ВЫБОР АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ АВТОТРАНСПОРТА В УСЛОВИЯХ МИРОВОГО ЭНЕРГОПЕРЕХОДА Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

Выбор альтернативного топлива для автотранспорта в условиях мирового энергоперехода

сч сч о сч

<0

о ш m

X

3

<

m О X X

Попадько Наталия Владимировна,

к.т.н, доцент кафедры стратегического управления ТЭК Российского государственного университета (Национального Исследовательского Университета) нефти и газа имени И.М. Губкина, [email protected]

Вовкодав Кира Вячеславовна,

студент факультета международного энергетического бизнеса Российского государственного университета нефти и газа (Национального Исследовательского Университета) имени И.М. Губкина, [email protected]

Глобальное изменение климата, рост непрогнозируемых опасных природных явлений, катастрофы и эпидемии требуют от мирового сообщества действий, направленных на сокращение антропогенного воздействия на окружающую среду и существенное снижение выбросов углекислого газа, которые могут быть реализованы в рамках четвертого мирового энергоперехода [1].

Энергоресурсы, используемые автомобильным транспортом в двигателях внутреннего сгорания, являются одним из значимых источников выбросов парниковых газов: в глобальном масштабе транспортные средства выделяют около 23% связанных с энергопотреблением выбросов CO2, которые вносят антропогенный вклад в изменение климата [2].

По расчетам World Resources Institute транспортный сектор генерирует около 15,9% мировых выбросов парниковых газов, причем самая существенная их часть приходится на автотранспорт (11,9%) [3]. Если незамедлительно не принять меры, то к 2030 году этот показатель может возрасти до 40%. В настоящее время повышение энергоэффективности транспортных средств нивелируется активным ростом объемов перевозок. В данной работе определены критерии для оценки и выбора альтернативных видов топлива. Предложен механизм определения оптимального альтернативного топлива для бизнеса и конечного потребителя (матрица сравнения). Матрица сравнения была апробирована в условиях рынка автотранспорта Российской Федерации. Определены альтернативные виды топлива будущего (на средне- и долгосрочный период) для Российской Федерации.

Ключевые слова: топливо для автотранспорта, энергопереход, сокращение выбросов углекислого газа, биотопливо, газомоторное топливо, сжиженный природный газ, компримирован-ный природный газ, сжиженный углеводородный газ, водородное топливо, электромобили, матрица сравнения.

В рамках изменения глобальной экологической парадигмы мировое сообщество акцентирует внимание на сокращении выбросов парниковых газов, снижении антропогенного прессинга, наносимого окружающей среде деятельностью человека. Решение глобальных экологических проблем входит в повестку всех стран мира. Ответом на экологические вызовы стало Парижское соглашение по климату (2015 г.), направленное на снижение роста среднепланетных температур.

Актуальность работы обоснована тем, что основная часть выбросов парниковых газов (в СО2-эквиваленте), выделяющаяся в рамках деятельности человека, приходится на транспорт, а точнее на автотранспорт. Вследствие этого растет интерес к альтернативным видам топлива для автотранспорта. В кратко- и среднесрочном периоде в различных частях мира планируется ввести более строгие требования к качеству топлива и выбросам выхлопных газов для автотранспорта, что потребует внедрения новых технологий и/или видов топлива в транспортной отрасли. Ряд стран высказывается об отказе от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на традиционных видах моторных топлив.

По мере того, как рассматриваются новые технологии и виды топлива для автотранспортных перевозок, знание их характеристик на различных системных уровнях и с иных точек зрения будет приобретать все большее значение. Детализированная и обоснованная оценка аспектов выбора топлива окажет серьезную поддержку при принятии решений владельцами автотранспорта, предприятиями, администраторами и политиками.

Определение критериев для выбора топлива будущего

Наличие большого числа типов альтернативного вида топлива для автотранспорта и стоящая проблема сокращения выбросов углекислого газа от него вызывает необходимость составления перечня критериев, по которым будет возможно оценить наиболее критичные аспекты и выбрать альтернативное топливо будущего, которое будет занимать ведущую роль в потреблении той или иной страны.

Эффективность, безопасность, затраты и экологические аспекты —факторы, которые имеют различный вес в решении поставленной задачи, кроме того заинтересованные стороны имеют противоречивые мнения о значимости этих аспектов. Набор критериев, которые могут быть использованы при оценке будущих видов топлива для автотранспорта, представлен на рисунке 1.

Свойства топлива

V

Система обеспечения движения

Требования к производству топлива

Объем инвестиций

Стоимость топлива

Эксплуатационные затраты

Политические и стратегические

Факторы

Экологические показатели жизненного цикла

Выбросы выхлопных гг

Углеродный след при производстве топлива/топливных элементов

Оксиды азоты Углекислый газ Частицы Другие выбросы

Рисунок 1 - Критерии для оценки альтернативных видов топлива Источник: составлено на основании [4]

Безопасность

Технический фактор

Технический аспект в топливной цепочке включает в себя топливную систему автотранспорта (например, двигатель, топливный бак, систему топливопроводов, топливный фильтр, выхлопные трубы, др.), систему производства топлива и систему заправочных станций. Все эти системы должны быть технически реализуемы. Таким образом, одним из главных условий является возможность создавать и эксплуатировать такие системы.

Основными рассматриваемыми техническими факторами являются свойства топлива, двигательные системы и требования к производству топлива. Международные стандарты на топливо были разработаны для обеспечения безопасного использования топлива на автотранспорте и обеспечения соответствия международным экологическим стандартам. Так самыми распространёнными стандартами на топливо для автотранспорта являются Европейские экологические стандарты. На данный момент практически во всех развитых и развивающихся странах к топливу предъявляют требования не ниже Евро 5 и Евро 6.

Экологический фактор

В последние годы негативному воздействию транспортных средств на окружающую среду уделяется большое внимание, контролируются выбросы оксидов азота и оксидов углерода. Вероятно, что в будущем экологические нормы станут более строгими, следовательно, альтернативные виды топлива уже сейчас должны соответствовать более жестким экологическим требованиям, чтобы избежать еще одной замены топлива в ближайшем будущем. Также важно, чтобы экологические показатели жизненного цикла альтернативных видов топлива были приемлемыми.

Экономический фактор

Несмотря на экологические и технологические факторы, в большинстве случаев определяющим фактором как для бизнеса, так и для конечного потребителя остается экономический. Однако стоимость топлива — это только одна из затрат, которую необходимо учитывать

при выборе топлива, следует также включать инвестиционные и эксплуатационные расходы.

Стоимость топлива - определяется из расходов на энергоносители, расходов на производство и транспортировку готового топлива. Дополнительными факторами, влияющими на стоимость топлива выступают: масштабируемость технологии производства топлива, налоги и льготы.

Инвестиционные затраты включают все расходы, связанные с покупкой автотранспортного средства (далее ТС) либо переоборудованием ТС. Высокая инвестиционная стоимость служит препятствием для новых инвестиций, даже если срок окупаемости невелик. Эксплуатационные затраты включают расходы на техническое обслуживание (например, обслуживание и ремонт двигателей, стоимость запасных частей).

Социальный фактор

Общественное мнение включает в себя отношение, выраженное широкой общественностью, например, требование развития устойчивого транспорта.

Критерии безопасности включают риск взрыва и пожара, а также опасность для здоровья людей, работающих с топливом. Пределы воспламеняемости — это концентрации в воздухе, при которых топливо является легковоспламеняющимся. Топливо с широкими ограничениями может генерировать большой потенциальный объем легковоспламеняющейся атмосферы, и время, необходимое для разбавления топлива ниже нижнего предела воспламеняемости, может быть значительным.

Другие факторы

Другие критерии включают логистику, этику, а также политические и стратегические аспекты.

Логистические критерии включают требования, касающиеся рынка, гибкости производства и инфраструктуры. Важно, чтобы энергоноситель был доступен на данном рынке, и чтобы было достаточно сырья для производства

X X

о

го А с.

X

го т

о

2 О

м м

сч сч о сч

<е

о ш т

X

3

<

т о х

X

желаемых объемов. Если энергоноситель может быть получен из нескольких различных сырьевых материалов, это повысит гибкость.

Политический и стратегический аспект может быть связан со спецификой геополитической ситуации или с ситуацией, в которой новые рабочие места создаются за счет местного производства топлива.

Матрица сравнения

Представленные выше факторы для оценки альтернативных типов топлива позволили разработать механизм определения наиболее подходящего альтернативного топлива для двух групп участников сегмента рынка: для бизнеса (в целях определения вида топлива наиболее предпочтительного для развития технологий и инфраструктуры) и для конечного потребителя (в целях определения вида топлива наиболее оптимального для потребления). Данный механизм в дальнейшем именуется «матрица сравнения».

Для первой группы «конечные потребители» были определены следующие параметры для составления матрицы:

1. Наличие необходимого ресурса для производства топлива/топливных элементов в стране проживания;

2. Наличие в стране проживания собственных технологий производства топлива/топливных элементов;

3. Наличие в стране проживания собственного оборудования для строительства автозаправочной инфраструктуры;

4. Наличие в стране проживания возможностей по обслуживанию и ремонту автотранспортного средства;

5. Наличие в стране проживания субсидий и льгот для перехода на альтернативный вид топлива;

6. Наличие компаний, занимающихся производством топлива/топливных элементов; сбытом топлива/продажей транспортных средств на альтернативном виде топлива;

7. Наличие в стране проживания законодательства, мотивирующего переход на альтернативный вид топлива (углеродный налог, экологические стандарты к характеристикам топлива);

8. Экологические характеристики топлива;

9. Экономическая выгода от перехода на альтернативное топливо.

Способ использования «матрицы сравнения» для конечного потребителя заключается в следующем:

• Необходимо определить наличие или отсутствие параметров 1-7 в стране проживания. При положительном варианте (то есть наличии определенного параметра) рассматриваемому виду топливу начисляется 1 балл. Достижение 5-7 баллов означает целесообразность перехода на данный альтернативный вид топлива;

• Параметры 8, 9 необходимы для определения наиболее выгодного вида топлива для конечного потребителя. Определив по первым 7 параметрам оптимальные виды топлива, потребителю необходимо их сравнить, исходя из экологической и экономической составляющей использования топлива. Наиболее выгодное и экологичное станет приоритетным и приемлемым для перевода на него автотранспортного средства.

Для второй группы «бизнес» были определены следующие параметры для составления матрицы:

1. Наличие необходимого ресурса для производства топлива/топливных элементов в стране, где компания осуществляет свою деятельность;

2. Наличие в стране, где компания осуществляет свою деятельность, аналогичных передовых проектов;

3. Наличие в стране, где компания осуществляет свою деятельность, субсидий и льгот для предприятий на развитие нового сегмента топлива;

4. Возможность повышение уровня имиджа компании;

5. Экологические характеристики топлива;

6. Смежность деятельности компании с сегментом альтернативного вида топлива;

7. Рентабельность производства топлива/топливных элементов, открытия сети заправочных станций.

Способ использования «матрицы сравнения» для бизнеса заключается в следующем:

• Необходимо определить значение параметров 14 (наличие или отсутствие). При положительном варианте рассматриваемому виду топливу начисляется 1 балл. Достижение 3 баллов означает рациональность продолжения анализа сегмента альтернативного топлива.

• Параметры 5-7 необходимы для более подробного анализа целесообразности вхождения в новую рыночную нишу для компании. Вид топлива наиболее выгодный с экологической и с экономической точки зрения для компании является приоритетным.

Необходимо отметить, что на данном этапе альтернативные виды топлива находятся на примерно одном уровне развития (наличие технологий, инфраструктуры, наличие спроса и предложения на тип топлива). В связи с этим выявлена общая зависимость между действиями государства, бизнеса и конечного потребителя. Рост спроса обуславливается наличием трех факторов: уровень развития инфраструктуры заправочных станций, уровень развития обслуживающих центров и наличие возможности покупки автотранспортного средства на альтернативном виде топлива или возможностью перевода его на иной вид топлива.

Для бизнеса основополагающими факторами в целях развития нового сегмента производства и реализации альтернативного топлива является наличие активного спроса на него. Развитие инфраструктуры и обслуживающих центров представляется нерентабельным без ожидаемой прибыли. Вследствие этого необходимо отметить зависимость бизнеса и конечных потребителей от действий друг друга.

Решением указанной проблемы должны выступать действия государства, направленные на стимулирование спроса со стороны потребителей и предложения со стороны производителей. Мерами, принятыми для этого, должны выступать налоговые льготы для потребителей, использующих альтернативные виды топлива, субсидирование перевода автотранспортных средств для применения новых видов топлива; оказание поддержки бизнесу, а именно, установление нулевого налога на прибыль автозаправочных станций, субсидирование их открытия, мотивирование компаний на проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области альтернативных видов топлив, а также использование механизма государственно-частного партнерства и ужесточение требований к использованию традиционных видов топлива.

Выбор альтернативного топлива для автотранспорта в условиях мирового энергоперехода: российский аспект

В России разработаны целый ряд стратегических документов, направленных на снижение негативного воздействия от автотранспортного сектора, такие как дорожная карта развития транспортной инфраструктуры с учетом снижения вредных выбросов от сектора до 2030 года, концепция по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года, стратегия социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года, транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года и другие.

Газомоторное топливо. В России имеется оборудование отечественного производства для строительства автомобильных газозаправочных станций (АГЗС) (табл. 1) и автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) (табл. 2).

Выбор поставщиков оборудования для АГЗС для сжиженном углеводородном газе (СУГ) на российском рынке представлен достаточно широко, но при этом до сих пор остро стоит проблема переоборудования автотранспортных средств на СУГ в виду отсутствия стандартов газобаллонного оборудования и четких требований к поставщикам подобных услуг. Таблица 1

Отечественное оборудование для строительства АГЗС для СУГ

№ Наименование оборудования Российский поставщик Сайт поставщика

1 Резервуары для СУГ ГК «Газовик» https://propane-butane.ru/

2 Технологический блок ООО «Сталь-техкомплект» https://staltehkomplekt.ru/oborud ovanie-dlya-agzs/rezervuary-podzemnye-gorizontalnye/tehnologicheskiy-blok-agzs-dlya-sliva-gaza

3 Топливораздаточ-ная колонка ООО "НПК ШЕЛЬФ" https://shelf.su/products/obazs-2/

4 Система сбросных труб для паров СУГ ГК «Газовик» https://propane-butane.ru/

5 Система ограничения налива и измерения уровня СУГ в резервуарах ГК «Газовик» https://propane-butane.ru/

6 Система контроля давления сУг и азота ГК «Газовик» https://propane-butane.ru/

7 Пульт управления ТС ООО «АГЗС СТРОЙ-СЕРВИС 64» https://agzs164.ru/modulnye-agzs/

8 Азотный блок ООО Завод «ГазСинтез» https://sargs.ru/produkciya/tehno logicheskie_sistemy_agzs_i_ag nks/agzs_s_odnostennymi_naze mnymi rezervuarami.html

9 Комплект трубопроводов для жидкой и паровой фазы СУГ ООО «АЗС Сервис Восток» http://azsprim.ru

10 Система контроля герметичности резервуаров и трубопроводов ООО «РОСТ» http://azsrost.ru/sistemy_kontrol ya_rezervuarov_azs_

11 Система контроля концентрации паров СУГ ООО «Еврогалс» https://evrogals.ru/texnologiches kaya-sistema-ts-evrogals-pd.html

12 Система обнаружения пожара ООО «РОСТ» http://azsrost.ru/sistemy_kontrol ya rezervuarov azs

13 Пункт наполнения бытовых баллонов в металлическом контейнере ООО Завод «ГазСинтез» https://sargs.ru/produkciya/tehno logicheskie_sistemy_agzs_i_ag nks/agzs_s_odnostennymi_naze mnymi rezervuarami.html

14 Пульт управления с системой коммерческого учета СУГ ОАО «ПРОМПРИ-БОР» https://www.prompribor.ru/oboru dovanie-dlya-neftebaz-i-azs/45-ustanovka-dlya-izmereniya-i-ucheta-uizhge

Таблица 2

Отечественное оборудование для строительства АГНКС для КПГ

№ Наименование оборудования Российский поставщик Сайт поставщика

1 Блок входных кранов ООО «SERVISARM» https://servisarm.ru/catalog/ag nks/

2 Осушитель адсорбционный ООО "НПК ШЕЛЬФ" https://shelf.su/products/obaz s-2/

3 Панель приоритетов ООО "НПК ШЕЛЬФ" https://shelf.su/products/obaz s-2/

4 Компрессор ООО «Краснодарский компрессорный завод» https://kkzav.ru

5 Газосборник ООО "НПК ШЕЛЬФ" https://shelf.su/products/obaz s-2/

6 БАГи ООО "ЛЕНПРО-МАВТОМАТИКА" https://lenprom.spb.ru/equipm ent/oborudovanie-kpg/

7 Колонки КПГ АО «УРОМГАЗ» https://www.uromgaz.ru/catalo g/agnks/

8 АСУАГНКС АО «УРОМГАЗ» https://www.uromgaz.ru/catalo g/agnks/

Источник: составлено авторами

Выбор поставщиков оборудования для АГНКС для компримированного природного газа (КПГ) на российском рынке представлен достаточно широко, но при этом до сих пор остро стоит аналогичная СУГ проблема стандартизации требований к услугам по установке газобаллонного оборудования.

В Приложение №5 к долгосрочной программе развития производства сжиженного природного газа (СПГ) в Российской Федерации дается анализ технологий российского производства для криогенных заправочных станций (табл. 3).

Таблица 3

Оборудование для криогенных автозаправочных станций

Заправочные колонки сжиженного природного газа

Источник: составлено авторами

Ключевое направление

Насосы сжиженного природного газа (погружной)

Насосы сжиженного природного газа (консольный)

Насосы сжиженного природного газа (поршневой)

Текущий статус

Изготовление освоено одним производителем, имеется дополнительно ряд производителей, планирующих освоение, но отсутствует достаточно внутреннего спроса и недостаток финансирования, в том числе научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, не позволяет представить на рынке конкурентные решения нескольких российских производителей. При этом необходимо отметить, что основная часть комплектующих заправочной колонки экспортируется.

Российские производители отсутствуют

Производство в России отсутствуют

В России имеется единичный опыт изготовления поршневого насоса для перекачки сжиженного природного газа_

Потребность до 2035 года

1954 единицы

1303 единицы

1303 единицы

X X

о

го А с.

X

го т

о

ю

2 О

м м

сч сч

0 сч

оэ

01

о ш Ш X

3

<

m о х

X

Ключевое направление Текущий статус Потребность до 2035 года

Криогенные танк-контейнеры для СПГ Серийно выпускаются Государственной компанией «Ростех». Требуется модернизация производства для удовлетворения растущих потребностей рынка.

Изометрические резервуары хранения СПГ В России данный вид оборудования изготавливают несколько компаний. Требуется расширение линейки и оптимизация решений с целью обеспечения конкурентоспособности продукции. 2606 единиц

Модульные криогенные автозаправочные станции контейнерного типа В России имеется единичный опыт изготовления. Требуется расширение линейки и оптимизация решений с целью обеспечения конкурентоспособности продукции.

Транспортные цистерны Изготовление освоено одним производителем, имеется дополнительно ряд производителей, планирующих освоение, но отсутствие достаточного внутреннего спроса и недостаток финансирования, в том числе научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, не позволяет представить на рынке конкурентные решения нескольких российских производителей. 1285 единиц

Криогенная запорная и за-порно-регули-рующая арматура В настоящее время несколько российских компаний ведут разработку запорной и запорно-регули-рующей арматуры, однако недостаток финансирования научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ не позволяет им освоить производство широкого ряда арматуры.

Источник: [5]

Направление производства и использования СПГ является развивающейся сферой на рынке отечественных технологий, на данный момент данный сегмент представлен довольно узко. В условиях импортозамещения будут вестись активные разработки, об этом свидетельствует ряд решений на государственном уровне. Необходимо отметить, что в условиях санкций сегмент СПГ в качестве топлива для автотранспорта представляется рискованным.

Электроэнергия. Для оценки перспектив электромобилей необходимо рассмотреть и оценить наличие и развитие отечественных технологий для их производства.

Аккумуляторные батареи. Аккумуляторная батарея является критическим компонентом электромобиля, и устойчивое производство электротранспортных средств невозможно без наличия собственной технологической цепочки производства, от сырья до конечного изделия.

В марте 2021 г. ООО "РЭНЕРА" приобрело 49% акций южнокорейского производителя литий-ионных батарей Enertech International с обязательством по созданию в России производства литий-ионных ячеек и аккумуляторных батарей. Первая очередь завода должна заработать в 2025 году, а к 2030 году его мощность составит не менее 2 ГВт/ч в год.

ГК «Ростех» ведет широкий спектр разработок в сфере электрического автомобильного транспорта, ее

разработки применяются в электробусах ПАО «КАМАЗ» и электромотоциклах АО «Концерн «Калашников»».

Катодные и анодные материалы. В России разработка масштабируемых технологий производства катодных материалов ведется на базе Сколково и МГУ имени М.В. Ломоносова. Производство современных катодных материалов организовано обществом ООО "Рустор" лишь в небольших количествах и удовлетворяет часть ограниченного спроса мелких российских производителей.

Большая часть сырья, необходимого для производства катодных материалов, за исключением сульфата марганца, производится в РФ и доступна в ценовом диапазоне, сравнимом со средними ценами на китайском рынке.

Литий-ионные аккумуляторы. В основном в электромобилях используются литий-ионные аккумуляторы, которые производятся из соединений таких металлов, как литий, никель, марганец, кобальт, медь, алюминий и другие. В настоящее время две трети литий-ионных батарей в мире поставляются из Китая.

РФ обладает большими сырьевыми запасами компонентов для литий-ионных батарей для электромобилей и других накопителей энергии. Примерно 10% глобальных объемов никеля и 3% кобальта производятся ПАО «Норильский никель».

Таким образом, обеспеченность российской промышленности «батарейными» металлами, за исключением лития, позволяет решать любые амбициозные проекты по техническому перевооружению российской экономики за счет собственных ресурсов.

Водород. Первый российский водородный автомобиль отечественного бренда Аио^ презентовали на Восточном экономическом форуме в 2021 году. На данный момент автомобиль выпущен в единичном экземпляре, а его доработка и испытания продлятся до 2024 года. К этому времени автомобиль должен будет пройти сертификацию и быть запущен в серийное производство.

Таким образом, согласно анализу отечественного оборудования для производства и использования альтернативных видов топлива, всем необходимым собственным оборудованием РФ обладает только для СУГ и КПГ. Разработки в области производства, использования топлива и топливных элементов, а также строительства автозаправочной инфраструктуры для сПг, водорода и электромобилей ведутся, но пока широкое применение в условиях импортозамещения не представляется возможным.

Рассмотрим пример использования матрицы сравнения для конечного потребителя Н, проживающего в РФ и предпочитающего седаны (табл. 4).

Таблица 4

Матрица сравнения для конечного потребителя Н, пара-

№ Параметр СПГ КПГ СУГ Водород Электро энергия Био топливо

1 Наличие/отсутствие необходимого ресурса для производства топлива в стране проживания + + + + + +

2 Наличие/отсутствие в + + + + - +

№

Параметр

стране проживания собственных технологий производства топлива/топливных элементов

Наличие/отсутствие в стране проживания собственного оборудования для строительства автозаправочной инфраструктуры

Наличие/отсутствие в стране проживания возможностей по обслуживанию и ремонту автотранспортного средства

Наличие/отсутствие в стране проживания субсидий и льгот для перехода на альтернативный вид топлива

Наличие/отсутствие компаний, занимающихся производством топлива/топливных элементов; сбытом топлива/продажей транспортных средств на альтернативном виде топлива

Наличие/отсутствие в стране проживания законодательства, мотивирующего переход на альтернативный вид топлива

СПГ

КПГ

СУГ

Во-до-род

Электро энергия

Био топливо

Источник: составлено на основании таблиц 1-3

Наибольшее число положительных ответов набрали следующие виды топлива: СПГ, КПГ, СУГ. Эти виды топлива являются наиболее оптимальными для дальнейшего анализа.

Рассмотрим параметры 7 и 8. Наиболее приемлемыми для легкового автотранспорта топливами по различным исследованиям являются бензин, дизельное топливо (ДТ), СУГ, КПГ, электричество, биодизель и водород.

В виду того, что газовые баллоны для СПГ занимают больше места, чем для СУГ или КПГ, использовать СПГ становится рентабельным только на грузовых машинах, например фурах, либо на горнодобывающей технике, на которых места для его установки гораздо больше, чем на легковых.

Цены на топливо для автотранспорта в РФ представлены в таблице 5.

Таблица 5

Цены на топливо для автотранспорта в РФ_

Вид топлива

Цена

Бензин (АИ-95)

57,39

ДТ

55,04

СУГ

23,25

КПГ

20,58

СПГ

35

EV Водо-

род

Субсидии 13,28

государ-

ства -

бес-

платно на

обще-

ственных

зарядных

станциях

Источник: составлено на основании [6]

Проведем расчет экономической выгоды для конечного потребителя, у которого уже есть автотранспортное средство, но он хочет перевести его на альтернативное топливо. Переоборудовать автомобиль можно только на СУГ или КПГ. В связи сравнению подвергнутся следующие виды топлив: бензин, дизельное топливо, СУГ и КПГ.

Определим условия расчета:

1. Конечный потребитель Н использует легковое автотранспортное средство модели Toyota Land Cruiser 150 Series Restyling, 2,7 MT.

2. Автотранспортное средство он использует для поездок на работу в пределах города и обратно (25 км в день), на выходных он ездит на нем до дачи, расположенной в 100 км от города проживания.

Согласно [26] приводится следующая пропорция в расходе топлива: если расход бензина взять за 100%, то получится следующая диспозиция: дизель - 80%, пропан - 120%, метан - 100%. Это значит, что 1 л бензина эквивалентен 0,8 л ДТ, 1,2 л пропана и 1 л метана.

Рассчитаем расход топлива для выбранной модели машины на 100 км при разных типах езды (табл. 6).

Таблица 6

Вид топлива Емкость бака В городе На трасс е Смешанный

АИ-95 87 л 14,8 8,7 11,6

ДТ 87 л 11,8 6,96 9,3

КПГ 74 л 14,8 8,7 11,6

СУГ 74 л 16,3 9,6 12,8

Источник: составлено на основании [6]

Далее необходимо рассчитать затраты на топливо за месяц эксплуатации автомобиля конечным потребителем Н (табл. 7).

X X

о го А с.

X

го m

о

ю

2 О

м м

3

+

+

+

+

4

+

+

+

5

+

+

+

6

+

+

+

+

7

+

+

+

+

+

Таблица 7

Расчет затрат на разные типы топлива для автомобиля

сч сч

0 сч

<0

01

о ш Ш X

3

<

m о х

X

Параметр Бензин ДТ КПГ СУГ

Расход на ежедневный пробег, л 3,7 2,95 3,7 4,1

Затраты на ежедневный пробег, руб. 212,3 162,4 76,1 94,7

Время полной заправки, мин 5 5 5 5

Стоимость полного бака, руб. 4992,9 4788,5 1522,9 1720,5

Потребление топлива за месяц, л 147,3 117,6 147,3 162,4

Затраты на топливо за месяц, руб. 8453,5 6474,4 3031,4 3775,2

Экономия на топливе в сравнение с бензином за месяц использования ТС, руб. 1979,1 5422,1 4678,3

Вид транспортного средства Эталонная стоимость переоборудования, тыс. руб. Размер субсидии, тыс. руб.

Легковой автомо- 90 27

биль

Легкий грузовой 160 48

транспорт

Автобус (<8 м.) 210 63

Автобус (> 8 мет-р°в) 370 111

Грузовой автомо- 380 114

биль

Магистральный тя- 500 147

гач

ния (ГБО), была обнаружена проблема критически низкого количества официальных лабораторий, которые имеют право сертифицировать автомобили с ГБО;

• Рост числа неофициальных установщиков ГБО, в связи с этим риск некорректной установки, как следствие, риск угрозы безопасности.

Компонентный состав продуктов сгорания традиционных и альтернативных топлив представлен в таблице 9.

Таблица 9

Компонентный состав продуктов сгорания 1 кг нефтяных и

Источник: составлено на основании таблиц 5, 6

Экономичнее всего для потребителя обойдется использование КПГ в качестве топлива для автотранспорта. На втором месте по расходам на топливо находится СУГ, на третьем - дизельное топливо и на четвертом - бензин. Необходимо, отметить, что автомобиль Toyota Land Cruiser 150 можно приобрести только в комплектации на бензиновое или дизельное топливо. Следовательно, для перехода на газомоторное топливо необходимо оборудовать автомобиль газобаллонным оборудованием, затраты на переоборудование представлены в таблице 8.

Таблица 8

Топливо

Дизельное

Бензин

Пропан

Бутан и изо-бутан

Метан

Метанол

Этанол

Диме-тил-эфир

Мети ло-вый эфир рап-со-вого масла (РМЭ)

Водород

Состав продуктов сгорания Состав топлива, %

СО2 Н2О n2 CO2 , % H2O, % SO2 + CO2, трехатомн ые газы, % С Н

3,19 1,134 11,256 20,65 7,35 28 87 12,6

3,135 1,305 11,151 9 19,04 8,16 27,8 85 75

2,9957 1,647 12,166 17,80 9,8 27,6 81,8 18,2

3,032 1,557 12,012 18,20 9,4 27,6 82,3 18,5

2,75 2,25 13,4 14,95 12,25 27,2 82,3 18,5

1,375 1,125 5,02 18,30 14,9 33,2 37,5 12,5

1,914 1,17 6,976 19 11,65 30,65 52,0 13,0

1,914 1,17 6,976 19 11,65 30,65 52,2 13

2,82 1,08 9,72 20,7 7,93 28,6 50 0,6

0 9 26,78 0 25,15 25,15 - 99,8

Источник: [7]

Таким образом, эксплуатация автотранспортного средства на газомоторном топливе для конечного потребителя Н, безусловно, будет выгоднее, чем использование традиционного топлива. При этом необходимо учесть, что для использования газомоторного топлива потребитель Н должен потратить часть средств на переоборудование автомобиля - 63 000 руб. При условии того, что конечный потребитель Н переведет свое автотранспортное средство на КПГ, то он окупит затраты на переоборудование уже через год после эксплуатации транспортного средства.

При этом необходимо отметить ряд проблем, которые стоят перед потребителями газомоторного топлива в РФ:

• В связи с введением нового ГОСТ, регламентирующего процедуру установки газобаллонного оборудова-

Источник: [8]

Выбросы СО2 от использования метана значительно ниже, чем от дизельного топлива, бензина и пропан-бутана.

Продолжим сравнение параметров 8, 9 (табл. 10). Таблица 10

Матрица сравнения для конечного потребителя Н, пара-

№ Параметр СП Г КП Г СУ Г

8 Экологические характеристики топлива + + -

9 Экономическая выгода от перехода на альтернативное топливо - + +

Источник: составлено на основании таблиц 7, 8, 9

В виду того, что потребитель Н предпочитает легковые автомобили грузовым, экономическая выгода от использования выше у КПГ и СУГ, использование СПГ яв-

ляется наиболее предпочтительным для грузового автотранспорта. При этом, КПГ по сравнению с СУГ является наиболее экологичным, так как его использование влечет меньшее число выбросов оксида азота и диоксида углерода.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что наиболее приоритетным для потребителя Н является перевод своего автотранспортного средства на компри-мированный природный газ.

Выводы

Мировое сообщество в рамках энергоперехода предъявляет жесткие требования к различным энергоресурсам, угрожая отказом от традиционных углеводородных видов топлива. Выбор оптимального альтернативного вида топлива для автотранспорта обуславливается комплексом факторов: технических, экологических, экономических, социальных, логистических и политических.

В технологическом плане производители автомобилей улучшили их экологические характеристики: влияние на окружающую среду новых автомобилей значительно ниже, чем старых. Это связано с ужесточением требований как к топливу, так и к транспортным средствам. Но при этом наблюдается рост выбросов углекислого газа, генерируемого сектором автотранспорта, что объясняется ростом количества эксплуатируемых автомобилей в мире.

В рамках исследования был разработан алгоритм определения оптимального альтернативного топлива для бизнеса и для конечного потребителя. Алгоритм был применен к условному российскому потребителю, учитывая анализ отечественных технологий производства различных видов альтернативного топлива и сопутствующих технологическим систем, необходимых для развития сегмента рынка топлива. Для рассматриваемых условий проведен анализ экономической выгоды для конечного потребителя при переходе на использование газобаллонного оборудования.

Анализ стратегий развития транспортного сектора, специфики производства различных видов топлива, анализа спроса и предложения, текущего состояния отечественных технологий, а также использование матрицы сравнения показали, что альтернативным топливом для РФ может стать газомоторное топливо. При этом доля автомобилей на ДВС в общем числе автотранспортных средств сохранит свое преимущество в кратко- и среднесрочном периоде.

Литература

1. Энергопереход: Новый взгляд и Фактор ^vid-2019 // Дайджест Нефтегаз. - 2020 - №16 (20) - С. 8.

2. Автомобильный транспорт: факты и цифры. [Электронный ресурс]. URL: https://thepep.unece.org/sites/default/files/2021-05/eMaga-zme%20Road%20transport%20facts%20and%20fig-ures%20Russian%20version_up-dated%2017%20May%202021R.pdf

3. World energy Outlook 2021, EIA. [Электронный ресурс]. URL: https://www.iea.org/reports/world-energy-out-look-2021

4. Selma Brynolf, Environmental assessment of present and future Marine fuels. [Электронный ресурс]. URL: https://research.chalmers.se/publica-tion/196899/file/196899_Fulltext.pdf

5. Распоряжение Правительства РФ №640-р от 16 марта 2021 г.

6. Газовое топливо догоняет по цене бензин. [Электронный ресурс]. URL: https://kvnews.ru/news-feed/gazovoe-toplivo-dogonyaet-po-tsene-benzin-analitika

7. Перевод транспорта на компримированный природный газ - [Электронный ресурс]. uRL: https://minregion-ra.ru/about/info/news/1890/

8. Ведрученко, В. Р., Малахов И. И. Альтернативные виды топлива для судовых дизелей. Монография. -Омск: ФБОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта», 2012. - 172 с.

Selecting of alternative fuel for motor transport in the conditions of

global energy transition Popadko N.V., Vovkodav K.V.

Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University) JEL classification: D20, E22, E44, L10, L13, L16, L19, M20, O11, O12, Q10, Q16, R10, R38, R40, Z21, Z32_

Global climate change, the growth of unpredictable natural hazards, disasters and epidemics require the world community to take actions aimed at reducing the anthropogenic impact on the environment and significantly reducing carbon dioxide emissions, which can be implemented within the framework of the fourth world energy transition [1]. Energy resources used by road transport are one of the largest sources of greenhouse gas emissions: globally, vehicles emit about 23% of energy-related CO2 emissions, which increase global warming [2]. According to the calculations of the World Resources Institute, transport generates about 15.9% of global greenhouse gas emissions, with the most significant part of them coming from motor transport (11.9%) [3]. If measures are not taken immediately, this figure may increase to 40% by 2030. Currently, the increase in energy efficiency of vehicles is offset by an active growth in traffic volumes. In this paper, the criteria for the evaluation and selection of alternative fuels are defined. A mechanism for determining the optimal alternative fuel for business and the end user (comparison matrix) is proposed. The comparison matrix was tested in the conditions of the motor transport market of the Russian Federation. Alternative fuels of the future (for the medium and long term) for the Russian Federation have been identified. Keywords: fuel for motor vehicles, energy transition, reduction of carbon dioxide emissions, biofuels, gas engine fuel, liquefied natural gas, compressed natural gas, liquefied petroleum gas, hydrogen fuel, electric vehicles, comparison matrix. References

1. Energy transition: A new look and the Factor of Covid-2019 // Digest Neftegaz. - 2020 - No. 16 (20) - p. 8.

2. Road transport: facts and figures. [Electronic resource]. URL: https://thepep.unece.org/sites/default/files/2021-05/eMaga-zine%20Road%20transport%20facts%20and%20figures%20Rus-sian%20version_updated%2017%20May%202021R.pdf

3. World energy Outlook 2021, EIA. [Electronic resource]. URL: https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2021

4. Selma Brynolf, Environmental assessment of present and future Marine fuels. [Electronic resource]. URL: https://research.chalmers.se/publica-tion/196899/file/196899_Fulltext.pdf

5. Decree of the Government of the Russian Federation No. 640-r dated March 16, 2021.

6. Gas fuel is catching up with gasoline in price. [Electronic resource]. URL: https://kvnews.ru/news-feed/gazovoe-toplivo-dogonyaet-po-tsene-ben-zin-analitika

7. Transfer of transport to compressed natural gas - [Electronic resource]. URL: https://minregion-ra.ru/about/info/news/1890/

8. Vedruchenko, V. R., Malakhov I. I. Alternative fuels for marine diesel engines. Monograph. - Omsk: Novosibirsk State Academy of Water Transport, 2012. - 172 p.

X X

о го А с.

X

го m

о

2 О

м м