Каковы перспективы производства и применения газомоторных топлив кратко

Обновлено: 04.07.2024

Союз нефтегазопромышленников России в своей деятельности уделяет большое внимание вопросам использования природного газа в качестве газомоторного топлива, проблемах, стоящих на пути распространения этого экологичного и экономичного вида топлива. Нередко можно услышать о газомоторном топливе (ГМТ) и его перспективах в качестве энергоносителя. В данном обзоре будет описаны виды ГМТ, преимущества и недостатки данного вида топлива, а также инфраструктура для его использования.

О преимуществах и недостатках

Главное преимущество газомоторному топливу даёт его экономичность. Стоимость ГМТ для преодоления одинакового расстояния будет в 2-3 раза ниже по сравнению с традиционными топливами, с бензином и дизельным топливом.

Также немаловажным преимуществом является антидетонационные свойства газа (октановое число ГМТ, как правило, больше 105), что говорит о меньшей вероятности преждевременного самовоспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания.

Отсутствие отложений в топливной системе, нестираемость масляной пленки со стенок цилиндров снижает трение и уменьшает износ двигателя, тем самым продлевая его работу в 1,5-2 раза.

При сжигании газа образуется меньше токсичных веществ: в 1,5-3 раза оксидов азота, в 10 раз угарного газа по сравнению с бензином, в 9 раз ниже задымленность, а образование сажи практически отсутствует (рис.1). Все эти показатели делают ГМТ в рамках крупных городов весьма перспективным в рамках экологического воздействия.

Рисунок №1 Относительное содержание вредных выбросов в отработанных газах двигателей

Источник: Яицких Г.С., Вахрушин П.А., Колесников К.Э. Ещё раз про газ // Химическая техника, № 8, 2017

Что касательно шумового воздействия, то газовый двигатель в два раза тише, что благоприятно сказывается на близко находящихся организмах, прежде всего на человеке.

Также опасения вызывает разгерметизация баллонов хранения газа. Дело в том, что легкие углеводороды образуют взрывоопасные смеси с воздухом, способные самовоспламеняться даже при малых концентрациях углеводородов.

Несмотря на высокую прочность баллонов хранения КПГ, велик риск его разрыва в случаях прямого воздействия, например, в аварийных ситуациях. Утечка газа под такими давлениями приведет к плачевным последствиям.

Для заправки автотранспорта используются два вида газовых заправок:

для КПГ - автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (АГНКС),

для СУГ и СПГ - автомобильные газозаправочные станции (АГЗС).

Несмотря на огромные запасы природного газа в РФ,на нем передвигаются только 0,3 % автомобилей, что соответствует 181 тысяче единиц. Наибольшую популярность КПГ пользуется у транспорта с большим расходом топлива:

- грузовой городской транспорт;

- легкий коммерческий транспорт.

На сегодняшний день рынок ГМТ в РФ развивается постепенно. АГНКС присутствует в 18 регионах РФ, планируется ещё постройка в 27. Более чем в 50 субъектах РФ разработаны документы стратегического планирования и нормативные правовые акты в области развития рынка ГМТ. Такой большой акцент на ГМТ связан со стимуляцией со стороны государство, так в 2020 году на развитие газомоторного топлива было выделено 3,3 млрд рублей из федерального бюджета.

В течение последних 3 лет количество автомобилей на природном газе увеличилось на 20 %, с 150000 до 181000 ед. Министерство энергетики нацелено на дальнейшее увеличение данного количества, по которому уже в 2024 году оно будет достигать 274000 ед.[1]

ГМТ в сфере железнодорожных перевозок

На сегодняшний день на территории Российской Федерации функционируют 3 локомотива на СПГ: газотепловоз ТЭМ 19, газотурбовозыГТ1h-001 и ГТ1h-002. В качестве полигона для испытаний локомотивов на СПГ была выбрана Свердловская область, имеющие протяженные неэлектрифицированные участки различного профиля[2].

- стоимость перевозки, наверное, одно из приоритетных преимуществ, так как снижение издержек повысит прибыль компании;

- уменьшение выбросов, газовозы показали пятикратный запас по вредным выбросам относительно действующих требований к дизельным двигателям;

- увеличение тяги двигателя, позволяющая увеличивать вес возимых грузов практически в 2 раза;

- увеличение срока эксплуатации локомотива в 2 раза, это связано с уменьшением загрязнения движущихся частей двигателя;

снижение операционных затрат на обслуживание и ремонт.

Что касается проблем, с которыми связано низкой распространение данных локомотивов, то всё сводится к слаборазвитой инфраструктуре. Во-первых, отсутствие малотоннажных заводов СПГ вдоль железных дорог. Во-вторых, слабая подготовка обслуживающего персонала. В-третьих, необходимость больших капитальных затрат на покупку локомотивов, так как переоборудование нынешних мощностей нерентабельно в связи с высокой степенью износа существующего парка.

Проблемы, препятствующие использованию газомоторного топлива

Несмотря на большое количество преимуществ газомоторного топлива по сравнению с более традиционными бензином и дизельным топливом, ГМТ не получает широкое распространение. С чем это связано? Главный тормозом данного развития является низкая степень развитости инфраструктуры заправочных станций. Так, например, в восточной части нашей страны всего шестьгазонаполнительных станций: в Братске, Петропаловске-Камчатском и по два в Южно-Сахалинске и Якутске.

Если у водителя транспортного средства вдруг будет заканчиваться бензин или ДТ, он без проблем сможет найти АЗС в радиусе 30 км. Намного сложнее будет водителю транспортного средства на природном газе, ведь во многих крупных городах нашей огромной страны количество АГНКС может не превышать и одной-двух штук, если они вообще будут в нём находиться. Тогда как быть водителю, когдаколичество КПГ подходит к концу в области? Конечно, есть автомобили с двигателем, топливом которого может служить как газ, так и жидкие виды топлива. Однако емкости хранения для обоих топлив уменьшают тягу транспортного средства засчет увеличения массы самого транспортного средства.

Также нельзя не сказать о меньшей теплотворной способности природного газа, то есть при одинаковом объеме КПГ и АИ (ДТ), КПГ даст меньше энергии. Так, теплотворность 1 литра жидкого топлива соответствует теплотворности 1 м 3 природного газа, который под давлением в 200 атмосфер занимает 5 литров, иными словами, для преодоления одинакового расстояния необходимо в 5 раз больше газа по сравнению с АИ (ДТ). А в рамках страны, где порой нужно преодолеть не одну сотню километров, это может стать критичным показателем при выборе типа автомобиля.

Отдельно можно назвать проблемы ГМТ для двухколесного транспорта, емкость бака которого составляет примерно 12 литров, тогда, учитывая толстостенный сосуд хранения КПГ, какое расстояние сможет преодолеть данный вид транспорта? Очевидно, небольшое, поэтому о внедрении ГМТ для двухколесного транспорта можно услышать весьма редко.

Несомненно, у нас есть хороший пример развития ГМТ в европейских странах, таких как Италия и Германия, но корректно ли сравнивать наши государства?

Западные государства отличаются относительно небольшой территорией и большей плотностью населения. Что нельзя сказать о РФ: несмотря на дешевый газ, для постройки АГНКС требуется доступ к единой системе газоснабжения (ЕГС) РФ, отсутствующий в малонаселенных районах. Лидерами же в области развития ГМТ на сегодняшний день являются Иран, Пакистан, где доля автомобилей, работающих на газе, превышает 25% автопарка. В данных странах государственная поддержка получила широкий отклик, выразившейся в резком развитии рынка ГМТ.

Также ингибитором развития природного газа как топлива служит отношение цены жидкого топлива к ПГ. Соотношение в 2-3 раза является недостаточным для резкого развития отрасли в случае стимулирования со стороны государства. Можно сделать вывод, что развитие отрасли без стимулирования является маловероятным.

Пути решения проблем и перспективы

Основными путями решения является дальнейшее стимулирование развития сферы газомоторного топлива на всех этапах производства: от производства баллонов для хранения до самих транспортных средств.

Уменьшение налогов на выпуск газопотребляющих транспортных средств и различного рода льготы могут уменьшить стоимость автомобилей, тем самым можно нивелировать разницу в стоимости автомобилей, работающих на разном топливе.

Также немаловажным является развитие сферы обслуживания и ремонта транспортных средств на ГМТ.Вливание денежных средств в наукоемкие технологии позволит разработать собственные патенты и наработать необходимую для дальнейшего развития научную базу.

Что касательно перспектив, существует много прогнозов, но почти все они положительные.В ближайшие два десятилетия в мире предполагается увеличение потребления газа на 20% с достижением к 2040 году объема потребления более 5,4 трлн куб. м газа, в том числе 3,4 трлн куб. м, приходящихся на долю ГМТ, а доля двигателей, работающих на альтернативных традиционному видах топлива, к 2030 году должна составить не менее 49% от общего количества.

При этом доля, приходящаяся сейчас на автотранспорт на газомоторном топливе, составляла в 2018 году не более 1,5% от общего потребления газа. Доля ежегодного роста потребления газа, приходящаяся на транспорт, составляет 4,2%, при этом на энергетику приходится 2,2% роста потребления газа. То есть, статистические данные свидетельствуют о постепенном росте потребления ГМТ, этот рынок имеет существенный потенциал роста вследствие позитивного фактора низкой базы.

Общий объем потребления газомоторного топлива в России к 2040 году составит от 100 до 250 млрд куб. м, а темпы роста потребления газа в мире составляют около 10% в год; наиболее весомый вклад в потребление газа приходится на страны Азии, где ожидается увеличение потребления газа к 2030 году на 30% по сравнению с 2018 года. Следует учитывать, что страны Азии активно проводят политику энергетической и топливной диверсификации, комбинируя потребление и ориентируясь на газ, нефть, водород, электричество.

Союз нефтегазопромышленниково ГМТ

Пропан-бутан является наиболее безопасным, но в тоже время при низких температурах (ниже -20⁰С) уже газом не является, что затрудняет подачу его в систему отопления. В этом отношении СПГ наиболее интересен, потому что у него температура застывания -163 ⁰С, в РФ не бывает такой температуры окружающей среды, но с точки зрения безопасности есть свои проблемы, поэтому надо, чтобы люди, которые занимаются эксплуатацией техники, работающей на СПГ, обладали бы достаточной квалификацией, проходили бы специальные курсы обучения.

Во-первых, это экономика – газ стоит дешевле, чем бензин или дизельное топливо, в 2-3 раза. Во-вторых, немаловажным аспектом является экология. Дело в том, что газ в этом отношении из всех нынешних видов является топливом, меньше всего отрицательно влияющим на экологию. Причем по сравнению с углем газ в три раза экологичнее, по сравнению с бензином - в два раза.

Этот вопрос в условиях борьбы за климат является весьма важным. Эксперты союза нефтегазопромышленников считают, что темпы перевода российского автотранспорта на газ очень невысоки, для сравнения приводят Пакистан, в котором автомобилей, работающих на газе, больше 2 млн, а у нас 150-200 тысяч.

Также эксперты придерживаются мнения, что Россия в этом отношении серьезно отстала, и предлагают принять такую программу действий, не выполнить которую было бы невозможно. Под программой они подразумевают механизмы, рычаги воздействия для того, чтобы ГМТ было бы выгодно для регионов, для компаний, для людей. Поэтому эксперты союза предлагают подумать о том, чтобы можно было бы в кредит, допустим, поставить это газобаллонное оборудование (ГБО), а проценты за кредит государство могло бы взять на себя.

Определенное количество машиностроительных предприятий пользуются такой возможностью, в том числе и те предприятия, которые занимаются выпуском продукции для нефтегазового комплекса. Представители союза придерживаются мнения о необходимости заинтересовать людей и компаний для развития ГМТ. Заинтересованность проявляется в стимулах и экономической выгоде. Если заинтересованность есть, то и люди занимаются очень активно, если её нет, то никто заниматься не будет, поэтому мы пока не сумели убедить людей в том, что этим делом, во-первых, безопасно заниматься, во-вторых, экономически целесообразно.

Как распределить виды ГМТ по регионам? Отвечая на данный вопрос, эксперты союза предполагают, что в регионах со слаборазвитой инфраструктурой наиболее приемлемым будет СПГ, потому что протащить туда газопроводы для того, чтобы делать КПГ, нерентабельно, применение СУГ затруднено вследствие низких температур окружающей среды.

Автор: Шмаль Генадий Иосифович, президент Союза нефтегазопромышленников России, Черных Сергей Петрович, старший советник Межотраслевого экспертно-аналитического центра Хакимов Айрат, аналитик Межотраслевого экспертно-аналитического центра СНГПР

Перспективы использования газомоторного топлива на автомобильном транспорте

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение. Газовое моторное топливо (ГМТ) сегодня является альтернативным по отношению к традиционно применяемым бензину и дизельному топливу. К газовому моторному топливу относятся сжиженный природный газ (СПГ), компримированный природный газ (КПГ), сжиженные углеводородные газы (СУГ), водород и др. Природный газ, основную часть которого составляет метан (92…98%), на сегодняшний день является самым перспективным газовым топливом для автомобилей [1, с. 69-80].

В настоящее время ГМТ топливо активно используется более чем в 80 странах, в которых суммарный парк газовых транспортных средств насчитывает около 28 млн ед. [2]. Широкая распространенность природного газа, его экологические и экономические качества позволяют успешно применять его в качестве топлива в транспортном секторе, однако Россия по уровню газификации в Европе находится всего лишь на 7-ом месте [3].

Согласно Транспортной стратегии России, к 2030 году доля автопарка с двигателями на альтернативных видах топлива (в первую очередь речь идет о ГМТ) должна составить минимум 49%. Однако в настоящее время автомобилей на ГМТ насчитывается не более 5% от всего автопарка. Легковые (газовые и битопливные) автомобили занимают всего 0,2% продаж новых автомобилей, легкие коммерческие – 8…10%, автобусы и коммунальная техника – до 11…12% [4].

Цель данной работы: выявить преимущества и недостатки использования газомоторного топлива на транспорте.

Основная часть. Немаловажным фактором использования газомоторного топлива является его экологичность и экономичность, а также, вследствие значительных запасов, высокая для России конкурентоспособность относительно других видов топлива. На сегодня практически все крупные автопроизводители имеют расширенную сбытовую линейку транспорта, использующего газомоторное топливо. Перевод транспорта на природный газ позволяет сократить выбросы в атмосферу сажи, высокотоксичных ароматических углеводородов, монооксида углерода, непредельных углеводородов и оксидов азота. Двигатели на ГМТ уже соответствуют экологическому стандарту Евро-6.

Немаловажным для транспорта, использующего газомоторное топливо, является фактор взрывопожаробезопасности при эксплуатации. Для обеспечения высокой надежности при эксплуатации стоит обратить серьезное внимание на соблюдение требований нормативных документов [5], легальность переоснащения транспорта и обязательную государственную экспертизу оборудования и транспортных средств, на которых будет установлено данное оборудование.

Заключение. Изменить создавшуюся ситуацию возможно только при комплексном государственном подходе, предполагающем масштабное развитие инфраструктуры, субсидирование приобретения техники, включая в первую очередь коммерческий автотранспорт, для которого эксплуатационный экономический эффект вследствие более низкой стоимости топлива будет наиболее существенным.

Список литературы

ГМТ получило неожиданную поддержку в лице президента РФ Владимира Путина. Глава государства отметил, что необходимо делать ставку на экологические стандарты, подчеркнул, что об этом свидетельствуют мировые тенденции.

Владимир Путин привел в пример Европу, где активно развиваются технологии электрической тяги, увеличивается количество автомобилей, которые питаются от подзарядки в бытовой сети.

Вместе с тем, президент сказал, что для генерации электроэнергии также нужны ресурсы, в частности, уголь. Более рациональной, по его мнению, альтернативой станет газомоторное топливо, и следует сосредоточиться на увеличении его производства.

Но достаточно ли поддержки первого руководителя для широкого внедрения газомоторного топлива и какие дивиденды от этого получит РФ?

Выгоды и преимущества перехода на ГМТ

По предварительным подсчетам экспертов, государственный бюджет сэкономит миллиарды рублей при переводе ведомственного транспорта на газомоторное топливо. Для населения и бизнеса финансовая выгода будет также внушительной — себестоимость газа на 50% меньше, чем у бензина.

Еще один плюс применения ГМТ – увеличение моторесурса транспортных средств. Этот эффект дает более высокое, чем у нефтепродуктов, октановое число, которое равняется 100–105 единицам. Легкое топливо на основе газа полностью сгорает в цилиндрах, не образует на поверхностях комплектующих разрушительный нагар.

Применение ГМТ благоприятно влияет на:

Это также более мягкая работа двигателя, увеличенный эксплуатационный ресурс коленчатого вала. В целом, переход на газомоторное топливо до двух раз увеличивает технический ресурс мотора.

Единственный минус ГМТ – потеря автомобилем динамики. Но и тут есть преимущество – уменьшение количества нарушений скоростного режима. Хотя это и весьма эфемерный плюс.

Газомоторное топливо в полной мере соответствует этой концепции. Массовый переход на ГМТ позволит через несколько лет сократить ежегодное количество вредных выбросов в 5 раз. Это особенно актуально для городов-миллионников и мегаполисов, таких как Москва, Санкт-Петербург и другие.

Побочным положительным эффектом широкого внедрения ГМТ станет развитие сектора газового оборудования. Это касается заправочных станций, комплексов для транспортных средств. Их активное производство и продажа пополнят государственную казну за счет налоговых отчислений.

Технологии газомоторного топлива

В мире используются 2 технологии производства ГМТ:

Соответственно, рознятся и заправочные технологии. В первом случае используются компрессорные, газонаполнительные станции или АГНКС, во втором – заправочные станции АГЗС.

В РФ наибольшее распространение получила технология КПГ. СУГ, или сжиженный углеродный газ практичен в эксплуатации. Он достаточно легко сжимается при небольшом давлении – до 15 атмосфер в температуре окружающей среды. Для хранения достаточно баллона с толщиной стенки 5 мм.

Статистика и перспективы газомоторного топлива

Эксперты Международного газового союза отмечают стремительный рост спроса на газомоторное топлива. В среднем, ежегодное потребление его увеличивается на 20% с 2010 года. Растет парк автомобилей, оборудованных газобалонным оборудованием. Также специалисты Международного газового союза предполагают, что к 2020 году количество таких транспортных средств достигнет отметки 50 млн. единиц, а через 10 лет эта цифра удвоится.

Для России технологии ГМТ не новы, они более практичны и предпочтительны, чем электроэнергия. Главная причина – заправочная инфраструктура. Для электрокаров необходимо устанавливать дополнительные зарядные комплексы. Их внедрение идет со скрипом, и связано это с меленными темпами увеличения количества гибридов и автомобилей на электроприводах.

В то же время транспорта, потребляющего ГМТ, более чем достаточно, а значит, есть спрос, что является мощным толчком для развития сектора. Технологии работы с топливом освоены, есть инфраструктура, которая динамично развивается. Кроме того, Россия – хранитель 40% запасов природного газа, что делает топливо доступным и дешевым. Способствует этому и развитая производственная инфраструктура.

Но не стоит списывать и традиционные нефтепродукты. Еще несколько десятилетий они будут главными на топливном рынке, так как переход на ГМТ будет постепенным и остается еще множество приверженцев бензина. Но выгоды от внедрения газового аналога очевидны.

Возможные риски с ГМТ

Но в остальном ГМТ — действительно будущее топливо России, которое обещает принести внушительные экономические и экологические дивиденды.

Видео о газомоторном топливе:

Экологичная, экономичная и безопасная альтернатива

Другие потенциальные ресурсы — водород, этанол, электричество — гораздо дороже газа, цена которого процентов на 70 ниже бензина и дизельного топлива. Россия владеет 23% мировых запасов газа планеты, так что россиянам не стоит опасаться резкого взлета цен на газ. Экономичность — главное и очевидное преимущество газомоторного топлива: как перед другими альтернативными ресурсами, так и перед традиционными — бензином и дизельным топливом.

Не хватает инфраструктуры

Но ситуация, к счастью, меняется. Автопарки государственных и муниципальных организаций в целом ряде регионов России в самое ближайшее время в обязательном порядке будут переведены в на газомоторное топливо. Принимаются соответствующие федеральные и региональные программы. Тем самым вся инфраструктура газовых заправок и центров по переоборудованию транспорта получит серьезный импульс к развитию.

Цена вопроса

Не стоит забывать, что дальнобойщик может заправится на МАЗК(или на АГНКС) метаном, а потом, уехав в другой регион, заправляться бензином, если по пути не найдет подходящей газовой заправки. Т.е. у него появляется возможность выбора между различными видами топлива, а, следовательно, и простор для маневра в дальнем пути.

Сухие цифры

Все эти цифры указаны в основном на автомобили-перевозчики, что касается легковых автомобилей, да забудьте Вы про это топливо, пересядьте на велосипеды — это чисто-экологический транспорт и никаких расходов, только плюс к собственному здоровью!

Читайте также: