Газ топливо автомобиль экология

То, что сказано выше, противоречит сложившемуся еще в 1970-х годах мнению, что альтернативой жидким нефтяным топливам могут быть (в крайнем случае, в обозримом будущем) газовые топлива, поскольку у них есть три безусловные достоинства — экономическое, энергетическое и экологическое.

По первым двум спора, как говорится, нет. Газы на 30—60 % дешевле жидкого топлива; кроме того, при работе на них ресурс двигателя возрастает в

1,5 раза, улучшаются и еще пять его показателей (КПД, наработка до очередного ТО и т. д.). Очень важно и то, что газа в России много, особенно метана: треть мировых запасов.

А вот по показателю «экология» пора внести ясность: здесь, думается, мы сами себя обманываем, выдаем желаемое за действительное. Чтобы убедиться в этом, начнем с самого простого.

Автомобили с карбюраторными двигателями, если судить по ГОСТ П.2.2.06—99 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах газобаллонных автомобилей», выбрасывают вредных веществ всего лишь на 20 % меньше, чем при работе на бензине. Но все, в том числе и разработчики ГОСТа, забыли об одоранте (этилмеркаптановая сера), входящем в состав сжиженного нефтяного и компримиро-ванного природного газов. А ведь данная присадка в цилиндрах двигателя не сгорает и выбрасывается в окружающую среду.

Однако надо сказать, что в советские времена, не в пример нынешним, над этой проблемой задумывались на самом высоком уровне. Свидетельство тому — принятая в 1989 г. Советом Министров СССР программа, в которой было два пункта: «Об изменении ГОСТ 27577 и ГОСТ 52087 на газы топливные для двигателей внутреннего сгорания в части снижения содержания одоранта» и «О разработке нового типа одо-ранта с высокими санитарно-гигиеническими свойствами взамен этилмеркаптановой серы».

К сожалению, из-за развала СССР ни один из пунктов выполнить не удалось, а за последние 15 лет эту тему забыли. В итоге газобаллонные автомобили продолжают выбрасывать в атмосферу этилмеркаптан. В связи с чем в настоящее время о газах есть все основания говорить не как об экологически чистом виде топлива, а, наоборот, как о топливе, ухудшающем экологию. Кроме того, практика свидетельствует: при эксплуатации газобаллонных автомобилей фактически нет и 20%-го снижения уровня выбросов монооксида углеводорода, так как у нас применяется дешевая газовая аппаратура, которая регулируется на «богатую» топливовоздушную смесь без обратной связи по вредным выбросам.

Есть ли пути решения проблемы экологичности газового топлива? Есть. Причем не один, а, как минимум, три. Это, во-первых, разработка нормативов предельно допустимой концентрации одоранта в отработавших газах газобаллонных автомобилей, измерение этих выбросов, а также внесение изменений в ГОСТ 27577 и ГОСТ 52087 на топливные газы по снижению количества одоранта или его замене. Во-вторых, создание новых одорантов, обладающих высокими санитарно-гигиеническими свойствами. В-третьих, проведение исследований, позволяющих полностью исключить одорант из автомобильных газовых топлив.

По какому из них следует идти, сказать трудно. Например, первый достаточно трудоемок и затратен. Но, главное, не решает проблему «не применять токсичный одорант». К тому же он тупиковый с точки зрения применения газа на инжекторных двигателях, где вредные выбросы подчиняются нормам «Евро-2», «Ев-ро-3» и т. д., в которых нормирование выбросов данного одоранта не предусмотрено. Поэтому он нужен лишь до тех пор, пока в эксплуатации сохраняются автомобили с карбюраторными ДВС.

Что касается второго пути, то здесь все и проще, и сложнее.

Сжиженный нефтяной и природный газы с одоран-том (этилмеркаптаном) первоначально были предназначены и сейчас используются в бытовых газовых плитах, что сделало этот путь достаточно изученным. Но процесс горения газа в плитах идет плавно, с большим избытком воздуха, одорант сгорает полностью, образуя нетоксичные углекислый газ, диоксид серы и воду. Из-за чего большинство производителей и потребителей автомобильной техники считают, что коммунально-бытовые газы с тем же самым одорантом безопасны и в случае их использования в автомобильных ДВС. Однако это, к сожалению, далеко не так. Процесс горения в цилиндрах двигателя идет более интенсивно, с коэффициентом избытка воздуха, близким к единице, а чаще — на более богатых смесях, т. е. с недостатком кислорода. В итоге токсичный одорант не сгорает, а выбрасывается в атмосферу. К тому же этилмеркаптан склонен к скапливанию в определенных количествах в моторном масле, системах питания и выпуска. То есть для автомобильного газа традиционный одорант явно не подходит, здесь нужен другой — или нетоксичный, или разлагающийся при горении в цилиндрах двигателя на безопасные вещества. И если мы хотим ездить на газовом топливе еще долго (запасов метана в России на 200 лет), то нужно переходить на новые стандарты автомобильных газов. Иначе говоря, следует начинать с первого пути.

И последнее. Данную проблему можно решить, приняв третий, менее затратный путь, т. е. исключить одорант из автомобильных газовых топлив. Но тут нужно очень внимательно проанализировать опыт зарубежных фирм, идущих по такому пути, и хорошо подумать, подойдет ли он чисто российским традициям эксплуатации газобаллонных автомобилей, когда их водители даже не имеют «Инструкций по эксплуатации», не проходят никакого обучения по технике безопасности и техническому обслуживанию. Тем более что контроль за этим со стороны органов ГИБДД, как говорится, никакой.

Экологические и экономические преимущества ГБО

Ознакомьтесь с самыми свежими скидками и спецпредложениями

Мы рекомендуем к установке на большинство автомобилей

Безопасно ли ГБО, некоторые работы, промо ролики

Интенсивность дорожного движения растет не только с каждым годом, а с каждым днем. Соответственно возрастает и количество вредных выбросов в атмосферу. Все это отрицательно сказывается на экологической обстановке не только в нашей стране, но и во всем мире.

Одним из самых вредных для окружающей среды веществ является моноокись азота. В составе этой смеси большое содержание свинца. Это что касается транспортных средств, работающих на бензине. Что касается дизельных двигателей, то ко всему прочему букету ядовитых веществ добавляются мельчайшие частицы сажи, образуемые от сгорания солярки.

Сгорание любого органического топлива сопровождается выбросом в окружающую среду опасных химических соединений. От этого страдает не только воздух, но вода и почва, поскольку с проезжей части вредные частицы смываются в почву дождевой водой.

Данные международных экологических организаций показывают, что среди всех видов горючего лидирующие позиции по токсичности занимает бензин. Именно при его сгорании в большом количестве в окружающую среду выбрасывается серосодержащий ангидрид и высокотоксичный свинец.

На фоне экологического вреда для окружающей среды от использования жидких видов топлива весьма привлекательным кажется применение сжиженного углеводородного газа.

Статистика приводит неутешительные цифры. За последние 5 лет в расчете на одного человека, масса вредных выбросов в атмосферу возросла на 15%, что составляет 110 000 тонн в год. Около 70% россиян проживают в экологически опасных регионах.

Наверное, стоит над этим задумываться каждый раз, заправляя свой автомобиль бензином. Внести свой вклад в сохранение здорового климата на планете можно простым переводом автомобиля на газ.

Лучшие экологические показатели от использования пропан — бутана или метана обусловлены следующими факторами:

• Любой вид топлива считается пригодным к сгоранию только в газообразном виде. В связи с этим сжиженный газ наиболее пригоден в качестве горючего для различных типов двигателей. В камере сгорания силового агрегата газ представляет собой однородную горючую смесь без содержания мелких частиц угля и свинцовых химических соединений.
• Газ способствует лучшему процессу сгорания. За счет этого улучшаются термодинамические характеристики двигателя.

Использование на транспортных средствах газобаллонного оборудования (ГБО) способно в большой степени повлиять на экологическую обстановку как в нашей стране, так и во всем мире. Чистота выхлопа от использования ГБО напрямую зависит от качества оборудования.

Чистый процесс горения газа способствует более экономичному его расходу и увеличению КПД двигателя. При этом выхлоп не содержит никаких вредных химических соединений.

Для сохранения экологии большое значение отводится метану. Выбор именно этого газа в качестве горючего для транспортных средств позволяет выйти на новый экологический стандарт, соответствующий «Евро-6». При сгорании бензина или солярки, даже с учетом применения современных технологий при их производстве, трудно добиться соответствия европейским нормам по выбросу соединений серы и сажи.

Преимущества метана в том, что он в два с лишним раза дешевле традиционного горючего и по чистоте выхлопа полностью соответствует мировым экологическим требованиям.

На основании всего изложенного можно прийти к выводу, что использование в качестве горючего пропана и метана имеет большую перспективу. Это особенно актуально в связи с постоянно растущими требованиями экологических норм, принятых в ЕС и США.

Газ, как топливо для двигателей, очень перспективен не только в сравнении с дизельным топливом и бензином. “Голубое топливо” занимает лидирующие позиции также на фоне инновационных видов горючего: переформулированного бензина и окисленных продуктов.

В Евросоюзе создали и успешно применили систему контроля над эксплуатацией газобаллонного оборудования. В состав контролирующих комиссий входят специалисты окружных автоинспекций. Их задача — проверка транспортных средств на наличие в системах ГБО деталей, соответствующих необходимым стандартам.

Вопрос альтернативной замены постоянно дорожающего бензина решен уже много лет назад. Этой заменой является пропан-бутан. Несмотря на некоторые технические отличия в конструкции топливных систем газ, как горючее для ДВС, имеет много сходств с бензином.

Россия, по количеству автомобилей, переоборудованных под ГБО, среди европейских стран уступает только Италии. На долю Итальянцев приходится 24% транспортных средств, работающих исключительно на газе.

Среди общемировых экологических проблем не последнее место в пользу газового топлива занимает факт экономии средств. Перевод автомобиля на газ по времени занимает несколько часов. В зависимости от модели комплекта ГБО окупаемость расходов происходит примерно за год или 30 000 км. Далее следует чистая экономия на разнице в стоимости бензина и газа.

Как газовые двигатели помогают бизнесу и решают климатические проблемы 17:35, 23 июля 2019 Версия для печати

Западные страны объявили войну вредным выбросам. В некоторых городах Европы уже запрещены чадящие дизели! Но это вовсе не значит, что расходы перевозчиков обязательно возрастут: экологичные технологии могут быть экономичными.

Генеральный директор ООО «СиЭнЭйч Индастриал Руссия» и ООО «Ивеко Руссия» Фабрицио Чеполлина рассказывает преимуществах двигателей на природном газе и объясняет, почему они будут выгодны не только бизнесу, но и всей планете в целом.

Для достижения общемировых целей, вне зависимости от предпринятых технических и технологических шагов по «озеленению» экономики, необходимо будет дополнительно сократить выбросы в энергетике, транспорте и строительстве, а также во всем промышленном секторе в целом.

На данный момент не существует единого решения для декарбонизации всего транспортного сектора. Однако компании-лидеры рынка, занимающиеся разработкой экологически чистых визионерских решений для транспортной индустрии, изучают, какой набор технологий может отвечать требованиям различных задач транспортировки. Первое очевидное решение — использование природного газа, который мы изучаем и в который инвестируем уже более 30 лет. По прогнозу Международного энергетического агентства (IEA), потребление природного газа в мире может вырасти до 4 трлн куб. м уже к 2022 году.

Природный газ, основную часть которого составляет метан (92–98%) — ископаемый источник топлива, смесь углеводородных газов, которые встречаются в природе под поверхностью Земли и используются в качестве наиболее перспективного экологически чистого топлива для автомобилей. В качестве топлива используются компримированный (сжатый) природный газ (КПГ), сжиженный природный газ (СПГ) и топливо на основе сжиженных углеводородных газов (СУГ, смесь пропана и бутана, с основой природного газа на метане — «Хайтек») — три разновидности газомоторного топлива. Они обладают разными химическими и физическими свойствами, поэтому в зависимости от применения определенного топлива меняются и технические особенности двигателей и инфраструктурной системы по производству и доставки-хранения газа.

Топливо для двигателя зеленой экономики

Использование природного газа снижает уровень шума двигателей и улучшает качество воздуха на локальном уровне, почти полностью устраняя потенциально вредные загрязнители, минимизируя вред для окружающей среды и значительно сокращая выбросы: более чем на 90% для NO2 (ядовитого газа оксида азота — «Хайтек»), 99% для твердых частиц и 95% для CO2 в случае использования биометана. Образование сажи, свойственное дизельным двигателям, при эксплуатации двигателей на газе отсутствует полностью.

Эксплуатация машин на природном газе — одно из наиболее эффективных решений по борьбе с климатическими изменениями и улучшению качества воздуха как в городах, так и в мире в целом. Сегодня на все виды транспорта приходится до 80% вредных выбросов. Однако существует эффективное и быстродействующее решение для резкого снижения выбросов парниковых газов и твердых частиц в атмосферу Земли — использование СПГ и КПГ. При учете других факторов, помимо сокращения выброса парниковых газов (снижение от 7 до 23% по сравнению с дизелем и бензином), использование автомобиля на метане становится еще более привлекательным.

Сжигание природного газа в двигателе приводит к снижению выбросов твердых частиц на 95% и оксидов азота на 70% по сравнению с дизелем и бензином.

Возможность производить природный газ — в частности, метан — сделала реализуемыми проекты по внедрению экономики замкнутого цикла в сфере пассажирских и грузовых перевозок. Во французском городе Лилль функционирует автобусный парк транспорта IVECO, полностью работающий на метане, произведенном из бытовых отходов города. Такой транспорт в сочетании технологий — топлива на биометане и электротяги — отлично подходит для осуществления функций городского транспорта. Немаловажный фактор в эксплуатации машин — их автономность, обеспечивающая запас хода вплоть до 600 км благодаря резервуарам с газом, встроенным в крышу. Из-за надежности и экономии топлива эти экологические преимущества сочетаются с конкурентоспособной совокупной стоимостью владения.

Чтобы соответствовать стандартам Euro VI, регулирующим содержание вредных веществ в выхлопных газах, компании разрабатывают двигатели на природном газе, не нуждающиеся в сложной дополнительной очистке выхлопов. Метан при использовании в автомобилях нетоксичен и неопасен для здоровья человека. При этом природный газ безопасен как моторное топливо: его пределы воспламенения значительно выше, чем у бензина и дизеля. Объясняется это тем, что метан в два раза легче воздуха и при утечке быстро растворяется в атмосфере, не воспламеняясь и не детонируя. Государственными регуляторами такое топливо, как правило, относится к наиболее безопасным типам топлива.

Автомобили на газе: преимущества и недостатки

Главное преимущество природного газа в том, что он экологичен. Однако в сегодняшней парадигме развития бизнеса этого мало — предприятиям и компаниям нужна реальная экономическая польза. Природный газ — наиболее коммерчески выгодное решение для транспортного сектора. Поэтому тут необходимо отметить, что цена газомоторного топлива в 1,5-2 раза дешевле бензина: сегодня, согласно данным поставщиков, средняя розничная цена кубического метра метана (который по своим энергетическим свойствам равен одному литру бензина) — 13 рублей. Это в два-три раза дешевле бензина или дизельного топлива, а расходуется биотопливо не в таком большом количестве и хватает его на расстояние в два и полтора раза большее, чем можно проехать на бензине или дизельном топливе соответственно. Но между видами газа есть разница: при одинаковой вместимости топливных резервуаров автомобиль на СПГ проедет расстояние почти в три раза больше, чем автомобиль на КПГ. К тому же, использование природного газа в качестве моторного топлива позволяет увеличить срок службы двигателя в полтора-два раза за счет отсутствия трения топлива с компонентами двигательной системы. Таким образом выявляется прямая связь, когда устойчивое развитие бизнеса напрямую способствует его эффективности.

Срок службы двигателей, работающих на природном газе, в полтора-два раза выше, чем у бензиновых

Среди недостатков — сложное хранение метана. Но современные технологии позволяют изготавливать емкости для его хранения из композитных материалов. Это снижает вес баллонов и интегрировать их в конструктивное устройство тех же автомобилей. Не стоит забывать и о том, что есть и серьезная инфраструктурная проблема — количество заправок. Сеть автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) для автомобилей на газе хотя все же активно и развивается в Европе, но этот рост не столь интенсивен в России. Также не хватает бункеровочных баз в морских портах, где будет храниться такое топливо, экипировочных пунктов железных дорог, через которые в основном идет логистика газа по регионам. Что же касается самого машиностроения и реальной работающей на газе техники, то еще одной проблемой являются малые по сравнению с бензиновыми и дизельными автомобилями объемы производства как транспортных средств с двигателями на газе, так и карьерной и сельхозтехники, ограниченные возможности перевода существующего парка транспортных средств на газомоторное топливо.

Настоящее автомобилей на газе

Природный газ распространен в автомобильном и коммерческом транспорте — в сжатой или сжиженной форме. Но благодаря прорывам в производстве биометана, сельскохозяйственные фермы, например, превращаются сами по себе в собственные источники энергии, перерабатывая свои же отходы в биометан «на месте».

Существуют и другие возможности получения природного газа неестественным путем: на мусорных полигонах, из канализационных отходов. Существует целый ряд технологий искусственного синтеза природного газа. Инвестиции в них позволят таким проблемным местам человеческой жизнедеятельности самостоятельно получать прибыль и стать полноценной частью циркулярной экономики.

Благодаря технологиям компании-производители уже внедряют двигатели на природном газе в свой ассортимент тяжелых и средних грузовых коммерческих автомобилей, легких фургонов и автобусов.

Двигатели на природном газе подтверждают надежность биотоплива и становятся основой для будущих разработок, например, в области работающих исключительно на водороде силовых агрегатов с нулевым уровнем выбросов.

Расцвет технологий поддерживается сегодня разработкой двигателей на природном газе для концептуальных машин, которые представляются на важных международных отраслевых мероприятиях: например, уже есть сельскохозяйственный трактор New Holland с двигателем на биометане и проект концептуального колесного погрузчика Tetra на метане для сферы строительства.

Колесный погрузчик на метане

В числе последних инноваций — концепт многозадачного модульного двигателя Cursor X с несколькими источниками энергии. Разработка сочетает в себе производство электроэнергии на водородном синтезе, аккумулирование энергии и внутреннее сгорание природного газа. Это позволяет использовать различные комбинации получения энергии: от электрического взаимодействия до гибридных процессов. Так, передача энергии на шасси изменится от механической трансмиссии до электрических приводов. Электрическая конфигурация двигателя в силу своей экологичности подходит для городского транспорта: выбросы CO₂ сокращаются до 30%, а автономность работы может быть обеспечена на расстоянии до 200 км. В целом производители также отмечают, что водородные топливные элементы могут стать первой полностью электрической технологией, подходящей для длительной и тяжелой эксплуатации с автономией до 800 км.

Перспективы альтернативного топлива

Преимущества природного газа уже убедили многих операторов парка коммерческого транспорта по всей Европе осуществить переход на экологические двигатели. Двигатель, работающий на природном газе, более экономичен, чем двигатель на дизельном топливе, что обеспечивает снижение расходов на топливо до 40%. Это является наиболее важным фактором при оценке совокупной стоимости владения автомобилем. Например, правительство Германии объявило налоговые льготы на использование автомобилей на природном газе до конца 2026 года. В России стандарт топлива Евро-6, который был внедрен в Европе еще в 2015 году, пока так и не принят на законодательном уровне несмотря на то, что его промышленное производство уже ведется.

К тому же, нормы Euro 5, Euro 6 и все последующие будут становится все жестче и регулироваться контролирующими органами более тщательно. Уже к 2020 году на территории ЕС новым транспортным средствам будет разрешено производить в среднем не более 95 г СО₂ на километр. Вероятно и вполне логично, что к 2025 году этот допустимый предел могут еще понизить в целях экополитики. Двигатели на метане способны удовлетворить и эти нормы токсичности не только благодаря меньшему выбросу СО₂. Дополнительное преимущество в том, что показатели выбросов твердых частиц в газовых двигателях ниже, чем в бензиновых или дизельных аналогах. Сегодняшние вызовы экологии с помощью прорыва технологий дают результат в пользу окружающей среде и людям и помогают найти компромисс с бизнесом.

Обусловлено это еще и видимым спросом: парк метановых автомобилей сегодня — 26 млн единиц (глобально он вырос более чем в шесть раз за последнее десятилетие).

С точки зрения экономических процессов, в связи с растущей доступностью в Европе bioCNG и bioLNG — систем производства биотоплива, все перевозчики теперь могут обеспечить транспорт, работающий без выбросов CO2, и внести свой вклад в энергетическую независимость Европы. Природный газ ускоряет развитие циркулярной экономики, при которой устойчивая биомасса перерабатывается и превращается в чистое топливо для транспорта, то есть биометан, который производится с использованием циклической системы, обеспечивающей значительное — если не полное — сокращение вредных выбросов.

В России внедрение транспорта на природном газе только начинается

В России в этом направлении тоже есть прогресс. В 2018 году участниками транспортного и газового рынков было подписано соглашение о долгосрочном сотрудничестве по вопросам развития рынка СПГ в России. Например, среди планов есть строительство комплексов по сжижению природного газа и сопутствующей технологической инфраструктуры; вывод на рынок и усовершенствование инновационных технологий производства СПГ и его использования на транспорте; популяризация экологических и экономических преимуществ технологий СПГ. К числу реальных эксплуатантов, которые уже используют парк на газе, можно отнести российский агропромышленный холдинг «Мираторг», объявивший о получении первой в России партии грузовиков тягачей на биометане. Поведение игроков рынка свидетельствует об оценке экономической эффективности таких автомобилей и их перспективах.

Объединение усилий бизнеса и научного сообщества в области природного газа может принести еще более существенные выгоды как мировой, так и российской экономике, способствуя процветанию и устойчивому развитию планеты. А главное — поможет решить глобальные экологические проблемы.