트럭 또는 이미 수소 연료 전지 프로그램을 갖고 있는 버스 제조업체인 경우 고객을 위한 옵션으로 수소 내연 기관(ICE)이 있는 차량 라인을 제공하는 것을 고려해야 합니다.

왜? 이유는 간단합니다. 디젤 엔진을 수소 엔진으로 교체하는 것이 다른 기술을 중심으로 차량을 설계하는 것보다 더 쉽습니다. 또한 연료 전지 차량 구매에 관심이 있는 고객은 연료 전지 기술이 계속 발전하는 동안 수소 ICES로 구동되는 차량을 구매하는 데 관심이 있을 수 있습니다. 하지만 현재의 엔진 기술에 대한 친숙함은 두 가지 이유의 핵심입니다.

수소 내연 엔진이 친숙해 보입니다

기존 장비 제조사(OEM)의 경우, 최소한의 노력으로 현재 차량을 수소 엔진을 수용할 수 있도록 재설계할 수 있습니다. 종종 드라이브라인, 변속기, 브레이크 또는 트럭 섀시에 큰 변화가 필요하지 않습니다. 재설계 단계에서 차량 아키텍처를 가장 집중적으로 수정한 것은 수소 연료 시스템의 추가일 수 있습니다. 그러나 커민스는 수소 저장 시스템의 선두 주자인 NPROXX와의 합작 투자로 이러한 수정을 가능한 한 마찰 없이 만드는 데 도움을 주고 있습니다. 커민스는 종단단 수소 시스템을 제공함으로써 OEM 업체들이 수소 엔진 차량을 쉽게 설계할 수 있게 해줍니다. 이 같은 접근 방식은 수소 엔진에 관심이 있는 차량 운용사에게도 관련이 있습니다.

수소 엔진이 작업을 완료하고 탈탄소화에 도움을 줍니다. 

ICE 수소 차량을 소유하고 운영하는 최종 고객 경험은 압축 천연가스(CNG) 차량을 소유하고 운영하는 것과 유사합니다.

수소 엔진이 장착된 차량은 가장 힘든 작업을 수행할 수 있는 동력을 제공합니다. 운전자들은 수소 엔진이 천연가스 엔진과 동일한 성능을 제공하고, 이를 위해 디젤 엔진과 비슷한 성능을 제공한다는 것을 알게 될 것입니다. 정비 관리자들은 기존의 가솔린 또는 디젤 엔진을 사용할 자격을 갖춘 대부분의 정비사가 수소 엔진을 유지할 수 있음을 알게 될 것입니다. CNG 연료 지점을 사업소에 설치한 고객은 수소 연료 공급 지점을 운영하는 것도 크게 다르지 않다는 것을 알게 될 수도 있습니다.

수소는 탄소가 없는 연료이기도 합니다. ICE 수소 소유자는 탈탄소화 목표를 더 빨리 달성할 수 있습니다. 수소 엔진은 차량 차량에서 발생하는 전반적인 상용 운송 배출량을 줄여 회사의 전반적인 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

연료 전지 차량의 길을 열어주는 수소 엔진

그렇다면 연료 전지 프로그램과 수소 엔진은 어떻게 서로를 보완할 수 있을까요? 수소 엔진과 수소 연료 전지는 선택 사항이 아닙니다. 반대로, 수소 엔진의 채택은 연료 전지의 광범위한 채택을 촉진하는 데 도움이 될 가능성이 높습니다.

커민스가 2027년에 대규모 수소 엔진 생산을 할 예정임을 고려할 때, 향후 더 많은 고객이 수소 엔진으로 트럭을 운행할 것으로 예상할 수 있습니다.

더 많은 수소 차량이 진입하기 시작함에 따라 수소 인프라를 위한 수소 엔진의 이점은 더욱 분명해질 것입니다. 고객은 수소를 조달하는 것이 더 쉽고 저렴합니다. 또한, 수소를 연료로 사용하면 전반적으로 더 편안하게 사용할 수 있습니다. 수소 저장 기술도 더욱 성숙해졌고 더 큰 규모로 사용될 것입니다. 이렇게 하면 결국 연료 전지 차량의 채택이 더 쉬워질 것입니다.

더 많은 것을 배우고 싶으시다면, 수소 엔진과 관련하여 자주 묻는 질문에 대한 답변을 확인하는 것을 잊지 마세요.

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기존의 디젤 엔진과 비교할 때 천연가스 엔진은 몇 가지 장점이 있습니다. 천연가스 엔진의 이점 중 몇 가지는 대기 오염을 줄이고 조용하며 디젤보다 저렴하고 휘발성이 낮은 연료로 가동된다는 것입니다. 한편, 천연가스 차량을 작동하려면 야생에 압축 천연가스(CNG) 연료 스테이션이 거의 없기 때문에 의도적인 연료 전략이 필요합니다.

이러한 특성 때문에 중장비 및 중형 응용 분야에서 천연가스 엔진의 예를 더 자주 찾을 수 있습니다. 다음은 몇 가지 주요 천연가스 엔진 응용 분야입니다.

천연가스 엔진이 장착된 작업용 트럭

천연가스 엔진은 상용 트럭을 운영하는 기업에게 훌륭한 옵션입니다. 성공적인 천연가스 사용 사례의 예로는 쓰레기차, 덤프 트럭 및 터미널 트랙터(야드 스포터)가 있습니다. 천연가스 엔진은 디젤 엔진과 유사한 토크와 엔진 파워 등급을 제공할 수 있습니다. 짐을 실은 콘크리트 믹서 및 배수 트럭과 같은 매우 무거운 차량조차도 문제 없이 천연가스 엔진에 의존할 수 있습니다.

천연가스는 도시 환경에서 작동하는 상용 차량에 특히 적합합니다. 무소음 쓰레기 트럭 같은 것은 없지만 천연가스 엔진을 사용하면 쓰레기 트럭을 더 조용하고 덜 오염시킬 수 있습니다. 폐기물 수거 업체들은 천연가스 트럭, 특히 쓰레기 수거를 이른 아침에 하는 고객으로 전환하여 고객 만족도가 높아졌다고 보고하는 경우가 많습니다.

천연가스 엔진은 또한 환경적 이점을 제공하고 대기 질을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어 북미에서 가장 붐비는 항구 중 하나인 로스앤젤레스 항구는 트럭 교통량이 매우 집중되어 있습니다. 매일 수천 대의 대형 트럭이 컨테이너를 뽑습니다. 이들의 교통량은 710번 주간 고속도로를 따라 있는 이웃과 같은 인근 지역 사회의 대기 오염에 크게 기여합니다. 공기 품질 개선이 커민스가 로스앤젤레스 항구에 서비스를 제공하는 여러 운송 회사와 협력한 이유 중 하나입니다. 이 협력의 목적은 천연가스 엔진이 배수 작업에 효과적일 수 있음을 보여주는 것이었습니다. 이 프로그램에 들어간 지 1년 만에 20대의 트럭이 커민스의 ISX12N 천연가스 엔진을 사용하여 1백만 마일 이상의 문제 없는 주행을 축적했습니다.

천연가스 엔진이 장착된 대중교통 및 통학 버스

대중교통 시스템은 천연가스 차량의 가장 큰 운용자 중 하나입니다. 미국 에너지부에 따르면, 2019년 미국에서 운행 중인 모든 대중교통 버스 중 거의 30%가 천연가스를 사용했습니다. 그 이유를 쉽게 이해할 수 있습니다. 대중교통 버스는 도시에서 운행하는 경향이 있으며 매일 밤 연료를 보급할 수 있는 하루가 끝나면 중앙 창고로 돌아가는 경향이 있습니다.

또한 디젤 가격이 높을 때 대중교통 시스템이 운임을 조정하기가 어려울 수도 있습니다. 경우에 따라 교통 시스템은 재정적 어려움을 피하기 위해 경로를 제거하거나 서비스를 줄일 의무가 있습니다. 디젤보다 가격이 더 낮고 안정적인 천연가스를 통해 버스 운영자는 이러한 종류의 위험에 노출되는 것을 방지합니다. 이는 천연가스 엔진의 또 다른 중요한 재정적 이점입니다.

천연가스 버스도 같은 이유로 학군에서 인기가 높습니다. 그러나 학교 주변의 대기 오염에 대한 아동의 노출을 줄이는 것이 특히 중요합니다. 미국에서는 학교 시스템이 버스 차량을 업그레이드하는 데 도움이 되는 다양한 주 및 연방 보조금을 사용할 수 있습니다.

천연가스 엔진이 장착된 중형 트럭

현지 및 반 지역 응용 분야에서 사용되는 중형 트럭도 천연가스 엔진의 큰 사용 사례를 구성합니다. 도시 배송 및 라스트 마일 배달이 일반적인 예입니다. 두 경우 모두 차량은 일반적으로 급유 없이 하루의 작업을 완료할 수 있습니다. 하루의 끝에서, 그들은 시간 충전 CNG 디스펜서를 사용하여 하룻밤 실린더를 채울 수있는 "홈 베이스"로 돌아갑니다. 미국에서는 선도적인 전국 배송 회사 중 하나인 UPS가 더 많은 CNG 차량에 대한 투자 계획을 추진하고 있습니다. UPS는 2020년에서 2022년 사이에 6,000대 이상의 CNG 트럭을 구매할 것이라고 밝혔다.

이러한 사용 사례가 귀하와 관련이 있는 경우 천연가스 엔진으로 전환할 시기를 생각해 보십시오.

천연가스 엔진이 장착된 지역 운송 트럭

CNG 차량은 길을 따라 또는 목적지에 연료 스테이션을 사용할 수 있는 한 장거리 운송에도 사용할 수 있습니다. 물류센터 간 고정 경로를 운행하는 트럭도 마찬가지입니다.

이러한 예가 귀사의 필요에 부합한다면, 천연가스 엔진에 대한 자주 묻는 질문에 대한 답변을 확인하는 것도 잊지 마세요. 이 답변은 비용, 실용성 및 천연가스를 상용 차량대에 통합할 수 있는 가능성과 같은 주제를 다룹니다.

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천연가스 엔진은 상업용 차량에 훌륭한 옵션이 될 수 있습니다. 디젤 엔진보다 조용하고 대기 오염을 줄이며, 특히 연료와 관련하여 운영 비용을 많이 절감하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그렇다면 왜 더 많은 플릿이 천연가스 엔진으로 전환하지 않겠습니까?

압축 천연가스 또는 CNG 엔진은 다양한 차량과 상업용 차량 응용 분야를 위한 훌륭한 선택이지만 전부는 아닙니다.

천연가스 엔진이 비즈니스 또는 미션 프로필에 적합합니까? 당사는 천연가스 엔진의 주요 이점과 몇 가지 단점을 정리하여 귀사의 차량을 위한 천연가스가 실행 가능한 옵션인 곳을 결정하는 데 도움이 됩니다.

천연가스 엔진으로 전환하는 동안 임무 프로필 및 인프라

현재의 천연가스 연료 공급 인프라 가용성 상태를 고려할 때 현재 CNG에서 가장 큰 성공을 거둔 차량은 매일 밤 기지로 돌아가는 차량입니다. 이들은 단일 연료 탱크로 경로를 완료하고 기지로 돌아와 "울타리 뒤에서" 연료를 보급할 수 있는 함대입니다.

교대 근무가 끝나면 운전자는 차량을 지정된 공간에 주차합니다. 연료 노즐을 차량에 연결하고 집으로 돌아갑니다. 다음 날, 탱크가 가득 찼습니다. 대중교통 버스, 쓰레기차, 도시 배달 트럭, 중거리 반트럭 등은 중앙 창고에서 효과적으로 연료를 보급할 수 있는 차량의 좋은 예입니다. 펜스 급유 시스템의 뒷부분은 이러한 응용 분야에서 잘 작동합니다.

현장 급유 용량 확립과 관련된 설정 비용이 있지만 대부분의 천연가스 연료 공급 업체는 선불로 지불된 돈 없이 연료 펌프를 설치할 수 있는 옵션을 제공합니다. 이 비용은 연료 계약으로 구워지는데, 이는 3년 임기가 될 수 있습니다. 이렇게 하면 계약 기간 동안 안정적인 연료 비용을 제공하고, 디젤 연료의 높은 비용에 비해 훨씬 더 변동성이 큰 비용 절감이 중요합니다.

중장거리 트럭의 경우 급유가 더 어렵습니다. 주요 고속도로를 따라 공공 급유 스테이션에 의존합니다. 현재 공공 CNG 펌프의 수는 디젤 펌프의 수로 인해 난장판이 되고 있지만 커민스와 몇몇 운송 업계 파트너들은 이를 변경하기 위해 진전하고 있습니다. 이 회사는 최근 러브스 트래블 스톱(Love's Travel Stops) 및 트릴리움(Trillium)과 협력하여 저탄소 및 제로 탄소 연료 및 파워트레인 솔루션을 강화하기 위한 계획을 발표했습니다.

커민스는 또한 최근 클래스 8 장거리 응용 분야를 위해 설계된 15리터 천연가스 엔진 X15N을 개발할 계획을 발표했습니다. X15N에 대한 소식은 이미 북미 중장비 트럭 시장에 상당한 관심과 흥분을 불러 일으키고 있습니다. 그 결과 중장비 트럭(HDT)이 선정한 2022년 상위 20대 신제품 중 하나로 선정되었습니다.

이러한 신제품 및 연료 공급 인프라에 대한 투자는 장거리 차량을 위해 천연가스 차량을 더 쉽게 통합할 수 있게 해 줍니다.

천연가스 엔진에 대한 유지보수 및 안전 고려 사항

급유 요구를 고려할 뿐만 아니라 고려해야 할 고유한 유지보수 요구사항이 있습니다.

CNG 시스템에는 고압, 화재 및 질식의 세 가지 주요 위험이 있습니다. 연료 탱크에 저장된 CNG의 공칭 충전 압력은 3,600 psi이므로 고압이 주요 관심사입니다. 고압 문제를 해결하기 위해 CNG 실린더가 아닌 고압 CNG 연료 시스템 컴포넌트는 정격 압력의 4배를 견딜 수 있도록 설계되어 파열 없이 최소 14,400 psi를 견딜 수 있습니다.

CNG 실린더는 엄격한 연방 표준을 충족하도록 제작되었으며 가솔린 또는 디젤 연료 저장 탱크보다 훨씬 견고한 재료로 제작됩니다. 모든 CNG 연료 실린더는 충진 압력의 2.25배를 견디기 위해 제조되어야 합니다. 즉, 모든 CNG 실린더의 최소 버스트 압력은 8,100 psi로 CNG 연료 충전소의 연료 공급 압력보다 훨씬 높습니다.

화재 또는 과압 시 파열로부터 CNG 실린더를 보호하기 위해 지정된 온도 또는 압력에서 열도록 설계된 압력 릴리프 장치(PRD)를 설치하여 가압 내용물의 실린더를 완화합니다. 각 실린더에는 이러한 필수 안전 장치 중 적어도 하나가 장착되어 있으며 많은 실린더에는 두 개 이상의 PRD가 있습니다.

CNG 차량 정비를 위해 모든 정비 시설을 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 액체 연료를 사용하는 차량을 지원하는 시설은 천연가스 트럭 정비에 필요한 안전 요구 사항과 다른 여러 안전 기능을 통합합니다.

예를 들어, 디젤 트럭을 서비스하는 실내 시설에는 액체 연료 증기가 공기보다 무거워서 연료 증기를 지하에 가깝게 포집하도록 설계된 환기 시스템이 있습니다. 천연가스 구성품은 공기보다 가벼우며 천정까지 올라타게 합니다. 즉, CNG 유지보수 시설은 기술자에게 잠재적으로 위험할 수 있음을 알리기 위해 천장 수준의 센서와 환기 시스템이 필요합니다. 또한, 소방대원의 인증을 받아 적절한 환기를 할 수 있어야 합니다. 이는 다른 전통적인 상점과 비교할 때 드물다. 적절한 환기 외에도 CNG 서비스 시설에는 메탄 감지기가 필요합니다.

CNG 차량은 제조업체가 권장하는 유지보수 간격에 따라 정비하는 것이 중요합니다. 여기에는 작동 시간을 기반으로 일정을 사용하여 정시에 오일 교환을 수행하는 것이 포함됩니다. 또한 적절한 엔진 오일을 사용하는 것도 중요합니다. 커민스 천연가스 엔진은 디젤 엔진과는 다른 오일 사양을 사용합니다. 2018년 커민스는 배유 간격을 연장하는 새로운 오일 사양인 커민스 엔지니어링 표준(CES) 20092을 발표했습니다.

천연가스 연료 공급 지점을 설정하거나 건물에 천연가스 차량을 유지하는 것에 대해 생각하고 있다면 이러한 수정 비용을 추정하는 것이 좋습니다. 낮으면 천연가스 엔진 구동 차량의 경제적 이득이 이러한 스위칭 비용을 능가할 수 있습니다.

환경 목표 달성을 위한 천연가스 엔진의 역할

천연가스 엔진으로 전환하는 것은 상업용 차량 차량이 천연가스 엔진의 다른 환경 지속 가능성 이점을 인식할 뿐만 아니라 NOx, 분진 및 VOC 배출량을 줄이는 가장 좋은 방법 중 하나입니다.

그러나 배출가스 감소가 모든 차량에 동일한 공기 품질 이점을 제공하는 것은 아닙니다. 인구 밀집 지역의 가볍게 이동한 도로에서 사용되는 트럭은 현지의 공기 품질에 큰 영향을 미치지 않을 수 있습니다. 또한 상당한 성능 저하를 유발할 가능성도 낮습니다. 동일한 트럭이 로스앤젤레스 항구와 이 지역의 물류 센터 사이에 운행 중이라면 배기 가스 배출이 지역 공기 품질 문제에 더 많은 기여를 할 가능성이 높아질 것입니다.

도시 지역에서 상용 차량을 운영하는 기업들이 천연가스 엔진 사용을 고려할 수 있는 이유입니다. 천연가스로 전환하면 이러한 비즈니스가 운영되는 지역 사회에 이득이 될 수 있습니다. 종종 해당 커뮤니티에 속하는 고객은 더 나은 공기 품질로 가장 많은 혜택을 누릴 수 있습니다.

천연가스 엔진으로 전환하는 동안 고려해야 할 규정

배출가스 감소는 커뮤니티 사이에서 선의를 생성하는 좋은 방법이지만 때로는 준수의 문제이기도 합니다. 일부 지역에서는 신차 판매와 사용 차량에 대해 엄격한 배출 기준이 적용됩니다. 예를 들어 캘리포니아는 대형 디젤 차량에 적용되는 일련의 규칙을 시행합니다.

이러한 규칙의 결과로, 2023년부터 디젤 엔진을 사용하는 모든 트럭에는 2010개 이상의 엔진이 필요합니다. 귀사가 트럭이나 엔진을 대체할 사업체 중 하나라면, 배출가스 표준을 충족하고 연료 비용을 절감하는 매우 비용 효율적인 방법이 될 수 있기 때문에 천연가스로 전환하는 것을 고려할 수 있습니다.

환경보호국(EPA)과 캘리포니아 공기 자원 위원회(CARB)는 모두 2024년과 2027년에 더 엄격한 배출가스 규제를 시행하고 있습니다. 커민스 X15N은 이러한 배출가스 요건을 충족할 뿐만 아니라 이를 초과하여 향후 수년간 준수를 보장하는 인증을 받게 됩니다.

요약하자면, 천연가스 엔진은 차량이 일상적인 운영이나 임무 프로필에 큰 차질 없이 총 운송 배출량을 낮추고 운영 비용을 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다. 더욱이 천연가스는 연료로서 재생 가능한 미래에 중요한 역할을 합니다.

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천연가스는 지난 수십 년 동안 에너지 공급에서 점점 더 중심적인 역할을 해왔습니다. 선진국에서는 다른 화석 자원의 사용이 정체되거나 감소했습니다. 2020년 경제 협력개발기구(OECD) 국가들의 오일 소비량은 본질적으로 1995년의 모습이며 석탄 사용량은 거의 절반 감소했습니다. 대조적으로, 천연가스 소비량은 같은 기간 동안 20% 증가했습니다. 비 경제개발기구(OECD) 국가에서는 천연가스 사용량이 거의 세 배 가까이 증가했습니다.

천연가스의 증가는 여러 부문의 활동에서 발산되는 수요에 의해 주도되었지만, 발전 부문만이 아니었습니다. 전 세계에서 석탄 발전소는 천연가스가 가스 터빈 또는 대형 왕복 엔진에 동력을 공급하는 발전소로 대체되고 있습니다. 태양광 및 풍력 발전소가 대량으로 설치되는 곳이면 어디든지, 더 많은 천연가스 화력 발전소가 재생 에너지의 간헐적인 특성의 균형을 맞추기 위해 제작됩니다. 따라서 천연가스는 재생 전력으로의 전환의 중심이 되었습니다.

천연가스의 환경적 이점

석탄과 오일을 천연가스로 대체하는 것은 여러 가지 요인의 결과입니다. 첫째, 천연가스는 훨씬 더 깨끗한 연료입니다. 발전소에서 석탄을 사용하면 지역 및 지역 대기 오염이 심각할 수 있습니다. 그들의 회분 연못은 주요 환경 재해로 변할 수 있습니다. 천연가스 발전은 재를 생성하지 않고 그을음, 중금속의 배출을 일으키지 않으며 최소한의 황 배출을 유발하지 않습니다. 작은 천연가스 발전소는 종종 이웃 지역 사회가 그 존재에 대해 눈치채지 않고 가동할 수 있습니다. 천연가스 터빈과 왕복 엔진도 기존의 석탄 화력 발전소보다 훨씬 더 효율적입니다. 실제로 이것은 천연가스로 인한 전력 생산이 다른 연료의 전기 발전보다 탄소 집약적이 훨씬 적다는 것을 의미합니다.

운송 분야의 경우, 천연가스 엔진의 환경적 이점으로는 온실가스(GHG) 감소 및 대기 배출 기준, 유해 유출 방지 등이 있습니다.

천연가스의학

둘째, 천연가스는 전 세계 여러 지역에서 풍부합니다. 석유나 석탄을 수입하지 않고 국내 천연가스 자원에 의존하는 국가의 경우 에너지 보안이 강화되고 비용이 절감됩니다. 미국에서는 천연가스 생산이 지난 수십 년 동안 엄청난 성장을 이루었습니다. 이집트, 말레이시아, 필리핀과 같은 다른 나라들도 마찬가지로 국내 천연가스 침전물의 발견과 이용을 통해 혜택을 받았습니다. 그러한 자원을 축복받지 못한 국가의 경우, 천연가스 수입은 석유 수입에 대한 의존도를 제한할 수 있는 방법이며, 이로 인해 에너지 보안 측면에서 유사한 이점을 얻을 수 있습니다.

운송 분야의 경우, 연료 가격 및 가격 안정성 측면에서 천연가스 엔진과 관련된 경제적 이점을 얻을 수 있습니다.

천연가스의 경제적 이점

마지막으로, 천연가스는 일반적으로 석유 연료보다 저렴합니다. 미국에서는 천연가스가 국내 채굴 석탄보다 훨씬 더 저렴할 수 있습니다. 사실, 석탄 화력 발전소가 연소 시스템을 석탄이 아닌 천연가스로 전환했을 수도 있습니다.

이러한 혜택의 대부분은 천연 가스의 본질적인 특성에서 비롯됩니다. 그 결과, 주택 난방 및 운송과 같은 다른 분야에서도 활약하고 있습니다.

오늘날 운송 분야의 트럭과 버스에서 이미 천연가스 엔진의 많은 사례를 찾을 수 있습니다. 한편, 천연가스는 청정도, 풍부성 및 경제성과 같은 모든 긍정적인 속성을 활용하여 발전 부문의 석탄과 오일을 대체한 범위까지 운송 부문에서 석유 연료를 대체할 기회가 여전히 더 늘고 있습니다.

이러한 특성 때문에 천연가스는 CO2 미적용 운송으로의 전환의 핵심 부분이 될 것입니다. 언젠가 태양 전지판, 에너지 저장 및 전기 분해와 같은 기술로 인해 발전이 완전히 탈탄소화될 수 있습니다. 마찬가지로, 대부분의 자동차, 트럭, 비행기 및 보트는 재생 에너지를 사용하여 국내에서 제조되는 수소 및 전자 연료와 같은 CO2 미적용 연료로 언젠가 운행할 수 있습니다. 그 동안 천연가스 엔진은 전환의 필수 부분입니다. 이 기술을 사용하면 CO2가 없는 완전 기술을 배포할 수 있으며 동시에 실제적이고 즉각적인 환경적 이점을 제공합니다.

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