Виды газового топлива для автомобилей: преимущества и недостатки каждого из них.

Для многих автомобилистов бензин – слишком дорогое удовольствие. Приходится экономить и отказывать себе в возможности использовать личный транспорт без ограничений. Переход на газовое топливо является хорошей альтернативой бензину, позволяет ощутимо экономить на заправках автомобиля. Рассмотрим, какие еще преимущества дает водителю работающий на газу двигатель.

Виды газ-топлива

Двигатели современных автомобилей могут функционировать на двух разновидностях газа:

• пропан-бутан – сжиженный газ, побочный нефтепродукт, полученный в результате переработки нефти;
• метан – природный газ, который не подвергается сжижению.

Существует мнение, что двигатель, работающий на газовом топливе, быстрее портится и выходит из строя, но мнение это ошибочное и ничем не подтверждается. Напротив, специалисты-инженеры утверждают, что мотор автомобиля на газовом топливе работает без капитального ремонта в среднем в 1,5 – 2 раза дольше, чем на бензине. Это обусловлено тем, что газ – более однородная смесь, чем бензин, при работе двигателя происходит его полное сгорание. Кроме того, газ следующим образом влияет на работу мотора:

• газовая смесь снижает до минимума расход смазочных материалов в системе цилиндры – кольца;
• снижает нагарообразование на деталях блока двигателя – головке и поршнях;
• не загрязняет моторное масло;
• за счет более ровного сгорания топлива двигатель работает более бесшумно и мягче.

Цена газа значительно ниже, чем бензина, но расход на 10-20% больше за счет различной температуры сгорания топлива.

Преимущества и недостатки пропан-бутана

Жидкий газ имеет ряд преимуществ по сравнению с бензином:

• цена на 50% ниже, чем бензина;
• объем баллонов соответствует объему емкости бензина;
• бюджетная стоимость газовой установки;
• возможность заправки в широкой сети заправочных станций;
• мощность двигателя практически не меняется.

К минусам можно отнести лишь то, что расход газа выше, чем бензина на 10 %. Особенность функционирования: двигатель прогревается на бензине, потом переключается на газ.

Свойства, достоинства и минусы метана

К числу плюсов природного газа относят:

• самое экономичное топливо – в 3 раза дешевле бензина;
• расход газового топлива при работе двигателя намного ниже, чем расход бензина.

• двигатель, функционирующий на газу, теряет мощность на 10%;
• число заправок ограничено;
• слишком громоздкие баллоны.

Для легковых автомобилей наиболее приемлемое топливо, альтернативное бензину – газ пропан-бутан. Метан, хотя и более экономичный, но из-за громоздкости баллонов использование на легковых машинах невозможно.

Какой газ используется в автомобилях в качестве топлива

Последнее обновление — 22 мая 2020 в 10:30

Основной альтернативой традиционному бензину или дизелю, является газомоторное топливо (ГМТ). Каким газом заправляют автомобили с ГБО, а также в чём отличие между ними вы узнаете из этой статьи.

Виды газового топлива

Условно ГМТ можно разделить по способу производства, агрегатному состоянию при использовании, хранении и транспортировке.

• CNG (compressed natural gas) – компримированный (сжатый) природный газ (КПГ)
• LPG (liquefied petroleum gas) – сжиженный нефтяной газ (СНГ)

Менее распространённые варианты:

• LNG (liquefied natural gas) – сжиженный природный газ (СПГ)
• CBG (compressed biogas) или LBG (liquefied biogas) – биотопливо.

Природный газ

Природным газом принято считать метан. Добывается он из недр земли через подземные или подводные (морские) скважины. В первоначальном варианте топливо содержит 75-98% метана (CH4), а также множество различных примесей:

1. механические (грунт)
2. водяной пар
3. этан C2H6
4. пропан C3H8
5. бутан C4H10
6. азот N2
7. этан C2H6
8. пентан C5H12 и другие (зависит от места рождения).

После добычи, сырье подвергается очистке от загрязнений, воды (осушка). Затем методом сепарации происходит отделение сероводорода и других компонентов.

Так как метан не имеет запаха, почувствовать его утечку не возможно. Для безопасности в газ добавляют специальную жидкость одорант (этантиол, этилмеркаптан C2H5SH) из расчета 16 грамм на 1000 м3.

Чистый метан по магистралям, с помощью компрессорных станций создающих давление в трубе, направляется к автомобильным газонаполнительным компрессорным станциям. На АГНКС голубое топливо компримируют (сжимают) до давления 200-220 атм. Таким образом, получается готовый к использованию CNG газ для автотранспорта (характеристики и требования к КПГ регулируются ГОСТом 27577-2000).

Существует ещё один более выгодный метод транспортировки метана. Очищенный природный газ пропускают через систему эжекторов, где при расширении его температура поэтапно понижается до температуры кипения -163°C, после чего метан переходит в сжиженное состояние. Основным преимуществом такого способа является уменьшение объёма газа в 600 раз.

Перевозку и хранение жидкого топлива осуществляют в специальных криогенных ёмкостях, которые, по сути, являются термосами. Цистерна объёмом 25 кубометров вмещает 10 тонн СПГ/LNG.

Затем у сжиженного природного газа может быть два пути:

1. обратный перевод в газообразное состояние при помощи испарителей
2. использование СПГ как топливо

Последний пункт является очень перспективным для автомобильного транспорта преимущественно коммерческого направления, из-за скопления в жидком метане огромного количества тепловой энергии при относительно низком давлении в криоёмкости (от 5-16 атм.).

Основные преимущества сжатого метана, как и СПГ – это их экономические и экологические показатели. К тому же природный газ легче воздуха, в этом смысле он менее опасен при утечке чем, например пропан. Однако газы метана являются токсичными (4 класс опасности).

Главным фактором медленного распространения CNG, является отсутствие достаточного количества автозаправочных станций. В настоящее время на территории России насчитывается, порядка 330 АГНКС не считая передвижных заправщиков (ПАГЗ), которые в основном применяются для нужд предприятий.

Техника и инфраструктура под LNG только начинают появляться, поэтому более широкое применение на авто пока имеет КПГ.

Сжиженный нефтяной газ

Ввиду доступности и пониженных требований к конструкции баллонов, ещё большее распространение в качестве газомоторного топлива получил состав пропана (C3H8) с бутаном (C4H10).

Пропан-бутановую смесь выделяют из добытого газоконденсата, а также при извлечении и глубокой переработке нефти. При нефтеперегонке образуется так называемый попутный нефтяной газ (ПНГ), из него отделяют сжиженный углеводородный. Затем происходит разделение СУГ на составляющие компоненты, один из которых — это сжиженный нефтяной газ. Для разных сфер применения СНГ бывает:

• СПБА — смесь пропана-бутана автомобильная
• ПА — пропан автомобильный
• ПТ – пропан технический
• ПБТ – пропан-бутан технический.

Пропан тяжелее воздуха, поэтому при утечке может скапливаться в нишах и закрытых помещениях (смотровая яма, гараж). Взрывоопасность паров ПБ в воздухе 2,3-9,5 % при нормальном давлении и температуре 20°C, метана 5-15%. СНГ малотоксичен.

LPG топливо имеет температуру кипения -43 градуса по Цельсию, при её превышении и атмосферном давлении горючее переходит в парообразное состояние. Избыточное давление паров составляет 16 атм (при температуре 45°C). В сжиженном состоянии объём СПБ уменьшается до 250-300 раз, концентрируя большое количество энергии.

Согласно ГОСТу 52087-2003 ПА должен содержать 85% пропана (±10%), СПБА 50% (±10%). Топливо, как и метан, подвергается одоризации (за исключением правил указанных ГОСТом).

Применение технического пропана и смеси ПТ, допустимо в качестве моторного топлива автомобиля, во всех климатических зонах с температурой окружающей среды до -20°C.

Октановое число пропана 105, у метана 110. По сравнению с бензином после сгорания СНГ и КПГ топлива, вредные выбросы снижаются до 10 раз.

Биотопливо

Биогаз — по сути тот же метан, полученный из растительного, животного сырья, а также различных органических отходов. CBG/LBG обладает схожими характеристиками.

Основное преимущество биометана заключается в том, что его производство никак не связано с добычей природных ископаемых. Генерируют его искусственным путём в специальных реакторах. Процесс происходит за счёт естественной жизнедеятельности бактерий . После очистки газа от сероводорода получается топливо с содержанием метана до 98%.

Применение биогаза как ГМТ актуально для сельскохозяйственных предприятий и перерабатывающих отходы организаций.

Виды газа для автомобилей

Все газоавтомобили подразделяются на два фронта – метановые и пропановые машины. Существует ещё третий подвид газомашин – на водороде, но это пока сегодня исчезающая редкость.

Автомобили на метане

Любой автомобиль можно переделать как под метан, так и для езды на пропане. Были бы деньги и желание ездить по-новому, а в переоборудовании под газ и его узаконивании нет ничего невозможного.
Но, поскольку чисто на газе машин особо не выпускают, решением будет гибрид – езда на бензине и на метане (смотря, есть ли метан-заправка по пути вашего следования, или опять придётся раскошелиться за единственно доступный здесь бензин).

В качестве примеров:

• Тягач Iveco Stralis ES;
• Газодизель КамАЗ-5490;
• Автобус Нефаз-5299-30-31;
• Мусоровозы КО-448-ВГ/8Г на основе метаномоторных приводов, поставляющихся и для “КамАЗов”.

Это далеко не полный список. Больше всего частных лиц интересуют легковые машины на метане, например, отечественная Lada Vesta CNG и десятки иных моделей, большинство из которых – иномарки.

Плюсы и минусы авто на метане

Машина на метане – не роскошь, а инвестиция в будущее, а главное – в здоровье себя и своих близких. Если все автовладельцы России перейдут на метан – буквально, станет легче дышать, а климат в стране сделается значительно мягче и свежее. Помогая себе, поддерживаешь и свой народ в целом.

Раньше идея перевода транспорта – как общественного, так и личного – казались бредом. Однако рациональные идеи не исчезают: не послушают тебя, так послушают твоего далёкого потомка, когда в твоём изобретении возникнет острая нужда – во имя всеобщего спасения. Ко второй мировой войне десятки тысяч легковых и грузовых машин в каждой из ряда стран Европы было переоборудовано под метан. Через 40 лет к “газовой гонке” присоединился и Советский Союз. Спустя 30 лет Россия пытается наверстать упущенное в плане перевода на газ большинства, а в идеале – и всех машин, частных и коммерческих.

• Его запасов хватит в России ещё на несколько поколений. Также он может быть произведён (реакция ступенчатого разложения) из чего угодно – хоть из парафина, хоть из пластикового лома, хоть из старой резины. Технология его отработана десятилетиями опыта нефтеперерабатывающей промышленности. Его легко получить даже из биоотходов – хоть из картофельных очисток, хоть из дачного септика, куда нет доступа воздуха.
• Метан – самый безвредный из газов: при его горении выделяются лишь углекислый газ и вода. Нет абсолютно никаких вредных примесей, засоряющих как сам двигатель, так и иные его компоненты. Масло в моторе остаётся нетронутым – метан его не смывает.
• Если нет ближайшей метановой заправки – можно купить мини-АГНКС (эти установки способны накачать в баллон метана при давлении в 100 и более атмосфер) и заправиться хоть в домашних условиях из газовой трубы, которая заходит в ваш дом. Но на такое идут лишь самые отчаянные, “повёрнутые” на экологичности принимаемых решений.

• Опять же – значительные трудности с регулярной, частой перезаправкой машины.
• Более дорогое ГБО – нежели в случае с пропаном. Дороже метанового ГБО может быть лишь водородное.
• Из-за очень высокого давления сжатого метана баллон весит центнер и более. Причина – в несколько раз более толстые, чем у пропановых баллонов, стенки: если попытаться облегчить, баллон попросту взорвётся, не будучи заправленным даже на четверть от заявленной ёмкости, а с таким малым запасом метана далеко не уедешь.
• Тяга на метане (и мощность двигателя) ощутимо меньше, чем на пропане или бензине.

Одним словом, вкладываться в метан и ГБО для него – не самое бюджетное для легковушки решение. Метан более экономичен лишь на пассажирском и грузовом автотранспорте – если ТС перевозит десятки человек или 20-тонную фуру/прицеп/контейнер, то лишняя тонна из 10 баллонов метана не будет так сильно бить по кошельку. Простым автолюбителям всё же сподручнее ездить на пропане, изобутане или пропан-бутановом “композите”.

Отзывы об авто на метане

Два года назад купил в качестве семейного авто ГАЗ-2217 (“Соболь-Баргузин”) 2005 г., пробег,

150 т. р., карбюратор. Машина прожорливая, не сравнить с легковой и поэтому сразу была переведена мной на метан, благо заправка в 300 метрах от дома. Кстати, кто «не в теме», на машины могут поставить оборудование для пропана или метана, рассматривать их как нечто одинаковое, называя просто «газ», нельзя! Все заправки на протяжении эксплуатации были аккуратно записаны в блокнотик в машине, фиксировались не только кубики газа (объем), но и рубли. Иногда количество кубов узнать нельзя — и по этой причине основной расчёт делался по итоговой цене заправки. Цифры взяты за период 2011-2012 гг.

Пётр (Киев, Украина)

Всё думал, ставить, не ставить. 8-ка не прожорливая, конечно, но по 30 р. бензин лить жаба уже душит.

У меня Mazda Tribute, 3 литра, 200 л/с. Прожорлива: ездил бы на бензине с нашими ценами — отдавал бы четверть зарплаты только на него. Проехал порядка 80.000 км уже на газу, полёт нормальный.

Поставил 4-е поколение (форсуночное ГБО), разница не ощущается. Пропан горит дольше, чем бензин (поэтому зажигание выставляется пораньше), температура воспламенения выше (зимой двигатель заводится на бензине), но зато октановое число (

110) выше, чем у любого бензина с любой заправки.

Автомобили на метане с завода

Легковые авто на метане, в сборе которых идёт заводское ГБО, за последние лет 10 представлены следующими моделями:

• Audi A5
• Chevrolet – Nubira (Station), Lacetti, Captiva
• Citroen — C3, Berlingo
• Fiat – Cubo, Punto Evo, Panda, Multipla, Grande Punto, Fiorino, Dolbo (Gargo), 500 Turbo
• Ford – Mondeo (включая Turnier и Station Wagon), Kuga, KA, Galaxy, Focus (Turnier, Station Wagon, Limusine, C-Max и CC), Fiesta
• Honda Civic GX
• Lada — Vesta CNG, Priora CNG
• Mercedes-Benz E200/B180
• Opel Zarifa CNG Ecoflex
• Scoda Octavia G-Tec CNG
• Seat Ibiza TGI
• Volvo – V-60/70 T5 Bifuel, V90 Bifuel
• VW – Golf VII TGI Bluemotion, Polo TGI, Caddy 20,0 Ecofuel, Caddy Maxi 2,0 Ecofuel, Golf Variant Bifuel, Passat 1,4 TSI Ecofuel (Variant), Touran 2,0 Ecofuel, Touran 1,4 TSI Ecofuel, Up Ecofuel

Машины на метане, разумеется, не останутся в хвосте российского автопрома на долгие десятилетия. Когда нефть в стране закончится, а получение пропана будет удовольствием из дорогих, но природный газ всё ещё не весь будет выкачан (с таким застарелым аппетитом на бензин и вправду намного скорее израсходуют нефть, т. к., помимо топлива для машин, на ней базируется ещё куча перерабатывающих производств) – метан надолго займёт первенство, да и получать его сможет чуть ли не каждый человек в домашних условиях.

Автомобили на пропане

Превратить любой бензиновый автомобиль, поставив ГБО, в пропановый – равно как и в метановый – особых сложностей не вызовет.

Заправка машин, ездящих на метане, пропаном также возможна. В данном случае иногда меняют баллон(ы) и испарительный редуктор. В случае более капитальной переделки потребуется перерегистрация таких изменений в инстанциях ГАИ.

Чисто пропановых моделей авто, имеющих в названии приписку LPG (“сжиженный газ”), на сегодня вряд ли в России вообще возможно найти – производители, как наши, так и зарубежные, выпускают гибридные машины, рассчитанные на бензин и сжиженный/сжатый газ. Воспользутесь вышеприведённым списком моделей таких авто.

Плюсы и минусы авто на пропане

Пропан, в отличие от метана, имеет ряд преимуществ:

• В несколько раз большая распространённость заправок, располагающих постоянно пополняемым запасом пропана (или пропанобутана) – по сравнению с метановыми заправками;
• Меньший вес баллонов, почти не отнимающий грузоподъёмность легкового авто;
• Соизмеримый с бензином КПД – во всех отношениях;
• Почти такой же дешёвый, как метан (всего лишь до 15% дороже метана, но так не везде, во многих местах и того меньше).
• Не требуется высокое давление для заправки – оно приблизительно в 10 раз меньше, отчего баллоны могут иметь не только металлические, но и стенки из высококачественного и высокопрочного пластика или композита;
• Заправить пропаном баллон можно любым недорогим компрессором, создающим давление хотя бы в 15 атмосфер – это очередная “антирасходная” статья заправщиков против дорогих компрессоров сверхвысокого давления, что также способствует быстрому продвижению пропана как топлива в мировой автопром;
• Пропан отлично совмеестим с добавлением в состав топлива на его основе бутан и изобутан, что позволяет жарким летом уменьшить давление в баллоне при одинаковых заправочных дозах.

Последний пункт требует пояснения: бутан кипит при -0,5 градусах, изобутан – при -11. Комбинируя содержание пропана, бутана и/или изобутана, удаётся достичь идеального баланса между давлением (а с ним – и угрозой внезапного взрыва баллона при его случайном переполнении) и условной “газоподъёмностью” баллона. В принципе, в жарких странах можно было бы перевести все газовые машины не на пропан, а чисто на бутан – без заметной потери “калорийности” для тяговой системы машины.

• Не заводится в лютые морозы – зимой, в условиях крайнего севера, на северо-востоке России, где температуры падают до -50 и ниже; пропан превратится в обычную жидкость, и давление упадёт до нуля – без давления он сжижается при -42 градусах;
• В связи с тем, что он производится из жидких нефтепродуктов, из-за поставленного на поток производства не все газодобывающие компании его доочищают, возможны масляные включения, засоряющие мотор.
• Пропан не поставляется в каждый дом, в отличие от куда более лёгкого метана — заправить пропаном своё авто в домашних условиях не получится.

Когда истощатся запасы нефти, производство пропана, возможно, станет невыгодным – ему на смену придут спирты, водород и метан.