CC BY
82СПГ на автотранспорте Европы
^^ Е.Н. Пронин, координатор проекта «Голубой коридор»
Одним из факторов, сдерживающих развитие рынка природного газа для транспорта, является ощутимый информационный вакуум. Специальные научно-технические и экономические издания и другие ресурсы мало доступны специалистам-практикам, непосредственно связанным с производством и использованием СПГ на транспорте. А в средствах массовой информации по тем или иным причинам зачастую публикуют неполную или даже искаженную информацию.
Для заполнения этого вакуума и предпринята настоящая попытка представить в концентрированном виде в одной публикации данные из надежных источников о применении природного газа. Использованы материалы ученых, автопроизводителей, транспортных и логистических компаний, инвесторов, операторов объектов инфраструктуры, газовиков, водителей.
_ Ключевые слова:
сжиженный природный газ, компримированный природный газ, газомоторный рынок, газобаллонные автомобили, экология.
омпримированный (КПГ) и сжиженный (СПГ) природный газ перестал быть «топливом будущего». Это - топливо сегодняшнего дня. Газификация транспорта остается и еще долгие годы будет оставаться актуальной темой для большинства стран мира, несмотря на все разговоры о декарбонизации, возобновляемости и электрификации. Хоронить транспортный двигатель внутреннего сгорания преждевременно. А повышать его экологическую безопасность нужно и можно. В том числе за счет газового топлива.
Главным мотивом по-прежнему является необходимость сокращения негативного воздействия транспортного комплекса на атмосферный воздух. Особенно в крупных городах с высокой концентрацией транспортных средств.
Особенности природного газа как моторного топлива
Природный газ обладает уникальными свойствами, делающими его широкое внедрение совершенно естественным. Об особенностях КПГ и СПГ написано много и подробно. Поэтому достаточно просто напомнить некоторые детали.
Ископаемых запасов природного газа, по некоторым оценкам, должно хватить еще примерно на 250 лет, в то время как нефти - лет на 80-100 [1]. Правда, эти цифры едва ли можно принимать как окончательные, поскольку открытие новых месторождений нефти и газа продолжается.
Источником метана являются не только природные залежи. Его можно получать из возобновляемых источников путем переработки органики.
Природный газ может применяться в различных состояниях: газообразном или адсорбированном; сжиженном (-162 °С). Его также можно смешивать с другими энергоносителями, например, с водородом.
Использовать природный газ в качестве моторного топлива могут все виды транспорта, оснащенные двигателями внутреннего сгорания. Долголетняя практика применения КПГ и СПГ доказала: природный газ - самое безопасное моторное топливо для транспорта.
В мировой экономике сформировалась газомоторная подотрасль, в которой, по некоторым оценкам, трудятся 800 тысяч человек. По оценкам российских и американских экспертов, каждая новая тысяча грузовиков на природном газе создает от 50 до 100 новых рабочих мест, непосредственно или косвенно связанных с производством и эксплуатацией газоиспользующего и газозаправочного оборудования.
СПГ на автомобильном транспорте
В сегменте тяжелого автомобильного, железнодорожного и морского транспорта СПГ представляется наиболее перспективной альтернативой нефтяным видам моторного топлива.
Европейский парк автомобилей на СПГ, в основном грузовых, устойчиво растет. По данным Комитета по внутреннему транспорту ЕЭК ООН от 2015 года, в Европе насчитывалось уже примерно 1500 автомобилей [1] на этом виде топлива. По оптимистическим расчетам экспертов, к 2021 году европейский парк грузовиков на сжиженном метане массой свыше 16 т может превысить 60 тыс. единиц, а годовой спрос - 2 млн т (2,8 млрд м3).
Экологические и экономические преимущества сжиженного метана над дизельным топливом, бензином, судовыми видами топлива очевидны и давно доказаны. Технологии сжижения и использования природного газа отработаны и зарекомендовали себя как надежные и безопасные. Совершенствуется нормативная база. Принципиально важно то, что рынок СПГ может устойчиво развиваться в естественных рыночных условиях, то есть без каких-либо политических или финансовых льгот. Чего не скажешь о других альтернативах нефтяным видам топлива. Наглядный пример: электричество, биометан и их комбинации. Они находятся в привилегированном положении и развиваются в парниковых условиях значительных государственных, административных и финансовых преференций.
Опасность ситуации в том, что если вдруг режим наибольшего благоприятствования будет снят, эти коммерчески неустойчивые проекты закроются, а потраченные ресурсы будут напрасными.
Поддерживать перспективные технологии в области экологии транспорта, безусловно, необходимо. Однако стимулирование должно распространяться на все перспективные технологии, быть не избирательным, а равномерным и основанным на итогах технологически и политически нейтральных испытаний, экспертиз, заключений и, конечно, объективных результатах эксплуатации.
Экологические преимущества СПГ для транспортных средств
По решению Всемирной организация здравоохранения (ВОЗ), выбросы дизельных двигателей отнесены к первой группе канцерогенов. Доказано, что они провоцируют рак легких [2]. Достаточно привести два примера. Британские исследователи пришли к выводу, что загрязнение воздуха - главным образом
67
выбросами дизельных двигателей - ежегодно провоцирует преждевременную смерть 60 тысяч жителей Королевства [3]. Примерно еще столько же ежегодно погибают в прибрежных районах Европы, Азии и в восточных штатах США 68 от частиц, выбрасываемых судовыми двигателями [4].
Газовые грузовые автомобили вышли на уровень экологических требований Евро-5 и Евро-6, превосходя свои дизельные аналоги.
Оценивая газовое топливо по данному критерию, нужно учитывать, что в связи с ужесточением требований к отработавшим газам двигателей транспортных средств современные силовые агрегаты (и дизельные, и газовые), а также моторное топливо становятся все более экологически безопасными. Поэтому разница выбросов автомобилей на газовом и нефтяном топливе в числовом выражении сокращается и становится менее впечатляющей, чем 5-10 лет назад. И все же выбросы грузовиков на СПГ значительно чище.
Парниковые газы (основные из них углекислый газ СО2 и водяной пар) являются обязательным условием существования жизни на Земле. Они участвуют в формировании защитного экрана планеты. Однако увеличение их концентрации в атмосфере влечет за собой неблагоприятные климатические изменения. Выбросы парниковых газов при переходе с бензина или дизельного топлива на природный газ, подсчитанные по методике «от скважины до топливного бака» ^Ьее^о^апк), сокращаются на 12.. .25 % [5]. По отдельным компонентам экологический эффект составляет:
• по С02 - минус 12.30 % относительно бензина и дизельного топлива [6, 7];
• по твердым частицам - минус 96 % относительно ДТ [7];
• по NOx - минус 32 % относительно ДТ [7].
Также очень важным показателем для экологии городов является шумность двигателей. У газовых она на 50 % ниже [8]. Они настолько тихие, что в первое время водители открывали окна кабины, чтобы убедиться в том, что двигатель работает. Комфорта водителям добавляет также отсутствие вибрации, характерной для дизельных машин.
Эксплуатационные преимущества газовых автомобилей
Европейский автопром освоил производство газовых грузовых и пассажирских автомобилей на КПГ и СПГ всех основных категорий: легких (грузоподъемность 3.7 т), средних (7.19 т) и тяжелых (18.44 т) [7].
Газовые автомобили получили разрешение на перевозку опасных грузов, что значительно расширило спектр применения метановой техники [9]. Автомобили на СПГ теперь узаконены в Правилах 110 ЕЭК ООН.
Мощность газовых и газодизельных двигателей продолжает расти. В экологическом классе Евро-5 и Евро-6 автопроизводители предлагают достаточно широкую гамму машин для различных целей:
• KAMAZ - 192 кВт (газодизель);
• Ural - 192, 243, 295 кВт (ПГ);
• Scania - 243 кВт (ПГ);
• Iveco - 295 кВт (ПГ);
• Volvo - 340 кВт (газодизель, в продаже с I кв. 2018 года).
Ниже и в табл. 1 приведены технические характеристики автомобиля Урал-Next (рис. 1) двух модификаций - для работы на КПГ и СПГ.
69
Рис. 1. Автомобиль Урал-Next
Технические характеристики автомобиля Урал-Next
Снаряженная масса шасси, кг................................................................. 9 500
Полная масса автомобиля, кг................................................................ 22 500
Двигатель.................................................................................... ЯМЗ-536
Мощность, кВт..................................................................................... 192
Крутящий момент, кг-м.......................................................................... 110
Коробка передач...................................................................... ZF 981310Т0
Таблица 1
Технические характеристики газовых модификаций автомобиля Урал-Next
Система КПГ (CNG) Система СПГ (LNG)
Газовые баллоны Тип 3 Криогенный бак CIMC Sanctum CDPW600-450-1.59
Число и размещение 9 в кассете за кабиной Число и размещение 1 на левом лонжероне
Суммарный объем, л 892 Объем, л 405
Объем газа при давлении 20 МПа, м3 200 Масса СПГ в баке при полной заправке, кг (м3) 172(240)
Тип заправочного устройства «Игла» Тип заправочной горловины MACRO 14050 (ISO 12617)
Дальность пробега, км 450 Дальность пробега, км 550
Сброс газа MACRO 14000
Современные грузовые автомобили заводского производства на СПГ имеют такую же мощность и крутящий момент, как и дизельные. Поэтому говорить о потере коммерческой мощности больше не корректно.
В процессе эксплуатации грузовых автомобилей экологических классов Евро-5 и Евро-6 с двигателями мощностью 243 и 295 кВт установлено, что средний расход СПГ в Европе составляет 25,9 кг/100 км [10]. При этом у грузовиков с двигателями Евро-5 (243 кВт) он равен 26,9, с Евро-6 (243 кВт) - 24,9, с Евро-6 (295 кВт) - 23,5 кг/100 км.
У газовых автомобилей расход топлива примерно на 15 % ниже, чем у дизельных [7]. На расход топлива, кроме прочего, влияют тип и масса груза, профиль маршрута, заправочная инфраструктура, рельеф и климат.
Важным показателем для грузовых автомобилей является дальность пробега на одной заправке топливом. В настоящее время запас СПГ на борту обеспечивает вполне приемлемую автономию:
• KAMAZ - 1600 км;
• Ural - 1000 км;
• Scania - 1000 км;
• Iveco - 1500 км;
• Volvo - 1000 км.
Опыт эксплуатации также показал сокращение расхода моторного масла. Газ в отличие от дизельного топлива не смывает со стенок цилиндра масло, и оно служит дольше. На практике отмечалось увеличение срока его годности примерно на 30 % [11].
Экономические преимущества
Автомобильный транспортный бизнес в Европе является низкодоходным. Если перевозчик получает 2-3 % прибыли, то это считается хорошим результатом. Однако все риски несет именно перевозчик. Если, например, приходится уходить с маршрута на 20.30 км, чтобы заправиться, то это ставит под угрозу экономичность поездки.
Транспортные компании являются весьма консервативными операторами автомобильной техники. Они не спешат приобретать новую технику, тем более когда речь идет о дополнительных затратах. А стоимость газового автомобиля составляет примерно 30 тыс. евро.
Между тем цены на природный газ более стабильны, чем на нефть и продукты ее переработки. Например, на АГНКС они могут не меняться по 3-4 года. Цены на газ подвержены меньшей волатильности, что повышает точность обоснования инвестиций, снижает риски потерь, укрепляет уверенность потенциальных покупателей газовых автомобилей и инвесторов в топливно-заправочную инфраструктуру. В ряде стран действует государственное регулирование цен на автомобильный метан.
По данным голландской компании PitPoint, розничная цена КПГ на ее заправках в июне 2017 года составляла 1,059 евро/кг (с НДС), а на СПГ -1,025 евро/кг (также с НДС) [12]. Для сравнения, в Екатеринбурге цена КПГ и СПГ на пистолете в массовом пересчете практически одинакова: » 18,50 руб. за кг [13].
Совокупная стоимость владения газовым грузовиком может быть на 10 % ниже, чем дизельным [7]. А по данным компании FPT, совокупная стоимость владения дизельнным грузовым автомобилем составляет 0,42 евро/км, а его аналогом на СПГ - только 0,28 евро/км [14].
Этот эффект складывается из разных статей экономии.
1. Разница цен на горючее и повышение экономичности двигателей все же позволяют c помощью природного газа обеспечить сокращение затрат на топливо в зависимости от страны на 20.40 % [7, 11].
2. Газовым автомобилям не нужен ряд дорогостоящих компонентов: сажевый фильтр и мочевина с соответствующим оборудованием [7].
3. Наличие заправочной станции СПГ непосредственно на территории автопредприятия позволяет сократить рабочее время водителей примерно на 30 минут в сутки на каждый газовый автомобиль [15].
4. Срок окупаемости дополнительных затрат на приобретение газовой модели магистрального тягача может составить от 3 до 6 лет [6]. Это укладывается в обычный для Европы срок эксплуатации грузовика, по истечении которого происходит его замена на новый.
Природный газ - самое энергоемкое топливо из имеющихся на рынке. В ценах мая 2017 года автомобиль VW Golf, заправленный на сумму 10 евро, проедет на бензине 275 км, на дизельном топливе 280 км, а на природном газе 305 км [16]. Другими словами, за те же деньги владелец газового автомобиля получает на 9 % топлива больше.
Голубые коридоры на СПГ
12-13 июня в Барселоне состоялось очередное заседание Генеральной ассамблеи участников проекта «Голубые коридоры на СПГ». Представители компаний и организаций-участниц собрались для очередного промежуточного подведения итогов.
Проект «Голубые коридоры на СПГ» является первым масштабным мероприятием в области продвижения природного газа, используемого в качестве моторного топлива, осуществляемым в масштабах Европейского союза. Цель проекта -продемонстрировать использование СПГ на грузовых автомобилях и план дальнейшего масштабного его внедрения в международном автомобильном сообщении. Координаторы проекта должны оценить большой объем информации, поступающей непосредственно от участников - инвесторов, застройщиков, изготовителей оборудования, автопроизводителей, транспортников, юристов и т.д. по следующим ключевым направлениям:
• оценка рынка переоборудования;
• качество топлива (состав газа);
• перевозка опасных грузов;
• правила проектирования, строительства и эксплуатации станций по заправке СПГ и СПГ/КПГ;
• заправочные горловины и головки (пистолеты) для СПГ;
• маркировка СПГ;
• технологии компримирования и сжижения;
• подготовка водителей;
• испарение СПГ;
• обложение налогами природного газа и биометана, используемых в качестве моторного топлива;
• бункеровка судов;
• административные и правовые барьеры.
Сам по себе данный перечень имеет важное методологическое значение и может быть использован для подготовки технико-экономического обоснования проектов в области внедрения СПГ на транспорте.
Главные цели проекта «Голубые коридоры на СПГ» заключаются в содействии снижению выбросов парниковых газов в сегменте автомобильного транспорта и уменьшению его зависимости от импортных нефтепродуктов за счет масштабного внедрения сжиженного природного газа.
71
В рамках проекта определены четыре основных транспортных коридора, проходящие по территориям стран Европейского союза и получившие следующие условные названия (рис. 2) [17]:
• Средиземноморский (синяя линия);
• Юг - Север (зеленая линия);
• Атлантический (красная линия);
• Восток - Запад (желтая линия).
Проект «Голубые коридоры на СПГ» предполагает строительство 14 новых КриоАЗС для СПГ или СПГ/КПГ и приобретение примерно 100 грузовиков. При этом автомобили могут быть как заводского производства, так и переоборудованные.
Финансирование проекта осуществляется в рамках Рамочной программы 7 (FP7). Общий объем финансового участия в проекте составляет 7,96 млн евро, то есть 50 % от общей стоимости.
В проекте принимают участие 27 компаний и организаций из 11 стран Евросоюза. Примечательно то, что проект не охватывает восточно-европейских членов Евросоюза.
По данным Европейской газомоторной ассоциации NGVA Europe и группы «Мобильность и транспорт» Европейской комиссии (DG Mob&Tren), к июню 2017 года в рамках проекта «Голубые коридоры на СПГ» достигнуты следующие результаты:
• построены 12 станций;
• приобретены и переоборудованы для работы на СПГ 139 грузовых автомобилей;
• общий пробег на СПГ составил 20 млн км;
• общее потребление СПГ составило 6 600 т;
• выполнено 56 000 заправок СПГ.
По состоянию на июнь 2017 года в рамках проекта сформирован парк грузовых автомобилей (табл. 2).
Таблица 2
Парк грузовых автомобилей
Рис. 2. Транспортные коридоры в рамках проекта «Голубые коридоры на СПГ»
Марка Число, ед. Соответствие нормам Мощность, кВт
Iveco 20 Евро-5 243
Iveco 51 Евро-6 243
Iveco 50 Евро-6 295
Volvo DDF 15 Евро-5 -
Volvo DDF 3 Евро-6 -
- Нет данных.
За время реализации проекта координаторы получили ряд отзывов от различных участников: владельцев/операторов КриоАЗС, автотранспортных компаний, водителей.
Мнения экспертов
Владельцы/операторы
В настоящее время в рамках проекта работают семь владельцев/операторов КриоАЗС. Только один из них на данном этапе готов рекомендовать делать инвестиции в дальнейшее развитие сети заправок для СПГ.
Отмечены семь случаев выкипания СПГ в емкостях для хранения на КриоАЗС. В четырех случаях это произошло из-за превышения нормативного времени хранения СПГ по причине медленного отбора газа: фактический спрос был намного меньше расчетного. Исключить риски коммерческих потерь СПГ можно за счет снижения объема газа, хранимого на КриоАЗС. Модель оптимизации емкостного парка должна рассчитываться для каждого объекта индивидуально с учетом возможного роста спроса на СПГ.
Отмечен ряд случаев, вызванных различиями в технических нормах и стандартах на межотраслевом и международном уровнях.
Водители
Водители считают, что газовые грузовики имеют недостаточную мощность. Это прежде всего относится к автомобилям, оборудованным двигателями мощностью 243 кВт. Машины с двигателями 295 кВт вызывают меньше нареканий по мощности.
Некоторые водители недовольны более сложной в технологическом плане процедурой заправки грузовика сжиженным метаном по сравнению с дизельным топливом, что вызывает у них чувство некоторого беспокойства.
Автотранспортные компании
Автотранспортные компании сообщают, что расход топлива не всегда соответствует заявленному в технической документации. При подготовке обоснования необходимо учитывать различные факторы, включая тип груза и профиль маршрута.
Среди основных причин пассивности рынка продавцы топлива называют незначительную разницу цен на традиционные нефтяные виды топлива и природный газ.
Отсутствие вторичного рынка для газовых грузовиков с пробегом также сдерживает потенциальных покупателей.
Перевозчики готовы идти навстречу заказчикам, желающим сделать свой имидж более «зеленым». Однако цена социального эффекта для них пока недостаточна. Перевозчики также не готовы к массовому переходу на СПГ. Они для этого вынуждены идти на дополнительные затраты (минимум 30 тыс. евро на каждый новый грузовик), а компенсация из бюджета может составить всего 5 тыс. евро.
Автопробеги «Голубые коридоры
»
Распространение достоверной и полной информации о сжиженном природном газе и его использовании на транспорте следует рассматривать как одну из главных коммуникационных задач. Такая работа должна вестись на международном уровне.
73
Примером продвижения природного газа для транспорта является международный пробег «Голубой коридор», проводимый с 2008 года. Организаторами этого брендового мероприятия являются российский Газпром и германская компания итрег.
Вообще концепция Голубых коридоров была первоначально предложена Неправительственным экологическим фондом им. В.И. Вернадского и поддержана Газпромом в 1999 году. По их инициативе международная экспертная группа под эгидой ЕЭК ООН в 2003 году впервые обосновала целесообразность организации международного пассажирского и грузового автомобильного сообщения с использованием КПГ и СПГ. Автопробег «Голубой коридор» продемонстрировал реалистичность концепции. Похожие мероприятия теперь проводят на всех континентах.
В 2017 году главной темой автопробега станет использование СПГ на грузовом автомобильном транспорте. Это - второй пробег серии «Голубой коридор», посвященный сжиженному метану. В 2016 году в ряде европейских портов организаторы провели круглые столы на тему бункеровки морских судов.
Автопробег 2017 года пройдет по маршруту Лиссабон - Санкт-Петербург протяженностью 5600 км (рис. 3). Круглые столы запланированы в Лиссабоне, Мадриде, Барселоне, Марселе, Милане, Ульме, Берлине и Санкт-Петербурге.
Намерение участвовать в пробеге выразили компании КАМАЗ, Урал Авто,
Рис. 3. Маршрут автопробега на СПГ «Голубой коридор - 2017»
Ивеко, выпускающие грузовые автомобили на СПГ. Автопробег будет способствовать не только ликвидации газомоторной безграмотности, но и стыковке голубых коридоров Евросоюза с российскими, а в перспективе с азиатскими и китайскими. 75
В заключение приведем слова президента компании «Ивеко» Пьера Лахутта, которые прозвучали на конференции Европейской газомоторной ассоциации NGVA Europe 14 июня 2017 года (Барселона, Испания): «Грузовик будущего работает на СПГ - в этом я убежден».
- Литература
1. https://www.unece.org/
2. International Agency for Research on Cancer. 12 June 2012.
3. Sunday Times, 30. November 2014.
4. Daily News. 8 November 2007/
5. Thinkstep.
6. Vos Logistics, Iveco, SAE, AVL.
7. Iveco
8. Vos Logistics
9. IDIADA
10. NGVA Europe
11. http://www.gazprom.ru/
12. http://www.pitpoint.nl/
13. Уральский Филиал ООО «Газпром газомоторное топливо»
14. Fiat Powertrain Technologies
15. Envoyenergy
16. Volkswagen AG
17. EC DG Mobility & Transport, FP7. May 2017
В Тбилиси на улицы вышли 100 автобусов на КПГ
В июле на улицы Тбилиси вышли 100 автобусов MAN европейского уровня, собираемых на заводе в немецком Зальцгиттере, которые полностью адаптированы для лиц с ограниченными возможностями и работают на КПГ.
Тбилисская мэрия при поддержке Европейского банка реконструкции и развития (ЕБРР) закупила 143 новых автобуса. Все они уже доставлены в Грузию и вскоре начнут обслуживать пассажиров грузинской столицы.
Сейчас на городских маршрутах уже работают около 40 таких автобусов, а в столичном районе Дигоми строится многофункциональный комплекс, который будет обеспечивать полный цикл их обслуживания.
По материалам https://tbilisi.media/main/64681
