CC BY
12Экономические стимулы применения КПГ на автотранспорте
А.Г. Рубан,
региональный менеджер по продажам в Центральной и Восточной Европе компании «Worthington Cylinders GmbH»
Инновации
и дешевое топливо будущего
Замедление мировой экономической конъюнктуры значительно ударило по всем мировым рынкам. В 2008 г. с началом мирового финансового кризиса автомобилестроение оказалось в числе самых депрессивных отраслей глобальной экономики. Автомобилестроители США, Европы и России были вынуждены обращаться к своим правительствам за финансовой поддержкой. Приспособление к изменившимся условиям рынка, устранение ненужных расходов и разработка новых видов продукции стали ключом успешной конкуренции для многих компаний, связанных с автомобилестроением. Именно инновации в автомобилестроении могут, по мнению чешского экономиста Милана Зеленого [1], обеспечить выход мировой экономики на принципиально новый этап развития. Главное место в этих инновационных стратегиях приспособления займет дальнейшее продвижение идеи дешевого и экономичного автотранспорта на моторном топливе, альтернативном бензину и дизельному топливу, а также создание соответствующей инфраструктуры.
Инновационность в развитии применения доступных альтернативных видов моторного топлива ставится во главу угла в первую очередь в странах, импортирующих нефть. Так, разрабатывалось синтетическое топливо, получаемое из угля, во время второй мировой войны в Германии. В 70-х гг. прошлого века дефицит нефти в Бразилии, где 80% грузоперевозок осуществляется автотранспортом, привел к дальнейшей реализации правительственных программ по развитию ав-
тотранспорта на газе и биоэтаноле. В странах, обладающих дешевыми топливными ресурсами, инновационными с точки зрения будущего, наличие автотранспорта на таком топливе должно восприниматься как само собой разумеющееся. Ярким подтверждением этому служит Пакистан.
Вывод о выгодности дешевых инновационных стратегий неудивителен, ведь для любой компании снижение операционных затрат, в том числе и на моторное топливо для автотранспорта, начатое даже во время кризиса, в долгосрочной перспективе ведет к экономии и повышению конкурентоспособности продукции. Бывший вице-президент США Альберт Гор, рассматривая в своей книге «Неудобная правда» различные аспекты развития климатического кризиса, замечает, что рыночная капитализация автомобильных компаний из Азии, производящих более экономные автомобили, выше, чем компаний США [2]. И хотя он исходит из данных по автомобилям на традиционном жидком нефтяном моторном топливе, методом аналогий указанный вывод можно экстраполировать и на транспортные средства, работающие на альтернативном топливе. В подтверждение этому приведем пример компании «Fiat», которая несколько месяцев назад вела переговоры с компанией «Chrysler» о покупке 20% акций последней. А ведь «Fiat» - крупнейший итальянский производитель автомобилей на метане. Только с января 2007 г. до мая 2008 г. в Италии было продано почти 80 тыс. этих автомобилей1.
1 Для сравнения: в Российской Федерации сегодня используется свыше 100 тыс. автомобилей на КПГ.
Хотя на сегодняшний день около 95% всех автомобилей, находящихся в эксплуатации в мире, еще потребляют бензин или дизельное топливо, альтернативное топливо довольно успешно и безвозвратно отвоевывает у них позиции. Из всех известных альтернативных видов моторного топлива компримированный природный газ (КПГ) и сжиженный углеводородный газ (СУГ) получили наиболее широкое распространение, благодаря дешевизне применения и относительно хорошей развитости заправочной инфраструктуры. Использование этих двух видов альтернативного моторного топлива не требует глубокой химической переработки сырья, так как основано на физических методах их подготовки к применению. Оба типа топлива могут легко применяться в бензиновых и дизельных двигателях [3].
Использование же электричества, водорода и биотоплив на автотранспорте, несмотря на экологические выгоды, пока только находится на стадии внедрения и коммерциализации.
Является ли транспорт на КПГ альтернативой?
В настоящее время мировой автомобильный парк насчитывает порядка 900 млн. ед. и приблизительно на 30% состоит из грузовых автомобилей, а на 70% - из легковых и автобусов. Каждый год в мире производится 40-45 млн. автомобилей, причем около 25 млн. заменяют выводимые из эксплуатации транспортные средства, а 20 млн. составляют ежегодный прирост мирового автопарка [4]. Из всего мирового автопарка около 9,5 млн. автомобилей2 заправляются СУГ и около 7 млн. автомобилей [5] - КПГ. В силу более высокой энергетической ценности метана (рис. 1) [6], более низких показателей эмиссии С02 (рис. 2) [6]
2 По данным компании «Worthington Cylinders GmbH».
Мировой газомоторный рынок
36 МДж/л 38 МДж/м3
ЗЗМДж/л 32 МДж/л I I 32 МДж/л
✓ / У//* У У
Рис. 1. Энергетическое содержание различных топлив
ной автомобильной промышленностью пополняли свой парк метановых газобаллонных автомобилей за счет их переоборудования в процессе эксплуатации. На долю этих стран в мире приходится 4,6 млн. метановых автомобилей. Развитые же страны наладили заводское производство автомобилей на КПГ. Компании «BMW», «Volvo», «Daimler-Benz», «Iveco», «MAN», «Opel», «Peugeot», «Renault», «Citroen», «Skania», «Fiat», «Volkswagen», «Ford», «Honda», «Toyota» уже сегодня предлагают на продажу газобаллонные автомобили заводского изготовления.
и при цене КПГ в 2 раза меньшей, чем у бензина или дизтоплива, в ближайшие десятилетия специалисты прогнозируют потенциальное увеличение в мире газомоторных автотранспортных средств на КПГ до 20-25 млн. ед. [5].
Если соображения диверсификации альтернативных источников энергии и экологии лучше объясняют мотивацию национальных правительств при продвижении программ «чистого» топлива, то для конечного потребителя решающими факторами использования такого топлива являются наличие заправок, цена автомобиля, стоимость его эксплуатации (и/или переоборудования) и возможности послепродажного обслуживания.
В табл. 13 приведен сравнительный анализ применения в Австрии и Германии КПГ и СУГ, как двух вариантов наиболее используемых альтернативных топлив.
В связи с тем, что стоимость ГБО, работающего на СУГ, значительно ниже ГБО на КПГ, то массовое применение на автотранспорте СУГ в Европе происходило в основном в таких низкодоходных странах, как Польша и Турция при переоборудовании подержанных автомобилей с бензина на этот вид топлива. Ведь переоборудование подержанного автомобиля на КПГ иногда стоит больше, чем сам автомобиль! Страны со слаборазвитой и неконкурент-
3 По данным компании «Worthington Cylinders GmbH».
Факторы формирования спроса на КПГ в период рецессии
Европейские компании, занимающиеся производством газовых баллонов для автомобилей на КПГ, даже в период кризиса отмечают стабильный спрос на свою продукцию со стороны компаний, серийно производящих автотранспорт на КПГ. Западноевропейские производители автотранспорта на КПГ активно продолжают продвигать идеи новых стандартов для газовых технологий. Успешные попытки, например, были предприняты в июне 2009 г. представителями компаний «NGV System Italia», «Fiat Group Automobiles», «ENI», «Fiat Powertrain Technologies», «IVECO» во время
Таблица 1
Сравнительные данные применения СУГ и КПГ на автотранспорте в Австрии и Германии
Наименование КПГ СУГ
Система ГБО Высокого давления, 200 бар Низкого давления, 15 бар
Эмиссия СО2 -25% -9%
Количество заправок в Австрии 77 12
Количество заправок в Германии 800 2300
Цена за 1 кг или 1 л на 17.02.2009 г. 0,92 евро/кг 0,69 евро/л
Калорийная ценность 13 кВтч/кг 6,9 кВтч/л
Расход топлива на 100 км («VW», «Тоигап») 5,3 кг 9,6 л
Стоимость израсходованного топлива на 100 км 4,88 евро 6,62 евро
Стоимость ГБО 3000-4500 евро 2000-2500 евро
Марки автомобилей в заводском исполнении «VW», «Opel», «Daimler» «Ford», «Daewoo»
Количество центров по переоборудованию в Германии 60 350
Ограничения - Автомобили не допускаются в общественные подземные гаражи
Недостатки Занимает часть кузова При серийном производстве автомобиля двигатель не адаптирован на СУГ
3,3 3,2 3,1 3 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5
—
* 3,02
х--- 097^
........8,73-- ............ ^ 0,75
1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2
Дизель Бензин СУГ КПГ
Рис. 2. Эмиссия СО2 наиболее распространенных топлив
встречи с национальным правительством Италии, которое должно было предложить конкретные политические меры для дальнейшего стимулирования спроса на КПГ.
Стабильность спроса в Европе на КПГ, как альтернативное моторное топливо, отражают сегодня два типа факторов, способствующих переосмыслению необходимости его применения на автотранспорте.
Первый тип факторов - традиционные аргументы лоббистов газового моторного топлива на автотранспортных средствах: повышение роли природного газа в структуре мирового энергетического баланса, снижение доли парниковых выбросов и более высокая энергетическая ценность природного газа в сравнении с другими видами топлива. Это подтверждают стратегические цели Директората по энергетике и транспорту Европейского Союза, предполагающие увеличение доли КПГ, как
альтернативного моторного топлива, с 2% в 2010 г. до 10% в 2020 г. [7]. Эти цели были установлены задолго до кризиса 2009 г. и предполагали снижение эмиссий до 130 г/км в декабре 2008 г. для 65% новых автомобилей, в 2013 г. для 75% автомобилей, в 2014 г. для 80% и в 2015 г. для 100% новых автомобилей. Дополнительно в странах Западной Европы для стимулирования газификации автотранспорта предусматривается существенное (в 1,5-2 раза) уменьшение налогов на автомобили, использующие газовое топливо. Кроме того, автовладельцы после конверсии автомобиля освобождаются от налоговых выплат на три года.
Другой тип факторов связан с экономической конъюнктурой: дешевизна природного газа даже при падении цен на невостребованную нефть и бензин; снижение цен на газобаллонное оборудование; образование избытков непроданного природного газа у ком-
Средние расходы
АС,
АС2 АС,
\ , SACs АС- средние расходы SAC—краткосрочные средние расходы LAV— долгосрочные средние расходы Q — выпуск продукции
V.......Г\ : SAC„
SACV
Производственная ^мощность регулируется размером
\ рынка в долгосрочно^ периоде
Q,
Q.2 <2з'
е/
Объем производства
Рис. 3. Снижение финансовых расходов завода при увеличении серийного производства автомобилей на КПГ
паний, занятых добычей и продажей этого ресурса; стремление транспортных организаций оставаться конкурентоспособными путем снижения цены на свои услуги. Последний фактор должен отчетливо проявляться у коммунальных предприятий городских служб и в компаниях со своим собственным автопарком.
Относительно российской специфики заметим, что по-настоящему сильный толчок реализации утвержденной в ОАО «Газпром» «Целевой комплексной программы развития газозаправочной сети и парка техники, работающей на природном газе, на 2007-2015 гг.» должно придать принятие Федерального закона «Об использовании альтернативных видов моторного топлива» [8]. С 1999 г. по коридорам власти гуляет проект закона «Об использовании природного газа в качестве моторного топлива», неясна судьба и другого, не менее важного для России, закона «Об обеспечении экологической безопасности автотранспорта», разработанного Комитетом Государственной Думы по экологии [9]. Именно в условиях принятия этих актов у отечественных и зарубежных серийных производителей автомобилей в РФ, при верном налоговом регулировании, появится стимул все более активного массового внедрения транспорта на природном газе, а производители АГНКС будут стремиться предлагать наиболее капиталоэффективные модели заправок.
На современном этапе развития российского газомоторного рынка эффект от применения альтернативных видов моторного топлива на автотранспорте в условиях российской экономики пока малозаметен. Производство КамАЗов и автобусов ГАЗ на КПГ скорее напоминает единичное переоборудование в заводских условиях, чем серийное производство4. А ведь выгоду серийного производства автотранспорта на метане можно легко понять, если руководствоваться микроэкономической моделью оптимального размера фирмы [10] (рис. 3).
4 Мощности компании «Раритэк», сотрудничающей с КамАЗом, позволяют переоборудовать на КПГ до семи автомобилей в сутки.
Мировой газомоторный рынок
^¡^Blpmf*
Очевидно, что при значительном увеличении производства автомобилей на КПГ в долгосрочной перспективе средние расходы фирмы на производство такого автотранспорта будут снижаться. Само собой разумеется, долгосрочной спрос на транспорт на КПГ должен дополнительно стимулироваться различными правительственными мерами и льготами. Эти оба обстоятельства должны помочь сравнять цену бензиновых и метановых автотранспортных средств, которые, по оценкам европейских экспертов, разнятся на 5-15% [11].
Газовый баллон -основной элемент ГБО автомобиля
Руководствуясь указанными выше факторами, в условиях кризиса заводские производители автомобилей на КПГ предъявляют достаточно жесткие требования к производителям метановых баллонов, число которых в настоящее время в мире достигло почти 8 млн. Из них около 7 млн. - это металли-
ческие баллоны, а 1 млн. - композитные [12]. Ведь метановый баллон - один из основных элементов топливной системы автомобиля на КПГ. Для европейских автомобильных компаний важны соотношение объема и цены баллона, его масса, стабильность производственного процесса, наличие продукции в ассортименте, создание пула поставщиков. При сокращении расходов на научные разработки и развитие для многих автомобилестроителей цельнотянутый металлический баллон 1-го типа для КПГ сегодня является первоклассной альтернативой возможным вариантам, например, композитному баллону 4-го типа. У последнего, несмотря на вдвое меньшую массу, из-за высокой стоимости стеклопластика и трудоемкой технологии изготовления стоимость в 2-3 раза выше, а срок службы меньше в связи со снижением в течение эксплуатации конструктивной прочности оплетки [13].
Несмотря на экономический спад метановые баллоны сегодня
требуемый товар. Баллоны компании «Worthington Cylinders GmbH», технология изготовления которых была описана в журнале «Транспорт на альтернативном топливе», № 5 за 2008 г., остаются востребованными компаниями, связанными с автотранспортом на компримированном природном газе. Продукция «Worthington Cylinders GmbH» сертифицирована по IS011439, ECE R110, NZS5454 и ГОСТ-Р. Цельнометаллические метановые баллоны компании применяются не только в серийном производстве автомобилей на КПГ (рис. 4), но и в основных составляющих метановой инфраструктуры - на АГНКС (рис. 5) и в составе ПАГЗ (рис. 6) в рамках проектов так называемых виртуальных трубопроводов.
Ниже в табл. 25 приведена характеристика наиболее популярных типоразмеров метановой продукции компании «Worthington Cylinders GmbH», сертифицированной в Российской Федерации.
По данным компании Cylinders GmbH».
«Worthington Таблица 2
Технические характеристики баллонов «Worthington Heiser» для транспорта на КПГ
Емкость, л Внешний диаметр, мм а, Масса, кг Рабочее/ испытательное давление, бар Применение
33,5 235 940 32,5 200/300 При переоборудовании легковых автомобилей «Волга», «Нива», «УАЗ», «АЗЛК». Альтернатива 35-литровому баллону, изготовленному Котласским заводом
35 267 820 39,0 200/300
35 270 800 38,0 200/300
36 229 1070 35,5 200/300
36,5 204 1290 32,0 200/300
39,5 270 860 40,0 200/300 Под рамой «Газели» за задним мостом
40 267 920 43,0 200/300
40 280 845 42,0 200/300
49,5 267 1070 45,0 200/300 Под рамой «Газели» в продольном направлении, на автобусах «ПАЗ» и «Икарус», на грузовых бортовых автомобилях «ГАЗ», «ЗиЛ», «КамАЗ». Альтернатива 50-литровым Мариупольским и Первоуральским баллонам из углеродистой и легированной стали
50 229 1440 46,0 200/300
50 267 1085 49,0 200/300
50 280 1020 48,5 200/300
51 270 1100 47,5 200/300
53 267 1145 51,5 200/300
57 280 1145 54,0 200/300 При переоборудовании сельхозтехники и грузового автотранспорта
60 270 1270 55,0 200/300
70 280 1380 62,0 200/300
80 270 1645 68,0 200/300
80 267 1775 107 250/375 В аккумуляторных блоках АГНКС
89 270 1870 91 250/375 В ПАГЗ
5
Рис. 4. Автомобиль «VW Caddy» на КПГ во время пробега Берлин - Бангкок через Москву и Шанхай, 2007 г.
Рис. 5. Баллоны «Worthington», установленные на АГНКС производства «НГТ Холдинг» (Россия)
Рис. 6. ПАГЗ, оборудованный метановыми баллонами «Worthington-Heiser»
Баллоны, выпускаемые компанией «Worthington Cylinders GmbH», изготавливаются из высоколегированной стали, что обеспечивает их повышенную устойчивость к внешним ударам, а также небольшую массу в сравнении с аналогами Первоуральского или Мариупольского заводов.
Проблемы, сдерживающие развитие транспорта на КПГ
Как уже отмечалось выше, основной проблемой, сдерживающей развитие автотранспорта на КПГ в РФ, является отсутствие достаточной государственной поддержки и по-настоящему серийных производств автомобилей на газе. Западные компании, работающие сегодня в России («BMW», «Iveco», «Volkswagen», «Volvo» и др.), может быть, и рискнули бы внедрять здесь свой «метановый опыт», однако, зачастую они сталкиваются не только с отсутствием государственной поддержки по внедрению альтернативных видов моторных топлив на автотранспорте, но и с несоответствием местных и европейских требований нормативных документов. Такие несоответствия присущи не только российской практике. Они встречаются и в развитых странах. Так, газобаллонные стандарты ISO и ECE R110 имеют 62 различия. Многие страны не следуют правилам ECE и дополнительно требуют, чтобы компоненты ГБО также удовлетворяли ISO. Поэтому производители ГБО часто должны проводить два различных вида тестов [14].
С подобными нестыковками можно столкнуться и в ГОСТ 949-73 России и Украины. Например, в п. 10.2.5 запас прочности баллонов в Российской Федерации в 2003 г. был понижен
с 2,6 до 2,4 согласно общепринятой европейской практике, а на Украине он так и остался 2,6. Поэтому необходимо приведение к единообразию требований зарубежных и отечественных нормативных документов.
Другая проблема - внедрение прогрессивного опыта. Для российских производителей баллонов, например, это не всегда возможно, а главное не всегда выгодно. Так, применение теста ультразвуком при переосвидетельствовании баллонов не регламентировано действующим в РФ ГОСТом. Внедрение технологии мониторинга баллонов во время эксплуатации транспорта на КПГ с целью снижения периода переосвидетельствования сосудов под давлением (лазер, оптические волокна, акустические сенсоры и т.д.) [14] сделает применение отечественных баллонов невыгодным
Литература
из-за несоответствия целевому уровню качества.
В заключение отметим, что для «инновационной модели» развития автотранспорта на КПГ как в Европе, так и в России должны быть законодательно созданы предпосылки для строительства достаточного количества АГНКС, что вызовет повышенный спрос на автомобили на КПГ. Так, по данным компании «СЬ|аг^егох» среднее расстояние между АГНКС должно быть сокращено до 12 км [15]. В Италии, например, этот показатель составляет 25 км, в Германии - 24 км, на Украине - 62 км.
Комплексное решение указанных проблем, вмешательство правительства для создания дополнительных стимулов применения КПГ на транспорте и переосмысление мирового опыта помогут более активному применению природного газа на транспорте.
1. Minister: Car-scrapping premium prepared, date not set yet. / Prague daily monitor, Wednesday, 22 July 2009. Available: http://praguemonitor.com
2. Гор А. Неудобная правда. Глобальное потепление: Как остановить планетарную катастрофу. - Ал Гор; [пер. с англ. А. Калюжного]. - СП.: Амфора, 2007. - С. 273.
3. Терентьев Г. А. и др. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. - Г.А. Терентьев, В.М. Тюков, Ф.В. Смаль - М.: Химия, 1989. - С. 125-127.
4. Доманов В., Напольский Б. Альтернативные виды топлива. - «Международные автомобильные перевозки», № 4 (68), 2006. http://www.map.asmap.ru
5. Волков В., Каплун С., Зеря А. Новый шаг в использовании КПГ в качестве моторного топлива. - «АГЗК+АТ», № 6 (36), 2007 - С. 67.
6. Lage Manuel. Bio-natural-gas for cleaner urban transport. Presentation. MICROPHILOX project: Biogas as a potential renewable energy source. - Barcelona, March 2009.
7. Szurlej A. Krajowy rynek CNG na tle wydranych panstw UE. 13. Miedzynarodowe Forum Gazowe 2009. Warszawa, 18-19 Marca 2009.
8. Ким А.А. Актуальность принятия Федерального закона «Об использовании альтернативных видов моторного топлива». - «Транспорт на альтернативном топливе», № 3 (9), 2009. - С. 24-25.
9. Кириллов Н. Г. Проблемы экологизации автомобильного транспорта в России. - Энергетика и промышленность России, № 12 (40), 2003 г. http://www.eprussia.ru
10. Soukupova J., Horejsi B., Macakova L., Soukup J. Mikroekonomie (2. vyd.), Management Press, Praha, 1999. - P. 215.
11. Final report of the PROCURA project: «Hitting the Road in Green Mode, tools for successful procurement of alternative fueled vehicles for private and public car fleets». Published on 12-12-2008. Available: http://www.procura-fleets. eu/2008/12/751/
12. Irani Roy S. Gases in the 21st century. Part 2: Compressed Natural Gas, CNG Today's Green Fuel? - Gas World, Issue 39 August 2008. - Р. 52.
13. Рубан А.Г. Анализ характеристик баллонов высокого давления для сжатых газов. - «Технические Газы», Одесса: «УА-Сигма». - 2009, № 2 - С. 52-59.
14. Mariani F. Development of International NGV Standards. International Conference Prospects for the Development and Use of CNG in Transport, Prague 23-24 January 2008.
15. Chrz V., Emmer C. LNG for support of NGV refueling stations infrastructure. - International Conference Prospects for the Development and Use of CNG in Transport, Prague 23-24 January 2008.
