К недостаткам КПГ относится необходимость в высокопрочных резервуарах, изготовленных из прочной высококачественной стали. Это означает, что автомобилям требуется больше места для хранения топлива. Это также приводит к снижению грузоподъемности автомобиля.
Зачем транспортные компании переходят на природный газ и почему это спасет Землю
Изменение климата и ухудшение качества воздуха — одни из самых серьезных проблем, стоящих перед человечеством. Для решения этих проблем Организация Объединенных Наций сформулировала долгосрочные Цели устойчивого развития (ЦУР) до 2030 года. Эта программа включает в себя 17 целей, в том числе направленных на сохранение ресурсов планеты. Для их достижения необходимы совместные усилия правительств различных стран, общества и бизнеса. Для последних исправление общей экологической ситуации является самой большой проблемой. С другой стороны, текущая ситуация и процессы, происходящие в экономике, также предлагают компаниям огромные новые возможности для роста и стимулируют технологический прогресс и развитие новых, экологически чистых технологий. Фабрицио Чеполлина, генеральный директор CNH Industrial и IVECO в России, рассказал о преимуществах двигателей, работающих на природном газе, и объяснил, почему они будут полезны не только для компаний, но и для всей планеты.
Читать Hitech в
Для достижения глобальных целей, поставленных Организацией Объединенных Наций, независимо от технических и технологических мер, принимаемых для экологизации экономики, необходимо дальнейшее сокращение выбросов в энергетическом, транспортном, строительном и в целом промышленном секторах.
В настоящее время не существует единого решения для декарбонизации всего транспортного сектора. Лидеры в разработке экологичных, перспективных решений для транспортного сектора изучают, какие технологии смогут удовлетворить потребности различных видов транспорта. Первое очевидное решение — это использование природного газа, в который мы инвестируем уже более 30 лет. По прогнозам Международного энергетического агентства (МЭА), мировое потребление природного газа к 2022 году может достичь 4 триллионов кубометров.
Природный газ, основным компонентом которого является метан (92-98%), — ископаемое топливо, смесь углеводородных газов, которая встречается в естественных условиях под поверхностью земли и используется в качестве наиболее перспективного экологичного топлива для автомобилей. В качестве топлива используется сжатый природный газ (CNG), сжиженный природный газ (LNG) и сжиженный нефтяной газ (LPG, смесь пропана и бутана с природным газом на основе метана — Hytech). Эти три вида газообразного топлива имеют различные химические и физические свойства, поэтому в зависимости от использования того или иного вида топлива меняются технические характеристики как двигателей, так и системы инфраструктуры для производства и доставки/хранения газа.
Главное преимущество природного газа — его экологичность. Однако в современной парадигме экономического развития этого недостаточно — компаниям и бизнесу нужны реальные экономические выгоды. Природный газ является наиболее экономически выгодным решением для транспортного сектора. Поэтому следует отметить, что цена газомоторного топлива в 1,5-2 раза ниже цены бензина — по данным поставщиков, средняя отпускная цена 1 кубометра метана (который по энергетическим свойствам эквивалентен 1 литру бензина) составляет сегодня 13 рублей. Это в 2-3 раза дешевле бензина или дизельного топлива, в то время как биотопливо не расходуется в таких больших количествах и его хватает на расстояние в 1,5-2 раза большее, чем можно преодолеть на бензине или дизельном топливе. Однако между этими двумя видами газа есть разница: при одинаковой емкости бака автомобиль на КПГ может проехать почти в три раза большее расстояние, чем автомобиль на СПГ. Использование природного газа в качестве моторного топлива увеличивает срок службы двигателя в 1,5-2 раза из-за отсутствия трения между топливом и компонентами двигательной системы. В результате возникает прямая зависимость, когда устойчивое развитие бизнеса напрямую способствует повышению эффективности компании.
Среди недостатков — серьезная проблема инфраструктуры — количество заправочных станций. Сеть АГНКС (станций заправки сжатым природным газом) для автомобилей, работающих на природном газе, быстро растет в Европе, но в России этот рост не такой сильный. Также не хватает складских баз в портах, где можно было бы хранить эти виды топлива, и станций оборудования на железнодорожных линиях, которые в основном используются для региональной логистики газа. Что касается самой технологии и автомобилей на газовом топливе, то еще одной проблемой является низкий объем производства газовых автомобилей, карьерной и сельскохозяйственной техники по сравнению с бензиновыми и дизельными автомобилями, а также ограниченные возможности по переводу существующего парка на газовые автомобили.
В настоящее время природный газ используется в основном в сжатом или сжиженном виде в легковых и коммерческих автомобилях, но новаторские разработки в области производства биометана позволяют, например, превратить фермы в собственные источники энергии путем переработки отходов в биометан на месте. Существуют и другие способы получения природного газа «неестественным» путем: на свалках, из сточных вод. Существует также ряд технологий искусственного синтеза природного газа. Эти инвестиции в будущем позволят этим проблемным областям человеческой деятельности генерировать собственные доходы и стать интегрированной частью циркулярной экономики.
Благодаря собственной передовой технологии, IVECO уже интегрирует двигатели, работающие на природном газе, в свой модельный ряд тяжелых и средних грузовиков, легких грузовиков и автобусов. Двигатели, работающие на природном газе, являются доказательством надежности биотоплива, что видно на примере существующих автомобилей. Они также формируют основу для будущих разработок, например, в области безэмиссионных, чисто водородных силовых установок.
В настоящее время технологический бум поддерживается разработкой двигателей на природном газе для опытных образцов машин, которые представляются на крупных международных отраслевых мероприятиях: Прототипы машин, работающих на природном газе, включают, например, сельскохозяйственный трактор New Holland Agriculture, работающий на биометане, и концепцию колесного погрузчика tetra, работающего на метане, от строительной компании CASE.
Перспективы альтернативного топлива
Преимущества природного газа уже убедили многих операторов коммерческих автопарков по всей Европе перейти на экологически чистые двигатели. Двигатель, работающий на природном газе, гораздо эффективнее дизельного двигателя и позволяет снизить расходы на топливо до 30 процентов. Это самый важный фактор при оценке общей стоимости владения автомобилем. Кроме того, правительство Германии объявило, например, о налоговых льготах на использование автомобилей, работающих на природном газе, до конца 2026 года. В России стандарт топлива Евро-6, который был введен в Европе в 2015 году, пока не имеет обязательной юридической силы, хотя промышленное производство уже началось.
Евро 5, Евро 6 и все последующие стандарты становятся более строгими и будут более тщательно регулироваться контролирующими органами. Уже в 2020 году новым автомобилям в ЕС будет запрещено выбрасывать в атмосферу более 95 г CO2 на километр в среднем. Вполне вероятно и вполне логично, что этот допустимый предел будет еще больше снижен к 2025 году по экологическим причинам. Двигатели, работающие на метане, могут соответствовать этим ограничениям по выбросам, и не только потому, что они выбрасывают меньше CO2. Еще одним преимуществом является то, что выбросы твердых частиц у газовых двигателей ниже, чем у их бензиновых или дизельных аналогов.
С экономической точки зрения, растущая доступность биотопливных систем bioCNG и bioLNG в Европе означает, что все виды транспорта теперь могут предложить перевозки без выбросов CO2 и внести свой вклад в энергетическую независимость Европы. Природный газ ускоряет развитие циркулярной экономики, в которой устойчивая биомасса перерабатывается и превращается в чистое транспортное топливо, а именно в биометан, производимый в замкнутой системе, обеспечивающей значительное — если не полное — сокращение выбросов загрязняющих веществ.
Россия также делает успехи в этом направлении. Так, в 2018 году участники транспортно-газового рынка подписали долгосрочное соглашение о сотрудничестве по развитию рынка СПГ в России. Проекты включают, например, строительство заводов СПГ и соответствующей технологической инфраструктуры, запуск и совершенствование инновационных технологий для производства и использования СПГ на транспорте, а также продвижение экологических и экономических преимуществ технологий СПГ. Среди операторов, уже использующих автопарк, работающий на природном газе, — российский агропромышленный холдинг «Мираторг», который объявил о поставке большого количества тракторов, работающих на метане, для дальних перевозок. Такое поведение участников рынка показывает, как они оценивают экономическую эффективность этих автомобилей и их перспективы.
Сегодняшние экологические вызовы с помощью инновационных технологий приносят пользу и окружающей среде, и людям — и помогают найти компромисс с экономикой. Это также обусловлено видимым спросом: Парк метановых автомобилей в настоящее время составляет 26 миллионов единиц (в глобальном масштабе он увеличился в шесть раз за последние десять лет).
Объединение бизнеса и науки в газовом секторе может принести еще большую пользу как мировой, так и российской экономике, способствуя процветанию и устойчивому развитию планеты.
Тестовый автомобиль оснащен 2,7-литровым бензиновым двигателем ЗМЗ-4091 Заволжского моторного завода и оборудован газовым баллоном 4-го поколения (метан) с тремя металлокомпозитными баллонами емкостью 55 литров каждый. Испытания автомобиля проводились с 7 апреля по 31 мая.
Терминология
Сжатый природный газ (СПГ) и сжиженный природный газ (СПГ) различаются по своим физическим свойствам, способам транспортировки и областям применения.
КПГ продается через станции компрессии КПГ, где он осушается, сжимается в компрессоре и подается в бак автомобиля под давлением 200 атмосфер. Основными потребителями КПГ являются легковые автомобили, легкий коммерческий транспорт, пассажирские автомобили и коммунальные машины.
КПГ — это природный газ, охлажденный до температуры 162°C. При охлаждении газ переходит в жидкое состояние, уменьшая свой объем в 600 раз. КПГ транспортируется и хранится в криогенных резервуарах и продается потребителям через криогенные заправочные станции, где транспортные средства могут быть обеспечены природным газом в жидкой форме. Кроме того, существуют АЗС, на которых заправляются как КПГ, так и СПГ, либо как криогенная АЗС с регазификацией, либо как АГНКС с криогенным оборудованием.
Основными потребителями СПГ являются автомобильный, железнодорожный и морской транспорт, карьеры и сельскохозяйственная техника. Компания «Газпром газомоторное топливо» разработала и запатентовала бренд EcoGas для продажи КПГ в качестве топлива. Идентичность бренда указывает на экологическую составляющую этого продукта и отличает его от других видов топлива.
АГНКС
Рынок
Газпром является основным игроком на рынке газомоторного топлива. По данным компании, потребление природного газа в качестве топлива в России в последние годы демонстрирует устойчивую и положительную тенденцию роста. Продажи компримированного природного газа (КПГ) через сеть Группы Газпром стабильно растут на 5-8%. По итогам 2015 года объем продаж КПГ на всех АГНКС «Газпром» составил 433 млн м3.
Scania представила тягач, работающий на метане
Ожидается, что к 2017 году объем продаж КПГ на АГНКС Группы достигнет 560 млн м3 в год. Сегодня в России насчитывается в общей сложности более 270 АГНКС, из которых 213 эксплуатируются Группой. Для планомерной работы по развитию рынка газомоторного топлива была создана специализированная компания «Газпром газомоторное топливо». Компания консолидирует основные активы Группы и обеспечивает развитие новой производственной и маркетинговой инфраструктуры для продажи природного газа в качестве топлива.
В рамках инвестиционной программы «Газпром газомоторное топливо» в 2016 году заводы по производству КПГ будут построены в 21 регионе России (Санкт-Петербург, ул. Петербург, Ленинградская область, Новгород, Вологда), 35 АГНКС и будут построены четыре существующие станции, Нижний Новгород, Волгоград, Оренбург, Челябинск, Курган, Новосибирск, Шахалин, Кемерово, Томск, Омск, Киров, Республика Татарстан и Кабардино-Балкария, Краснодарский, Ставропольский, Пермский и Камчатский края).
К концу 2018 года федеральная сеть должна включать около 470 станций, что позволит создать единую федеральную сеть АЗС.
Сеть АГНКС в Москве и Московской области включает 9 станций, одна в городе и 8 в области. До конца 2018 года в Москве планируется строительство 9 АГНКС общей мощностью 124,6 млн м3 сжатого природного газа в год на улицах Зенитчиков/Дубравная, в промзоне Очаково, на Перовском проспекте, улице Подольских-Курсантов, Ижорской улице, улице Полбина, Кусковской улице, Мало-Купавинском проспекте и Походном проезде. Это может обеспечить топливом почти 7 000 автомобилей.
Сегодня Россия занимает 20-е место по количеству автомобилей, работающих на природном газе — около 110 000 автомобилей. По состоянию на конец 2015 года в России было продано 3 172 газомоторных автомобиля. Из них 3 044 автомобиля были российского происхождения. В 2015 году в России на газовое топливо было переведено 5 000 автомобилей, из которых около 1 100 были профинансированы в рамках маркетинговых программ «Газпром газомоторное топливо». Таким образом, увеличение парка газомоторных автомобилей составило около 8 000 единиц.
От теории к практике
Для демонстрации привлекательности нового топлива было разработано несколько проектов. В 2013 году был разработан КАМАЗ с газовым двигателем — специальная модель спортивного грузовика. Автомобиль принял участие в ралли «Шелковый путь» в 2013 году, завоевал серебряную медаль в Чемпионате России по ралли-рейдам в 2014 году и в международном ралли-марафоне Africa Eco Race в категории грузовиков в 2015 году, завоевал бронзовую медаль в Чемпионате России по ралли-рейдам в 2015 году и принимает участие в международном ралли-марафоне Africa Eco Race в 2016 году. На последнем соревновании команда Сергея Куприянова заняла 1-е место в категории гибридов (4-е место в категории грузовиков).
Соглашение о сотрудничестве с «Газпром газомоторное топливо» подписал и производитель грузовиков Scania. Основной целью сотрудничества является расширение спектра транспортных средств, использующих метан в качестве топлива. Стороны намерены сотрудничать в нескольких направлениях. Первоначально компании будут развивать проекты по разработке, испытанию и производству метановых транспортных средств для использования в различных отраслях: Строительство, грузоперевозки, сельское хозяйство и коммунальные услуги.
Тягач, работающий на природном газе, был продемонстрирован в рамках роуд-шоу Scania 2016 по России в честь 125-летия компании, которое началось 16 мая в официальном дилерском центре Scania ООО «Скан-Юго-Восток». Участники мероприятия также имели возможность сесть за руль этого трактора, работающего на газе.
