CC BY
26
УДК 629.113
АНАЛ13 ЕКСПЛУАТАЦ1ЙНИХ ВИТРАТ ПЕРЕОБЛАДНАНОГО НА МЕТАНОВЕ ПАЛИВО ЛЕГКОВОГО АВТОМОБ1ЛЯ
Я.М. Дем'янчук, доц., к.т.н., 1вано-Франк1вський нацюнальний техшчний ушверситет нафти i газу
Анотац1я. Наведено анал1з експлуатацтних витрат некомерцтних легковых автомобмв, переобладнаних для використання як палива стиснутого природного газу. Проанал1зовано мо-жлив1 переваги i незручност1 при експлуатацп таких автомобтв та доцтътстъ переоблад-
Ключов1 слова: автомобиль легковий, СПГ, ГБ02, ГБ04, експлуатацтт витрати, час OKynnocmi.
АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАТРАТ ПЕРЕОБОРУДОВАННОГО НА МЕТАНОВОЕ ТОПЛИВО ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ
Я.М. Демьянчук, доц., к.т.н., Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа
Аннотация. Приведен анализ эксплуатационных расходов некоммерческих легковых автомобилей, переоборудованных для использования в качестве топлива сжатого природного газа. Проанализированы возможные преимущества и неудобства при эксплуатации таких автомобилей и целесообразность переоборудования.
Ключевые слова: автомобиль легковой, СПГ, ГБ02, ГБ04, эксплуатационные затраты, период окупаемости.
ANALYSIS OF OPERATING EXPENSES OF THE METHANE FUEL CONVERTED
VEHICLE
Ya. Demianchuk, Assoc. Prof., Ph. D., (Eng.), Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas
Abstract. Analysis of the operating costs of non-commercial passenger vehicles converted for the use of compressed natural gas as a fuel is conducted. The possible advantages and disadvantages when operating such vehicles, and the feasibility of retrofitting are analyzed.
Key words: passenger car, CNG, HBE2, HBE 4, operating costs, payback time.
Вступ
Останшм часом у цшому свт pi3KO 3pic iH-терес до газового палива. Пояснюеться це зростаючими цшами на нафту, а як наслщок - бшьшою вартютю рщкого палива на одна-ковий npo6ir; жорсткими еколопчними ви-могами до ДВЗ; бажанням уряд1в економ1чно розвинутих кра!н перейти на вщновлюваш види енергп. У свт виробництво газобалон-
них автомобшв зросло з 850 тисяч в 1998 рощ до 11 мшьйошв 303 тисяч в 2010 рощ та до бшьш шж 22,5 мшьйона в 2015 рощ Тен-денцп бшьш шж очевидш Лщерами за кшь-юстю ГБА е Китай з 1раном - по бшьш шж 4 млн, Пакистан - 3,7 млн, Аргентина -2,5 млн, Бразитя та 1нд1я - по 1,8 млн. В Сврош окреме мюце посщае 1тал1я з 885 тис. автомобшв проти 269 тис. у вс1х шших кра!-нах Евросоюзу.
За прогнозами загальна кшьюсть машин, яю працюють на КПГ, до 2030 року у свт дося-гне порядку 100 млн i вже в цьому десятил1т-Ti метан «обжене» пропан за поширешстю. Причина популярное^ очевидна: доступнють сировини i вщносно невисою енергозатрати на виробництво палива. Як результат - у стиснутого метану достатньо низька соб1вар-т1сть в пор1внянш з шшими альтернативними видами палива.
Сьогодш обчислеш CBiTOBi запаси метану значно перевищують запаси нафти. Иого ви-стачить людству на сотш роюв. Ц1 переваги вщбиваються на тенденщях незмшного роз-витку св1тового ринку газомоторного палива. Для прикладу спещалюти компанп «Volvo Trucks» [1] розцшюють переведения дизел1в на стиснутий природний метан як м1ст для переходу на метан бюлопчного походження. А це вже вщновлюване паливо.
Проте, на вщмшу вщ св1тового, украшський ринок природного газу метану, який викори-стовуеться для автомашин, схоже, вмирае. Особливо в останш роки. Це шдтверджуеть-ся як зменшенням кшькосп газобалонних автомобшв, так i зменшенням кшькост1 ав-томобшьних газонаповнюючих компресор-них станцш (АГНКС). Причин багато. Як результат - серед користувач1в метанового палива залишаються ентуз1асти, яю розпоча-ли експлуатувати газобалонне обладнання ще до 2007 року, коли вигода була очевидною. Особливо це стосуеться власниюв лег-кових автомобшв. На сьогодш перевага в експлуатацшних затратах, пор1вняно з бен-зиновими автомобшями, хоч i суттево змен-шилася, однак все ще залишаеться значною.
Анал1з публжацш
У л1тератур1 на сьогодш маемо значну кшь-к1сть як критичних статей, так i статей рекламного плану, однак бшьшють ¿з них rpi-шать поверховютю анал1зу та наявн1стю певних стереотишв. Практично Bci автори роблять однозначний висновок - викорис-тання метану на легковому автомобш з nopi-вняно невеликим р1чним npo6iroM е економь чно недоц1льним [2, 3].
Мета i постановка завдання
Автором ставилася задача проанал1зувати реальн1 витрати та економ1чну вигоду екс-плуатацп легкового некомерц1йного автомо-б1ля на метановому паливг
Анал1з отриманих експлуатацшних даних
Як об'екти досл1дження експлуатацшних ви-трат було використано два автомобш: Opel Vectra A (двигун 1998 см3, 88 кВт - середня витрата 7,9 л/100 км), обладнаний для роботи на стиснутому природному газ1 (СПГ) (ГБО першого покол1ння), та Opel Vectra B (двигун Ecotec 1598 см3, 73 кВт - середня витрата 7,8 л/100 км), обладнаний для роботи на СПГ (ГБО четвертого поколшня). Перюд збору даних достатньо значний (5 роюв - перший автомобшь та 6 рок1в - другий), що дозволяе д1йти певних bhchobkîb та визначити перспе-ктиви використання вказаного виду палива на легкових автомоб1лях.
Перш за все слщ вказати на так1 переваги використання метанового палива:
- контролюючи р1вень моторно! оливи, пом1-чено, що до зазначеного в паспорт! строку замши вона залишалася чистою. Завдяки цьому npo6ir до зам1ни збшьшувався до 50 %, що дало додаткову економ1ю;
- що стосуеться другого автомобшя: довело-ся провести каштальний ремонт двигуна вна-слщок значного експлуатац1йного npo6iry. Через два роки довелося зняти головку блока. Виявилося, що зное цилшдр1в, поршн1в та к1лець практично вщеутнш. Нагару в камер1 згоряння практично не було;
- ресурс св1чок та високовольтних провод1в достатньо великий. На вщмшу в1д рекомен-дованих газовиками 10-15 тис. км, вони ви-тримали npo6ir б1льше 30 тис. км.
KpiM економ1чних, е i еколопчш плюси: якщо взяти за еталон бензин Свро-4, то ви-явиться, що за викидами оксид1в азоту метан виграе майже у три рази, за СН - в 14 раз1в, а за сажею - в 3 рази. Як вщомо, сажа е поту-жним канцерогеном [1,2].
Як значний недол1к сл1д в1дм1тити наявнють об'емного та, що особливо вщчутно, - важ-кого балона в багажному вщдшенш. На обох автомобшях використовувався стальний ба-лон об'емом 58 л1тр1в та масою 68 кг. Наявнють тако1 «зайво1» ваги негативно впливала на керованють автомоб1ля - особливо при повному завантаженн1. Накопичен1 дан1 до-зволяють б1льш критично п1д1йти до пробле-ми економ1чно1 доц1льност1 використання «метану» на легковику.
Ochobhî узагальнен1 даш за роками наведено у табл. 1.
Таблиця 1 Узагальнет експлуатацшт дат
Роки Середня цша СПГ, грн за нм3 Середня цша бензину, грн за лир Сшвввдношення вартосп СПГ з вартктю бензину, % Середнш проб1г автомо-б1ля, км Середня витрата СПГ, нм3 на 100 км Середня екеплуатацшна витрата бензину, л на 100 км «Економ!я» внтрат на пальне (газ + бензин) в пор!внянш з теоретнч-1ШМ11 затратами за ввд-сутносп ГБО, % Виграш у грошовому вираженш при переход! на газове пальне, грн
ГБО 2-го поколшня 2005 1,24 3,85 32,1 5079 8,25 1,112 69,2 1083
2006 1,56 3,8 41,2 15951 8,49 1,085 53,6 2598
2007 1,75 4,25 41,1 21559 6,9 0,561 62,1 4552
2008 2,39 5,44 43,8 14280 6,95 0,466 62,3 3875
2009 3,37 6,28 53,8 10681 6,81 0,562 57,4 3079
ГБО 4-го поколшня 2010 4,21 7,17 58,8 8787 6,74 1,65 37,1 1751
2011 5,43 9,83 55,2 13835 6,54 0,84 47,3 4827
2012 6,51 10,71 60,7 13437 6,52 1,011 44,0 4745
2013 6,58 11,17 58,9 12146 6,61 0,937 43,5 4421
2014 8,72 15,0 58,2 9665 6,82 0,890 43,0 4671
2015 12,66 18,92 66,9 8953 6,95 0,879 34,8 4418
У таблиц! наведено таю експлуатацшш даш вартють пального (як бензину, так 1 природного газу), проб1г автомобшя, середш витра-ти кожного з палив 1 приблизна економ1я як у вщсотковому, так 1 у грошовому екв1ва-лентах.
Висновки
Якщо взяти, що вартють ГБО 2-го поколшня приблизно становила 1000 у.о., то, взявши до уваги даш 2007 року та юнуючий на той час обмшний курс, можна вважати, що для окуп-носп установки достатньо було прокати близько 23 тис. км. Такий проб1г можна було легко «реал1зувати» за 12 мюящв. Хоча дво-р1чна окупнють переобладнання на метанове паливо для с1мейного автомобшя - невеликий термш. ГБО 4-го поколшня - бшьш дороге (1200 у.о.). Однак взявши до уваги еко-ном1чну ситуащю у краш у 2011-2012 роках та юнуючий тод1 обмшний курс, видно, що для повно1 окупносп обладнання достатньо приблизно 26 тис. км пробку - термш окупносп приблизно е пропорцшним термшу окупносп ГБ02. При цьому слщ в1дм1тити 2,5 - разове зростання вартосп пального.
Анал1зуючи сшввщношення вартосп метану та бензину, видно, що найкращий перюд для переобладнання автомобшя був до так звано!
кризи 2008 року, який, правда, також харак-теризувався 2-4-годинними чергами на АГНКС.
Наступний нюанс: в ГБО як другого, так 1 четвертого поколшня передбачаеться вико-ристання певно! кшькосл бензину для пуску двигуна та його прогр1ву (перехщ здшсню-еться автоматично). Кр1м того, через малу кшькють АГНКС значна кшькють бензину витрачаеться на холосл пробки (до!зд до заправки, коли балон порожнш). Даш пока-зують, що для другого поколшня ГБО витра-та бензину е меншою у 2 рази. Це поясню-еться наявнютю в четвертому поколшш контролю переходу з бензину на газ за температурою двигуна, в той час коли на другому поколшш ГБО була можливють перехо-дити на газ за набагато нижчих температур.
Витрата газового палива на 100 км в ГБО обох поколшь виявилася приблизно однако-вою, що за бшьшо! витрати бензину та бшь-шо1 вартосп самого обладнання призвело до меншо! економп при експлуатацп автомобшя з ГБ04. При цьому суб'ективно експлуатацшш характеристики автомобшв не вщр1з-нялися. Значне збшьшення витрати як газового, так 1 бензинового палива зафшсовано в 2005 та 2006 роках, поки автомобшь не був обладнаний вар1атором для збшьшення кута
випередження запалювання, та пояснюеться наявшстю можливосп здшснювати по!здки на велию вщсташ, шд час яких часто не було часу простоювати черги на АГНКС.
Слщ також вщм1тити сшввщношення цш м1ж СПГ та зрщженим нафтовим газом (ЗНГ). Ус1 роки вартють СПГ була на р1вш, в 1,5 раза нижчому, шж ЗНГ, 1 навпъ за наяв-носп мало! кшькосп АГНКС р1зниця м1ж експлуатацшними витратами автомобшв на СПГ та ЗНГ була значною - на користь «метану». Ця ситуащя змшилася кардинально на початку 2015 року, коли вартють СПГ пере-вищила майже в 1,5 раза вартють ЗНГ. Вка-зана ситуащя, укуш з бшьшою вартютю об-ладнання, остаточно знищила можливють використання СПГ як пального для легкових автомобшв. Економ1я як на одному, так 1 на шшому вид1 палива, завдяки р1зним витратам на 100 км, у наш час вир1внялася. Однак ная-внють експлуатацшних недолтв СПГ, про яю вище вже йшлося, остаточно дискредиту-вала щею використовувати «метан» на лег-ковиках. Тому на сьогодш легков1 автомобь л1, яю заправляються на АГНКС, - це автомобш, переобладнаш на газ як мшмум 2 роки тому, а скорше - бшьше 6-7 роюв тому. Змшювати «метан» на «пропан» у наш час невипдно через практично однакову вартють пробку. Тим небагатьом ентуз1астам, яю експлуатують легков1 автомобш на мета-
новому палив1, доводиться чекати, коли така ситуащя в держав1 змшиться на краще.
Але евроштеграцшш процеси вимагають прийняття необхщних нормативних акпв, i це не за горами. Тому виб1р залишаеться за вами - продовжувати !здити на бензиш, встановити випдне на сьогодш обладнання LPG або прогресивне i «евроор1ентоване» метанове.
Лггература
1. Блакитш коридори вказують шлях //http:
//mag. volvotrucks .com/uk-ua/ukraine/article/? art=2893&ref=1.
2. Редзюк А. M. Комплексний анал1з ефекти-
вност1 використання природного газу на автомобшьному транспорт! / A.M. Редзюк, В.М. Полщук, Ю.Ф. Гутаревич та ¿н. // Автошляховик Украши. - 2000. -№3. - С. 4-7.
3. Ерохов В.И. Легковые газобаллонные ав-
томобили: Устройство, переоборудование, эксплуатация, ремонт / В.И. Ерхов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. -238 с.
Рецензент: О.В. Бажинов, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакцп 11 кв1тня 2016 р.
