1 стр. из 1

В настоящее время в мире насчитывается более миллиона транспортных средств, которые используют природный газ как моторное топливо. Лидерами в этой области являются Аргентина, Италия, США и Россия.

Природный газ как моторное топливо

Производством автомобилей, работающих на природном газе, сегодня занимается около 50 крупных моторостроительных компаний (в том числе BMW, Honda, General Motors, Volvo), а список коммерчески доступных моделей машин уже перевалил за сотню. Анализ результатов исследований токсичности газобаллонных автомобилей, проведенных за рубежом, показывает, что при замене бензина на природный газ выброс токсических составляющих (г/км) в атмосферу снижается в 3–5 раз.

В России насчитывается более 200 тыс. автомобилей, работающих на природном газе. В последние годы предпринимаются попытки расширить применение компримированного (сжатого) природного газа (КПГ) в двигателях автотранспорта. К решению этой проблемы привлечено достаточно большое количество государственных организаций и частных компаний. Разработаны и готовы к серийному производству новые модификации стационарных (на 250–500 заправок) и модульных (на 40–60 заправок) автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), имеется многолетний опыт эксплуатации автомобильного газового оборудования, работающего на КПГ, и т.д.

В то же время за рубежом отчетливо наметилась тенденция к использованию природного газа на автотранспорте в его сжиженном виде (СПГ). Исследования последних лет, выполненные фирмами Ford, MAH, Saviem, Toyo Menka и др., показали техническую возможность и экономическую целесообразность широкого использования СПГ на автотранспорте.

Особенно интенсивно это направление в автомобильной технике развивается в США. Так, широко известная компания Mack в сотрудничестве с фирмой Waste Managemеnt Inc. в течение уже 20 лет успешно занимается производством двигателей на СПГ. Седельный тягач Mack СН/LNG, работающий на этом газе, является самым чистым грузовым автомобилем на американских дорогах и отличается большим запасом хода, который составляет свыше 1000 км. В настоящее время к использованию СПГ в качестве моторного топлива присоединился и другой промышленный лидер США United Parcel Service (UPS).

Значительные результаты в повышении экологичности и экономической эффективности достигаются при использовании СПГ и на легковых автомобилях. Неслучайно ведущая автостроительная фирма Gentral Motors подготовила к серийному производству новый автомобиль EV1, оснащенный двигателем ECOTEC с турбонаддувом и работающий на сжиженном природном газе.

Заправка СПГ осуществляется на многочисленных стационарных автозаправочных станциях, куда СПГ доставляется в специальных криогенных метановозах от предприятий-производителей. Особенно широкая сеть автозаправочных станций создана на юго-западе США — в штатах Калифорния, Аризона, Колорадо, Техас, Пенсильвания и т.д.

В США созданы и успешно развиваются достаточно большое количество фирм, специализирующихся на производстве газовой аппаратуры и криогенного оборудования для конвертации автомобилей на СПГ. Так, фирма Kaiser Brencar обслуживает свыше 1500 автомобилей, использующих в качестве моторного топлива СПГ. Ей и выпускаются криогенные баки емкостью от 70 до 500 л под давлением около 0,15 МПа и топливные системы питания жидким газом, обеспечивающие беззаправочный пробег автомобиля на расстояние до 450 км.

В Европе производством автомобилей на СПГ занимаются такие фирмы, как Mercedes-Benz, MAN, Messer, BMW и др. Так, в Германии фирмами Mercedes-Benz и Messer разработаны мусоровозы на СПГ. Только в г. Франкфурте предполагается использовать более 80 таких муниципальных машин.

Фирмой MAN испытан и подготовлен к серийному производству большегрузный рефрижератор на СПГ MAN-19.232, который позволяет ежедневно экономить только на производстве холода более 15 л дизельного топлива.

В последние годы СПГ как моторное топливо стал применяться в Бельгии, Финляндии, Германии, Нидерландах, Норвегии, Франции, Испании, Великобритании и других странах.

В нашей стране еще в начале 1950-х гг. был осуществлен комплекс работ по изучению возможности использования СПГ на грузовом автотранспорте в качестве моторного топлива. Однако, несмотря на положительные результаты, сжиженный природный газ не нашел в нашей стране практического применения из-за наличия мощной сырьевой базы для производства бензина и его низкой стоимости.

СПГ или КПГ — выбор за потребителем

Следует отметить, что применение КПГ в качестве моторного топлива имеет ряд существенных недостатков, среди которых — увеличение массы топливной системы, значительное уменьшение пробега на одной заправке, необходимость периодического освидетельствования баллонов высокого давления, отсутствие развитой сети автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) и т.д. Это приводит к тому, что технологические сложности и риск такого применения природного газа на транспорте полностью переносятся на потребителя. Ввиду этого, даже в условиях многолетнего силового административного давления, льгот по оплате и массированной рекламы, широкого применения КПГ на автотранспорте, особенно частном, не наблюдается.

Переоборудование грузовых автомобилей на компримированный природный газ создает дополнительные трудности, происходящие от повышения собственной массы автомобиля вследствие установки тяжелых газовых баллонов. При существующих соотношениях между грузоподъемностью и собственной массой грузового автомобиля это приводит к увеличению полной массы машины на 5–6% при сохранении грузоподъемности. Таким образом, конвертация автомобиля с бензина на КПГ требует решения, повышающего мощность двигателя при работе на газе на 20–25%.

В табл. 1 представлены сравнительные характеристики топливной системы автомобиля ЗИЛ при использовании компримированного и сжиженного природного газа в качестве моторного топлива.

Преимущества использования на автотранспорте СПГ по сравнению с КПГ очевидны. Исследования, выполненные специалистами ОАО «Газпром» и ВНИИгаз, показывают, что использование СПГ в качестве моторного топлива, с точки зрения технико-экономической эффективности, значительно выгоднее, чем КПГ. Так, при масштабном производстве СПГ удельные капиталовложения на производство ниже на 25–30%, себестоимость производства — на 40%, а суммарные приведенные затраты на производство-доставку-распределение для СПГ — на 10–30%, чем на аналогичные системы для КПГ.

Сжижение позволяет уменьшить объем газа, занимаемый в обычных условиях, почти в 600 раз, что позволяет, по сравнению со сжатием газа, уменьшить массу системы хранения газа на автомобиле в 3–4 раза, а объем — в 1,5–3 раза. Так, например, для грузового автомобиля ЗИЛ-138А, оборудованного криогенной емкостью объемом 300 л СПГ, пробег на одной заправке увеличивается в 1,8 раза, а суммарная масса оборудования и топлива уменьшается на 600 кг по сравнению с тем же автомобилем, работающим на КПГ. Грузоподъемность автомобиля при его переводе на СПГ и пробег на одной заправке сопоставимы с аналогичными характеристиками автомобиля, работающего на традиционном топливе (бензине).

В табл. 2 приведены основные данные автомобиля ЗИЛ-130, работающего на бензине, КПГ и СПГ.

Как видно из таблицы, применение СПГ является наиболее перспективным направлением применения природного газа в качестве моторного топлива. По оценкам отечественных специалистов, уже к 2010 г. в РФ ожидается увеличение спроса на СПГ как моторное топливо до 2,5–3 млн. т в год.

Таким образом, применение компримированного природного газа в качестве моторного топлива может рассматриваться только как временный, вынужденный этап на пути перевода транспорта с традиционного жидкого углеводородного топлива на природный газ. При этом продолжительность данного этапа зависит от времени, необходимого на создание инфраструктуры получения СПГ.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!