Блог Артема Краснова

Об автомобилях и не только

Путинские тезисы: газ против электромобилей

More in Блог:

• Автодромы — для слабаков: реформа экзамена на права спровоцировала хаос в автошколах 23.03.2021
• Год локдауна 18.03.2021
• Такую страну проспали… 30 лет со дня всесоюзного референдума 17.03.2021

Во время прямой линии президент России Владимир Путин в ответ на вопрос о перспективах электромобилей в стране в очередной раз подчеркнул приверженность курсу на газомоторное топливо, назвав его гораздо более экологичным. Так ли это и есть ли в России предпосылки к переводу автотранспорта на газ?

Lada Vesta CNG с заводским ГБО стоит от 780 000 руб — на 170 000 дороже обычной Vesta

Что такое газомоторное топливо?

Оно бывает двух видов. Сжиженный газ пропан-бутан уже сейчас активно используют и частники, и коммерческий транспорт: на нем ездят маршрутки, такси и развозные фургоны. Плюсом пропан-бутана является его дешевизна, хотя в последний месяц разница с бензином сократилась: АИ-95 стоит 43-45 рублей, литр пропан-бутана — в районе 20 рублей. Даже с учетом большего расхода, экономия получается существенной: для легковушки порядка 2 рублей за километр. Это эквивалентно 40-50 тысячам рублей в год при пробеге 20 тысяч километров.

В баллон Vesta CNG выходит 18 кубометров метана под давлением 200 атм

Но есть еще более перспективный сжатый газ метан. Фактически, это очищенный природный газ, запасы которого в России одни из самых больших в мире. Метан еще дешевле (порядка 16 рублей за кубометр) и обладает рядом полезных свойств, например, октановым числом свыше 100 единиц. Для сравнения, цена бензина АИ-98 сегодня приблизилась к 50 рублям за литр.

Действительно ли газомоторное топливо экологично?

Смотря с чем сравнивать. Газ чище жидких топлив: в нем нет (или очень мало) серы, смол, ароматических углеводородов, металлов и так далее. Меньшая доля углерода в газовых топливах снижает выбросы угарного газа и несгоревших углеводородов. Потенциально газовый автомобиль можно сделать экономичнее бензинового за счет повышения степени сжатия, но это исключает использование обычного бензина.

В то же время, при сгорании газа все же образуются вредные выбросы, в частности, токсичные окислы азота NOx, хотя и в меньшем объеме.

В Европе «газвагены» продаются давно и успешно, но общий курс — на электромобили

Впрочем, увлечение Европы электромобилями во многом связано с необходимостью снизить выбросы углекислого газа СО2, который способствует парниковому эффекту. Природный газ снижает выбросы СО2, но лишь на 20-30%.

Тем не менее, перевод автопарка на газовое топливо, особенно метан, позволяет радикально — то есть в разы — сократить общие выбросы основных вредных веществ.

После общения с владельцем Челябинского Nissan Leaf сложилось впечатление — игрушка

А если сравнить с электромобилями

Локальная экология пока остается главным плюсом электромобилей, которые не гадят там, где ездят. Кроме того, они гораздо тише.

Но электричество нужно вырабатывать, и в России 68% электроэнергии добывают тепловые электростанции, сжигающие уголь, газ или другое ископаемое топливо. Необходимость быстро наращивать мощности под парк электромобилей практически исключает долгосрочные проекты, вроде строительства современных АЭС или ГЭС, поэтому с точки зрения глобальной экологии электромобили сулят выгоду в одном случае — если состоится переход на зеленые источники, вроде ветрогенераторов или солнечных батарей. В России доля альтернативной энергетики пока ничтожна, а ее стоимость высока.

В Челябинске открылась первая электрозаправка

Европейский автопром после скандала с концерном Volkswagen (так называемый «дизельгейт») взял курс на электромобили. Однако технических проблем еще много: от дороговизны и недостаточной емкости аккумуляторов до отсутствия полноценной инфраструктуры для зарядки электромобилей

Что мешает жать на газ

Автомобили на газовом топливе тоже не лишены минусов, например, баллоны занимают немало места. При переделке бензиновых автомобилей страдает, как правило, объем багажника, но при создании чисто газовых моделей есть возможность разместить баллоны, например, на месте бензобака под полом. Причем для автомобилей на сжатом газе проблема острее: он хранится в сжатом виде под давлением порядка 200 атмосфер, что требует толстостенных баллонов и надежной аппаратуры. Не добавляет оптимизма и сложность легализации газобалонного оборудования при самостоятельной установке.

Но есть проблема серьезнее: если заправки сжиженным газом (АГЗС) более-менее распространены, то метановых станций (АГНКС) мало. В Челябинске, например, действует лишь три АГНКС, еще пять — по области. Поездка на Lada Vesta CNG от Челябинска до Москвы на чистом метане если возможна, то в очень экономичном режиме и с постоянными крюками для посещения АГНКС. Например, после златоустовской станции придется тянуть до Уфы 286 км, тогда как при нормальной езде метановая «Веста» проезжает на заправке метаном 230 км.

Баллон Vesta CNG съедает более половины объема багажника, уменьшая его до 250 л

Отсутствие сети АГНКС и является основной причиной непопулярности метана: оборудование стоит недешево (в случае с Vesta CNG доплата 170 тысяч) и окупается при регулярном использовании. Получается замкнутый круг: производители не выпускают «метановые» модели, потому что нет АГНКС, а те не развиваются, потому что нет спроса.

Власти не первый раз декларируют необходимость развития сети АГЗС и АГНКС. Последняя инициатива исходила от президента РФ Владимира Путина, который в марте этого года поручил кабинету министров разработать меры для развития газомоторного транспорта.

Метановые автобусы в Челябинске ездят

Впрочем, конкретики в этом вопросе пока мало. Некоторое шевеление наблюдается с крупногабаритными машинами, например, на Южном Урале планируют масштабный перевод общественного транспорта на газомоторное топливо. Позитивный опыт уже есть: с 2012 года в Челябинске используются автобусы на метановом топливе. В 2014 году годовую экономию от перехода на газ оценили в 350 тысяч рублей на каждую машину. А вот идею использовать китайские электрические автобусы после испытаний признали нецелесообразной, хотя на маршруте в Чурилово использовали помесь троллейбуса и автобуса, но, скорее, от безысходности.

Что касается масштабного перевода транспорта на метан, проблема, вероятно, в другом: это снизит спрос на бензины и дизтоплива, осложнив жизнь нефтяным компаниям. А их благополучие для России порой важнее экологии.

Автомобили — почему электричество победит газ и когда это произойдет / Будущее автомобиля

Газовая реформа автотранспорта запоздала как минимум лет на 20, полагают эксперты автомобильной отрасли. За это время сложилась система городских АЗС, которые невозможно дооснастить газозаправочным оборудованием. Сегодня выбор газового топлива — далеко не единственная возможность « зеленого» развития автотранспорта. Электромобили не только претендуют на существенную долю экологически чистого авторынка ближайшего будущего, но обладая более высоким КПД, могут обеспечить сдвиг всей экономики в область более энергоэффективных решений. Больше того — прорыв в области накопителей энергии настолько изменит лицо цивилизации, что гибридный автомобиль станет основным источником энергии, питающим города…

На прошлой неделе глава Российского топливного союза Евгений Аркуша выступил с заявлениями, которые не оставляют места оптимизму в отношении перевода городского автотранспорта на газ. Он сообщил, что российские требования к обеспечению безопасности устанавливают минимальное расстояние как между газозаправочным оборудованием, так и до ближайших объектов. Уложиться в эти параметры сможет крайне малое количество городских АЗС. Кроме того, по его мнению, расходы владельцев бензоколонок на обустройство газозаправочной инфраструктуры могут достигать 20-25% от стоимости АЗС, работающей с жидким моторным топливом. И наконец как глава топливного союза Аркуша хорошо знает логику принятия решений в топливной отрасли, поэтому кажется вполне обоснованным его предположение, что при увеличении числа потребителей газового топлива произойдет рост цен на него.

По поводу экологической чистоты выхлопа автомобилей, работающих на газе, данные Российского топливного союза тоже не слишком оптимистичны — по сообщению Евгения Аркуши влияние на экологию машин, работающих на природном газу и на жидком топливе « Евро 5», практически идентично.

Надо сказать, что до сих пор практически вне обсуждения остались « газовые» темы наиболее волнующие как автолюбителей, так и владельцев транспортных компаний — каковы затраты на ТО газового двигателя с учетом поправок на опрессовку газовой системы, срок службы « газовых» элементов топливной системы и наконец — каков полный пробег двигателя, работающего на газовом топливе.

В тоже время система нормирования выхлопа Евро-5 породила развитие как бензиновых двигателей, так и топливных систем двигателей, работающих на газу. При этом преимущество газа как экологически более чистого топлива, далеко не всегда удается реализовать из-за того, что не все поколения газобаллонного оборудования ( ГБО) обеспечивают высокие требования экологичности выхлопа. Особенностью систем ГБО 4-го поколения является функция автоматического перехода с газового топлива на бензиновое — когда кончается газ, или при невозможности использования газа на некоторых мощностных режимах. В Европе давно используется так называемое пятое поколение ГБО, в котором газ в двигатель поступает непосредственно в цилиндры в сжиженном состоянии, где моментально испаряется. Однако на постсоветском пространстве такие системы пока не устанавливаются — сообщает сайт Механика.ру . Это вызвано в первую очередь низким качеством газа и дороговизной данных систем. Велика вероятность того, что на нашем газе система 5-го поколения ГБО просто откажется работать, тогда как о проблемах, связанных с высоким октановым числом газового топлива, владельцы автотранспортных средств имеют шанс узнать во время преждевременного ремонта двигателя .

Журнал « ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ» совместно с руководителем Общественной Платы РФ, академиком Евгением Павловичем Велиховым, подготовили и провели слушания ОПРФ, посвященные электромобилям и проблемам их развития. Для слушаний была подготовлена справка о состоянии дел с электромобилем в Китайской Народной Республике, которую мы опубликовали здесь.

Для начала стоит заметить, что проблем с постановкой столбиков для электрической зарядки на порядок меньше, чем для газовой и они могут быть установлены практически на любой городской заправке или в непосредственной близости к ней. Возможно, что в скором времени каждый фонарный столб у которого упасться запарковаться предложит вам не только заплатить за паковку, но в порядке компенсации еще и подзарядит аккумулятор вашего электромобиля. Однако есть вероятность, что электромобили смогут сами стать источником энергии и оплатить парковку запасенной энергией.

Второе, на что стоит обратить внимание — это то, что электромобили столь же не новое изобретение, как и газ, однако в настоящее время потенциалы этих транспортных средств направлены в разные стороны — электромобиль находится на подъеме, а газомобиль — на спаде, тогда как в течении долгого времени тенденция была обратной. Сегодня количество автотранспортных средств, использующих газ по всему миру намного выше, чем электрических — результат реализации дешевизны газа в последние 20-30 лет. Однако главное преимущество электромобиля перед транспортом на бензине, газе и биодизеле, которое сегодня начинает приобретать решающее значение, заключается в уровне энергетической себестоимости топлива — в том уровне энергозатрат, который необходим, чтобы развить мощность и обеспечить автомобиль энергией на единицу пробега. Электричество существенно превосходит все остальные топлива по показателю EROEI — energy returned on energy invested .

Сегодня главным конкурентным фактором является то, что КПД электрического двигателя значительно выше, чем у двигателя внутреннего сгорания и для него существуют возможности роста — связанные с использованием новых конструкций — таких как мотор-колесо. В тоже время для ископаемых топлив тенденция обратная — неуклонно растут затраты на их добычу, а КПД для ДВС ограничен циклом Карно и конструктивно уже достиг своего предела.

Кроме того, электромобиль развивается вместе с накопителем энергии — по сути развитие накопителя и развитие электромобиля сегодня настолько тесно связаны, что можно утверждать наличие прямой зависимости между развитием накопителей и прогрессом электромобиля в целом. В тоже время электромобиль ввиду своего высокого КПД тянет за собой целую цепочку энергоэффектиных решений, вызывающих сдвиг в сторону энергоэффективных решений у целого ряда предприятий, принадлежащих к самым различным отраслям промышленности. Тем самым электромобиль выполняет роль устройства сдвигающего всю экономику в сторону энергоэффективных решений, что должно быть принято во внимание при выборе стратегии развития.

Надо сказать, что решения по газовому топливу в нашей стране будь они приняты 30 и даже 20 лет назад, могли бы дать существенный толчок развитию внутреннего газового рынка, привели к решению большинства технических проблем, которые на сегодня уже просто « навязла в зубах». Однако время, когда надо было принимать решения по газовому топливу сейчас упущено и догонять его — в рамках догоняющей модернизации — фактически бесперспективно, а стратегически просто вредно, так как в этом случае мы не приобретем нового качества развития, а останемся потребителями готовых решений.

Еще одной существенной деталью, разводящей в разные стороны электромобиль и решения на газовом топливе, является то, что газовое оборудование имеет смысл устанавливать только при значительных расходах бензина, или при значительных пробегах транспорта. Однако в городе, особенно в городе с затрудненным движением, коих в России большинство, добиться больших пробегов автотранспорта практически нереально. Устанавливать ГБО на « городской» автомобиль — с низким расходом и литражом экономически не имеет смысла, так как малолитражка может просто не дожить до окончания срока окупаемости ГБО. Впрочем, установка ГБО в хетчбек или универсал, лишает автомобиль одного из его основных потребительских свойств для дальних переездов – запасного колеса. Дальние путешествия без запаски невозможны, да и в городе случись что – будет непросто…Так что область использования газа похоже ограничивается внедорожниками с внешней запаской, которые пробегают большие « концы» по сельской местности.

В то же время электромобиль — такой как изображен на фото вверху — типичный городской житель — его и зарядить в городе проще, можно и обеспечить теплым « стойлом» зимой, да и выгода на топливе значительно больше… Дело за малым — принять решение по развитию электромобиля, не дожидаясь, когда упущенное время станет фактором, нейтрализующим преимущества решений, которые на сегодня несут в себе потенциал позитивных изменений для множества предприятий участвующих в его создании – это взаимодействие пронизывает кросс-связями всю экономику.

ЭДЕКТРОМОБИЛЬ КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ

Автомобиль сегодня является уникальным энергетическим объектом с точки зрения его мощностных характеристик – автомобили невероятно энергетически избыточны. Мощность автомобиля – в среднем 100 кВт., это означает, что при числе 10 тыс. авто мы получаем суммарную мощность 1 ГВт, а при 100 тыс. — 10 ГВт. Для Москве, имеющей энергосистему мощностью порядка 20 ГВт, число автомобилей приближается к 5 миллионам – это значит, что мощность всего лишь 4% городских автомобилей равна мощности всей городской энергосистемы. Миллионы автомобилей обладают мощностиью в сотни гигаватт и вся эта чудовищная мощность остается практически невостребованной. Для автомобиля КИУМ — коэффициент использования установленной мощности зачастую не достигает и 1%, что с точки зрения энергетики невероятно расточительно, а экономически является просто омертвлением инвестиций. Такая ситуация означает необходимость перемен.

И перемены приходят вместе электромобилем, где самое пристальное внимание приковано к накопителю энергии – устройству, которое способно кардинально изменить будущее всей энергетики, которая до сих пор занималась лишь генерацией энергии и ее коммутацией ( бытует даже присказка, гласящая, что электротехника – наука о контактах). Будущее энергетики кардинально изменится, как только она обретет « память» в виде эффективных и долговечных накопителей энергии. До сих пор мы научились только расходовать то, что накопила природа за миллионы лет формирования ископаемых ресурсов.

Электромобиль начинает активно использовать возможности рекуперации электрической энергии, которую может генерировать транспортное средство, и хотя эти возможности сегодня ограничены мощностными и емкостными показателями накопителей энергии, это хороший симптом, который делает его лидером энергоэффективности..

Именно поэтому так неразрывна связь электромобиля и накопителя энергии. Но если проблема накопителя будет в ближайшее время решена, то совершенно неожиданный шанс развития получают гибриды. Если решение проблемы накопителей будет достаточно кардинальным и позволит запасать всю энергию, которую способен генерировать двигатель внутреннего сгорания, то это не только даст толчок развитию электромобилей, но позволит именно гибридам претендовать на роль, в которой никто не ожидал их увидеть — роль главного источника электроэнергии для городских сетей. В таком случае надо будет лишь наладить баланс сжигания топлива и выработки энергии – и каждый автомобиль будет в буквальном смысле окупать место своей стоянки в городе, отдавая ему на стоянке энергию, накопленную во время движения.

Только тогда мы сможем в полной мере осознать, что сегодня мы вырабатываем энергию мягко говоря с избытком – один раз получая ее сжиганием газа на ТЭЦ, а второй – в двигателе собственного автомобиля, причем во втором случае избыток оказывается намного больше, чем в первом.

В более отдаленном будущем, потребности в энергии для передачи информации начнут приближаться к потребностям добывающих и перерабатывающих отраслей ( согласно прогнозам это будет 2040-2050 год). В столь радикальной постановке проблема информационного общества еще плохо осознается, хотя суперкомпьютеры уже демонстрируют чудовищный аппетит.

Этот процесс подводит нас к коренной связке между энергией и информацией, которую использует природа, создавая живые организмы, но мы постоянно проходим мимо и не обращая на эту удивительную связь ни малейшего внимания. А между тем именно здесь кроется ответ на вопрос о том, как двуногий потомок обезьян стал доминирующим видом животных, обитающих на Земле.

Если в начале статьи нас интересовала лишь энергоэффективность и лишь косвенно -энерговооруженность, то теперь мы должны оценить ситуацию в котрой предавать информацию и энергию становиться слишком сложно и невыгодно. Очевидно в этом случае следует искать возможности оптимальных сочетаний наибольших плотностей информации и энергии « в одном флаконе» — и тем самым двигаться вслед за природой, создающей такие сгустки энергии и интеллекта в виде организмов – и в том числе и нас с вами. В этом смысле автомобиль и его преемник – электромобиль — представляется уникальным объектом – практически он может стать первым устройством, рожденным цивилизацией, приближающемся по характеристикам к природным организмом.

Газ имеет более высокое октановое число ( порядка 105 и даже выше в зависимости от соотношения пропан/бутан). Соответственно, практическое отсутствие любых детонаций и как следствие снижение линейных нагрузок на цилиндро-поршневую и кривошипно-шатунную группы двигателя. Отсутствие детонации: давайте подумаем, так ли это хорошо? Если причиной возникновения процесса детонации является некачественное топливо, то бесспорно, применение газа — это большой плюс для мотора. А если детонация возникает из-за увеличенной нагрузки на двигатель? Например, груженая газель едет в гору на четвёртой передаче, и начинают « звенеть пальцы». В таком случае, при использовании в качестве топлива бензина, водитель переходит на пониженную передачу, обороты увеличиваются, детонация прекращается. При использовании газа, в точно такой же ситуации детонация не возникает, нагрузка на двигатель увеличенная, и увеличение нагрузки выше предела, за которым начинается детонация, звуковыми эффектами не сопровождается. И как следствие процесс сгорания происходит с повышенным выделением теплоты. И вот это количество повышенной теплоты начинает творить такое, что на профессиональном сленге сотрудников нашей фирмы называется « Сталинград». Происходит повышенный износ сёдел, сильно изнашивается пара трения втулка-клапан, появляются микротрещины между седлами и от очагов детонации вглубь головки. И часто эти трещины приходят в рубашку охлаждения. Чем это грозит для работы мотора, я думаю понятно. Очагами детонации являются острые кромки и углы в камере сгорания — именно поэтому, при подготовке спортивного мотора, опытные мотористы сглаживают острые кромки на поверхностях камер сгорания. При использовании газа эти же места ( очаги детонации) начинают сильно перегреваться, и в конечном итоге могут стать причиной возникновения трещин Точно такую же работу необходимо проводить, если планируете эксплуатировать машину на газовом топливе. Пример с гружёной газелью может не самый удачный, но такая же картина наблюдается при ремонте двигателей семейства ЗИЛ-130 и ГАЗ-53. Очень сильно заметна разница между головками двигателей работающих на газу и бензине. Головки некоторых американских автомобилей, в некоторых случаях, просто подлежат заме. Обычным методам восстановления невозможно устранить те повреждения сёдел, которые возникли после езды на газе. К слову, в заводских условиях, серийно выпускались двигатели на базе силового агрегата ЗМЗ-402, специально спроектированные для работы на газовом топливе. Таких моторов выпускалось примерно 400 единиц в год и себестоимость их производства на 40% выше производства штатного мотора. От дальнейшего производства моторов отказались в связи а развалом Советского Союза. 3. Уменьшается износ цилиндро-поршневой группы, вследствии того, что газ в испарённом состоянии не смывает масляную плёнку со стенок цилиндров. В принципе логичное предположение. Теория износа вообще вещь очень сложная и скорее на скорость и величины износа зависят материалы пары трения. Также можно заметить, что и бензин льётся рекой в цилиндры не на всех режимах, а только в определённых условиях. И вреда, льющийся рекой бензин на мощностных режимах, приносит намного больше, чем от смывания масла со стенок цилиндра. 4. Благодаря лучшему смесеобразованию газа с воздухом и тому, что газо-воздушная смесь равномернее распределяется по цилиндру — улучшается ХХ двигателя, двигатель работает « мягче» и тише. Очень спорное заключение! На « улучшение» ХХ безусловно влияет смесеобразование, но также влияют настройки системы питания. А на « мягкость» работы установка зажигания. 5. Газ не разжижает моторное масло и практически не засоряет его продуктами горения, поэтому масло можно менять реже, чем при эксплуатации на бензине. Да — не разжижает, да — не засоряет продуктами горения, но то, что масло можно менять реже — неправда. И если вы желаете долгой и безмятежной жизни для своего мотора — никогда не следуйте этому совету, а напротив, необходимо уменьшить интервалы замены масла и фильтров. Дело в том, что это заключение сделано на основании того, что после пробега, например 8-10 тысяч километров, эксплуатации на газу масло остаётся светлым. Но это не говорит о сохранности того пакета присадок, который был ранее, и свойства масла остались наравне с заявляемыми производителем. Давайте также попробуем разобраться с этим вопросом. Системы охлаждения двигателей спроектированы, обычно, с приличным запасом, по отводимой в атмосферу теплоте, и поэтому при использовании газа по приборам изменение температурного режима не наблюдается. Часть теплоты также отводится маслом из пар трения, а также масло принимает на себя часть выделяемой двигателем теплоты при контакте с внутренними поверхностями блока и движущимися элементами. При контакте масла с раскаленным поршнем происходит интенсивный переход теплоты от поршня к более холодной среде — моторному маслу. И в процессе этого контакта происходит не менее интенсивное окисление присадок, и элементов основы масла. Это, никоем образом, не сказывается положительно на всей системе смазки в целом. Вязкость масла уменьшается, что влечёт неизбежное падение давления во всей системе. Вернёмся на минуту к системе охлаждения. Радиатор является сердцем системы охлаждения, и на 90 процентов именно в нём заложена способность системы обмениваться теплотой с окружающей средой. Если не брать в расчет двигатели с воздушным охлаждением, раритетные судовые двигатели с масляным охлаждением, то на всех остальных двигателях в 100% случаев РАДИАТОРЫ ЕСТЬ, чего нельзя сказать о радиаторах в системе смазки. Теплообменники безусловно присутствуют в ряде конструкций, и это в основном бензиновые и дизельные турбо моторы ( чуть не забыл — на гружёной газели которая едет в гору он тоже должен быть, но там текущий кран. и его отключили). На моторах без масляных теплообменников передача теплоты от масла в атмосферу происходит через поверхности масляного поддона и корпуса масляного фильтра. Но через эти поверхности теплообмен ничтожно мал. Но некоторые детали двигателя, такие как поршни клапана сёдла клапанов, начинают испытывать повышенные температурные нагрузки. И если « облегчить» жизнь клапанам довольно сложно, то поршням в этой ситуации помочь можно. Необходимо организовать систему охлаждения поршней, точно таким же образом, как это выполнено на турбо-моторах, а также внести в систему смазки теплообменник ( или радиатор). На 16 клапанных ВАЗ-ах уже начали серийно устанавливать масляные форсунки, но до теплообменников пока не добрались.

электромобиль, газ

15.06.2013, 5597 просмотров.

Исследователи выяснили, что некоторые зубные пасты и ополаскиватели могут уничтожить коронавирус во рту на 99,9%. В Центре им. Гамалеи предупредили, что эти средства нужно использовать для профилактики, а не для лечения COVID-19

COVID-19, вирус, нагрузка