Газомоторная составляющая энергосбережения (снижение издержек и экология).

 

При всеобщем понимании актуальности проблемы перевода автотранспорта на более дешёвое, экологически менее вредное топливо вопрос об широком использовании газомоторного топлива на транспорте остается не решенным.

 

Есть 5 газоперерабатывающих заводах (GPPS) в Украине.

Украинский GPPS не являются независимыми организациями. GPPS являются частью более крупных нефтегазовых производителей (или их региональных отделений). Три из них ( Гнединский, Kaчановский и Долинский), включены в "Укрнафта, и два из них ( Шебелинский и Селеченский ) находятся в Укргазвидобування / структура" Нафтогаз.  Вместе украинские GPPS и частные мелкие подразделения переработки газа производят только около 1,2 млн. тонн в год.. GPPS принимают участие в очистке легкой нефти, переработка нефтяного газа, производство пропан-бутана и моторного топлива.

Несмотря на ограниченный объём сжиженного газа, выпускаемых украинской промышленностью, его вполне достаточно, чтобы коренным образом изменить количество транспортных средств с использованием газомоторного оборудования ( ГБО ).

Тем не менее при всеобщем понимании актуальности проблемы перевода автотранспорта на более дешёвое, экологически менее вредное топливо, вопрос о широком использовании газомоторного топлива на транспорте  остаётся нерешённым. Использование альтернативных видов топлива в Украине остаётся незначительным и эффект от их применения в масштабах государственной экономической политики малозаметен. А ведь использование газомоторного топлива на транспорте может внести существенную лепту в комплекс посткризисных мер в условиях сложной финансово-экономической ситуации в стране и в мире. Перевод автомобильной техники на газ – задача государственной важности: это повышает эффективность реализации проектов в различных отраслях промышленности за счёт существенного сокращения затрат на автомобильное топливо и, как следствие, на транспортные расходы.

Само время с его кризисными явлениями диктует нам необходимость более пристального внимания к использованию альтернативных видов моторного топлива: сжиженного углеводородного газ ( СУГ ), диметилэфира, водорода, биогаза. В стране должны происходить серьёзные изыскания и накоплен опыт компримированного и сжиженного метана на автомобильном, железнодорожном, авиационном и речном транспорте, а также в сельском хозяйстве.  Надо всесторонне внедрить практику передвижных автомобильных заправщиков газа ( ПАГЗ ) для заправки современной сельскохозяйственной техники. И в тоже время автомобильный транспорт Украины сегодня является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды. Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания, использующих сжиженный газ ( пропан – бутан ), по наиболее вредным компонентам в 2 – 5 раз менее опасны, чем выхлопы двигателей, работающих на традиционных моторных топливах. Его использование сокращает выбросы парниковых газов транспортными средствами более, чем на 25%.

Мировой опыт показывает, что правительственными структурами почти всех развитых стран большое внимание уделяется расширению использования газомоторного топлива. Внедряются пакеты законодательных и нормативных актов, стимулирующих использование альтернативных видов топлива.

В настоящее время мировой парк автомобилей оценивается примерно в 900 млн. единиц, из которых 30% грузового транспорта и 70% легковые автомобили и общественный транспорт. К концу 2020 года эта цифра перевалит 1 млрд. единиц. Ввиду прогнозируемого истощения запасов нефти в течении 30-50 лет перед человечеством в целом встаёт задача по переводу транспорта на альтернативные источники топлива; ясно, что по масштабу эта задача потребует десятилетий.

В развитых странах проводится государственная политика по использованию альтернативных видов моторного топлива, в первую очередь газомоторного. В 2010 году в Германии 500 тыс. автомобилей будет работать на газе, в Японии – 1 млн. единиц. К 2020 году в мире планируется перевод на газ 23% транспортных средств. В Украине парк автомобилей на газомоторном топливе оценивается меньше 50 000 единиц. К препятствием на пути развития газовой альтернативы бензину можно отнести несовершенство законодательной базы по вопросам использования газомоторного топлива, отсутствие должной государственной поддержки и стимулирования использования газа на автомобильном транспорте, недостаточное информационное обеспечение потребителей, производителей и законодателей об опыте перевода транспорта на газомоторное топливо, недостаточное развитие сети газозаправочных станций. На сегодняшний  день отсутствует и стимулирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок. Следует разработать законопроект и определить первоочередные категории транспортных средств, наиболее перспективных на перевод на газомоторное топливо, а именно:

─ транспорт учреждений и предприятий, находящийся в государственной собственности, собственности субъектов Украины и органов местного самоуправления;

─ общественный транспорт в населённых пунктах и используемый для междугороднего сообщения;

─ сельскохозяйственная техника;

─ транспортные средства устаревших моделей.

Расширение применения газомоторного топлива в транспортном комплексе тесно связано с необходимостью создания сети автомобильных газонаполнительных компрессорных станций с учётом дислокации крупных автотранспортных предприятий и других потребителей. Введение системы приобретения комплектов газобаллонной аппаратуры и переоборудования автомобилей на лизинговой основе увеличит количество предприятий, использующих газомоторное топливо. Понимая злободневность рассматриваемых проблем, следует порекомендовать исполнительным органам власти рассмотреть возможность стимулирования перевода государственных и муниципальных транспортных средств, сельскохозяйственной техники на газомоторное топливо.  

Поскольку сжиженный углеводородный газ ( пропан – бутан ) – наиболее распространённый на Украине вид альтернативного топлива, попробуем рассмотреть именно его преимущества в качестве альтернативы бензину.

К тому же для эксплуатации автомобиля, использующего пропан – бутан,

необходимы минимальные изменения  конструкции – всего лишь установка

дополнительного газового оборудования. По результатам исследования ряда экспертных организаций получены выводы, что использование альтернативных видов топлива, в частности сжиженных углеводородных газов, является самым реальным и легкореализуемым вариантом привидения отечественного автотранспорта к соответствию интернациональным EWG – нормам, известным под названиями «Евро-3» и «Евро-4».

Экологические нормы у автомобилей работающих на СУГ ( сжиженный углеводородный газ ) значительно предпочительней, чем у традиционных автомобильных топлив:

─ СО-показатель газового автомобиля на 66,5% ниже значений бензинового;

─ суммарные значения НС+NOX газового автомобиля ниже на 60,4%;

─ СО2 – значения газового автомобиля на 13% ниже значений бензинового;

─ при сгорании сжиженных углеводородных газов образуется минимальное количество окиси серы;

─ практически отсутствуют выбросы копоти и сажи;

─ отсутствие каких-либо утечек продукта при заправке улучшает экологическую ситуацию близ заправочной станции;

─ выхлопные газы автомобилей, работающих на газе, в отличие от автомобилей, работающих на бензине, не содержат соединений свинца.

Бензиновые двигатели в силу высокого значения предела обеднения

( 54 г топлива на 1 кг воздуха ) вынужденно регулируются на богатые смеси, что приводит к недостатку кислорода в смеси и неполному сгоранию топлива. В результате в выхлопе такого двигателя может содержаться значительное количество угарного газа ( СО ), которое всегда образуется при недостатке кислорода.

Таким образом, эксперты установили, что пропан – бутан относится к наиболее чистым в экологическом отношении моторным топливам. Выбросы токсичных веществ с отработавшими газами по сравнению с выбросами при работе на бензине ниже в 3 – 5 раз. Это позволяет соблюдать перспективные нормы токсичности автомобилей вплоть до Евро – 4. При этом использование газа в качестве моторного топлива является одним из немногих экологических мероприятий, затраты на которое окупаются прямым экономическим эффектом в виде сокращения расходов на горюче-смазочные материалы.

По результатам исследований, проведенных экспертами, преимущество СУГ перед другими альтернативными видами топлива заключается в том, что он наиболее приближен по своим моторным свойствам к бензину. Коэффициент заменяемости – 0,94% ( компримированный природный газ – 0,84% ).

Топливная экономичность газового двигателя  - тоже важный показатель автомобильного мотора – определяется октановым числом топлива и пределом воспламенения топливовоздушной смеси. В современной технике октановое число является главным показателем сортности топлива: чем оно выше, тем дороже и качественнее топливо. Пропан – бутан имеет значение октанового числа от 100 до 110 единиц, поэтому ни на одном режиме двигателя не возникает детонации. Проведенные специалистами эксперименты показали, что расход топлива на 100 км при движении автомобиля работающего на пропан – бутане со скоростью в пределах 25 – 50 км/ч в 2 раза меньше, чем у того же автомобиля в тех же условиях, но работающего на бензине. Компоненты газового топлива имеют пределы воспламенения, значительно смещённые в сторону бедных смесей, что даёт дополнительные возможности повышению топливной экономичности.

Те же исследования показали, что срок службы автомобиля работающего на газомоторном топливе продлевается на 30%. Это происходит по нескольким причинам. Газ не содержит вредных примесей, которые на химическом уровне разрушают детали камеры сгорания, каталитический нейтрализатор и лямбда-зонд ( датчик кислорода ). Газовая смесь сгорает полностью, не образуя нагара на поршнях, клапанах и свечах зажигания. Газ горит медленнее бензина, снижая нагрузку на цилиндро-поршневую группу, в результате двигатель работает мягче и тише. К тому же газ, в отличие от бензина, не смывает масляную плёнку с деталей двигателя, благодаря которому снижается расход масла в 2 раза.

Предлагаем экономический расчёт эффективности переоборудования автомобильного транспорта для работы на сжиженном углеводородном газе.

При расчёте экономического эффективности предполагается использовать следующие основные показатели:

▪ экономия от использования СУГ в качестве альтернативного топлива;

▪ срок окупаемости газобаллонного оборудования.

Экономия от использования СУГ в качестве альтернативного топлива рассчитывается по следующей формуле:

          ЭСУГ – ( РБЕН*ЦБЕН – РГАЗ*ЦГАЗ )*LПРОБЕГА;

где:

      ЭСУГ – месячная экономия от использования СУГ;

       РБЕН – расход бензина на 100 км пробега, л;

       РГАЗ – расход газа на 100 км пробега, л;

       ЦБЕН – цена 1 л бензина;

       ЦГАЗ – цена 1 л газа;

        LПРОБЕГА – среднемесячный пробег автомобиля, км.

 

Формула для расчёта срока окупаемости при установке ГБО ( газобаллонного оборудования ) на автомобиль имеет следующий вид:

 

             ТГБО – ЦГБО/ЭСУГ ,

где

        ТГБО – срок окупаемости газобаллонного оборудования, мес.;

        ЦГБО – среднерыночная цена газобаллонного оборудования;

        ЭСУГ – месячная экономия от использования СУГ.

Расчёт экономической эффективности от переоборудования автомобиля на использование СУГ в том, что его окупаемость составляет от 2 до 4 месяцев в зависимости от стоимости устанавливаемого на автомобиль ГБО и от интенсивности эксплуатации транспортного средства.

Из всего этого можно сделать вывод, что одним из низко затратных средств решения проблемы ценообразования, качества, экономичности и экологии является использования газомоторного топлива. Перевод же обширного государственного парка автомобилей даст, кроме всего прочего, и многомиллиардную экономию бюджетных средств, что в условиях снижение государственных издержек первостепенно.

Развитие применения газомоторного топлива может стать и немаловажным условием решения проблемы утилизации попутного нефтяного газа. Кроме того, развитие внутреннего газомоторного рынка – это развитие промышленного производства, новые рабочие места, рост ВВП.