CC BY
41т
Транспорт на СПГ
Перспективы использования СПГ в качестве моторного топлива
Ю.В. Ротанов,
младший научный сотрудник сектора производства СПГ отдела специальных технологий центра «Переработки газа и жидких углеводородов» ООО «Газпром ВНИИГАЗ», В.Н. Никифоров,
старший научный сотрудник сектора производства СПГ отдела специальных технологий центра «Переработки газа и жидких углеводородов» ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
В данной статье рассматривается использование сжиженного природного газа (СПГ) в качестве моторного топлива и как способа для газификации населенных пунктов. Представлены преимущества и проблемы применения СПГ на территории Российской Федерации.
Ключевые слова: сжиженный природный газ, моторное топливо, энергоноситель.
Application potential of liquefied natural gas
Y.V. Rotanov, V.N. Nikiforov
The article covers liquefied natural gas (LNG) application as motor fuel and as a means of settlements gas supply. The article also focuses on the advantages and problems of LNG application in the Russian Federation. Keywords: liquefied natural gas, motor fuel, energy carrier.
Рост стоимости производства традиционных видов жидких нефтяных моторных топлив и снижение темпов роста добычи нефти придают особую значимость организации производства альтернативных видов моторных топлив. Среди них СПГ занимает одно из первых мест ввиду наличия больших объемов сырья для его производства и сравнительно низкой его стоимости, а также благодаря прекрасным теплофизическим свойствам и полноте сгорания. Теплотворная способность СПГ изменяется в зависимости от компонентного состава в диапазоне 11500-12500 ккал/кг при значении октанового числа 105-107. Содержание вредных примесей в продуктах горения СПГ существенно ниже, чем при использовании бензина и дизельного топлива: по окиси углерода - в 5-20 раз, окислам азота -
в 3-4 раза, несгоревшим углеводородам - в 2-3 раза.
Основными потребителями СПГ могут быть: бытовые потребители при газификации населенных пунктов; автомобильный, речной, морской, железнодорожный транспорт; объекты малой энергетики; малоподвижная и стационарная тяжелая техника.
Важным ограничением при коммерческом использовании СПГ для газификации населенных пунктов является сезонность потребления СПГ. Естественным решением является создание дополнительных сегментов использования СПГ, например, в качестве моторного топлива для различных видов транспорта. В летний период времени СПГ активно используется транспортной отраслью, а в зимний период, когда существенно снижается объем перевозок, резко
растет использование СПГ на нужды производства тепла и электрической энергии, что отражено на рис. 1.
Экономическая эффективность от использования СПГ в качестве моторного топлива заключается в сокращении финансовых затрат на топливо. Расчеты показывают, что у потребителя СПГ экономия средств на моторное топливо составляет 44-47% в сравнении с традиционным топливом (рис. 2).
Работа двигателей с использованием природного газа не исключает частичного потребления дизельного топлива: это так называемый газодизельный режим, при котором для стабильной работы двигателя требуется использование минимум 10% дизельного топлива. Газодизельный режим позволяет использовать технику в районах, удаленных от центра производства СПГ. В таких условиях потребитель при временном удалении использует дизельное топливо, а при возвращении техники для заправки СПГ опять переходит на использование этого вида топлива. Использование СПГ в качестве моторного топлива с точки зрения технико-экономической эффективности значительно выгоднее, чем компримированного природного газа (КПГ). Сжижение дает возможность уменьшить объем газа почти в 600 раз, что позволяет в сравнении со сжатием газа уменьшить массу системы хранения природного газа в 3-4 раза, а объем перевозимого топлива увеличить в 1,5-3 раза.
При внедрении СПГ на автозаправочных станциях (АЗС), обеспечивающих транспорт традиционным нефтяным топливом, можно перепрофилировать их в автогазозапра-вочные станции (АГЗС), позволяющие производить заправку автомобильного транспорта не только бензином, дизельным топливом, сжиженным углеводородным газом (СУГ), но и ком-примированным природным газом, то есть передать им часть функций АГНКС по реализации КПГ. Такое техническое решение значительно улучшит снабжение газобаллонного автотранспорта и снизит его холостые пробеги до заправки.
Для создания комбинированной АГЗС необходимо на действующей АЗС установить газификатор СПГ высокого
цДЁЯШш
«Транспорт на альтернативном топливе» № 2 (14) март 2010 г.
Транспорт на СПГ
Рис. 1. Сезонность потребления СПГ в различных сегментах
давления, включающии криогенным резервуар, криогенный плунжерный насос высокого давления, теплообменник с источником тепла и колонку для отпуска КПГ.
В железнодорожном транспорте магистральные и маневровые тепловозы работают на дизельном топливе, поэтому повышение цен на жидкое нефтяное моторное топливо существенно влияет на итоги хозяйственной деятельности пользователей услуг РЖД как по товарным, так и по пассажирским перевозкам. Решение проблемы может быть найдено в переводе дизельных двигателей тепловозов на газодизельный режим с использованием природного газа. При переводе двигателей на газодизельный режим используется только 25-35% дизельного топлива в качестве запального средства, а остальные 65-75%
номинального расхода топлива замещаются природным газом.
Экономическая эффективность поставок СПГ для газификации населенных пунктов сложнее поддается расчетам, так как стоимость регази-фицированного природного газа будет значительно выше стоимости газа, поставляемого по трубопроводам. Необходимо сравнение финансовых расходов на капитальные затраты по газификации населенных пунктов с помощью трубопроводного транспорта и на СПГ для каждого конкретного случая.
Использование СПГ в качестве энергоносителя и моторного топлива в сельском хозяйстве рассматривается как одно из перспективных направлений развития газовой промышленности. Комплексная газификация сельского хозяйства включает перевод на газовые
Рис. 2. Пробег автомобиля при использовании различных энергоносителей (при учете 100 кг суммарной массы бака и топлива)
1000 км
виды топлива бытового топливопотреб-ления, теплоснабжения ферм, транспорта, технологических процессов.
Однако, чтобы убедить автотранспортные предприятия в эффективности использования СПГ, необходимо сделать технологию его применения максимально понятной с технической точки зрения и экономически рентабельной. В настоящее время большинство автохозяйств России занимают выжидательную позицию по отношению к вопросу применения СПГ, что связано с отсутствием инфраструктуры заправочных станций, гарантированно обеспечивающих применение однотопливных газовых двигателей, и высокой стоимостью топливной системы автомобиля, работающего на СПГ. Поэтому только решение проблем организации снабжения сжиженным природным газом потенциальных потребителей и снижения стоимости топливных систем автомобилей, работающих на СПГ, позволит говорить, что СПГ действительно является для автомобильного транспорта Российской Федерации «моторным топливом XXI века». Другими словами, в ближайшее время в стране необходимо создать криогенную инфраструктуру и поэтапно переводить автотранспорт на СПГ.
Расширить использование СПГ можно при освоении Штокмановского газоконденсатного месторождения и газовых месторождений Ямальского полуострова. Освоение месторождений будет иметь значительный социально-экономический эффект, стимулируя развитие инфраструктуры в районе размещения портового комплекса, баз бурения и строительства. Выбор направлений транспортировки и переработки жидкого углеводородного сырья полуострова Ямал требует решения проблемы обеспечения нефтепродуктами строительных и эксплуатирующих организаций на территории полуострова, а также снабжения Ямало-Ненецкого автономного округа.
Завод по производству СПГ в поселке Териберка Мурманской области позволит эффективно решить задачу регулирования поставок ассортимента нефтепродуктов на внутренний (Мурманская и Архангельская области, Карелия, потребители бассейна Северного Ледовитого океана) и внешний рынки.
«Транспорт на альтернативном топливе» № 2 (14) март 2010 г.
