních měsících se obvykle dodává směs s vyšším podílem propanu (tzv. zimní směs), aby bylo zajištěno spolehlivé zplyňování i při nízkých teplotách. V létě naopak převažuje butan (letní směs).
Pro bezpečnostní účely se do LPG přidává silně zapáchající látka, obvykle ethanthiol (ethylmerkaptan), která umožňuje snadnou detekci úniku čichem, protože samotný plyn je bez zápachu.
🚗 Využití
LPG má díky své univerzálnosti a snadné přepravě širokou škálu využití.
⛽ Autoplyn
Nejznámějším využitím je pohon vozidel se zážehovými motory. Vozidlo je vybaveno přídavným palivovým systémem, který zahrnuje:
- Tlakovou nádrž: Obvykle umístěnou v prostoru pro rezervní kolo (toroidní nádrž) nebo v zavazadlovém prostoru (válcová nádrž).
- Reduktor-zplynovač: Snižuje tlak kapalného LPG a mění jej na plyn.
- Vstřikovače: Dávkují plynnou směs do sání motoru.
- Řídicí jednotku: Optimalizuje chod motoru na plyn.
Vozidlo si zachovává původní benzínovou nádrž a systém, což z něj činí dvoupalivové (bi-fuel). Řidič může mezi palivy přepínat pomocí tlačítka na palubní desce.
🏠 Domácnosti a průmysl
LPG je klíčovým zdrojem energie v oblastech bez přístupu k rozvodné síti zemního plynu.
- Vytápění: Centrální vytápění domů pomocí zásobníků na LPG.
- Vaření: Plynové sporáky a grily napájené z propan-butanových lahví.
- Ohřev vody: Průtokové ohřívače a bojlery.
- Průmysl: Pohon vysokozdvižných vozíků, sušárny, pece a další technologie.
🏕️ Rekreace a volný čas
Malé a přenosné tlakové lahve (kartuše) s LPG jsou populární pro:
- Kempingové vařiče a lampy.
- Pohon obytných vozů a karavanů.
- Terasové ohřívače.
👍 Výhody a nevýhody
✅ Výhody
- Ekonomické: Cena LPG je obvykle výrazně nižší než cena benzínu nebo nafty, což vede k úspoře nákladů na provoz vozidla i přes mírně vyšší spotřebu.
- Ekologické: Spalování LPG produkuje až o 20 % méně CO₂ než benzín, o 95 % méně pevných částic a výrazně méně oxidů dusíku (NOx).
- Technické: LPG má vysoké oktanové číslo (102–108), což umožňuje klidnější a tišší chod motoru. Díky čistšímu spalování se prodlužuje životnost motorového oleje, svíček a výfukového systému.
- Dostupnost: Síť čerpacích stanic je v mnoha zemích, včetně Česka, velmi hustá.
❌ Nevýhody
- Počáteční investice: Přestavba vozidla na LPG vyžaduje investici v řádu desítek tisíc korun.
- Menší dojezd: Energetická hustota LPG je objemově o cca 25 % nižší než u benzínu, což znamená vyšší spotřebu (v litrech na 100 km) a kratší dojezd na jednu nádrž.
- Prostor v zavazadelníku: Nádrž na LPG zabírá místo, často na úkor rezervního kola nebo části zavazadlového prostoru.
- Omezení parkování: V některých zemích platí zákaz vjezdu vozidel na LPG do podzemních garáží, které nejsou vybaveny odpovídajícím odvětráváním. Důvodem je, že LPG je těžší než vzduch a při úniku by se hromadil u podlahy.
- Hmotnost: Přídavný systém zvyšuje celkovou hmotnost vozidla.
⚠️ Bezpečnost
Moderní systémy LPG pro automobily jsou vybaveny řadou bezpečnostních prvků, které minimalizují riziko nehody.
- Robustní nádrže: Jsou vyrobeny z vysoce odolné oceli a testovány na mnohonásobně vyšší tlak, než je provozní.
- Multiventil: Sdružený ventil na nádrži obsahuje několik bezpečnostních pojistek:
* Omezovač plnění (80 %): Zabraňuje přeplnění nádrže a ponechává prostor pro tepelnou roztažnost kapaliny. * Tepelná pojistka: V případě požáru upustí plyn kontrolovaně, aby nedošlo k explozi nádrže. * Přetlakový ventil: Uvolní plyn při nadměrném nárůstu tlaku. * Elektromagnetický ventil: Uzavře přívod plynu, když motor neběží nebo je přepnut na benzín.
- Pravidelné revize: Systém LPG podléhá povinným pravidelným kontrolám a revizím, které zajišťují jeho bezpečný a spolehlivý provoz.
Hlavním rizikem zůstává skutečnost, že LPG je těžší než vzduch. Při úniku v uzavřeném, nevětraném prostoru (např. montážní jáma, podzemní garáž) se může hromadit u země a vytvořit výbušnou směs. Proto je klíčové dodržovat bezpečnostní předpisy a zákazy.
💡 Pro laiky
Představte si plyn, který používáte doma v zapalovači. To je v podstatě zkapalněný butan, jedna ze složek LPG. Když ho stlačíte, změní se na kapalinu a vejde se ho tak mnohem více do malého prostoru. Když tlak uvolníte (stisknutím tlačítka zapalovače), kapalina se okamžitě změní zpět na hořlavý plyn.
LPG funguje na stejném principu, jen ve větším měřítku. V autě máte speciální pevnou nádrž, kde je plyn uložen jako kapalina pod tlakem. Odtud putuje do motoru, kde se změní zpět na plyn a spálí se podobně jako benzín. Protože je jeho výroba levnější a spalování čistší, je to oblíbená alternativa k tradičním palivům.
Hlavní rozdíl oproti CNG (stlačený zemní plyn) je ve tlaku a skupenství. LPG je skladováno jako kapalina pod relativně nízkým tlakem (cca 8–10 barů), zatímco CNG je skladováno jako plyn pod velmi vysokým tlakem (přes 200 barů).