8 мифов про ГБО. Их развенчивают эксперты «За рулем»

Газа в стране полным-полно

Автомобильное газовое топливо бывает двух видов: сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ), который еще называют компримированным (КПГ). Сжатого природного газа (метана) у нас в России действительно полным-полно, при этом он относительно дешев. А вот сжиженного газа (смесь пропана и бутана) гораздо меньше.

В целом, заправок пропан-бутаном по стране хватает, а вот cо сжатым газом дела обстоят хуже. Даже на многомиллионную Москву лишь одиннадцать метановых заправок. Впрочем, газификация автотранспорта четко районируется по климатическим поясам. Чем южнее, тем больше заправок и с сжатым, и с сжиженным газом. И, наоборот, на Севере газовую машину днем с огнем не сыщешь.

Газ вдвое дешевле

Сжиженный газ для автомобилистов во все времена стоил примерно вдвое меньше высокооктанового бензина. А километр, пройденный на сжатом газе, обходится почти втрое дешевле! И, как в случае с бензином и дизтопливом, цены на газ отличаются от региона к региону.

Примерная цена бензина 46 руб./л., пропан-бутана 25 руб./л., метана 17 руб./м³.

Чтобы вычислить чистую выгоду от перехода на газ, необходимо учесть и дополнительные расходы. Изначальная стоимость комплекта ГБО для сжиженного газа плюс его установка и обязательная регистрация обойдется не дешевле 40 000 рублей. Установка для работы на метане — почти вдвое дороже, прежде всего из-за дорогих баллонов, выдерживающих большое давление. Кроме того, ГБО нуждается в периодическом обслуживании и опрессовке баллонов, что тоже повышает расходы.

Эксплуатационный расход газа примерно на 10% выше, чем бензина. К тому же неизбежны частые «перепробеги» в поисках газовой АЗС. Поэтому экономить будут лишь те, у кого среднегодовые пробеги превышают 30 000 км. А если ездите немного и не каждый день — газ не про вас. Да и продать «газовую» машину будет непросто: обычно пробеги у таких автомобилей существенно выше, не все готовы мириться с занимающим место в багажнике баллоном и взваливать на себя дополнительные хлопоты по обслуживанию и ремонту ГБО.

Километр, пройденный автомобилем на пропан-бутане, обходится почти вдвое ­дешевле, чем ­на бензине. На метане — втрое

Бензин всё равно нужен

Это правда — пустить холодный мотор на газе почти невозможно. Давление насыщенных паров, влияющее на пусковые свойства, у газа гораздо ниже, чем у бензинов. Да и диафрагмы газового редуктора в сильные холода теряют эластичность, что снижает их ресурс. Потому при пуске аппаратуру переводят в «бензиновый» режим, и только потом, после прогрева, возвращают обратно в «газовый». Кстати, современные системы ГБО сами определяют, когда переключаться с одного топлива на другое. К тому же, бензин понадобится и на тот случай, если газ закончится, а заправки поблизости не окажется.

Газ не пахнет

Ни природный, ни нефтяной газ запаха не имеют. Но поскольку утечки газов крайне опасны, в их состав добавляются так называемые одоранты, обладающие резким запахом. Почувствовали характерный запах — срочно на сервис искать утечку и регулировать аппаратуру. Пахнуть будут автомобили с удаленным каталитическим нейтрализатором — в привычном букете вредных газов будут улавливаться нотки этилмеркаптана, того самого одоранта.

В 60‑литровый баллон влезет именно столько газа

Нет, не 60, а около 50. Причина простая: это мера безопасности, компенсирующая расширение газа при нагреве — чтобы баллон не разорвало изнутри. Для этого на баллоне установлен мультиклапан, препятствующий наполнению больше чем на 85%.

Газ продлевает ресурс мотора

Не продлевает, но и большинство страшилок насчет вредности газа преувеличены. Газ чуть лучше бензина относится к поршневой группе мотора и чуть агрессивнее к выпускным клапанам. Горит газ медленнее, догорание происходит при открытых клапанах, которые больше нагреваются.

Газ чище бензина: в нем нет серы, которая является основным катализатором образования так называемых высокотемпературных отложений (шлама и нагара). Поэтому срок службы масла при работе двигателя на газе повышается. Хотя есть и ложка дегтя: при сгорании газового топлива образуется больше воды. На непрогретом двигателе, а также при неисправной системе вентиляции картера она конденсируется, обводняет масло, тем самым снижая его характеристики.

Перевести на газ можно любую машину

Оснастить газовым оборудованием можно всё что угодно, однако в ряде случаев в этом нет смысла. К примеру, для малогабаритных автомобилей это нецелесообразно: расход у них и так небольшой, и баллон часто негде разместить. Не стоит переоборудовать и новые машины: можно лишиться гарантии на мотор из-за применения нерекомендованного топлива, на кузов (сверлили, перегрузили) и на электрику, в которую вмешались.

Дизельные автомобили также лучше не трогать. Для самовоспламенения газовой смеси требуется запальная доза дизтоплива — такие системы сложны и дороги. Не стоит переходить на газ, если часто используете весь полезный объём салона и багажника — оборудование съест много места, а также сократит возможности трансформации салона.

Газ опаснее бензина

Это в чем-то правда. Неправильный монтаж ГБО может вызвать утечку, а ее и определить сложнее, и воспламеняется газ охотнее бензина. При этом особенно опасен сжиженный газ, который тяжелее воздуха — он не поднимается вверх, а скапливается под автомобилем, в ямах и подвалах гаражей.

Манометр на газовой заправке показывает, что газ закачивается в баллон под давлением аж 16 бар. Но при срабатывании клапана отсечки в баллоне останется 85% газа в жидкой фазе и 15% в паровой. Поэтому давление внутри баллона падает с 16 до 8 бар — а это уже не столь пугающий показатель. До сравнимых величин накачивают, например, колеса грузовиков.

ВЫВОДЫ

Часто говорят, что сжатый газ вообще не предназначен для частников. Отчасти это утверждение верно: количество метановых заправочных станций невелико. Однако сегодня природному газу зажигают зеленый свет: решившим установить ГБО обещают финансовую поддержку. Газпром представил программу развития заправочной сети — число заправок за последний год выросло в несколько раз и к концу 2020 года их должно быть не меньше пяти сотен.

Вслед за инфраструктурой потянутся и производители. Например, АВТОВАЗ уже серийно выпускает версии Весты и Ларгуса на метане. Удобно и выгодно для тех, кому нужен газовый автомобиль, — не понадобятся доработки и переоформления. В модельном ряду многих зарубежных марок тоже есть газовые модели. Будет спрос — привезут. Поэтому получается, что будущее, скорее, за метаном, чем за пропан-бутаном.

Перевод машины на газ оправдан только в тех случаях, когда вы собираетесь ездить на машине долго и много. А среднестатистическому автолюбителю переоборудовать машину на газ не имеет смысла.

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.

Может ли СПГ стать альтернативой дизельному топливу? (Часть 1)

Обществу приходится признать, что коммерческому автотранспорту требуется более чистое альтернативное топливо. Конечно, все уже наслышаны про электрический привод – он очень актуален, моден, но далеко не везде востребован. Немногие регионы готовы перейти на электротягу. К тому же в мировом автопроме не сформировались альтернативные экологически чистые решения для тяжеловозов и магистральных автопоездов. Всё упирается в запредельную цену дорогущих аккумуляторов, их огромный вес, безопасное использование и длительность процесса зарядки АКБ (см. «Транзит передовых технологий»). Причём это касается и водорода (см. «Революция Николая Первого»).

Выбор без выбора

Пока поиск оптимального решения продолжается, сжиженный природный газ (СПГ), становится самым перспективным из всех доступных альтернативных видов автомобильного топлива. Природный газ обладает огромным потенциалом и у него большая плотность энергии, сопоставимая с дизелем. Октановое число газа более сотни, что недостижимо для нефтяных источников питания. Такое вредное явление, как детонация, на двигателе, работающем на газе, сведено к минимуму.

При работе на газе образуется меньше нагара в камерах сгорания, а отработавшие газы содержат гораздо меньше вредных веществ, чем жидкие виды топлива. Газ легко смешивается с воздухом и равномерно наполняет цилиндры однородной смесью. Конструкция транспортного средства и его моторно-трансмиссионное отделение изменяются не столь значительно. Экологи даже довольны: вредное воздействие ОГ в сравнении с дизелем значительно ниже, особенно в объёме СО₂.

КПГ – не панацея

Наряду с пропан-бутановыми смесями в последнее время ведутся работы с метаном. Низкая стоимость компримированного метана обусловлена его неисчерпаемыми залежами в России. Причём метан не требует больших затрат на переработку и его энергоотдача выше на 28%, чем пропан-бутановой смеси.

Метан не токсичен, не опасен для здоровья человека, не образовывает взрывоопасную концентрацию, поскольку в 2 раза легче воздуха, а температура возгорания равна 600 °С. При утечке он бесследно улетучивается.

Общеупотребимые термины и сокращения

КПГ – CNG (Compressed Natural Gas)
сжатый (компримированный) природный газ (метан): газообразные углеводороды, образующиеся в земной коре.

СПГ – LNG (Liquified Natural Gas)
сжиженный природный газ добываемый на газовых месторождениях. Получается при охлаждении природного газа до температуры –162 °C, благодаря чему его объём уменьшается в 600 раз.

СУГ – LPG (Liquified Petroleum Gas)
сжиженный попутный углеводородный газ (пропан-бутан) получаемый при добыче и переработке нефти. В жидкое состояние переводят при охлаждении до критической температуры и последующей конденсации в результате отвода теплоты парообразования.

СНГ или биогаз – SNG (Synthetic natural gas)
синтезированный нефтяной (природный, попутный) газ метан полученный из угля (CTG – coal-to-gas), нефти или биомассы (Substitute Natural Gas).

Метан в отличие от бензина не смывает масляную плёнку со стенок цилиндров, не содержит вредных примесей, негативно влияющих на детали камеры сгорания, сжигается практически полностью, не образуя нагара на поршнях, клапанах и свечах зажигания. Кроме того, он не вызывает коррозию металлов, не оставляет отложений в топливной системе, чем увеличивает срок службы двигателя в 1,5–2 раза.

КПГ послужила палочкой-выручалочкой в СНГ для целого сектора локальных перевозок (такси, автобусы, развозные грузовики), но дальнейшее продвижение на дальнемагистральных перевозках тормозится. И вот почему…

Первая проблема в хранении: дополнительные газовые сосуды съедают пространство за кабиной и на раме тягача. В баллонах, изготовленных из полимерных материалов, под высоким давлением (200–250 атм) хранится лишь незначительный объём газа и стандартный запас хода с одной заправки редко превышает 500 км. В качестве полумеры долгое время продвигалась концепция газодизельного и газобензинового транспорта и этот паллиатив до сих пор широко используется.

Холодный расчёт на СПГ

Технология сжижения природного газа предусматривает охлаждение его до очень низких температур, при которых газ переходит в жидкое состояние (LNG) и значительно уменьшается в объёме. Это означает, что автомобиль не надо оборудовать множеством газовых баллонов, ему достаточно иметь один или два криогенных топливных бака, предназначенных для хранения СПГ. Но этого объёма топлива автопоезду уже хватает для осуществления региональных и даже магистральных перевозок на значительные расстояния. То есть движение на СПГ вполне можно рассматривать, как полноценную альтернативу дизелю на маршрутах длиной в 300–1000 км с одной заправки.

Газовые СПГ-грузовики имеют два основных преимущества, и в качестве примера принято ставить в пример опыт КНР, где сейчас сконцентрирован самый большой парк автотранспорта в мире.

В Китае, где применение СПГ в коммерческих автомобилях в последнее время очень распространилось, отмечают, что литр дизеля сейчас обходится в 7,57 юаней (73,5 руб.), в то время, как один килограмм СПГ стоит всего 4,2 юаня (40,8 руб.). В пересчёте это означает, что автоперевозчики, эксплуатирующие газовые автомобили получают экономию в размере 0,45–0,7 юаня (4,3–6,8 руб.) на каждом километре пути.

Выпуск коммерческих грузовиков в Китае в 2017 и 2018 гг., включая шасси

2017 г.	2018 г.
Всего грузовиков (кроме пикапов и SUV)	2 587 741	2 794 127
Седельные тягачи, из них:	585 193	470 283
дизельные	527 247	418 914
электротягачи	321	95
газовые	57 625	51 274
Тяжёлые грузовики, из них:	564 471	642 082
дизельные	560 527	629 172
бензиновые	10	–
электрические	184	1374
газовые	3750	11 536
Среднетоннажные грузовики, из них:	234 013	172 573
дизельные	232 425	171 589
бензиновые	5	65
электрические	1426	385
топливные элементы	–	39
газовые	157	495
Лёгкие грузовики, из них:	1 738 310	1877 752
дизельные	1 381 399	1 391 515
бензиновые	306 250	442 426
гибридные	157	1044
электрические	50 377	42 589
газовые	127	178
Мини-грузовики, из них:	560 711	628 031
дизельные	60 418	20 462
бензиновые	493 023	576 231
электрические	7270	31 338

Выхлопы газовых грузовиков и автобусов наносят намного меньший вред окружающей среде. Выполнение экологических норм Euro 5 у СПГ-транспорта вообще обходится без громоздкой системы нейтрализации и раствора мочевины. А количество СО₂ в выхлопе значительно ниже, чем у дизельного двигателя.

Кроме двух главных преимуществ, есть ещё и второстепенные:

• жидкое газовое топливо невозможно украсть;
• зимой не нужно беспокоиться об СПГ, оно никогда не замёрзнет.

Среди мировых лидеров по числу газобаллонных автомобилей лидируют Китай (5,3 млн автомобилей), Пакистан (3,1 млн), Индия и Иран (по 4 млн). Львиная доля (60–70%) приходится на легковой транспорт.

Чтобы понять, сколько в Китае экологически чистого коммерческого транспорта и какова его перспектива, достаточно привести свежую статистику производства. Доля газомоторной коммерческой техники в 2018 году достигла 3,27% для грузовиков и 3,22% для автобусов. Разбиение по классам, видам топлива и используемой тяги даёт богатую пищу для размышлений и о перспективе электрогрузовиков и электробусов, выпуск которых составляет 2,71% и 14%, соответственно.

Выпуск автобусов в Китае в 2017 и 2018 гг., включая шасси

2017 г.	2018 г.
Всего автобусов	526 049	454 423
Большой и особо большой класс, из них:	93 270	77 724
дизельные	33 333	30 348
бензиновые	38	73
гибридные	–	1
гибридные PHEV	9188	4540
электробусы	43 371	41 114
топливные элементы	1	175
газовые	7339	8495
Средний класс, из них:	85 115	72 682
дизельные	38 980	25 406
бензиновые	4736	5428
гибридные	3163	3661
гибридные PHEV	35 283	34 405
электробусы	31	240
газовые	2922	3542
Малый класс, из них:	347 664	334 322
дизельные	252 632	230 543
бензиновые	66 316	54 030
гибридные	61	3
гибридные PHEV	299	1 472
электробусы	26 837	22 972
топливные элементы	98	390
газовые	1 421	24 912

Несладкие контраргументы

Аксиома: успешная реализация любой затратной модели развития упирается в его масштабируемость в бизнесе. Т.е. предпринимателям для снижения рисков важно найти как можно больше потребителей и сделать технологию доступной и популярной. Перевод автотранспорта на газ при государственной поддержке необходим, но этот вид топлива не только в КНР, но и России не так распространён. АЗС с соляркой есть везде, а заправка КПГ и СПГ остаётся явлением редким.

Поэтому, во-первых, владельцу газового ТС обязательно нужно планировать новый маршрут очень тщательно.

Во-вторых, стоимость СПГ-автомобиля значительно выше дизельного аналога: сложнее конструкция и применяются оригинальные узлы, дорогие сосуды Дюара. Учитывая экономию при эксплуатации, можно сказать, что эта надбавка отобьётся, но для этого потребуется примерно от 2 до 3 лет стабильной работы. То есть эксплуатантам, работающим на случайных халтурах, газовый двигатель окажется в тяжесть.

В-третьих, неприятным моментом может стать сезонное колебание цены на СПГ, особенно в зимний период. При наступлении морозов спрос на газ растёт, и продавцы СПГ во всех странах мира не гнушаются заработать лишнюю копейку, цент или юань. Об этом расскажу далее.

В-четвёртых, снаряжённая масса газового грузовика выше дизельного. Изменения не столь большие, но газовая аппаратура и большая ёмкость для хранения топлива, которую стараются заполнить под завязку, добавляет машине несколько сотен килограммов, которые в общем-то не стоит недооценивать, если на трассе имеется весовой контроль.

В-пятых, техническое обслуживание вызывает затруднения. Мастерских и специалистов по ремонту и обслуживанию дизельных грузовиков много. Здесь проблем нет вообще. С СПГ так не получается. Небольшие мастерские и магазины запчастей, которые можно встретить на дорогах, зачастую не в состоянии помочь водителю газовой машины. У них просто нет соответствующих знаний и опыта. И они, как правило, отказываются от обслуживания СПГ транспорта.

Чтобы склониться к приобретению грузовика с СПГ, необходимо понять, получится ли выполнить все конкретные условия?

Первое – должны быть оговорены стабильные (фиксированные) маршруты, чтобы была возможность заезда на недорогую газовую заправку. Второе – это загрузка газового транспортного средства. Годовой пробег должен превышать 120–150 тыс. км, только в этом случае экономия на топливе станет оправданной с точки зрения покупки более дорого СПГ грузовика. Третье, хозяева транспортного бизнеса должны быть предприимчивы, образованны и терпеливы. Разница между газовым автомобилем и дизельным довольна существенна, поэтому зарабатывать здесь смогут не все.

Отдельная проблема: сжиженный метан в России для автотранспорта практически не встречается, если не считать мобильных станций типа модели AF-1814-07 на шасси КАМАЗ 65201 К4140.