Що таке стислий і зріджений газ. Паливо для автомобілів. Скраплений, стиснений газ

Газоподібні вуглеводні, що добуваються з газових і газоконденсатних родовищ прийнято називати власне природним газом. Природний газ є в даний час одним з основних побутових і екологічно чистих промислових палив. Він використовується також як сировина для виробництва водню, технічного вуглецю (сажі), етану, етилену, ацетилену.

Природний газ складається головним чином з алканів, представлених, насамперед, нормальними вуглеводнями з числом атомів вуглецю від 1 до 4-х (С Г З 4) і ізобутаном.

Основним компонентом сухого природного газу є метан (93-98%), в якому співвідношення Н: С становить 33%. Решта вуглеводневі компоненти містяться в менших кількостях. Газоподібні алкани в природному газі мають температури кипіння при нормальному тиску від-162 С до 0 С.

Якщо в XX столітті основна увага в світі приділялося вивченню, розвідки, освоєння родовищ природного газу, що представляють собою звичайні (традиційні) газосодержащей скупчення вуглеводнів, то в XXI столітті економічна кон'юнктура вже вимагає звернутися до значних потенційних ресурсів природного газу, укладеним в нетрадиційних джерелах, перш всього до природних газових гідратів (ГТ). ГГ є досить суттєвим і до сих пір мало що розробляються джерелом природного газу на Землі. Вони можуть скласти реальну конкуренцію традиційним родовищ в силу величезних ресурсів, широкого поширення, неглибокого залягання і концентрованого стану газу (один кубометр природного метан-гідрату в твердому стані містить близько 164 м метану в газовій фазі і 0,87 м води).

З часу виявлення перших покладів природних газових гідратів пройшло трохи років. Пріоритет у відкритті їх належить російським вченим. У березні 2000 р російсько-бельгійська експедиція виявила унікальне родовище газових гідратів в прісноводних придонних відкладеннях озера Байкал, на глибині декількох сотень метрів від поверхні води. Вперше з дна озера вдалося дістати великі кристали газогідратів, розміром до 7 см.

Дослідженнями, проведеними в різних регіонахсвіту, встановлено, що близько 98% ресурсів ГТ знаходиться в акваторіях світового океану (у узбереж Північної, Центральної та Південної Америки, Японії, Норвегії та Африки, а також в Каспійському і Чорному морях) на глибинах води понад 200-700 м, і тільки 2% - в приполярних частинах материків. За середньозваженими оцінками ресурси газогідратних покладів складають близько 21000 млрд м 3. При сучасному рівні споживання енергії, навіть при використанні тільки 10% ресурсів газогідратів, світ буде забезпечений високоякісною сировиною для екологічно чистої вироблення енергії на 200 ліг.

На думку Світового ради з енергії, до 2020 року природний газ подається як саме технологічно підготовлене паливо для двигунів внутрішнього згоряння і з точки зору підготовки автомобіля, що вимагає мінімальних витрат на переобладнання автомобіля з рідкого палива на газоподібне, і з точки зору запасів природного газу.

І газові, і бензинові автомобілі викидають в атмосферу приблизно однакову кількість вуглеводнів, В той же час для здоров'я людини небезпечні не самі вуглеводні, а продукти їх окислення. Двигун, що працює на бензині, викидає масу різних вуглеводнів, а газовий двигун - метан, який з усіх граничних вуглеводнів найбільш стійкий до окислення. Тому вуглеводневий викид газового автомобіля менш небезпечний.

За запасами природного газу (в основному метану) і його видобутку Росія знаходиться на першому місці в світі.

Частка природного газу в паливно-енергетичному балансі світу досить скромна - 23%. І темпи зростання газової промисловості в більшості країн світу також невисокі. Виняток становлять такі країни, як Росія, Нідерланди, Норвегія і ряд інших, в яких, можна вважати, що на зміну "епосі нафти" прийшла "епоха природного газу" або "епоха метану".

При використанні газу в карбюраторних двигунах 1 м 3 його для вантажних автомобілів, в середньому, замінює 1 л, а для легкових автомобілів-1,2 л бензину.

Застосування КПГ на автомобільному транспортіможе забезпечити створення автомобілів потужністю на 30-40% вище, ніж сучасні автомобілі, що працюють на бензині, з ефективним ККД до 38-40% при одночасному збільшенні терміну служби двигуна в 1,5 рази і термінів зміни масла в два рази.

Головний недолік природного газу як моторного палива полягає перш за все в меншій (в 1000 разів) об'ємної його енергощільність в порівнянні з рідкими нафтовими паливами - 0,034 МДж / л для природного газу, 31,3 і 35,6 МДж / л для бензину і дизельного палива .

Природний газ сам по собі дуже громіздке паливо, оскільки його щільність в шістсот разів нижче щільності бензину. Для зберігання його в компримованому стані доводиться використовувати спеціальні досить важкі балони. Масивні газові балони, що встановлюються на автомобілі збільшують його масу і знижують вантажопідйомність. Стиснутий газ зберігається в основному в металевих балонах. оптимальна висока ступінь стиснення двигунів газових автомобілів не встановлюється через необхідність зберігати можливість швидкого переходу на бензин, що призводить до зниження потужності двигуна (до 20%), внаслідок якого на 5-6% зменшується максимальна швидкість, утрудняється пуск двигуна в холодну пору року (нижче 0 ° С), що пояснюється більш високою температурою займання і самозаймання природного, тому в схемі живлення передбачені підігрівачі газового палива; при відсутності підігріву можливий пуск двигуна на нафтовому паливі з подальшим переведенням на газове після прогріву двигуна; ускладнюється конструкція паливної системи, збільшується її маса і на 3-10% збільшується обсяг і вартість технічного обслуговування і ремонту;

За правилами техніки безпеки газ необхідно спрацювати, перед тим як ставити автомобіль на стоянку і тим більше в гараж. А на початку робочого дня необхідно на рідкому паливі їхати заправлятися на спеціалізовану газозаправну станцію, що дуже незручно.

Каталітичні нейтралізатори відпрацьованих газів автомобіля, призначені для бензину, неефективні для зниження вмісту окіслouов азоту і метану при роботі на природному газі. Необхідно удосконалення двигунів і каталітичних нейтралізаторів. З точки зору охорони навколишнього середовища газовий двигун з регульованим триступінчатим каталітичним нейтралізатором міг би бути найбільш перспективним рішенням для досягнення скорочення емісії всіх забруднюючих речовин більш ніж на 90%.

Використання природного газу в дизельних двигунах ускладнюється через його порівняно високої температурисамозаймання і відповідно низького цетанового числа. Щоб подолати це утруднення, використовують так звану двопаливного систему - невелика кількість дизельного палива впорскується в камеру згоряння в якості запального заряду, а потім подається стиснений природний газ. Іноді доводиться встановлювати систему іскрового запалювання. Дизельні двигуни, що працюють на природному газі, широко застосовують в самій газовій промисловості в поршневих газоперекачувальних агрегатах і мо-торо-генераторах з іскровим і форкамерно-факельним запалюванням.

Треба зауважити, що газове паливо - єдиний вид альтернативного палива, для якого в Росії в основному вирішені технічні та екологічні проблеми використання, хоча певні складнощі викликає ломка психології споживача, з упередженням ставиться до незвичного паливу.

Використання КПГ в авіації дозволяє кардинально змінити екологічні характеристики вихлопних газів, ліквідувати дефіцит на багато десятиліть в авіаційних тбплівах і істотно знизити витрати на паливо.

Аналіз перспектив використання природного газу на судах показав, що цей вид енергоносія може бути рекомендований до застосування тільки на судах самостійного санаторно-курортного.

1.1.2 Метансодержащіе гази вугільних пластів і підземної гідросфери

Практичне застосування знайшов шахтний метан, що добувається з вугільних порід. Останнім часом його цілком виразно відносять до числа альтернативних видів автомобільних палив. Його кількість можна порівняти з ресурсами кам'яного вугілля (104 млрд т).

Хоча в світі добувають трохи шахтного метану, але він вже отримав застосування. До 1990 року в США, Італії, Німеччини та Великобританії на шахтному метані працювали понад 90 тис. Автомобілів. У Великобританії, наприклад, він широко використовується в якості моторного палива для рейсових автобусів у вугільних регіонах країни. Вміст метану в шахтному газі коливається від 1 до 98%. Як моторне паливо найбільший інтерес представляє собою газ, який отримують із вугільних пластів, поза зонами впливу гірничих робіт, за технологіями вуглегазових промислу. Сутність такого промислу полягає в добуванні газу свердловинами, пробурених з поверхні, із застосуванням методів стимулювання газоотдачи, при цьому шахтний газ має в своєму складі 95-98% метану, 3-5% азоту і 1-3% діоксиду вуглецю.

У Росії шахтний метан як вид енергетичного палива і хімічної сировини, привертає увагу з позицій потенційних запасів, які визначені до теперішнього часу.

Слід зазначити, що зміст горючих газів у вугільних пластах залежить від глибини відпрацювання запасів і зростає в міру її збільшення. Це призводить до зростання інтенсивності та обсягів виділення газів в гірничі виробки.

В даний час в Росії шахтний метан, що міститься у вугільних пластах і оточуючих їх породах, витягується на поверхню вакуумнасоснимі станціями через спеціально пробурені свердловини, а з шахтного простору викидається в атмосферу через вентиляційну систему.

У всіх випадках використання метаноповітряної суміші в якості енергетичного палива визначається її складом, тобто співвідношенням в ній метану як такого і повітря. Процентне співвідношення цих компонентів зумовлює енергетичну цінність метано-повітряної суміші і можливість її використання, особливо в частині вибухонебезпечності при спалюванні.

Практика підтвердила, що метаноповітряна суміш з вмістом метану в межах від 2,5 до 30% за існуючою класифікацією відноситься до некондиційної і є вибухонебезпечною при спалюванні, а суміші, що містять чистого метану менше 2,5 і понад 30%, є безпечними при спалюванні в енергетичних установках. Обидві суміші безумовно є потенційними джерелами енергетичного палива.

технічне використаннянекондиційної метано-повітряної суміші полягає в доведенні змісту чистого метану до кондиційних рівнів (понад 30% і менше 2,5%). Це може бути здійснено, по-перше, за рахунок поліпшення систем дегазації, що дозволяють підтримувати вміст метану в суміші понад 30%. Але реалізація цього шляху, судячи за часткою некондиційного шахтного метану в загальній структурі виходу метану, має певні труднощі. Другий шлях -підвищення концентрації метану за рахунок додавання в суміш природного газу. Третій напрям - зниження концентрації метану до нижньої межі вибухонебезпечності за рахунок розведення суміші повітрям -є найбільш простим для практичного здійснення.

В даний час в Росії найкращі успіхи в дегазації та використання шахтного метану досягнуті в Воркутинском басейні, де він застосовується в котельних, вогненних калорифери і сушарках. Сучасні технологіїдозволяють ефективно видобувати метан при неглибокому заляганні вугільних пластів великої потужності і високої газонасиченості, там, де можливе застосування методів інтенсифікації приток газу до вибою. Лише поодинокі углегазонос-ні регіони світу відповідають цим умовам, тому, незважаючи на високі ресурси метану вугільних пластів, реальний видобуток газу в найближчі роки навряд чи перевищить 5-10% загальної газовидобутку.

водорастворенних адисперговані гази підземної гідросфери(До глибин 4500 м) поширені майже повсюдно в земній корі. Загальні ресурси газу в підземних водахдо глибин 4500 м, за оцінками ВНИГРИ, досягають 10000 млрд м \ а до глибин, в середньому, що не перевищують 10 км,

Підземна гідросфера Землі в силу високої розчинності в ній вуглеводневих та інших газових компонентів в геологічному часу перебуває в стані перманентного, місцями прогресуючого газонасичення переважно вуглеводнями, наслідком якого неминуче є утворення зон граничного газонасичення. Вивчення таких зон, достовірно Встановлених в даний час в межах молодих платформ, а також існували на древніх етапах розвитку ряду регіонів, дозволяє розкрити характер геохімічних зв'язків між покладами вуглеводнів і газонасичених підземними водами.

тогом наукових досліджень в галузі нафтогазової гідрогеології є встановлення загальної закономірності, згідно з якою промислові поклади газу, а можливо і нафти," є наслідком глобального процесу газонасичення підземної гідросфери.

Наведена схемагіческсая модель досить близько відповідає природним умовам наступних конкретних газоносних провінцій і газоносних районів.

біогаз

Про газоподібних паливах з місцевих ресурсів раніше в Росії ніхто серйозно не замислювався. Країна, що володіє великими запасами нафти і газу, могла собі це дозволити. У країнах же, які не мають природних багатств, вже з середини 1980-х були поставлені на облік і запущені у виробництво всі потенційні місцеві джерела альтернативних моторних палив. До числа їх відносяться перш за все різні види біомас рослинного і тваринного походження.

Біогаз - це суміш метану і вуглекислого газу, що утворюється при метановому сбраживании різних біомас. Метанове бродіння - результат природного біоценозу анаеробних бактерій - протікає при температурах від 10 до 55 ° С в трьох діапазонах: 10 ... 25 ° С - психрофільні; 25 .40 ° С - мезофильное; 52 ... 55 ° С - термофільне. Вологість системи складає від 8 до 99 %, оптимальне значення - 92 - 93%. Вміст метану в біогазі варіюється в залежності від хімічного складусировини і може становити 50-90%.

Біогаз, з точки зору промислового виробництваі застосування в двигунах транспортних засобів, Становить серйозний практичний інтерес для Росії. У нашій країні щорічно накопичується до 300 млн. Т (по сухій речовині) органічних відходів: 250 млн т в сільськогосподарському виробництві, 50 млн т у вигляді ТПВ. Ці відходи є прекрасною сировиною для виробництва біогазу. Потенційний обсяг щорічно одержуваного біогазу може скласти 90 млрд м 3, тобто 40 млн т нафтового еквівалента на суму 20 млрд євро. Загальна потенційна вартість виробленого обсягу біотоілів (сингаза і біогаз) може скласти 35 млрд євро на рік.

Зброджування відходів найкраще проводити в метантенках - металевих або залізобетонних резервуарах з підігрівом і перемішуванням.

Для виробництва біогазу з твердих побутових відходів (ТПВ) їх спочатку подрібнюють, а потім в метантенке перемішують з каналізаційним осадом з відстійників очисних споруд. У своєму складі гази мають до 50% метану, 25% двоокису вуглецю, до 2% водню і азоту. Ця технологія досить широко використовується за кордоном - в США, Німеччині, Японії, Швеції.

Біогаз є одним з найбільш перспективних видів моторних палив, вироблених з місцевої сировини, з точки зору промислового виробництва і застосування в двигунах транспортних засобів. За короткий термін в багатьох країнах світу була створена ціла індустрія з виробництва біогазу.

Значна частина виробленого біогазу йде на отримання електроенергії.

Серед промислово розвинених країн провідне місце -в виробництві та використанні біогазу належить Данії

Як показує практика, вихід каналізаційних газів зі станції переробки, що живиться каналізаційною мережею, яка обслуговує населений пункт з чисельністю жителів 100 тис. Чоловік, досягає в добу понад 2500 м 3, що еквівалентно 2000 л "бензину.

До виробництва біогазу відноситься також отримання лендфіллгаза, або біогазу зі сміття зі звалищ. В даний час в багатьох країнах створюються спеціальні облаштовані сховища для твердих побутових відходів з метою вилучення з них біогазу для виробництва електричної та теплової енергії. Значні обсяги сировини для бродіння є в сільському господарстві.

Біогазові технології ефективні в будь-якому кліматичному регіоні величезної Росії. Таким способом вже виробляються газоподібне паливо і високоефективні органічні добрива, так необхідні сучасному російському сільському господарству

Однак створення двигунів автотранспортних засобів, які працюють на газі з низькою теплотою згоряння, як у біогазу, представляє певні труднощі. Тому доцільніше використовувати не біогаз, а одержуваний з нього биометан. Для цього з біогазу видаляють С0 2 і інші домішки. Одержуваний газ (биометан), містить 90-97% CH4 і має теплоту згоряння 35-40 МДж / м 3. Очищення біогазу від двоокису вуглецю може проводитися різними способами. Найбільш поширені: промивка газів рідкими поглиначами (наприклад, водою), виморожування, адсорбція при низьких температурах.

Біометан, як і інші газові палива, має низьку об'ємну концентрацію енергії.

зріджені гази

Схожа інформація.

Але нафтової криза 1973 року оновив інтерес до газу в автомобільній промисловості.

Характеристики

експлуатаційні властивості

Метанове паливо має більш високе октанове число і питому теплоту згоряння ніж нафтове паливо або зріджені вуглеводневі гази і не змінює фізико-хімічні властивості при низьких температурах. Октанове число компримованого природного газу знаходиться в діапазоні 110-125 і при згорянні виробляє 48500 кДж / кг, бензин - 76-98 і 44000 кДж / кг, пропан-бутан - 102-112 і 46000 кДж / кг. Однак КПГ поступається бензину і пропан-бутану в теплоті згоряння стехиометрической суміші, і забезпечує на 6-8% меншу продуктивність в двигунах, розрахованих на 2 види палива.

Транспортні засоби, що використовують стиснений природний газ, мають менші експлуатаційні витрати. Вартість 100 кілометрів пробігу легкових автомобілів, вантажівок і автобусів на КПГ в 1,5-2,5 рази нижче аналогічного показника для транспорту на бензині, дизельному паливі або ЗВГ. Метан не утворює нагар на поршнях, клапанах і свічках запалювання, не змиває масляну плівку зі стінок циліндрів, які не розріджує масло в картері, завдяки чому міжремонтний пробіг автомобіля збільшується в 1,5 рази, термін служби моторного масла, свічок і циліндропоршневої групи - в 1 , 5-2 рази. Зменшення навантаження на двигун також забезпечує зниження шуму його роботи на 7-9 децибел.

Безпека

Устаткування для компримованого природного газу має багаторазовий запас міцності. Балони проходять випробування на руйнування при падінні з висоти, попаданні з вогнепальної зброї, впливу відкритого полум'я, Екстремальних температур і агресивних середовищ, а також розміщуються в статистично рідше піддаються деформації частинах автомобіля: за оцінкою BMW, ймовірність значного пошкодження цих частин корпусу знаходиться в діапазоні 1-5%. За статистикою Американська газова асоціація зібрала статистику на основі експлуатації 2400 автомобілів на газовому паливі з сукупним пробігом 280 млн км в 1990-х - 2000-х роках. Дані показали, що в 180 з 1360 зіткнень удар припадав в зону розташування балонів, але жоден з них не був пошкоджений, і в 5 випадках було зафіксовано займання бензину.

екологічність

Стиснений природний газ відноситься до найбільш екологічним видам палива і відповідає стандарту «Євро-5» / «Євро-6». Викиди вуглекислого газу при використанні КПГ складають 0,1 грама на кілометр. Автомобілі на КПГ викидають в атмосферу в 2 рази менше оксидів азоту, в 10 разів менше чадного газу і в 3 рази менше за інших оксидів вуглецю, ніж автомобілі з бензиновими двигунами. При згорянні природного газу не утворюється сажа, відсутні викиди свинцю і сірки. В цілому використання КПГ забезпечує в 9 разів меншу задимленість навколишнього повітря.

стандартизація

Якість КПГ регулюється наступними національними стандартами:

• ГОСТ 27577-2000 «Газ природний паливний компримированні для двигунів внутрішнього згоряння. ТУ »(стандарт РФ);
• J1616 +1994 «Surface vehicle recommended practice - recommended practice for compressed natural gas vehicle fuel» (стандарт США, розроблений SAE (суспільством автомобільних інженерів));
• SAE J1616 (стандарт США);
• CARB (специфікація на КПГ, США, Каліфорнія);
• DIN 51624 «Automotive fuels Natural Gas - requirements and test procedures» (стандарт Німеччини);
• Legge 14 Novembre 1995 року № 481. «Disposizioni generali in tema di qualita del gas natural» (стандарт Італії, який встановлює норми на мережевий природний газ, який використовується для виробництва КПГ);
• Regulation of the Polish Ministry of Economy on the quality requirements for compressed natural gas (CNG) (стандарт Польщі);
• GB 18047-2000 «Compressed natural gas as vehicle fuel» (стандарт Китаю);
• SS 15 54 38 «Motor fuels. - Biogas as fuel for high-speed otto engines »(стандарт на компримированні биометан, що застосовується в якості моторного палива (типи A і B); розроблений Шведським інститутом стандартизації, прийнятий 15.09.1999 р і є загальновизнаним в європейських країнах);
• PCD 3 (2370) C «Compressed natural gas (CNG) for automotive purposes. Specification »(стандарт Індії);
• PNS 2029: 2003 "Natural gas for use as a compressed fuel for vehicles - Specification» (стандарт Філіппін);
• 10K / 34 / DDJM / 1993 (decree of Oil and Gas Director General, dated February 1, 1993) (стандарт Індонезії).

Технології переробки і використання природного газу, відбиті в національних стандартах, узагальнені в міжнародному стандарті ISO 15403 «Natural gas for use as a compressed fuel for vehicles». Його перша частина встановлює вимоги до показників природного газу, що забезпечують безпечну і безвідмовну роботу газонаповнювального обладнання та устаткування транспортного засобу, друга частина встановлює вимоги до кількісних значень параметрів, що нормують якість природного газу як транспортного палива.

Використання

Автомобілі

Двигуни газових автомобілів класифікуються за кількістю видів палива, використання яких передбачено конструкцією. Газові (моно-паливні, англ. Dedicated, monovalent) двигуни спроектовані безпосередньо для роботи на природному газі, що забезпечує найбільшу ефективність. Як правило, автомобілі з газовими двигунами не обладнані бензиновим баком, але іноді підтримують використання бензину в якості резервного палива. Бензиново-газові (двопаливними, англ. Bi-fuel, bivalent) двигуни дозволяють використовувати як газ, так і бензин. Велика частина бензиново-газових автомобілів - машини, переобладнані поза заводу-виготовлювача. Газо-дизельні (англ. Dual-fuel) двигуни на низьких оборотах споживається більше дизеля, на високих - більше газу. Газові і бензиново-газові двигуни найбільш поширені на легковому і легкому вантажному транспорті, газо-дизельні - на важких вантажівках.

Серійні автомобілі, що працюють на компримованому природному газі, випускаються багатьма автомобільними концернами, включаючи Audi, BMW, Cadillac, Ford, Mercedes-Benz, Chrysler, Honda, Kia, Toyota, Volkswagen. Зокрема в сегменті легкових і легких вантажних автомобілів на ринку представлені Fiat Doblò 1.4 CNG, Fiat Qubo 1.4 Natural Power, Ford C-Max 2.0 CNG, Mercedes-Benz B 180 NGT, Mercedes-Benz E200 NGT, Mercedes-Benz Sprinter NGT, Opel Combo Tour 1.4 Turbo CNG, Opel Zafira 1.6 CNG Ecoflex, Volkswagen Caddy 2.0 Ecofuel і Life 2.0 Ecofuel, Volkswagen Passat 1.4 TSI Ecofuel, Volkswagen Touran 1.4 TSI Ecofuel, Volkswagen Transporter Caravelle 2.0 Bensin / Gas, Volvo V70 2.5FT Summum і інші моделі. Великий вантажний і пасажирський транспорт, який працює на КПГ, випускають Iveco, Scania, Volvo та інші компанії. Основні російські виробники Газомоторні техніки - «Група ГАЗ», КамАЗ і Volgabus. Всього на російському ринку представлено близько 150 моделей газобалонної техніки, включаючи сідельні тягачі КамАЗ, середньотоннажний «ГАЗон Next CNG», малотоннажні «ГАЗель Next CNG» і «ГАЗель-Бізнес CNG», легкові Lada Vesta, Lada Largus, модифікації «УАЗ Патріот» і інші.

Уряди багатьох країн вдаються до організаційних, нормативних і фінансовим заходами стимулювання для популяризації газового палива. У числі популярних організаційних заходів - заборона на використання дизельного палива на автомобілях малої і середньої вантажопідйомності або пасажиромісткості, в межах міст та природоохоронних зон (Пакистан, Іран, Південна Корея, Бразилія), заборона на використання нафтових видів палива на громадському і комунальному транспорті (Франція ), пріоритетний доступ компаній-споживачів газового палива до муніципального замовлення (Іран, Італія). Нормативні заходи, головним чином, зачіпають проектування і будівництво АГНКС і включають заборони на будівництво заправних станцій без блоку заправки природним газом (Італія) або послаблення при будівництві АГНКС в межах міської забудови (Туреччина, Австрія, Південна Корея). Фінансове стимулювання включає одноразові виплати на переобладнання або придбання нового автотранспорту на КПГ (Італія, Німеччина), субсидовані кредити на переобладнання (Пакистан), звільнення автовласників від платежів за парковку (Швеція), безмитне ввезення імпортного газобалонного обладнання (країни Європейського Союзу, Іран), відмова від цінової прив'язки газового палива до нафтового (ЄС).

Водний транспорт

Стиснений природний газ менш поширений в якості палива для внутрішнього і морського судноплавства ніж більш зручний для транспортування і зберігання зріджений природний газ, однак має застосування в двопаливного рухових установках. Газ використовується в якості судноплавного палива на туристичних судах в США (наприклад, паром Elizabeth River I місткістю 149 осіб) та Росії ( «Москва» і «Нева-1»), Нідерландах (Mondriaan і Escher, спущені на воду в 1994 році, Rembrandt і Van Gogh - 2000 року). Також на 2011 рік в Амстердамі були на ходу 11 барж на КПГ. У Канаді і Норвегії КПГ використовується в суміші з дизельним паливом в силових установках морських суховантажних суден і пасажирських поромах. Приклади судів на КПГ включають спущене на воду в Аделаїді, Австралія в кінці 1980-х років судно для перевезення вапняку M.V. Accolade II, а також пороми M.V. Klatawa і M.V. Kulleet 1985 року побудови, які забезпечували перевезення пасажирів і автомобілів через річку Фрейзер поблизу Ванкувера протягом 15 років. У 2008 році сінгапурська компанія Jenosh Group спустила на воду контейнеровоз, газові балони якого занурюються в стандартні 20-футові контейнери. У 2009-2010 роках китайська верф Wuhu Daijang побудувала 12 таких судів для експлуатації в Таїланді і отримала замовлення ще на 12 кораблів, а Jenosh Group зайнялася розробкою контейнеровоза з запасом ходу 1500 морських миль, орієнтованого на замовників з Індії, Пакистану, Індонезії і В'єтнаму.

авіація

Компримированні газ не набув поширення в якості авіаційного палива. У 1988 році конструкторське бюро «Туполєв» підняло в повітря експериментальний Ту-155 на КПГ, який використовувався для випробувань газового палива: менша маса газу могла забезпечити літаку велику корисне навантаження. Компримированні газ має потенціал для малої авіації, що має порівняно низьку витрату палива. Наприклад, в 2014 році компанія Aviat Aircraft випустила двомісний Aviat Husky - перший серійний двохпаливний літак.

Залізничний транспорт

Екологічна безпека та економічна доцільність використання компримованого природного газу сприяють його використанню на інших видах транспорту, включаючи залізничний. У 2005 році перший у світі потяг з силовою установкою на компримованому газі почав роботу в центральному регіоні Перу. У січні 2015 року міністр шляхів сполучення Індії урочисто відкрив рух поїзда, що приводиться в рух руховою установкою на суміші дизельного палива і КПГ, на лінії між містами Реварі і Рохтак в штаті Харьяна. Також в січні 2015 року потяг з газовим двигуном вийшов на лінію між чеськими містами Опава і Глучин.

поширеність

Найбільшим макрорегіону за кількістю автомобілів на КПГ є Азія. Там сконцентровані ~ 15 з ~ 24,5 млн машин. Ще близько 5 млн припадає на країни Латинської Америки. В Європі КПГ використовується в 2 млн авто. На країни Африки і Північної Америки припадає в сумі ще близько 370 тисяч машин.

Африка

видання NGV Africaв листопаді 2014 року приводило дані, згідно з якими в Африці було близько 213 тисяч автомобілів на КПГ і 200 заправних станцій. У період з 2012 до 2016 року парк газових автомобілів в Африці зріс лише на 3%. Де-факто єдиний розвинений ринок - Єгипет, де інфраструктуру стали розвивати з середини 1990-х і де до вересня 2014 року був майже 208 тисяч газобалонних машин (трохи менше 3% всього автопарку країни) і 181 заправка.

В інших країнах на континенті - Нігерії, ПАР, Мозамбіку, Алжирі, Танзанії і Тунісі - впровадження КПГ носить точковий характер і в основному зачіпає автобуси. У Нігерії в 2010-і запущена державна програма вартістю 100 млн американських доларів з будівництва газозаправної інфраструктури, яка повинна в перспективі збільшити парк газових машин до декількох десятків тисяч. Поширенню КПГ в Африці, в тому числі в Єгипті, заважає висока вартістьпереобладнання автомобілів і будівництва заправок, так як все необхідне обладнанняімпортується.

Океанія

Кількість автомобілів на КПГ в Океанії вкрай мало. У Новій Зеландії на тлі нафтових криз 1970-х і початку 1980-х під КПГ було переобладнано 120 тисяч автомобілів або 11% всього автопарку. Зі скасуванням в 1986 році державних субсидій на переобладнання машин і на тлі впали цін на нафту поступово автопарк на КПГ став скорочуватися, і до 2016 року число газових машин знизилося до 65 штук.

Північна Америка

У період з 2012 до 2016 року парк газових автомобілів в Північній Америці виріс на 26%. Таке зростання пояснюється багато в чому ефектом низької бази - в Північній Америці автомобілів на КПГ менше, ніж в Африці, - всього близько 180 тисяч машин.

Канада

У Канаді завдяки запущеним в 1980-х федеральним і провінційним програмам по дослідженню газу як палива і його впровадження в автомобільний транспорт число машин, що працюють на КПГ, до середини 1990-х зросла до 35 тисяч. Газ широко застосовувався в якості палива в рейсових автобусах. Після падіння цін на нафту програми по підтримці газу згорнули. Надалі на тлі обмеженої пропозиції від виробників машин, готових до використання КПГ, і постійно стискується інфраструктури (з 1997 по 2016 рік кількість заправних станцій впало з 134 до 47) парк газових автомобілів скоротився до 12 тисяч одиниць.

США

Як і в Канаді, США з початку 1980-х впроваджували програми із заміщення газом дорогого нафтового палива. Число КПГ-автомобілів досягло піку в 2004 році (121 тисячу) і перестало рости. Тільки в 2010-і почалося зростання, викликаний як екологічними ініціативами таких штатів, як Каліфорнія, а також різким падінням цін на газ в результаті сланцевої революції. На 2016 рік в США налічувалося 160 тисяч газових автомобілів і 1750 заправок. Найбільша щільність мережі заправок на 2013 рік була в Південній Каліфорнії. Станом на 2016 рік багато приватних компаній і влади ряду штатів оголосили про плани будівництва мережі заправок.

за низькими цінамина газ пішов попит з боку комерційних компаній. Американські виробники автокомпонентів стали пропонувати нове обладнання для вантажного та автобусного транспорту. Працюючі на КПГ шкільні автобуси представили компанії Thomas Built Buses і Freightliner Custom Chassis Corporation. Попит на нові розробки був підтриманий Міністерством транспорту США, яке оголосило про виділення гранту в розмірі 211 млн доларів на ремонт і оновлення шкільних і рейсових автобусів в 41 штаті. Частина підтриманих проектів має на увазі заміну старих дизельних автобусів новими, які працюють на стиснутому природному газі. У 2016 році транспортні компанії FedEx і United Parcel Service розширювали парк газових автомобілів та одночасно будували для себе власні мережі КПГ-заправок.

Поширенню КПГ на масовому ринку заважало обмежена пропозиція машин. Фактично єдиним серійним автомобілем, пристосованим під використання КПГ, був Honda Civic. У 2012 році вийшов працює на КПГ Ram 2500 компанії Chrysler. У 2014 модельному році Ford представив Бітоплівний пікап F-150, а в 2015 році вийшов його Бітоплівний конкурент Chevrolet Silverado.

Латинська Америка

Латинська Америка - другий ринок за розміром після Азії. На 2016 рік налічувалося близько 5,5 млн машин на КПГ. Країною з найбільшою проникненням КПГ в якості автомобільного палива в Південній Америці є Болівія: на 2016 рік на КПГ їздили 360 тисяч автомобілів, тобто майже всього 30% автотранспорту. При цьому це показник для громадського транспорту був ще вище - 80%. Однією з причин високого проникнення КПГ стало те, що конфедерація водіїв домоглася фінансування програми переобладнання автотранспорту на КПГ по лінії державного бюджету з податків і зборів з продажу природного газу без додаткових виплат з боку водіїв.

За даними на 2016 рік, за абсолютною кількістю автомобілів на КПГ Болівію випереджає Колумбія, де їх налічувалося 543 тисячі, а також Аргентина і Бразилія з 2,295 млн і 1,781 млн машин на КПГ відповідно. Широкому поширенню КПГ в Аргентині посприяла політика президента Рауля Альфонсіна, що проводиться в 1980-е з метою замістити дорожчало нафтове паливо. У Бразилії КПГ в якості палива для легкового транспорту вперше був використаний в 1996 році, а до того в країні широко були поширені автомобілі, що працюють на біоетанолі, який отримують із цукрової тростини. Завдяки ряду державних програм число автомобілів, що працюють на КПГ, досягло мільйона вже через 9 років.

Європа

Європейський газовий ринок є третім за величиною в світі, поступаючись Азії і Латинській Америці. За даними на 2016 рік, в Європі було понад 2,187 млн ​​автомобілів, що використовують газ, - це число виросло за попередні чотири роки на 25%. Загальна кількість заправних станцій досягло 4608 штук.

ЄС і ЄАВТ

В Європейському Союзі діє директива Європейського парламенту і Європейської Ради 2014/94 / EU про розгортання інфраструктури альтернативного палива від 22 жовтня 2014 року. Директива вимагає від держав-членів ЄС прийняти національні рамкові програми для розвитку ринку альтернативного палива та встановлює нормативи по необхідній кількості заправок з альтернативним паливом з розрахунку кількості населення і віддаленості заправок один від одного, передбачає застосування загальних для країн ЄС стандартів для заправних станцій і станцій зарядки електромобілів, встановлює спосіб доведення до споживачів інформації про альтернативне паливо, включаючи методологію зрозумілого і чіткого порівняння цін на паливо. Директива встановлює такі строки розвитку інфраструктури КПГ на території ЄС: створення достатньої інфраструктури в міських і щільно населених зонах до кінця 2020 року, створення мережі заправок КПГ уздовж коридорів TEN-T (Англ.)рос.до кінця 2025 року.

Росія

До жовтня 2016 року в Росії зареєстровано понад 145 тисяч машин, що використовують КПГ.

В основному природний газ в Росії реалізується на автомобільних газонаповнювальних компресорних станціях (АГНКС), газ на які надходить безпосередньо по газопроводах. Подібне рішення успадковано від Радянського Союзу, в якому програма розвитку газового транспорту почалася в 1980-х роках. Програма розроблялася на перспективу, оскільки СРСР не відчував дефіциту нафтопродуктів. Рішення про створення в країні мережі АГНКС було прийнято в грудні 1983 року, тоді ж була запущена перша в московському регіоні станція, розташована в селищі Розвилка на перетині МКАД і Каширського шосе і розрахована на 500 заправок з добу. Станція була оснащена італійським обладнанням, але на побудовані в 1985-1987 роках на МКАД станції АГНКС-500 вже встановлювалися компресори радянського виробництва.

До кінця 2016 року налічувалося близько 320 АГНКС. Найбільшим власником і оператором АГНКС є «Газпром». Для комплексного розвитку Газомоторні галузі в грудні 2012 року «Газпром» створив спеціалізовану компанію «Газпром газомоторне паливо». До 2020 року компанія планує збільшити свою мережу до 480-500 точок, а також встановлювати модулі заправки КПГ на діючих рідиннопаливних АЗС компаній-партнерів.

Найбільшими споживачами газомоторного палива в Росії є Ставропольський і Краснодарський краї, Свердловська, Челябінська, Кемеровська і Ростовська області, а також республіки Кабардино-Балкарія, Татарстан і Башкортостан. У травні 2013 року Уряд РФ видав розпорядження № 767-р, в якому встановлені цільові показники по використанню природного газу на громадському і комунальному транспорті для міст з населенням понад 100 тисяч осіб. Для стимулювання попиту до 2020 року в цих містах заплановано перевести до половини громадського транспорту і автотехніки комунальних службна природний газ. В рамках цієї ініціативи в ряді міст вже експлуатуються автобуси на природному газі. У Санкт-Петербурзі перші подібні автобуси з'явилися в 2013 році. У Ростові-на-Дону і Волгограді до Чемпіонату світу з футболу планують закупити понад 100 автобусів на КПГ.

Азія

Азія - найбільший регіон за кількістю автомобілів на КПГ. За даними Asian NGV Communications, загальне числоподібних транспортних засобів на 2016 рік становить понад 16,4 млн. Найбільші країни за кількістю автомобілів на КПГ розташовані в Азії: Китай (понад 5 млн машин), Іран (понад 4 млн), Пакистан (понад 3 млн), Індія (більше 3 млн) і Таїланд (475 тис). За даними на лютий 2017 року країнах Азії налічується понад 17,2 тисяч заправок.

Пакистан є світовим лідером в газифікації автотранспорту (третина всього автопарку), обганяючи Аргентину та Бразилію. У Пакистані розгорнуто виробництво як легкових транспортних засобів на КПГ, так і вантажівок і автобусів, причому обсяг виробництва перевищує обсяг переобладнання. У країні понад 2300 АГНКС, субсидується будівництво нових, скасовані ввізні мита на газобалонне обладнання, на державному рівні регламентовані типи балонів і комплекти газової апаратури.

Примітки

Коментарі

джерела

1. Андрій Філатов. стисла альтернатива (Неопр.) . АБС-Авто (червень 2016). Процитовано 30 липня 2017.
2. Бєляєв С. В., Давидков Г. А.Проблеми і перспективи застосування газомоторних палив на транспорті // Resources and Technology: журнал. - 2010. - С. 13-16.
3. Трофимова Г. І., Трофімов Н. І., Бабушкіна І. А., Черемсіна В. Г.Метан як альтернативне паливо // Символ науки: журнал. - 2016. - № 11-3. - С. 165-171. - ISSN 2410-700X.
4. Державна програма Республіки Татарстан «Розвиток ринку газомоторного палива в Республіці Татарстан на 2013-2023 роки» (Неопр.) . Міністерство транспорту і дорожнього господарства Республіки Татарстан. Перевірено 11 червня 2017.
5. Михайло Снігурівський. Як перевести машину на газ і чому це вигідно (Неопр.) . 5 колесо (28 листопада 2016). Перевірено 11 червня 2017.
6. Порівняння ефективності використання різних видів моторного палива в Росії (Неопр.) . Експерт Online. Перевірено 11 червня 2017.
7. Азатян В. В., Козляков В. В., Сажин В. Б., Саранцев В. Н.Забезпечення вибухо пожежної безпеки при роботі на компріморованном природному газі і водні // Успіхи в хімії та хімічної технології: Журнал. - 2009. - Т. XXIII, № 1 (94). - С. 109-112.
8. Ніколайчук Л. А., Дьяконова В. Д.Сучасний стан та перспективи розвитку ринку газомоторного палива в Росії // Інтернет-журнал Науковедение: журнал. - 2016. - Березень-квітень (т. 8, № 2). - С. 1-2. - ISSN 2223-5167. - DOI: 10.15862 / 106EVN216.
9. Гнєдова Л. А., Федотов І. В., Гриценко К. А., Лапушкін Н. А., Перетряхіна В. Б.Газомоторні палива на основі метану. Аналіз вимог до якості і вихідній сировині // Вести газової науки: науково-технічний збірник. - 2015. - № 1 (21). - С. 86-97.
10. Engine Types (Неопр.) . Natural Gal Vehicles Knowledge Base. Процитовано 30 липня 2017.
11. This is Advanced Energy. - Advanced Energy Economy, 2016. - С. 61. - 75 с.
12. Заводські автомобілі на метані (Неопр.) . Автомобільні газонаповнювальні компресорні станції. Процитовано 30 липня 2017.
13. Колчина І. Н.Аналіз зарубіжного досвіду використання природного газу в якості моторного палива // Система управління екологічною безпекою: збірник праць IX заочної міжнародної науково-практичної конференції (Єкатеринбург, 30-31 травня 2015 г.). - 2015. - С. 79-84.
14. http://ap-st.ru/ru/favorites/8596/ (Неопр.) (Недоступна посилання). Автоперевізник Спецтехніка (2 лютого 2015). Процитовано 30 липня 2017. Статичний 12 вересня 2017 року.
15. Вадим Штанов. Споживачам Газомоторні техніки не вистачає заправних станцій в Росії (Неопр.) . Відомості (14 березеня 2016). Процитовано 30 липня 2017.
16. Михайло Ожерельев. Вигідні перевізники: вантажівки на метані (Неопр.) . 5 Колесо (2 жовтня 2015). Процитовано 30 липня 2017.
17. Модернізація транспортного комплексу Росії: впровадження природного газу в якості моторного палива // Транспорт Російської Федерації. Журнал про науку, практику, економіці: журнал. - 2015. - № 5 (60). - С. 16-17.
18. Переклад транспорту на газомоторне паливо: проблеми і перспективи (Неопр.) . Вища школа економіки. Перевірено 12 червня 2017.
19. Алакаров І. А., Хоанг Коанг Льонг.Застосування і зберігання природного газу в якості суднового палива в зарубіжних країнах і в Росії: огляд // Вісник Астраханського державного технічного університету. Серія: Морська техніка і технологія: журнал. - 2012. - № 2. - С. 59-64.
20. . - The World Bank, 2011. - С. 72. - 116 с.
21. Other Natural Gas Marine Vessels Now in Operation (Неопр.) . Brett & Wolf. Процитовано 30 липня 2017.
22. Take A Look At Some Natural Gas-Powered Airplanes (Неопр.) . Well Said (6 листопада 2014 року). Процитовано 30 липня 2017.
23. Dean Sigler. Renewable Biomethane - an Economic Alternative? (Неопр.) . Sustainable Skies (14 грудня 2016). Процитовано 30 липня 2017.
24. Paula Alvardo. The First CNG Train Starts Functioning in Peru (Неопр.) . Treehugger (21 червня 2005). Процитовано 30 липня 2017.
25. First CNG Train: Railway Minister Suresh Prabhu to launch first CNG train from Rewari (Неопр.) . India Today (13 січня 2015). Процитовано 30 липня 2017.
26. VMG Introduces CNG Locomotive in Czech Republic (Неопр.) . NGV Global News (17 січня 2015). Процитовано 30 липня 2017.

Природний газ, основну частину якого становить метан (92-98%), на сьогоднішній день є найперспективнішим альтернативним паливом для автомобілів. Природний газ може бути використаний у вигляді палива як в стислому (компримованому), так і в зрідженому вигляді.

метан- найпростіший вуглеводень, безбарвний газ (в нормальних умовах) без запаху, хімічна формула - CH4. Малорастворим в воді, легший за повітря. При використанні в побуті, промисловості в метан зазвичай додають одорант (зазвичай Меркаптани) зі специфічним «запахом газу». Метан нетоксичний і безпечний для здоров'я людини.

Видобуток і транспортування

Газ знаходиться в надрах Землі на глибині від одного до декількох кілометрів. Перед початком видобутку газу необхідно провести геологорозвідувальні роботи, які дозволяють встановити місцезнаходження покладів. Видобувається газ за допомогою свердловин, спеціально для цього пробурених одним з можливих способів. Транспортують газ найчастіше по газопроводах. Загальна протяжність газорозподільних газопроводів в Росії становить понад 632 тисячі кілометрів - це відстань майже в 20 разів більше окружності Землі. Довжина магістральних газопроводів на території Росії - 162 тисячі кілометрів.

Використання природного газу

Область застосування природного газу досить широка: його використовують для опалення приміщень, приготування їжі, підігріву води, виробництва фарб, клею, оцтової кислоти і добрив. Крім цього природний газ в стислому або зрідженому вигляді може використовуватися в якості моторного палива на автотранспорті, спеціальної та сільськогосподарської техніки, залізничному і водному транспорті.

Природний газ - екологічне моторне паливо

90% забруднення атмосфери припадає на частку транспортних засобів.

Переклад транспорту на екологічно чисте моторне паливо - природний газ - дозволяє скоротити викиди в атмосферу сажі, високотоксичних ароматичних вуглеводнів, Окису вуглецю, ненасичених вуглеводнів і окислів азоту.

При спалюванні 1000 л рідкого нафтового моторного палива в повітря разом з відпрацьованими газами викидається 180-300 кг оксиду вуглецю, 20-40 кг вуглеводнів, 25-45 кг окислів азоту. При використанні природного газу замість нафтового палива викид токсичних речовин в навколишнє середовище знижується приблизно в 2-3 рази по оксиду вуглецю, по оксиду азоту - в 2 рази, по вуглеводнях - в 3 рази, по задимленості - в 9 разів, а утворення сажі, властиве дизельних двигунів, відсутня.

Природний газ - економічне моторне паливо

Природний газ - саме економічне моторне паливо. Для його переробки потрібні мінімальні витрати. По суті, все що потрібно зробити з газом перед заправкою автомобіль - це стиснути в компресорі. Сьогодні середня роздрібна ціна 1 куб.м метану (який за своїми енергетичними свойсітвам дорівнює 1 літру бензину) - 13 рублів. Це в 2-3 рази дешевше бензину або дизельного палива.

Природний газ - безпечне моторне паливо

Концентраційні * і температурні ** межі займання природного газу значно вище, ніж у бензину і дизельного палива. Метан в два рази легший за повітря і при витоку швидко розчиняється в атмосфері.

Згідно «Класифікації горючих речовин за ступенем чутливості» МНС Росії, стиснений природний газ віднесений до самого безпечного, четвертого класу, а пропан-бутан - до другого.

* Освіта вибухонебезпечної концентрації відбувається при вмісті парів газу в повітрі від 5% до 15%. У відкритому просторі утворення вибухонебезпечної суміші не відбувається.
** Нижня межа самозаймання метану - 650 ° C.

Природний газ - технологічне моторне паливо

Природний газ не утворює відкладень у паливній системі, не змиває масляну плівку зі стінок циліндрів, тим самим знижуючи тертя і зменшуючи
знос двигуна.

При згорянні природного газу не утворюється твердих частинок і золи, що викликають підвищений знос циліндрів і поршнів двигуна

Таким чином використання природного газу в якості моторного палива дозволяє збільшити термін служби двигуна в 1,5-2 рази.

У таблиці нижче наведено кілька фактів про КПГ і СПГ:

Компримированні стиснений газ отримують різними способами: безпосередньо з газових свердловин, Як продукт переробки нафти і шляхом фракціонування газового конденсату або нафтового попутного газу. Стиснений природний газ не тільки може з успіхом замінити рідкі моторні палива, Але і перевершує їх по ряду параметрів. Його основна перевага полягає в тому, що стиснений природний газ може використовуватися на автомобільному транспорті без дорогої технологічної переробки.

Склад природних газів, що добуваються на вітчизняних родовищах, досить однотипний. В основному (82-98%) це метан СН 4 з невеликими домішками (до 6%) етану С 2 Н 6, до 1,5% пропану З 3 Н 8 і до 1% бутану З 4 Н 10. У попутних газах, що добуваються на нафтових родовищах, в залежності від району видобутку вміст метану може коливатися в межах від 40 до 82%, а бутану і пропану - від 4 до 20%.

Основний компонент - метан СН 4 характеризується найвищою критичною температурою (-82 ° С). Тому при нормальних температурах навіть при високому тиску метан не може бути скраплений: для цього необхідна низька температура.

Властивості метану визначаються його молекулярною будовою. Газ відноситься до простих вуглеводнів. Його молекула містить на один атом вуглецю максимум водню. Цим обумовлена ​​висока теплопровідність метану, широкий діапазон займистості і низький вміст токсичних складових. Зважаючи на високий вміст водню в стислому газі відбувається його більш повне згоряння в циліндрах двигуна, ніж ДПС і бензину. У порівнянні з іншими газами-вуглеводнями метан набагато легший за повітря, тому в разі витоку він накопичується у верхній частині приміщення. Висока детонаційна стійкість метану допускає форсування двигуна за ступенем стиснення (9,5-10,5).

За енергетичним параметрам 1 м3 природного газу прирівнюють до 1 л бензину. У той же самий час природний газ має дуже низьку об'ємною концентрацією енергії. Якщо теплота згоряння 1 літра рідкого палива дорівнює 31426 кДж, то у природного газу вона дорівнює 33,52-35,62 кДж, тобто майже в 1000 разів менше. Тому природний газ необхідно стиснути до високого тиску.

На автомобільних газонаповнювальних компресорних станціях в Росії робочий тиск - 20 МПа.

Для стисненого газу застосовують газобалонні установки (балони, арматура, редуктор, газопроводи та ін.), Розраховані на роботу при високому тиску - 19,6 МПа (200 кгс / см 2). Коли ви будете витрачати газу з балона безперервно зменшується і робочий тиск в ньому.

Балони для КПГ мають місткість від 34-400 л, розраховані на тиск 19,6 МПа.

Оскільки балони для зберігання стисненого газу виготовляються товстостінними, батарея з восьми таких балонів досить важка. Отже, знижується і корисна вантажопідйомність автомобілів. Одночасно пробіг автомобілів на КПГ стає в 2 рази менше, ніж на бензині. Тому перспективнішою вважають криогенну технологію зберігання КПГ на автомобілі. До того ж цей напрямок вважають етапним і на шляху створення водневих двигунів.

Компримированні (стиснений) природний газ (КПГ) раніше називався стисненим природним газом (СПГ) регламентується по ГОСТ 27577-2000 "Газ паливний компримированні для двигунів внутрішнього згоряння" визначає фізико-хімічні та експлуатаційні показники КПГ (табл. 5.7).

Таблиця 5.7 Фізико-хімічні показники і експлуатаційні показники КПГ

Примітка. Значення показників встановлені при температурі 293К (20 ° С) і тиску 0,1013 МПа .

Відповідно до ГОСТ на КПГ температура газу, що заправляється в балони автомобіля, повинна бути не більше 40 ° С. При температурі навколишнього середовища вище 35 ° С температура заправляється газу повинна бути не більше ніж на 5 ° С вище температури повітря. Температуру КПГ при заправці визначають на вимогу споживачів.

КПГ запалюється при температурі 635-645 ° С в камері згоряння двигуна, що в 3 рази вища за температуру займання бензину.

Це ускладнює запуск двигуна, особливо при знижених температурах (нижче -5 ° С) навколишнього повітря. Тому на автомобілях є резервна система харчування бензином. У той же час по небезпеки займання і пожежонебезпеки КПГ значно безпечніше бензину.

До позитивних факторів застосування КПГ можна віднести наступні:

Підвищується термін служби моторного масла в 1,5-2,0 рази через відсутність його розрідження і зменшення забруднення; в результаті витрата масла зменшується на 30-40% в порівнянні з бензиновими двигунами;

Збільшується в середньому на 35-40% моторесурс двигуна внаслідок відсутності нагару на деталях циліндропоршневої групи;

Збільшується на 40% термін служби свічок запалювання;

Збільшується в 1,5 рази міжремонтний пробіг двигуна;

Значно знижується (до 90%) викид з відпрацьованими газами шкідливих речовин, особливо СО.

Двигуни газобалонних автомобілів, що працюють на КПГ, якщо газ витрачений, можуть швидко перейти на роботу на бензині.

Поряд з перевагами можна відзначити наступні недоліки:

Трудомісткість ТО і ТР збільшується на 7-8%, а ціна автомобіля зростає в середньому на 27% через наявність додаткової газобалонної апаратури;

Потужність двигуна знижується на 18-20%. Погіршуються тягово-динамічні і експлуатаційні характеристикиавтомобілів: час розгону збільшується на 24-30%; максимальна швидкість зменшується на 5-6%; граничні кути подоланих підйомів зменшуються на 30-40%; експлуатація автомобіля з причепом утруднюється; дальність поїздки на одній заправці газом зменшується (не перевищує 200-250 км);

Вантажопідйомність автомобіля знижується на 9-14% в зв'язку з застосуванням сталевих балонів високого тиску (їх кількість і вагу можуть бути різними);

Коефіцієнт використання пробігу газобалонних автомобілів знижується на 8-13% в порівнянні з бензиновими;

Річна продуктивність при роботі на міських перевезеннях зменшується на 14-16% в порівнянні з бензиновими.

Розглянуті особливості КПГ як палива для автомобілів дозволяють визначити і раціональну область застосування газобалонних автомобілів: перевезення в великих містах і прилеглих до них районах (пріоритетне значення оздоровлення повітряного басейну).

Очевидна ефективність внутрішньоміських перевезень на газобалонних автомобілях при обслуговуванні підприємств торгівлі, побуту, зв'язку та інших установ.

Основою природного газу, який має природне (натуральне) походження є метан (CH4). Формування природного газу відбулося в процесі органічного перетворення. Вміст метану в природному газі може коливатися в діапазоні від 91 до 99%, все інше це - пропан, етан, бутан, а також азот.Такой розкид у відсотках пояснюється відмінністю хімічного складу газу, видобутого в різних куточках нашої Землі. Однак, при згорянні природного газу різного походження виділяє однакову кількість тепла, що робить його геопривязку зовсім не важливою як для вас, так і для вашого двигуна. Завдяки електронним датчикам газобалонного обладнання, склад газу автоматично визначається після чого відбувається регулювання пропорції паливної суміші з урахуванням особливостей цього газу.

Переваги природного газу

Хімічний склад природного газу, сприятливо позначається на стані двигуна і не тягне за собою проблем, пов'язаних з експлуатацією. Завдяки відсутності в складі метану добавок, які присутні в зріджених вуглеводневих газах ( ЗВГ), Продукти горіння природного газу не містять шкідливих включень. Більш того, при згорянні природного газу рівень викидів CO2 знижується на 25%.

Кількість метану в природному газі це - як октанове число для бензину, за цим параметром прийнято характеризувати природний газ. Що це означає для двигуна? Від цього параметра залежить робота двигуна, а також ймовірність появи такого явища як детонація.

Стиснений природний газ(СПГ) має ряд незаперечних переваг перед зрідженим нафтовим газом (СНД), серед яких - екологічність і безпеку. Метан, якого, як ви вже знаєте, в природному газі найбільше, швидко розчиняється в повітрі, що практично зводить нанівець ймовірність займання газу в разі пошкодження. Спосіб зберігання природного газу дозволяє мінімізувати ймовірність неконтрольованого витоку. Справні циліндри зобов'язані витримувати тиск розриву рівне більше ніж 600 бар, а завдяки клапанної системі відбувається контрольована подача газу.

При роботі на СПГ мотор може демонструвати високу продуктивність за рахунок високого октанового числа (~ 130), особливо, коли мотор оснащений турбіною або системою рециркуляції відпрацьованих газів, а краще і те й інше разом. Хоча це має і зворотний бік, Наприклад, велике споживання газу, а також проблеми з тепловіддачею. Рівень шуму двигуна під час роботи на природному газі знижується на 3 дБ, тому такий тип палива дуже актуальне для громадського транспорту. Стиснений природний газ, як і СНДможна використовувати як на бензинових, так і, хоча у випадку з дизелями вам доведеться зіткнутися з низькою окупністю. Проблема в тому, що на дизельний мотор буде потрібно встановлювати систему з іскровим запалюванням або змішаний цикл, в якому дизельне паливо буде виступати в якості як підпалює речовини.

Існують також і недоліки у цього типу палива

1. Низька щільність енергії. Через цю особливість природний газ дуже часто використовується в стислому вигляді. Тиск або ступінь стиснення дорівнює 20 МПа або 200 бар. У перекладі на щільність енергії ми отримуємо 7 кДж / дм3, в порівнянні з бензином у якого цей показник дорівнює 30 кДж / дм3 можна отримати без будь-яких додаткових операцій зі стиснення. Ця особливість природного газу призводить до того, що мотор для того, щоб працювати на цьому паливі повинен бути оптимізований для цього, а сам при цьому буде істотно вище. При рівних розмірах газових (СНД і СПГ) на СНД можна проїхати більше, тому щоб компенсувати низьку продуктивність, бажаючим використовувати метан в якості альтернативного палива, Доводиться ставити на свої авто більше газові резервуари. Це як ви розумієте веде до збільшення загальної вагиавтомобіля, і зменшення вільного місця в багажнику. Високий тиск, Необхідне для зберігання заповнених СПГ резервуарів (як правило, циліндричної або круглої форми) роблять ємності досить громіздкими і у випадку з легковиками віднімають багато місця.

Існує два види систем здатних працювати на природному газі - моновалентні і двовалентні.

• моновалентнийтип передбачає спалювання виключно СПГ, який надходить зі спеціального резервуара.
• бівалентнийтип передбачає одночасне використання газу разом з основним паливом, за рахунок чого виникає економія грошових коштіві знижується витрата бензину.