CC BY
18Компримированный природный газ
к\\\\\\\\\\\\
Моторное топливо XXI века
М.Б. Белов, аспирант института экономики Уральского отделения РАН, М.В. Варанкин, аспирант Уральского энергетического института Уральского федерального университета,
Я.Ю. Новицкий, магистрант Уральского института Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации
В статье рассмотрены области применения природного газа, в том числе в качестве моторного топлива. Приведены мировые данные о развитии рынка природного газа в качестве моторного топлива. Приведены сравнительные характеристики природного газа по отношению к другим видам моторных топлив. Выявлены проблемы газификации транспорта в РФ. Представлено сложившееся положение дел на газомоторном рынке РФ, потенциально способствующее решению выявленных проблем.
__Ключевые слова:
природный газ, газомоторное топливо, АГНКС, КПГ, СПГ.
П
риродный газ (метан) играет одну из ключевых ролей в мировом энергопотреблении, являясь относительно доступным по цене, экологичным и надежным источником энергии. Мировые запасы природного газа существенно превышают запасы нефти. По данным на конец 2013 г. они составили 185,7 трлн м3, из которых 16,9 % находятся в России [1].
Структура мирового запаса показана на рис. 1.
За последние 40 лет добыча природного газа в мире увеличилась более чем в 3 раза и в 2013 г. достигла 3 435 млрд м3, что на 10,5 % больше, чем в 2012 г. Согласно данным Международного энергетического агентства [2] за 2013 г., Россия занимает второе место по добыче природного газа (656 млрд м3 в 2012 г.).
Рис. 1. Мировые запасы природного газа (к категории «Другие» отнесены страны, чьи подтвержденные запасы природного газа составляют менее 3 % от мировых)
Возможности применения природного газа
Перспективы и возможности природного газа как универсального энергоносителя будущего не вызывают каких-либо сомнений. По схеме, предложенной немцами Ф.Фишером и Г.Тропшем в 20-х годах прошлого века (процесс Фише-ра-Тропша), из природного газа можно производить жидкие моторные топлива по технологии «газ в жидкость» (да8-1о-GTL), а также метанол (СН3ОН).
Тенденцией последних десятилетий является использование природного газа в качестве моторного топлива. Газ можно использовать для обычных автомобилей, сельскохозяйственного, водного, воздушного и железнодорожного транспорта. Ежегодно число транспортных средств в мире, использующих природный газ в качестве моторного топлива, неуклонно растет (табл. 1, рис. 2) [3].
Рис. 2. Динамика увеличения количества транспортных средств в мире
Преимущества использования природного газа в качестве моторного топлива
На метане выгодно ездить. По экономическим, экологическим, ресурсным и техническим критериям природный газ еще долго будет оставаться наилучшим моторным топливом.
Таблица 1 Число транспортных средств, использующих природный газ в качестве моторного топлива в разных странах на начало 2014 г.
Страна ГБА, ед.
Иран 3 500 000
Китай 3 327 500
Пакистан 2 790 000
Аргентина 2 404 162
Индия 1 800 000
Бразилия 1 777 547
Италия 823 000
Колумбия 476 506
Узбекистан 450 000
Таиланд 448 025
Боливия 288 519
Армения 226 800
Бангладеш 220 000
Египет 198 852
Перу 179 291
Украина 170 000
США 142 000
Германия 96 349
Венесуэла 90 000
Россия 90 000
Экономичность
Экономия ресурсов имеет первостепенное значение, являясь по сути чистой прибылью. КПГ получают на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) без использования сложных технологических процессов, что отражается в стоимости КПГ.
На рис. 3 показана динамика цен на моторные топлива в РФ за 2010-2013 гг. (относительно бензинов источник информации - Федеральная служба государственной статистики [4], относительно дизтоплива, КПГ и СУГ данные получены из открытых источников). Динамика цен на КПГ за этот период характеризуется большей стабильностью и более низкими темпами роста по сравнению с традиционными видами моторного топлива и СУГ. Если допустить, что 1 л нефтяного топлива примерно равен 1 м3 метана, то получается, что цена 1 м3 КПГ в 2,5-3 раза ниже цены нефтяного топлива.
16
Рис. 3. Динамика цен на моторные топлива в РФ за 2010-2013 гг.
КПГ - единственный вид моторного топлива, уровень цен на который в РФ ограничен законодательно. Согласно постановлению Правительства РФ от 15.01.1993 г. № 31, предельная отпускная цена на КПГ, производимый на АГНКС, не должна превышать 50 % цены реализуемого в регионе бензина А-76, включая НДС [5].
Экологическая безопасность
Природный газ - самое чистое среди углеводородных ископаемых топливо, в автомобильных моторах он сгорает практически полностью. За счет более высокого содержания атомов водорода в
его молекулах в составе выхлопа больше воды (Н2О), содержание углеводородов меньше в 2-3 раза, оксидов азота -в 2 раза, оксида углерода - в 10 раз по сравнению с бензиновым выхлопом (табл. 2) [6], в отработавших газах совершенно отсутствуют различные ароматические полимеры, являющиеся опасными канцерогенами. За эти качества природный газ получил название «зеленое топливо».
Использование природного газа в современных двигателях при условии их доработки и дооснащения позволяет достичь норм выброса, соответствующих стандартам Евро-5 и Евро-6.
Таблица 2
Сравнение выбросов загрязняющих веществ при сгорании разных топлив
(бензин = 100%)
Вид топлива СО СН Сажа
Бензин 100 100 100 -
Бензин + катализатор 25...30 10 25 25
Дизтопливо 10 10 50.80 100
Дизтопливо + газ 8.10 8.10 50.70 20.40
Пропан 10.20 50.70 30.80 -
Природный газ 5.10 1.10 25.50 -
Технико-эксплуатационные преимущества
Использование природного газа в качестве моторного топлива продлевает ресурс двигателя: в 2-3 раза увеличивается срок службы моторного масла и свечей зажигания; на 40 и 35...40 % увеличивается моторесурс двигателя и межремонтный пробег соответственно.
Ряд вопросов и возражений касается непосредственно совместимости систем подачи бензина с газовыми системами. В качестве отрицательных примеров приводят пересыхание резиновых уплотнителей и засорение жиклеров у карбюраторных автомобилей, выход из строя форсунок и бензонасоса у автомобилей с инжекторной подачей топлива.
Здесь нужно обратиться к инструкции по эксплуатации, где написано, что у автомобиля, оснащенного газотопливной системой, запуск двигателя должен осуществляться на бензине с последующим переходом на газ, что топливный бак никогда не должен быть пустым, и что бензонасос на автомобилях с электрическими форсунками не отключают. Экономия на топливе не должна доходить до абсурда, если вы, разумеется, не хотите пополнить ряды противников газа, предварительно потратившись на ремонт системы подачи бензина.
Безопасность эксплуатации
С точки зрения взрывопожаробе-зопасности природный газ является самым безопасным видом топлива. Метан легче воздуха, поэтому при разгерметизации оборудования не скапливается в полостях и нишах транспортных средств в отличие от жидких видов топлива, а быстро улетучивается в случае аварийного разлива, тем самым исключается возможность взрыва сконцентрированного в одном месте газа. Приказом МЧС от 10.07.2009 г. № 404 метан отнесен к самому безопасному 4-му классу (слабочувствительные вещества) [7]. К примеру, пропан относится ко 2-му классу
(чувствительные), бензин к 3-му (сред-нечувствительные).
Существует утверждение о том, что установка системы газового питания ведет к увеличению риска возгорания автомобиля. Говорят, как правило, об опасности размещения газового баллона в багажнике, рисуя страшные картины последствий взрыва. Что тут можно возразить? Баллон из 3,5-4-миллиметровой стали, размещенный в багажнике, - это страшно и может взорваться, а топливный бак, по толщине не сильно отличающийся от консервной банки, расположенный в арке заднего правого крыла у некоторых моделей автомобилей, - это нормально.
Хотелось бы заметить, что резервуар для КПГ изготавливается с толщиной стенки, выдерживающей давление до 740 кгс/см2, то есть при авариях и ДТП возникновение взрыва маловероятно. Кроме того, на случай повреждения газопровода, отводящего газ к двигателю, арматура баллона снабжена автоматическим устройством, препятствующим утечке газа.
Дополнительные преимущества
Важным преимуществом метана является независимость его физико-химических свойств от низких температур. Многие владельцы автомобилей, переведенных на пропан-бутан, сталкивались с ситуацией, когда при температуре окружающего воздуха ниже -27 °С на автомобильных газозаправочных станциях (АГЗС) появлялись обращения к водителям с просьбой ездить на резервном топливе (то есть бензине) до повышения температуры.
Причины стагнации использования природного газа в качестве моторного топлива
1. Слаборазвитая существующая инфраструктура - не отвечающая требованиям рынка сеть АГНКС и небольшое число пунктов переоборудования
^СОиИ»^
Компримированный природный газ
к\\\\\\\\\\\\
и технического обслуживания газовых автомобилей. 250 АГНКС (плюс еще 16 АГНКС в Крыму) расположены неравномерно по территории РФ, наибольшее число АГНКС находится в Свердловской и Ростовской областях, Краснодарском крае, Башкортостане и Татарстане. Из 83 регионов РФ (с учетом Республики Крым) АГНКС нет в 33-х.
2. В настоящее время проектирование и строительство АГНКС ограничено весьма жесткими требованиями, вследствие чего требуются высокие капитальные вложения.
3. Низкая доступность газобаллонной техники из-за недостаточной ее распространенности, высокой стоимости переоборудования.
Пути решения
Позитивным сдвигом в вопросе расширения использования природного газа в качестве моторного топлива является Постановление Правительства РФ от 13.05.2013 г. № 767-р «О расширении использования природного газа в качестве моторного топлива» [8]. Документ устанавливает сроки подготовки соответствующими организациями предложений в отношении мер стимулирования использования природного газа в качестве моторного топлива на различных видах транспорта и регламентирует количество единиц общественного транспорта, использующего природный газ в качестве топлива, в зависимости от численности населения в городах.
14 мая 2013 г. по итогам совещания по вопросу расширения использования природного газа в качестве моторного топлива В.В. Путин подписал перечень поручений [9], на основании которого был разработан Комплексный план мероприятий 2013-2020 гг. по расширению использования природного газа в качестве моторного топлива [10]. В данном плане указаны следующие мероприятия:
1. Создание инфраструктуры для
развития рынка газомоторного топлива РФ.
2. Координация программ развития инфраструктуры участников рынка газомоторного топлива в целях создания синергетических эффектов развития газомоторной отрасли.
3. Консолидация инвестиционных ресурсов для создания инфраструктуры рынка газомоторного топлива в РФ.
4. Обеспечение работ по оптимизации законодательства РФ в области газомоторного рынка и создание эффективных механизмов государственного регулирования отрасли.
5. Создание инфраструктуры развития потребительского спроса.
В настоящее время ОАО «Газпром» принимает участие в мероприятиях, направленных на внесение изменений в существующие нормативно-технические документы (НТД) и разработку новых НТД, регламентирующих строительство и эксплуатацию объектов газозаправочной инфраструктуры. Вносимые изменения и новые НТД призваны способствовать развитию газозаправочной инфраструктуры и расширению парка автотранспортных средств (АТС), использующих природный газ в качестве моторного топлива.
Ведется активная работа с администрациями субъектов РФ и муниципальных образований по следующим направлениям:
• подбору площадок для нового строительства сети АГНКС и реконструкции АЗС с целью размещения блоков КПГ, в том числе с использованием сжиженного природного газа (СПГ), позволяющего избежать основного ограничивающего условия при подборе площадок - наличия газопровода;
• резервированию территорий для перспективного строительства сети АГНКС.
Заключены соглашения о взаимодействии в области использования природного газа в качестве моторного топлива
с российскими и иностранными производителями транспортных средств, а также с ОАО «РЖД».
На развитие газомоторного рынка РФ на качественно новом уровне должна оказать влияние деятельность ООО «Газпром газомоторное топливо», определенного в апреле 2013 г. единым оператором по развитию рынка газомоторного топлива от ОАО «Газпром», которому принадлежит 233 АГНКС в РФ, с целью создания единого центра ответственности и консолидации профильных активов.
Стратегической целью ООО «Газпром газомоторное топливо» является закрепление Общества в качестве отраслевого лидера на рынке газомоторного топлива России и обеспечение значительного и стабильного роста продаж природного газа на внутреннем и зарубежном рынках.
Широкое применение природного газа на транспорте во всех отраслях российской экономики позволит кардинально улучшить экологическую обстановку
и снизить затраты на ГСМ в бюджетах всех уровней. Существующая в России единая система газоснабжения, охватывающая большую часть населенной территории, готова к расширенному использованию.
Для сбалансированного и перспективного развития строительство новых газозаправочных станций должно быть максимально синхронизировано с появлением новых АТС, использующих природный газ в качестве моторного топлива. Наиболее целесообразно рассматривать в этом направлении перевод государственного и муниципального транспорта (автобусные парки и парки коммунальной техники), а также корпоративного автотранспорта компаний, имеющих собственные парки АТС.
В свете приведенных данных можно с уверенностью утверждать, что рынок природного газа в качестве моторного топлива на территории Российской Федерации ждет большое будущее.
Литература
1. BP Statistical Review of World Energy. June 2014. [Электронный ресурс] / Сайт BP plc. - BP plc, [2014]. - Режим доступа: http://www.bp.com, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 12.08.2014).
2. Key World Energy Statistics 2013. [Электронный ресурс] / Сайт IEA - IEA, [2014]. -Режим доступа: http://www.iea.org/publications, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 12.08.2014).
3. Worldwide NGV statistics // The Gas Vehicles Report. - 2014. - August 2014. - Edition 151. - P. 33.
4. Федеральная служба государственной статистики [Электронный ресурс] / Федеральная служба государственной статистики. - М., 1999-2014. - Режим доступа: http://www.gks.ru, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 12.08.2014).
5. Постановление Правительства РФ от 15.01.1993 г. № 31 «О неотложных мерах по расширению замещения моторных топлив природным газом».
6. Иванцов О., Двойрис А. Твердый шаг сжиженного природного газа // АГЗК+АТ. -2011. - № 6 (60). - C. 72-75.
7. Приказ МЧС РФ от 10 июля 2009 г. № 404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах».
8. Правительство Российской Федерации. Распоряжение от 13 мая 2013 г. № 767-р «О регулировании отношений в сфере использования газового моторного топлива» // Транспорт на альтернативном топливе. - 2013. - № 5 (35). - С. 5-6.
9. Перечень поручений Президента Российской Федерации по итогам совещания по вопросу расширения использования газа в качестве моторного топлива 14 мая 2013 г. // Транспорт на альтернативном топливе. - 2013. - № 5 (35). - С. 3-5.
10. Комплексный план мероприятий по расширению использования природного газа в качестве моторного топлива от 14 ноября 2013 г. № 6819п-П9, утвержденный заместителем председателя правительства Российской Федерации А.В. Дворковичем.
^СОЦИ»^
