Журнал "Топливный рынок" Информационно-аналитический журнал
"Топливный рынок"

НЕФТЬ.ГАЗ.png

 
Главная / Журнал "Топливный рынок" / сентябрь 2006 АВТОРСКИЙ АРХИВ

к содержанию номера Версия для печати

Рынки

По материалам "Криогенмаш" и "ГазомоторЭкип"

СПГ как топливо

Одной из причин, сдерживавших темпы перевода транспортных средств на газ, была сравнительно низкая цена на бензин и дизельное топливо. Теперь же цены на нефтепродукты существенно увеличились, в то время как популяризация автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) остается достаточно низкой. Слабые темпы внедрения в РФ компримированного природного газа (КПГ) на автотранспорте, особенно грузовом, вызваны недостатками как самой бортовой системы КПГ, так и малым количеством АГНКС. Между тем, вышеперечисленные проблемы можно решить относительно быстро, благодаря использованию сжиженного природного газа (СПГ).

 

Общее количество крупных АГНКС  в России не превышает 200 единиц. Для сравнения,  в Аргентине, существует 1300 газовых заправочных станций, расположенных в 255 городах, а количество транспортных средств, работающих на КПГ, составляет 1 млн. 500 тыс. единиц.  К слову, в течение 2006 года, парк автомобилей, работающих на КПГ, Аргентины предположительно увеличится до 8 млн. единиц.    Для использования природного газа в автомобильном транспорте там были созданы более 1500 постпродажных мастерских, которые ежемесячно  переводят до тысячи автомобилей на КПГ. А учитывая постоянно растущий спрос на газомоторное топлива, в настоящее время ведутся разработки по использованию СПГ и созданию небольших установок по его производству,    

В достаточно большом объеме КПГ в качестве газомоторного топлива применяется и в Италии. Для повышения пробега автомобильного транспорта за одну заправку, там повышают давление газа в баллонах с 20 МПа до 32 МПа, что позволяет в 1,8 – 2 раза увеличить пробег. 

Россия же, располагая сравнительно небольшим количеством АГНКС, не полностью использует даже имеющиеся мощности.  К примеру, по данным "Мосавтогаз" в эксплуатации которого находится 20 АГНКС общей мощностью 186,8 млн.нм3 компримированного газа в год, в период с 1991 по 1998 год использование производственных мощностей снизилось с 21,2% до 1%. К настоящему времени оно возросло до 10-18.0%, но так и не достигло даже своего предыдущего уровня.

 

Зачем платить больше?

Причины отсутствия популярности АГНКС общеизвестны. Это небольшой пробег транспортного средства за одну заправку, что неприемлемо для больших расстояний, характерных для России; большая масса баллонов и их габариты, что снижает возможность размещения необходимого количества баллонов и снижает грузоподъемность транспортных средств; удаленность АГНКС от автомобильных предприятий, затраты времени на заправку баллонов; отсутствие разветвленной сети АГНКС, удобной для потребителя КПГ и высокая стоимость передвижных автозаправочных станций (ПАГЗ);

Между тем, вышеперечисленные проблемы можно решить благодаря использованию сжиженного природного газа (СПГ). Для наглядности имеет смысл сравнить экономическую значимость химического потенциала природного газа в компримированном виде при давлении 20 и 32 МПа, в сжиженном виде при давлении 0.4 МПа, пропан- бутана при давлении до 1.6 МПа, водорода при давлении 40 МПа, размещенных в баллоне емкостью 50 л  и сравним с расходом бензина А-92 при отпускной стоимости 17.5 руб/л. при удельной теплоте сгорания 34.1 МДж/л.  На этом этапе не учитываем стоимость баллонов и топливной системы, которые относятся к разовым затратам (см. "Потенциал альтернативных видов моторного топлива").

Вполне очевидно, что пропан-бутан по экономичности уступает СПГ из-за взвинчивания отпускных цен. Уже сложилась практика, когда с ростом цен на бензин и дизельное топливо, почти одновременно увеличивается цена пропан-бутана. При увеличении давления природного газа в баллоне с 20.0 до 32.0 МПа экономичность использования КПГ в качестве моторного топлива увеличивается почти на 60%. 

Стоимость перевода двигателя с бензинового топлива на газ, как на КПГ, так и на СПГ практически близки, хотя в топливной системе высокого давления прежде чем подать газ в цилиндры двигателя подвергают его 2-х ступенчатому редуцированию, а при СПГ, из-за низкого давления газа в топливном баке – только одноступенчатому редуцированию. При этом, металлоемкость топливной системы на СПГ значительно ниже, чем на КПГ.  Стоимость криогенного топливного бака для СПГ практически не отличается от стоимости  металлопластиковых баллонов для КПГ, а при переходе на давление 32 МПа, может оказаться еще ниже [3]. Таким образом, при почти равных условиях, баллон емкостью 50л с СПГ обеспечивает экономию финансовых средств почти в 2.2 раза больше, чем на КПГ-200 и в 2.55 раза больше чем на пропан-бутане.  Таким образом, при одном и том же объеме бортового запаса топлива, сжиженный природный газ, как заменитель нефтяного моторного топлива, обеспечивает пробег транспортного транспорта средства за одну заправку  в 2-2.5 раза больше, чем на КПГ и обеспечивает  экономию затрат на топлива в 2.2 раза больше, и в 2.5 раза больше, чем на пропан-бутане при стоимости СПГ 300 долл/т.

 

Бонус для АЗС

Использование СПГ на АЗС позволяет  расширить  и преобразовать их в многофункциональные автогазозаправочные станции (АГЗС) для заправки автомобильного транспорта как бензином, дизельным топливом, так и компримированным и сжиженным газом, то есть передать им часть функции АГНКС по реализации КПГ. Такое техническое решение позволит значительно увеличить  количество функционирующих газозаправочных станций и приблизить их к потребителям.

Для этого, на действующей АЗС, необходимо установить, например, криогенный резервуар емкостью 10 м3, холодный плунжерный насос высокого давления, теплообменник с источником тепла и колонку для отпуска КПГ. Такой комплекс оборудования потребует сравнительно небольшой площади, всего около 15м2.-20м2 . СПГ в криогенном резервуаре емкостью 10м3 по своей теплотворной способности практически эквивалентен бензину в сосуде емкостью более 5000л и позволяет заправить КПГ за одну заправку криогенного резервуара более 75 автомашин, работающих на баллонном газе.

Установка криогенного резервуара с СПГ на АЗС не нарушает безопасность его эксплуатации, так как  природный газ менее взрывоопасен, чем бензин. Так, например, температура воспламенения бензина составляет 190 – 230оС, а природного газа – 542оС. Взрывоопасная концентрация паров бензина равна 1.4-7.0%, дизельного топлива – 1.1 – 8.0%,  а природного газа (метана) – 5 –15%. Кроме того, метан более безопасен, чем пропан-бутан, так как  пары метана легче воздуха, поэтому они улетучивается, тогда как пары пропан-бутана в 1.4-1.6 раз тяжелее воздуха и  могут "стелиться" и накапливаться на поверхности земли и образовывать взрывоопасную смесь с кислородом воздуха.

В настоящее время созданы мощности и действуют установки по производству СПГ в количестве до 80т в сутки, что эквивалентно 110.0тыс.нм3 газообразного метана. При пока неразвитом рынке сбыта СПГ экономически целесообразно организовать его производство на незагруженных мощностях АГНКС, а также на ГРС и ГРП с использованием апробированных технологий сжижения природного газа. При создании новых АГНКС экономически и технически целесообразно организовать их на базе блочно-контейнерного исполнения с учетом выбора не менее 2-х комплектов, один комплект для производства и реализации КПГ, а второй - для производства и реализации СПГ, что позволяет более эффективно использовать создаваемые мощности и вкладываемые средства.

Кроме того, при перевозке СПГ любым видом транспорта в единице объема резервуара транспортируют в 2-3 раза больше газа, чем в сжатом виде. При этом удельная материалоемкость на единицу перевозимого объема газа на СПГ почти в 7 раз меньше, чем при транспортировании КПГ давлением 32.0МПа  ПАГЗ-ом. 

 

Корпоратив

Чтобы увеличить масштабы использования природного газа в качестве моторного топлива на автотракторной технике и повышения её пробега за одну заправку, необходимо повысить давление газа в баллонах до 32.0МПа.  Однако для перевода существующих АГНКС с 20.0МПа на 32.0МПа необходимо заменить компрессорное оборудование и всю коммуникацию, установить новые газовые компрессоры на давление до 37.0 МПа, что потребует больших капитальных вложений.

Некоторые сельскохозяйственные районы уже начали переводить свои средства механизации на КПГ. Активность перевода двигателей с/х механизмов, работающих в дизельном режиме в сельскохозяйственных регионах сейчас значительно выше, чем в городских условиях. При этом, при переводе двигателей на газодизельный режим используется 25 –35% дизельное топливо, от номинального расхода в качестве запального средства, и 75-65% природный газ, как заменитель дизельного топлива.  Несмотря, на то, что в газодизельном режиме работы двигателя замещается только часть дизельного топлива,  срок окупаемости затрат на перевод транспортных средств на природный газ составляет не более одного года. Сегодня уже имеются агропромышленные комплексы, например, в Ставропольском крае, где более чем 60% транспортных средств переведены на КПГ.

Кроме того, использование СПГ позволяет решить проблему перевода железнодорожного транспорта с дизельного топлива на газодизельный режим.

По предварительным расчетам, для перевода магистрального тепловоза на газодизельный режим с учетом замещения до 70% расходуемого дизельного топлива, необходимо создать бортовой запас природного газа в размере 10.5т + неприкосновенный запас. При использовании в качестве бортового запаса КПГ в указанном количестве при давлении 20.0МПа, необходимо иметь резервуар высокого давления объемом около 80м3. При этом возникают организационные и технические сложности по первоначальной и промежуточной заправке.  

Задача намного упрощается при использовании СПГ. В этом случае криогенный резервуар, например,  емкостью 30-50 м3 размещается на открытом тендере между секциями тепловоза на железнодорожной тележке, например, производства ГП "Уралвагонзавод".

Маневровые тепловозы, ввиду специфики их работы, а именно, небольшое плечо обслуживания, необходимость широкой обзорности, частые переключение режимов и направлений движений, целесообразно перевести на КПГ. При этом, СПГ  также может быть использован для заправки баллонов высокого давления, по вышеописанной схеме для АЗГС. Учитывая близость заправочного пункта и скорость заправки, можно уменьшить бортовые запасы природного газа, тем самым уменьшить объем и количество устанавливаемых на маневровый тепловоз баллонов.  

С конца 80-х годов прошлого столетия  был принят ряд соответ-ствующих программ и решений на уровне МПС СССР и РЖД РФ по внедрению СПГ в желдортранспорт,  однако эти "благие" намерения, утверждённые на самом высоком "уровне"  буксуют уже не первое десятилетие из-за постоянных сбоев в финансировании.

 

 

Потенциал альтернативных видов моторного топлива                                                                                        

№№

пп/п

Наименование

параметров

Энергоносители

КПГ-200

КПГ-320

Пропан-бутан

Н2- 400

СПГ

 1.

Объем баллона, л

50

50

50

50

50

 2.

Коэффициент использования объема баллона, %

99

99

90

99.5

85

 3.

Используемый объем газа из баллона,  нм3

9.9

15.84

13.05

19.9

25.16

 4.

Масса используемого газа,  кг

6.73

10.77

26.16

1.79

17.11

 5.

Удельная низшая теплотворная способность газа, МДж/нм3 , ***

35.87

35.87

3.18

10.79

35.87

 6.

Низшая теплотворная способность используемого газа, МДж с одного баллона 50л.

355.1

568.2

1216.0

214.7

918.3

 7.

Количество бензина, которым заменяется энергоноситель, л.

10.4

16.64

35.66

6.0 – 7.5

26.92

 8.

Отпускная цена газа при заправке,

3.6р/нм3

3.6р/нм3

9р/л (ж) или (г)

31р/нм3

___

5.76р/нм3

 

 9.

Стоимость заправки одного баллона объемом 50л, руб.

35.64

57.02

404.55

____

144.92

110.

Экономия от замены бензина А-92 на энергоноситель из баллона 50л, руб.

146.36

234.18

219.5

____

326.18

Примечание: * отпускная цена СПГ принята в размере 300 долл./т  или 8460 руб./т или 5755.1 руб./1000нм3 ; 

** отпускная цена водорода должна быть не выше 5.0 руб./нм3 или менее 55.0 руб./кг, чтобы обеспечить рентабельность замены бензина на водород.

*** - исходные данные по удельной низшей теплотворной способности газов [2].

 

к содержанию номера Версия для печати

Весна-2018

все статьи номера Журнал "Топливный рынок" содержание

Инфотек Флекс

НОВОСТИ

19.04.2018   "Жестко, как никто": Трамп рассказал о своем отношении к России
19.04.2018   Высокотехнологичное оборудование Института нефтехимпереработки Республики Башкортостан не будут приватизировать. Размер создаваемого уставного капитала уменьшен втрое
19.04.2018   Минприроды хочет стимулировать компании к разведке новых месторождений
19.04.2018   Эксперт увидел потенциал роста поставок российского оборудования для НПЗ
19.04.2018   Нефть продолжает подъем
18.04.2018   Россия и Иран могут на пять лет продлить соглашение о поставках нефти
18.04.2018   Schlumberger хочет купить 24% российской Eurasia Drilling. Эксперты считают, что теперь сделка получит разрешение антимонопольной службы
18.04.2018   "Total" заинтересовалась альтернативной энергетикой в Казахстане
18.04.2018   Цены на нефть продолжают расти
17.04.2018   Японская Marubeni войдет в проект НОВАТЭКа
все новости все новости

КАЛЕНДАРЬ МЕРОПРИЯТИЙ

23.04-26.04    г. Москва
Международная молодежная научная конференция "Нефть и газ - 2018"
конференция
23.04-26.04   Баку, Азербайджан
III МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФОРУМ SOCAR "DOWNSTREAM КАСПИЙ И ЦЕНТРАЛЬНАЯ АЗИЯ – ТОРГОВЛЯ, ЛОГИСТИКА, НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА"
18.05    г. Москва
XV Международная Конференция "Освоение шельфа России и СНГ-2018"
конференция
22.05-24.05    г. Москва
6-я ежегодная конференция "Базовые масла и смазочные материалы СНГ"
конференция
29.05-01.06   Баку Экспо Центр
"НЕФТЬ И ГАЗ КАСПИЯ" / CASPIAN OIL & GAS 2018
выставка
все выставки и конференции все выставки и конференции

Курсы валют ЦБ РФ
Дата:00:0000:00
Курс доллара0.000.00
Курс евро0.000.00
Курс фунта0.000.00
Курс тенге0.000.00
 Вход для подписчиков  
Логин: Пароль:
Забыли свой пароль?
Подписаться на журнал
Rambler's Top100

Журнал "Топливный рынок" © ИД "Топ-пресс", 2006-2018
Использование материалов сайта допускается только с письменного разрешения редакции.

Тел./Факс: (495) 791-6852 topinfo@top-r.ru