天然氣是一種清潔而且源于美國本土的燃料，幾十年來，廣泛用于家庭供暖以及驅動固定式發(fā)動機，一直是美國走向更環(huán)保的燃料解決方案和能源獨立戰(zhàn)略的重要組成部分。隨著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，有可能為車隊所有者節(jié)省數百萬美元的燃油費用。
顯然，美國目前已進入天然氣應用的高速公路，并處于急速上升的過程。
關于頁巖氣開發(fā)的幾個重要的里程事件幾乎同時發(fā)生，主要與頁巖氣區(qū)比如馬塞勒斯、巴肯和鷹福特等相關。華盛頓DC美國能源部的統(tǒng)計和分析機構，美國能源情報署預計美國天然氣產量將從2011年到2040年由23萬億立方英尺增加至33.1萬億立方英尺，增加幅度將達44%。其中大部分是由于頁巖氣產量的增加，預計從2011年起至2040年，將由7.8萬億立方英尺增加至16.7萬億立方英尺。
多年以來，原油和天然氣的價格都遵循類似的規(guī)律。“現在原油價格上漲、下跌波動較大，天然氣則保持穩(wěn)定”，丹佛，科羅拉多州Ferus LNG公司，美市場開發(fā)部經理杰德陶爾曼說，“據預測，天然氣價格會在相當長的一段時間里保持較低水平。”
去年十二月，天然氣生產商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量為50,192加侖液化天然氣(LNG)工廠的計劃，地點處于艾伯塔省大草原城附近，靠近能源產業(yè)區(qū)。預計2013年年底投入運營，該工廠將成為加拿大第一個設計、生產LNG，專門為鉆機、重型公路及非公路用車上的大馬力(HHP)發(fā)動機提供LNG的工廠。
液化天然氣加氣站也可以用于其它場地，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，包括從生產到輸送至終端客戶過程中涉及到的所有設備。
“LNG正在迅速成為在北美地區(qū)公路和非公路用車大馬力引擎可以選擇的燃料”，加拿大能源公司執(zhí)行副總裁、美國分部的高級副總裁，埃里克說：“這個項目說明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。依靠這個新的LNG工廠，加拿大能源公司和Ferus LNG公司將滿足日益增長的市場需求，并推動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(jié)省成本，還減少了排放量。”
以前，液化天然氣的應用并沒有像壓縮天然氣(CNG)那樣普遍。而現在，頁巖氣快速發(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)會的數據，LNG體積是氣態(tài)天然氣的1/600。天然氣在液化過程中，除去氧、二氧化碳、硫和水，幾乎為純甲烷。通常它的生產成本是很高的，而新技術將降低LNG液化和再氣化的成本。
對于發(fā)動機而言，無法分辨進入氣缸的是LNG燃料還是CNG燃料，因為它們實質上是相同的燃料，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，“你手頭上可能有一個油箱，這個油箱如果用LNG燃料能堅持八天，而用CNG燃料卻只能用一天。這就是顯著的差異。”
塔爾曼說，使用LNG存在一些不足，LNG是低溫液體，操作過程需要進行專門的培訓和處理。“液化天然氣冷卻到-260°F，需要經過特殊訓練的操作人員和專門的卡車。而另一方面，液化天然氣(LNG)也提高了安全性，因為LNG是作為液體來儲存和運輸的，它不會像柴油，汽油或煤油一樣燃燒。如果發(fā)生泄漏，它會擴散到大氣中，而不會滯留在周圍成為危險隱患。”
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，“Ferus將使用部分LNG滿足自己的運輸需求，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。 Ferus的目標客戶一般都使用大馬力發(fā)動機設備，如鉆機。”
通常情況下，鉆機將有3個12缸發(fā)動機。如果用戶采用天然氣燃料取代一半柴油燃料，會迅速節(jié)省很多資金。僅在2011年，EnCana公司在鉆機和公司的卡車上使用天然氣代替柴油，節(jié)省了1200萬美元的燃料成本。
北美處于天然氣資源豐富的地區(qū)，能夠持續(xù)供應天然氣而且價格相比柴油較低，為客戶從柴油燃料轉換至天然氣提供較好的經濟保障。更重要的是發(fā)動機技術發(fā)展，也促進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(jié)省燃料費用，”塔爾曼說，“經濟效益顯而易見，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(zhàn)處于技術層面。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)動機上應用的技術納入計劃。”
去年，卡特彼勒和康明斯已經宣布，他們將增加天然氣資源在發(fā)動機上應用技術開發(fā)的力度，使天然氣能夠盡早的在大馬力發(fā)動機上應用。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品也表明了其LNG產品開發(fā)動向。
“天然氣是一種清潔燃料，燃油經濟好，適用于我們分布置世界各地的大多數采礦業(yè)客戶，” Chris Curfman，卡特彼勒副總裁，主要負責采礦業(yè)的銷售和技術支持，他說，“以液化天然氣為燃料的動力具有減少客戶燃料成本的極大潛力。因此，我們期待能夠為全球礦業(yè)界提供這種產品。”
