Преимущества автомобильного метана остаются невостребованными
Полное безразличие государства к нуждам потребителей и продавцов топлива, названного Международным энергетическим агентством самым перспективным с точки зрения экологии, технологических затрат и обеспеченности запасами, окончательно заморозило украинский рынок компримированного природного газа. За исключением считанных энтузиастов его развитием уже никто не занимается.
Термин «сжатый (компримированный) природный газ»
Использование природного газа (метана) в качестве моторного топлива возможно по трем направлениям:
- сжатый (компримированный) природный газ (КПГ, сompressed natural gas, CNG);
- сжиженный природный газ (СПГ, liquefied natural gas, LNG);
- природный газ, переработанный в жидкое топливо (технология GTL – gas to liquid).
Ныне наиболее востребован КПГ – природный газ, сжатый до 19,6 МПа (200 атм). При использовании метана в карбюраторных двигателях 1 куб. м газа эквивалентен 1 л бензина для легковых автомобилей и 1,1 л бензина – для грузовых.
В СССР работы по замене нефтяного топлива сжатым газом начали в 1937 г., когда было построено 30 заправочных станций и переведены на метан 40 тыс. автомобилей. После открытия в 1960-х крупных нефтяных месторождений в Западной Сибири от его широкого использования отказались. Но в 1981 г. Совет Министров СССР решил увеличить парк газобаллонных автомобилей до 1 млн единиц, сэкономив 5,9 млн т светлых нефтепродуктов к 1990 г. И хотя удалось заместить лишь 1 млн т бензина, на КПГ перевели 9% грузовых автомашин, 0,6% автобусов и 1% такси (всего более 0,5 млн транспортных средств). К сожалению, после распада Союза дальнейшая реализация программы была прекращена.
Незначительными оказались и газовые успехи Украины. Сегодня в нашей стране отсутствуют политические силы, способные провести через парламент нормативно-правовые акты, которые позволят наладить производство необходимого оборудования и разработку технологий. Между тем, деятельность в этой сфере могла бы стать очень привлекательной и для крупного, и для среднего и малого бизнеса.
Применение
Большинство стран с недостаточно развитой автомобильной промышленностью пополняют свой парк газобаллонных автомобилей переоборудуя их во время эксплуатации. А государства-члены ЕС, Япония и США, хотя и проигрывают Аргентине, Пакистану и другим по количеству транспортных средств, работающих на КПГ, уже наладили их массовое производство. BMW, Volvo, Daimler-Benz, Iveco, MAN, Opel, Peugeot, Renault, Citroen, Fiat, Volkswagen, Ford, Honda, Toyota – предлагают газобаллонные автомобили заводского изготовления и активно продвигают их на рынок.
На 1 марта 2012 г. на метане в 84 странах мира работало 15,49 млн транспортных средств. По сравнению с мартом 2000 г. их количество выросло более чем на порядок. При этом 0,7 млн автобусов, 14,2 млн легковых, 0,3 млн грузовых и столько же специальных автомобилей использовали 39 млрд куб. м метана, реализуемого через сеть из 19,9 тыс. заправок (в 2004 г. их было впятеро меньше).
Из-за недостаточно развитой инфраструктуры метан проигрывает в популярности пропан-бутану. Но в странах Азии и Латинской Америки, где применение КПГ возведено в ранг государственной политики, он остается одним из самых востребованных видов моторного топлива. В первую пятерку лидеров метанового рынка входят Иран (2,9 млн автомобилей и 1800 АГНКС), Пакистан (2,9 и 3068), Аргентина (2,0 и 1902), Бразилия (1,7 и 1792) и Индия (1,0 и 571). В Европе активно развивает этот сегмент Италия (0,78 и 860); среди стран бывшего СССР – Армения (0,24 и 345).
В ЕС до 2010 г. планировалось заменить природным газом до 10% потребления бензина и дизеля, что соответствовало бы переоборудованию 23 млн автомобилей. Но на метан удалось перевести только 1,5 млн транспортных средств (прежде всего, в Италии и ФРГ): помешала недостаточно развитая инфраструктура, характерная для большинства стран-лидеров рынка, где темпы роста количества АГНКС значительно уступают скорости развития газобаллонного автопарка. И хотя в Украине доля транспортных средств, использующих метан, не превышает 4%, для пассажирских автобусов и грузовых автомобилей она намного больше (12 и 6%). Всего в Украине насчитывается 389 тыс. метановых автомобилей (в том числе 349 тыс. – способных использовать газ наравне с бензином).
Преимущества и недостатки
По своим свойствам природный газ наиболее соответствует представлениям об идеальном моторном топливе. Его теплота сгорания составляет 49,4 МДж/кг (у бензина этот показатель на 9% меньше). Благодаря устойчивости молекулы метан имеет максимальное для всех углеводородных видов топлива значение октанового числа (100…105 – по моторному и 110…115 – по исследовательскому методу). Это свойство позволяет применять природный газ не только для всех видов двигателей с искровым зажиганием, но форсировать их по степени сжатия (до 10…12), повышая мощность и экономические показатели. Когда от метанового автомобиля не требуется максимальная мощность (городской цикл) он более экономичен, чем бензиновый: расход топлива на 100 км пробега при движении автомобиля ЗИЛ-130, работающего на газе, при скоростях 25…50 км/ч вдвое меньше, чем у его бензинового аналога.
Неприятным явлением в бензиновых двигателях является смывание масляной пленки с внутренней поверхности цилиндров двигателя при холодном запуске. К тому же топливо растворяется в масле и разжижает его, ухудшая смазочные свойства. Оба эффекта ускоряют износ двигателя. Метан всегда находится в газовой фазе, что полностью исключает указанные факторы. Поэтому долговечность двигателя при работе на нем в 1,4…1,6 раза выше, чем на бензине.
Метан, из-за своей химической инертности, не участвует в фотохимических реакциях. Имея максимальный среди углеводородных газов коэффициент диффузии в воздухе, он быстро рассеивается в атмосфере и не создает локальных экологически опасных зон. При применении газового топлива почти не образуются продукты неполного сгорания. Выбросы угарного газа сокращаются в 5…10, оксидов азота – в 1,5…2,0, углеводородов – в 2…3 раза. При этом минимальное содержание углерода в молекуле обеспечивает низкое содержание углекислого газа – главного «виновника» парникового эффекта – в отработавших газах (в 1,22 и 1,34 раза меньше по сравнению с бензином и дизельным топливом).
В случае разгерметизации оборудования природный газ сразу рассеивается. К тому же в той концентрации, в которой находятся метан и воздух, в месте прорыва газовой магистрали воспламенение смеси невозможно (в месте обрыва шланга гаснет даже сигаретный окурок)…
Подробнее материал читайте в журнале «Терминал» №14 (652) от 8 апреля 2013 г.
