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

Зима-2017

все статьи номера Журнал "Топливный рынок" содержание

НОВОСТИ

29.12.2017   Эксперт объяснил, почему Порошенко заговорил о закупках газа в России
29.12.2017   В мире обнаружили в 2017 году рекордный минимум нефти
29.12.2017   В 2018 году Россия сохранит свое преимущество на европейском рынке газа
29.12.2017   Подорожавшая вчера нефть продолжает прибавлять в цене
29.12.2017   Редакция журнала "Топливный рынок" на каникулах до 25.01.2018 года
29.12.2017   Поздравляю Вас с Новым Годом и Рождеством!
28.12.2017   "Газпром" и Молдова обсудили ход сотрудничества в энергетической сфере
28.12.2017   Венесуэла направляет на обеспечение собственной криптовалюты 5 млрд баррелей нефти
28.12.2017   Bloomberg назвал пять важнейших для нефтяного рынка факторов на 2018 год
28.12.2017   "Мессояханефтегаз" получил синдицированный кредит на разработку самого северного континентального нефтегазового месторождения
все новости все новости

КАЛЕНДАРЬ МЕРОПРИЯТИЙ

Новости 24

НОВОСТИ ОТ РБК

РосБизнесКонсалтинг
Курсы валют:
Погода в:  
 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