Gorivo za automobile. Tečni, komprimovani gas

Opšti opis klipnih kompresora. Jednostepeni i dvostepeni. Štetan prostor

Prema prirodi djelovanja, klipni kompresori mogu biti jednosmjernog (ili jednostrukog) ili dvosmjernog djelovanja. U jedinicama jednostavna akcija, tokom jednog hoda klipa vrši se jedno usisavanje ili pražnjenje. Kod kompresora dvostrukog djelovanja, dva usisavanja ili pražnjenja se izvode u jednom hodu klipa.

Na osnovu broja stupnjeva kompresije, klipni kompresori se dijele na tri tipa: jednostepeni, dvostepeni i višestepeni. Stupanj kompresije se obično naziva dio kompresora u kojem se plin komprimira do srednjeg ili konačnog tlaka.

Strukturno, jednostepeni kompresori mogu biti vertikalni ili horizontalni. Po pravilu, kompresori horizontalnog dizajna su mašine dvosmernog dejstva, dok su kompresori vertikalnog dizajna jedinice jednosmernog dejstva.

U jednostepenom kompresoru sa jednim dejstvom horizontalnog dizajna, klip se kreće unutar cilindra. Cilindar je opremljen poklopcem koji ima usisne i ispusne ventile. Klip kompresora je spojen na klipnjaču i radilicu. Zamašnjak se nalazi na radilici. Kako se klip kreće s lijeva na desno, u području između klipa i cilindra nastaje vakuum. Razlika tlaka između usisnog voda i cilindra uzrokuje otvaranje ventila, omogućavajući plinu da uđe u cilindar. Kada se klip pomeri natrag s desna na lijevo, usisni ventil se zatvara i plin u cilindru se komprimira na razinu tlaka p 2. Zatim, kroz ventil, gas se potiskuje u ispusni vod. Ciklus se završava i ponovo se ponavlja.

Jednostepeni kompresor dvostrukog dejstva opremljen je sa četiri ventila (dva usisna i dva ispusna). Takve mašine su složenije, ali njihova produktivnost je dvostruko veća. Za potrebe hlađenja, cilindar i poklopci mogu biti opremljeni vodenim omotačem. Kako bi se povećala produktivnost, ove mašine se mogu proizvoditi u višecilindričnom dizajnu. Jednostepeni kompresori vertikalnog dizajna su efikasniji i brži od horizontalnih. Osim toga, zauzimaju manje proizvodnog prostora i izdržljiviji su.

Dvostepeni kompresori horizontalnog tipa obično su opremljeni jednim cilindrom i stepenastim ili diferencijalnim klipom. Gas se u cilindru sabija sa lijeve strane klipa, nakon čega prolazi kroz hladnjak i dovodi se u cilindar na drugoj strani, gdje se komprimira do nivoa p 2.

Višestepeni dizajni su opremljeni cilindrima koji su raspoređeni u seriji (tandem sistem) ili paralelno (kombinovani sistem). Postoje i suprotni dizajni kompresora, gdje se klipovi kreću u međusobno suprotnim smjerovima. Cilindri u strukturama ovog tipa nalaze se s obje strane osovine.

Treba napomenuti da se stvarni proces kompresije plina u kompresoru razlikuje od teorije. Dakle, između klipa, kada je u svom krajnjem položaju, i poklopca cilindra postoji određena slobodna zapremina. Ovaj jaz se naziva štetnim prostorom. U ovom zazoru, po završetku ubrizgavanja, komprimovani gas se širi tokom obrnutog hoda klipa. Iz tog razloga, usisni ventil se otvara tek nakon što nivo pritiska padne na nivo usisnog pritiska. Dakle, klip se kreće u praznom hodu, što smanjuje performanse kompresora.

Jedan od brojni razlozi Sporost u gasifikaciji transporta je u tome što je asortiman goriva za gasne motore prilično širok:

• tečni naftni plin (LPG);
• komprimirani (komprimirani) prirodni plin (CNG);
• tečni prirodni gas (LNG).

Glavne prednosti goriva za plinske motore su njegova cijena, cijena i opet cijena. Do sada, ove prednosti nadmašuju brojne i različite nedostatke.

Tečni naftni gas (LPG)

Ovaj plin je mješavina propana C3H8 i butana C4H10, ekstrahirana iz pratećih naftnih plinova, iz kondenzatnih frakcija prirodnog plina, iz plinova iz procesa stabilizacije nafte i kondenzata, iz rafinerijskih plinova dobivenih iz postrojenja za preradu nafte. Pored propana i butana, naftni gas sadrži oko 6% težinskih i drugih ugljovodonika - etana, etilena, propilena, butilena i njihovih izomera, odnosno sastav TNG-a je heterogen i nekonzistentan. Kako bi se kontrolisala curenja, u LPG se unose tvari neugodnog mirisa – merkaptani. Merkaptane je lako prepoznati po nosu kada vas ulicom prođe gasna cilindarska GAZela.

Glavna prednost propana i butana je njihova visoka kritična temperatura. Kritična temperatura je temperatura pri kojoj gustoća tečnosti i njene zasićene pare postaju jednake i granica između njih nestaje.

Propan ima kritičnu temperaturu od 96,8 °C, butan ima kritičnu temperaturu od 152,0 °C, što olakšava ukapljivanje ovih gasova i njihovo skladištenje u tečno stanje sa relativno br visok krvni pritisak do 1,6 MPa. To također znači da će posuda za skladištenje TNG-a biti relativno lagana, a plin se može skladištiti u tečnom stanju neograničeno dugo, pod uslovom da je posuda potpuno zatvorena. Međutim, LPG cilindar je posuda pod pritiskom i ne može mu se dati nikakav oblik, kao, na primjer, rezervoar za plin. Ova okolnost stvara probleme sa postavljanjem plinske boce na automobil.

Za punjenje vozila gorivom koriste se dvije marke TNG-a: ljetni i zimski. Ljetni ili automobilski propan-butan (PBA) sadrži 50±10% propana po težini. Zimski ili automobilski propan (PA) sadrži 85±10% propana po težini. Dakle, regulisanje sadržaj pluća propan, osiguravaju cjelogodišnji rad vozila na plinske cilindre.

Upotreba TNG-a ograničena je na benzinske motore, odnosno na motore sa niskim omjerom kompresije i paljenjem pomoću varnice. To su putnički automobili, laka i srednja teretna vozila i elektrane. Potrošnja TNG-a je 10-15% veća od benzina zbog niže zapreminske kalorijske vrijednosti: 1 litar benzina će biti ekvivalentan 1,1-1,15 m 3 TNG-a, a realnim uslovima zbog pada snage motora - 1,15–1,3 m 3 CIS. Na niskim temperaturama motor se pokreće na benzin, a nakon zagrijavanja vozač može preći na plin direktno iz kabine. Možete prelaziti s jedne vrste goriva na drugu u pokretu.

Propan-butan je 1,5-2 puta teži od zraka i, kada iscuri, akumulira se u blizini tla, stvarajući eksplozivnu i štetnu atmosferu. Stoga se automobili s plinskim cilindrima čuvaju na otvorenim parkiralištima, a prostori za popravke opremljeni su dobrom ventilacijom. Produženo udisanje propan-butana nije samo neugodno zbog merkaptana, već dovodi i do loše osećanje, do trovanja.

Oktanski broj TNG-a je oko 105, a tvrdi se da do detonacije ne dolazi ni u jednom načinu rada motora. Ova izjava ne bi trebala poslužiti kao razlog za samozadovoljstvo; uz određeni radoznali um, detonacija se može postići.

Uzimajući u obzir troškove opremanja plinske opreme, njenu težinu i manji domet na jednoj benzinskoj pumpi, prelazak automobila na TNG ostaje isplativ zbog cijene. Lokomotiva za promociju CIS-a u mase bila su i ostala putnička i laka kamiona. Tečne naftne gasove proizvode iste kompanije kao nusproizvod proizvodnje tečnog goriva, što utiče na broj benzinskih stanica – kompanije su zainteresovane za prodaju sopstvenog proizvoda.

Što se tiče dizel motora, propan-butan ovdje nema perspektive zbog nestabilnosti sagorijevanja pri visokom omjeru kompresije. To je glavni razlog zašto CIS nije zaživio na dizel motorima. Ali potencijal ZND-a još nije u potpunosti otkriven.

Opće informacije o metanu

Prirodni plinovi su CH4 metan, najjednostavniji ugljovodonik, bez boje i mirisa. Metan je treći najzastupljeniji gas u svemiru nakon vodonika i helijuma. Ne postoji konačno mišljenje o poreklu ležišta prirodnog gasa u zemljinoj kori, kao ni o poreklu nafte.

Prirodni plin sadrži od 70 do 98% metana, ostatak potiče od težih ugljovodonika: etana, propana i butana, kao i neugljikovodika: vode, sumporovodika, ugljičnog dioksida, dušika, helijuma i drugih inertnih plinova. Prije isporuke u sistem za prijenos gasa (GTS), prirodni plin mora biti pročišćen i osušen, uklanjajući vodu, sumporovodik i odvajajući teške ugljovodonike i druge nečistoće. U cjevovodu, vodena para može kondenzirati ili formirati kristalna jedinjenja s plinom - hidrate - i akumulirati se na krivinama cjevovoda, što otežava kretanje plina. Vodonik sulfid uzrokuje ozbiljnu koroziju plinske opreme. U zavisnosti od sastava prirodnog gasa, koriste se različite tehnologije za sušenje i odvajanje gasova. Tako ostaje čisti metan sa manjim nečistoćama. Potrošači se metan isporučuju gasnim transportnim sistemom. Ako je vaš dom priključen na sistem za distribuciju gasa, onda je metan taj koji gori u kuhinjskom plameniku. Isti metan, nakon kompresije ili ukapljivanja, koristi se za punjenje plinske opreme.

Metan je gas bez mirisa sa karakterističnom aromom (“Ako osjetite miris gasa, javite se 09”) daju ga merkaptani, koji se ubrizgavaju u plin prije upumpavanja u GTS (16 g na 1000 m 3). Ova metoda je izmišljena za otkrivanje curenja iz hidrauličnih konstrukcija, čija je dužina hiljadama kilometara. Kada dođe do curenja, miris merkaptana privlači vrane, koje se lako mogu uočiti prilikom preletanja cevovoda helikopterom.

Metan je 1,6 puta lakši od zraka i odmah isparava ako iscuri. Metan je eksplozivan pri koncentracijama u vazduhu od 4,4 do 17%. Najeksplozivnija koncentracija je 9,5%. Lako je odrediti prisustvo metana u zraku pomoću aroma merkaptana. Na mjestima gdje se metan prirodno formira, gdje ga je nemoguće otkriti mirisom, na primjer u rudnicima, koriste se gasni analizatori. Prvi gasni analizatori rudnika bili su kanarinci. LPG oprema se skladišti na otvorenim parking prostorima, a zatvorena mesta za popravke opremljena su prinudnom izduvnom ventilacijom. Elektrane različitih kapaciteta, direktno priključene na cev, rade na magistralni gas bez ikakve pripreme.

Komprimirani prirodni plinovi (CNG)

Kritična temperatura metana je –82,3 °C, a njegovo ukapljivanje je veoma skupo, pa se metan kao gorivo za gasne motore koristi uglavnom u komprimovanom obliku, dok je gas smanjen u zapremini za 200-250 puta. Gasovod je povezan sa kompresorskom stanicom za punjenje automobilskog gasa (CNG punionica) i gas se kompresuje na licu mesta. Oni komprimiraju, tačnije, glavni plin pod pritiskom kompresora do 20 MPa i suše. Na stanici se CNG skladišti u maloj posudi visokog pritiska iz koje se gas upumpava u cilindre vozila. Što se tiče transporta gotovog CNG-a, za to se koriste specijalni nosači gasa, a to su baterija cilindara, male zapremine u odnosu na rezervoar za tečni gasovi, odnosno transport gotovog CNG-a je skup i specifičan zadatak. Neophodan je dovod magistralnog gasa do punionice, što donekle otežava širenje mreže benzinskih pumpi. Danas u 58 regiona Ruske Federacije postoji 246 kompresorskih stanica za punjenje automobilskog gasa (CNG punionica) koje pune vozila gorivom CNG. Neosporni lider nacionalnog tržišta gasnih motora je Gazprom - posjeduje 210 CNG punionica. Gazprom već više od 10 godina populariše motorno gorivo na prirodni gas u Rusiji - CNG punionice postoje u 70% regiona, ali ne u svim, 246 CNG punionica su 1% u poređenju sa svim benzinskim stanicama u Ruskoj Federaciji, a neprikosnoveni lider pustio je u rad 2,1 CNG punionicu u godini.

CNG visokog pritiska zahteva veoma izdržljive, teške cilindre debelih zidova. Ali to nije sve. Korištenjem CNG-a možete prijeći 3,5 puta manje udaljenosti nego korištenjem LPG-a s jednakim količinama plinskih boca. Ili da se opterećuje cilindrima, ili da se često puni gorivom - to je glavni nedostatak CNG-a, koji određuje opseg njegove primjene: u blizini benzinske pumpe, kao i vrste motora koji rade na njima.

Zbog činjenice da je za smještaj CNG boca potreban značajan prostor, ova vrsta goriva je interesantna za vozila srednje i velike tonaže i traktore. Najveći interes danas je za motore na dva goriva - gas-dizel motore koji rade na dizel gorivo i CNG, upravo zbog oskudne CNG infrastrukture da se ima čime doći do benzinske pumpe. Dizel motor se relativno jednostavno i brzo može pretvoriti u drugu vrstu goriva; ubrizgavanje dizel goriva u komoru za izgaranje služi za paljenje zapaljive smjese. Proizvođači gasne opreme postigli su odnos potrošnje dizel goriva i metana od 20:80 na dugolinijskim traktorima sa Common Rail sistemom goriva i 30:70 na traktorskoj opremi sa pumpama za ubrizgavanje goriva visokog pritiska. Pretvorba automobila na CNG je 3-4 puta skuplja od slične operacije s TNG-om, međutim, troškovi se nadoknađuju u roku od otprilike godinu dana zbog razlike u cijeni plina i dizel goriva.

Industrija mašinstva također nudi CNG motore s jednim gorivom s niskim omjerom kompresije i paljenjem. Morate shvatiti da su takvi automobili bukvalno vezani lancima za benzinsku pumpu.

CNG je odlično gorivo za dizel motor. Metan ne stvara naslage u sistemu goriva i ne ispire uljni film sa zidova cilindara, čime se smanjuje trenje i habanje motora. Metan u potpunosti sagorijeva bez stvaranja čvrstih čestica i pepela, koji uzrokuju povećano trošenje grupe cilindar-klip. Dakle, korištenje prirodnog plina kao motornog goriva omogućava povećanje vijeka trajanja motora za 1,5-2 puta. Metan je ekološki prihvatljiv: proizvodi vrlo čist izduv. I što je najvažnije, CNG košta tri puta manje od benzina i dizel goriva, iako bi u stvari trebao koštati još manje.

Tečni prirodni gas (LNG)

Tokom ukapljivanja, metan se smanjuje u zapremini za 600 puta - to je glavna prednost ukapljivanja, koja određuje obim njegove primene: autobusi, dugolinijski traktori, rudarski kiperi, odnosno gde kontejneri za gorivo moraju zauzimati minimalan prostor i zadržati maksimalan kapacitet. Ista zapremina sadrži tri puta više LNG-a nego CNG-a.

Ukapljivanje se odvija na temperaturi od –161,5 °C. Proces je energetski intenzivan i zahtijeva kriogenu opremu. Tečni metan se skladišti na temperaturi unutar termoizolovane posude od –160 do –196 °C. Potrebna je vrlo kvalitetna toplinska izolacija. I baš kao i kod CNG-a, dizel motori se pretvaraju u motore na dva goriva. Automobilska oprema za CNG razlikuje se po termos cilindru i isparivaču, ostale komponente su iste.

Tečni metan je još rjeđi od komprimovanog metana. Neke autobuske stanice su izgradile benzinske pumpe u svojim prostorijama. Ovi eksperimenti su još više eksperimentalne prirode.

Zaključak

Kada se pokrenu rasprave o motornom gorivu na prirodni gas i njegovom sporom širenju, uvek se postavlja pitanje šta je prvo: flota vozila na prirodni gas ili mreža benzinskih stanica. Apsolutno je jasno da je mreža za dopunu goriva primarna. To dovodi do vječnog pitanja: ko je kriv? Vlasnici benzinskih pumpi. Vlasnike ne zanima šta je interesantno zemlji, jer u tome ne vide profit. Vlasnici će nastaviti sa sabotiranjem gasifikacije transporta.

sta da radim? Jedini efektivna sredstva Jedini način za borbu protiv prirodnih monopola i stimulisanje privrede u celini je nacionalizacija, pre svega, PJSC Gazprom, svih njegovih filijala i svih mreža za distribuciju gasa. Nije pogodan za preduzeća koja rešavaju ekonomske i socijalne probleme u velikim razmerama Ruska Federacija, subjekti i dijelovi subjekata Federacije, služe za zadovoljenje ambicija uskog kruga pojedinaca. Tarifna regulacija u ovom pravcu nije ništa drugo do palijativna.

TEČNI UGLJOVODONIČKI GAS

Tečni ugljovodonični gas je u gasovitom stanju pri atmosferskom pritisku i temperaturama iznad nule. Uz relativno mali porast tlaka - ne više od 1,6 MPa - pretvara se u tekućinu koja lako isparava. Tečni gas se uglavnom sastoji od mešavine dva gasa: propana (oko 80%) i butana (oko 20%). Osim toga, sadrži male količine plinova kao što su etan, pentan, propilen, butilen i etilen. Toplota sagorevanja po jedinici mase tečnog gasa je visoka - 46 MJ/kg. Sa gustinom od oko 0,524 g/cm (na 20°C), zapreminska toplota sagorevanja tečnog gasa prelazi 24.000 MJ/m. Iako je inferiorniji u odnosu na benzin, tečni plin kao gorivo je potpuna zamjena. Relativno mala masa čeličnih cilindara tankih stijenki dizajniranih za radni pritisak do 1,6 MPa, omogućava vam da skladištite dovoljnu količinu gasa na automobilu bez smanjenja njegove nosivosti. Dakle, automobili koji rade na tečni plin imaju isti domet kao i oni na benzin. Plinovito gorivo se bolje miješa sa zrakom i stoga potpunije sagorijeva u cilindrima. Iz tog razloga, izduvni gasovi automobila koji rade na gasovita goriva su manje toksični nego iz automobila koji rade na benzin. Visoka otpornost na udarce tečnog plina (istraživački oktanski broj je više od 110) omogućava povećanje omjera kompresije kod benzinskih motora koji su pretvoreni da rade na tečni plin.

Glavni pokazatelji koji karakterišu kvalitet ukapljenog gasa kao goriva za automobile su sastav komponenti, pritisak zasićene pare, odsustvo tečnih (neisparujućih) ostataka i sadržaj štetnih nečistoća.

Sastav gasa-- indikator ukapljenog gasa koji se tokom cele godine isporučuje sa benzinskih pumpi za vozila sa cilindrima na gas treba da varira u ograničenim granicama. Tečni gas sadrži (po težini) najmanje 80±5% propana, najviše 20±5% butana i najviše 6% ostalih gasova (propilen, butilen, etilen). Kršenje odnosa između propana i butana mijenja toplinu sagorijevanja plina i sastav zapaljive smjese. Kao rezultat, proces sagorijevanja mješavine u cilindrima motora se pogoršava i povećava se toksičnost izduvnih plinova.

Pritisak zasićene pare utječe na pouzdanost opskrbe plinom cilindrima motora u hladnoj sezoni. Na temperaturi od minus 30°C ne smije biti niža od 0,7 MPa. Daljnjim smanjenjem pritiska, prekinut će se neprekidna opskrba plinom iz cilindra. Pritisak pare takođe ne bi trebalo da prelazi 1,6 MPa na 45°C, jer su upravo za taj maksimalni radni pritisak projektovani cilindri koji se koriste u vozilima na gas.

Sadržaj sumpora, alkalija i slobodne vode. Sa povećanim sadržajem sumpora, taloži se u opremi za gorivo, sužavajući protočne dijelove cjevovoda i destruktivno djelujući na gumene dijelove. Sagorevanjem u cilindrima motora, sumpor povećava toksičnost izduvnih gasova. Njegov sadržaj ne bi trebao biti veći od 0,015% masenog udjela. Alkalije i slobodna voda trebaju biti odsutni.

Ostatak tečnosti. Ovaj ostatak ne bi trebao postojati na temperaturi od 40°C.

KOMPRESOVANI GAS

Komprimovani gas, za razliku od tečnog gasa, zadržava svoje gasovito stanje kada normalna temperatura i bilo kakvo povećanje pritiska. U tečnost se pretvara tek nakon dubokog hlađenja (ispod minus 162°C). Prirodni gas komprimovan do 20 MPa, ekstrahovan iz bušotina gasnog polja, koristi se kao gorivo za automobile. Njegova glavna komponenta je metan. Komprimirani plin ima vrlo visoka toplina sagorevanje po jedinici mase iznosi 49,8 MJ/kg, ali zbog izuzetno male gustine (0,0007 g/cm na 0°C i atmosferskom pritisku), zapreminska toplota sagorevanja prirodnog gasa komprimovanog čak i do 20 MPa ne prelazi 7000 MJ / kg, odnosno više od 3 puta manje od tečnog. Niska vrijednost zapreminskog goriva za sagorijevanje ne dozvoljava skladištenje na vozilu dovoljna količina gas čak i pri visokom pritisku. Kao rezultat toga, raspon vozila s plinskim cilindrima koji rade na komprimirani prirodni plin je upola manji od vozila na benzin ili tečni naftni plin. Oktanski broj metana prema metodi istraživanja je oko 110. Upotreba komprimovanog prirodnog gasa umesto benzina zbog velikih rezervi i niske cene je preporučljiva, posebno za unutargradski i prigradski transport

Indikatori komprimovanog gasa: sastavni sastav komprimovanog gasa i sadržaj supstanci koje negativno utiču na rad gasne opreme i ubrzavaju habanje motora.

Sastav gasa. Komprimovani gas namenjen za upotrebu u vozilima tokom cele sezone mora sadržati (po zapremini) metana najmanje 90%, etana - ne više od 4%, malu količinu (do 2,5%) drugih zapaljivih ugljovodoničnih gasova, ugljen monoksid - do 1%, kiseonik - do 1%, azot - ne više od 5%.

Upotreba plina kao motornog goriva počela je prije više od 150 godina, kada je Belgijanac Etienne Lenoir stvorio motor s unutrašnjim sagorijevanjem koji je radio na plin od lampe. Ova vrsta goriva nije stekla veliku popularnost. Naknadno povećanje proizvodnje nafte i smanjenje cijene njegovih rafiniranih proizvoda, kao i stvaranje naprednijih motora, učinili su benzin liderom na tržištu goriva. Interes za gorivo za gasne motore ponovo se pojavio u prvoj polovini 20. veka.

U Rusiji se ovaj pravac počeo razvijati 30-ih godina, kada je, zbog nestašice nafte i industrije koja se brzo razvija, vlada odlučila da dio transporta prebaci na plin. Odgovarajući dekret je izdat 1936. godine.

Uspostavljena je proizvodnja opreme, otvorene benzinske pumpe, započet razvoj gasnih motora, a korištene su obje vrste plina - komprimirani i ugljovodonični. Sprovođenje programa u punom obimu spriječio je Veliki Otadžbinski rat. Ipak, od plana se nije odustalo: već u mirnodopsko doba dizajnirana su i puštena u proizvodnju nova vozila na plinske cilindre, čiji je broj dostigao 40 hiljada. Za njih je izgrađeno na desetine benzinskih pumpi.

Kada su otkrivene najveće rezerve ugljovodonika Zapadnog Sibira i zemlje?

ušao u eru obilja nafte, pažnja na program stvaranja gasnog cilindričnog transporta je oslabila, iako su radovi nastavljeni. Osamdesetih godina počelo se ozbiljno pričati o štednji, a gas se opet osvetio. Do 1985. godine donesene su tri rezolucije Vijeća ministara o masovnom prelasku velikih potrošača goriva na plin. U narednih pet godina izgrađeno je oko 500 automobilskih kompresorskih stanica za punjenje gasom, a do 0,5 miliona vozila je pretvoreno na CNG. Radom je koordinirao međuresorni savet pri Ministarstvu gasne industrije, kojim je predsedavao Viktor Černomirdin.

Privatizacija, koja je počela 90-ih godina, dovela je do nestanka velikih automobilskih flota; Značajan dio opštinskog saobraćaja prešao je u privatne ruke. I iako je istovremeno došlo do pada proizvodnje nafte (sa 624 miliona tona u 1988. na 281 milion tona u 1997.), zbog smanjenja broja potrošača, naftnih derivata nije nedostajalo.

Kao rezultat toga, benzin i dizel gorivo su zadržali svoje tržišne pozicije. Novi uspon na tržištu gasnih motornih goriva u Rusiji započeo je 1998. godine, kada je naglo porasla potražnja za mješavinom propan-butana.

Gas kao motorno gorivo zastupljen je sa dvije glavne vrste - komprimiranim prirodnim plinom (CNG), koji se na specijalne benzinske stanice - CNG punionicama - gasovodima, i tečnim naftnim plinom (LPG). Prvi je metan, a drugi mješavina propana i butana, proizvod prerade povezanog naftnog plina (APG). Istorijski gledano, propan-butan je bio prvi koji je postao široko rasprostranjen. Njegova prednost je što se lako ukapljuje na uobičajenim temperaturama i pri pritisku od samo 10-15 atmosfera. Štoviše, za transport je dovoljan čelični cilindar s debljinom stijenke od samo 4-5 mm. Sa metanom je teže. Može se pretvoriti u tečnost samo kada niske temperature, oko minus 160 stepeni Celzijusa. Odgovarajuće tehnologije ukapljivanja i "ukapljivanja" nisu jeftine. Metan se također može komprimirati. Međutim, da bi količina komprimiranog plina bila barem približno po volumenu usporediva s ukapljenom smjesom propan-butana, ona mora biti komprimirana na 200-250 atmosfera. Stoga su za transport komprimovanog metana potrebni mnogo jači i teži cilindri. Postrojenja na metan također imaju veće sigurnosne zahtjeve. Stoga se propan oprema najčešće ugrađuje na putnička vozila.

Potrošnja komprimovanog prirodnog gasa (za razliku od tečnog naftnog gasa) se ne meri u litrima, već u merilima punjenja. Budući da se CNG uglavnom sastoji od metana, njegova masena kalorijska vrijednost je 49,4 MJ/kg, što je 9% više od benzina i 11% više od mlaznog goriva1. Za potrošača, ako pređe sa tradicionalnog goriva na TNG, troškovi goriva i maziva se smanjuju za 20-25%. Zauzvrat, komprimirani prirodni plin također ima prednost u odnosu na ugljikovodični plin. Energetski učinak TNG-a je približno 25% manji od CNG-a - 6175 kcal/m. kocka i 8280 kcal/m. kocka respektivno. Za potrošača to znači da će za istu udaljenost biti potrebno 25-30% više ukapljenog naftnog gasa, a po ekološkim parametrima je i malo inferiorniji u odnosu na CNG2.

Istovremeno, cijena plinskog motornog goriva ne prelazi 50% cijene benzina A-80. Prema National Gas Engine Association3, najviša cijena motornog goriva je vodonik. To je 9,01 eura/l. To je skoro devet puta skuplje od biodizela (1,11 eura/l) i benzina (0,66 eura/l). Zauzvrat, cijena 1 m³ plina, što je ekvivalentno 1 litru benzina, više je od polovine cijene benzina: cijena 1 m³ tečnog naftnog plina je 0,39 eura/l, komprimirani prirodni plin je 0,21 euro /l.

Značajan faktor koji stimuliše države svetske zajednice da razvijaju tržište gasa i goriva su ekološki problemi. Doprinos motornih vozila zagađenju vazduha glavni gradovi a aglomeracije se kreću od 50 do 90% za sve vrste zagađenja. Stoga se zahtjevi za smanjenjem toksičnosti izduvnih plinova iz motora sa unutrašnjim sagorijevanjem vozila stalno povećavaju - uvode se standardi Euro-4 i Euro-5. U međuvremenu, prelazak automobila na gorivo za plinski motor smanjuje emisiju ugljičnog dioksida (glavnog stakleničkog plina) za 13%, dušikovih oksida za 15-20%, smanjuje dim iz izduvnih plinova za 8-10 puta i potpuno eliminira emisije olovnih spojeva. Prema Ministarstvu energetike Rusije, ako za standard uzmemo benzin kvaliteta Euro-4, ispada da je CNG bolji u pogledu emisije azotnih oksida skoro tri puta, u smislu CH - 14 puta, u smislu benzopirena - za više od 16 puta, u smislu čađi - za 3 puta (u poređenju sa dizel gorivom - 100 puta). Posljedično, komprimirani prirodni plin je na drugom mjestu nakon električne energije po emisiji štetnih tvari u atmosferu. Iako TNG neznatno zaostaje u pogledu ekoloških parametara, on omogućava rješavanje problema iskorišćenja pratećeg naftnog plina, koji još uvijek sagorijeva u bakljama, iako je još u januaru 2009. godine potpisana Uredba „O mjerama za podsticanje smanjenja zagađenja atmosferskog zraka produktima sagorijevanja pratećeg naftnog plina u bakljama”. instalacije."

Prema mišljenju stručnjaka, budućnost leži u metanu: propan-butan je, kao i nafta, previše vrijedna sirovina da bi se koristio kao gorivo za automobile. Iako je, naravno, mnogo praktičniji, a do sada je flota koja ga koristi veća: do početka 2011. godine broj vozila sa plinskim cilindrima u svijetu koji rade na TNG premašio je 15 miliona, a na CNG - 12 miliona4 . Godišnji promet propan-butana iznosi 34 miliona tona standardno gorivo i komprimovanog gasa - oko 23 miliona tona.

Još jedna prednost koju dobija preduzeće koje koristi vozila na metan je povećan nivo bezbednosti, jer je prirodni gas manje opasan po svojim fizičkim i hemijskim svojstvima od propana.

Također, zahvaljujući korištenju prirodnog plina kao goriva, produžava se vijek trajanja ulja i samog motora s unutrašnjim sagorijevanjem. Kada motor radi na plinsko gorivo, uljni film se ne ispere sa zidova bloka cilindra, osim toga, na glavi cilindra se ne stvaraju naslage ugljika, klipni prstenovi se ne koksiraju, zbog čega elementi motor sa unutrašnjim sagorevanjem se istroši, a njegova remontna kilometraža se povećava za jedan i pol do dva puta. Osim toga, poboljšane su performanse sistema paljenja - vijek trajanja svjećica se povećava za 40%5. Sve to smanjuje troškove popravke.

Osim toga, CNG segment je najotporniji na krizne pojave u ruskoj ekonomiji i najdinamičniji na srednji rok. U 2009. godini, zbog smanjenja poslovne aktivnosti tokom krize, Rusko tržište CNG je smanjen za 1,1%, dok je potrošnja benzina i propan-butana smanjena za 18%, odnosno 4%6.

Druga strana korištenja plina kao goriva je mogući neravnomjeran rad motora. To je zbog rezonancije u usisnom sistemu i raslojavanja mješavine plina i zraka. Pokretanje hladnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem zimi takođe postaje teže. Ovo se objašnjava višom temperaturom paljenja gasnog goriva i nižom brzinom sagorevanja.

Ponovno opremanje automobila također predstavlja određenu poteškoću. Cijena opreme za propan-butan kreće se od 15-28 hiljada rubalja, a oprema za metan kreće se od 40 hiljada rubalja. Štaviše, težina kompleta prelazi 50 kg za TNG i više od 100 kg za CNG. Na osnovu toga se gradi „specijalizacija“ gasova: TNG za putnička vozila i CNG za tešku opremu. Najskuplji i “težinski” dio je cilindar. Da bi se smanjila njegova težina i povećala čvrstoća zidova, koriste se legirani metali ili aluminij ojačan staklenim vlaknima, a ugrađuju se i metalno-kompozitni cilindri u bazaltnoj čauri. U nekim granama tehnologije koriste se ojačane plastične posude, koje su vrlo skupe, ali istovremeno 4-4,5 puta lakše od čeličnih.

Dakle, u zavisnosti od broja boca sa komprimovanim gasom, težina kamiona se povećava za 400 -900 kg. Istovremeno se smanjuje njegova nosivost i povećava potrošnja goriva, međutim, kada se koriste cilindri od kompozitnih materijala, ovaj nedostatak ne utječe značajno na korisne karakteristike automobila.

Ukratko, glavni pozitivni i negativni aspekti korištenja plina kao motornog goriva uključuju:

Glavne prednosti:

Jeftino;

Povećani nivo sigurnosti;

Smanjene emisije štetnih materija u atmosferu;

Produženi vijek trajanja ulja;

Produženje vijeka habanja motora;

Smanjena kalorijska vrijednost mješavine plina i zraka.

Glavni nedostaci:

Mogući neravnomjerni rad motora;

Komplikacije pokretanja hladnog motora po hladnom vremenu;

Pogoršanje dinamičkih karakteristika automobila;

Povećanje težine mašine i smanjenje njene nosivosti;

Povećan radni intenzitet održavanja i popravke motora.

Ali glavni nedostatak, koji zvaničnici i proizvođači automobila navode posebno u Rusiji, je nerazvijenost mreže benzinskih pumpi. Zapravo, ovo tržište u Rusiji još nije formirano. U zemlji postoji oko 22.000 običnih benzinskih pumpi, odnosno 160 puta manje CNG pumpi i one su vrlo neravnomjerno raspoređene po cijeloj zemlji. Globalno tržište komprimovanog prirodnog gasa karakteriše značajan porast potrošnje i brzi razvoj infrastrukture. Potrošnja komprimovanog prirodnog gasa u svijetu u periodu 2005-2009. porasla je za 42%, a broj CNG punionica je povećan za više od 85%7. Da bi se to postiglo, države poduzimaju brojne mjere za razvoj mreže benzinskih stanica na CNG.

Mjere za podsticanje razvoja mreže CNG punionica

Iran i zemlje EU	Oslobađanje uvozne carine za opremu za punjenje i korišćenje gasa za prirodni gas.
	Zabrana izgradnje benzinskih pumpi bez jedinice za punjenje automobila komprimovanim prirodnim gasom.
	Dodjela grantova i subvencija za izgradnju CNG punionica.
	Oslobođenje na određeni period od plaćanja poreza na zemljište prilikom izgradnje CNG punionice. Smanjenje poreza na imovinu prilikom izgradnje CNG punionice.
	Smanjenje osnovice za obračun poreza na imovinu za određeni postotak cijene CNG punionica i vozila na plinske boce koja koriste komprimirani prirodni plin.

Ako je maloprodaja TNG-a u Rusiji razvijena glavni igrači kao Gazenergoseti, LUKOIL i TNK-BP i mnoge male kompanije, sektor CNG-a je gotovo 90% okupiran od strane Gazproma, koji posjeduje više od 200 CNG benzinskih stanica.

Nedostatak benzinskih pumpi i servisnih mjesta za vozila na plinske boce u Rusiji (238 stanica i 74 mjesta u cijeloj zemlji) sputava želju vlasnika vozila da pređu na alternativno gorivo. Vozni park koji radi na plinsko gorivo u zoni pristupačnosti postojećih automobilskih kompresorskih stanica za punjenje plina je znatno niži od optimalnog (u svjetskoj praksi na jednu CNG punionicu dolazi 500 jedinica transportne opreme). Pored toga, ograničavajući faktor je i nedostatak državnih programa koji stimulišu razvoj poslovanja gasnih motora kroz davanje subvencija za kupovinu gasne opreme i raznih poreskih olakšica kako u sektoru CNG punionica tako i za potrošače motornog goriva.

Uz to, postoje određene poteškoće koje se javljaju prilikom izgradnje benzinskih pumpi u urbanim sredinama, povezane sa dužinom vremena za dodjelu i uknjižbu zemljišnih parcela za izgradnju, kao i sa nizom odredbi Standarda. Sigurnost od požara(NPB III-98), direktno vezano za CNG punionice i njihove pojedinačne sisteme. Uprkos kritikama zainteresovanih organizacija na NPB III-98, oni su osnovni dokument za organe protivpožarne zaštite koji koordiniraju projektnu dokumentaciju objekata za proizvodnju gasnih goriva.

Navedeno je, u suštini, kočnica razvoja mreže za punjenje gasa u Rusiji. Kao rezultat toga, Rusija, koja je okupirala 1986-1990. Po proizvodnji i prodaji CNG-a zauzima prvo mjesto u svijetu (više od 1,2 milijarde m(3) godišnje), ali zaostaje za razvijenim, pa čak i nekim zemljama u razvoju.

U Rusiji, zahtjevi za benzinske stanice nisu uključeni u poseban regulatorni dokument. Prilikom projektovanja i izgradnje poslovnih objekata gasnih motora uzima se u obzir prilično značajan broj državnih standarda, građevinskih propisa i propisa, ekoloških standarda, standarda zaštite od požara i drugih dokumenata. Ovo naglašava potrebu za razvojem standarda dizajna za benzinske stanice, uključujući i one na više goriva. U preduzećima OJSC Gazprom na snazi ​​su Pravila za tehnički rad CNG punionica, uvedena 2003. Kvalitet CNG-a koji se prodaje potrošačima regulisan je Državnim standardom, koji je na snazi ​​od 2000. godine, koji uspostavlja takve najvažniji pokazatelji, kao što su volumetrijska kalorijska vrijednost, sadržaj vlage, sadržaj sumpora i mehaničkih nečistoća, pritisak punjenja. U toku je rad na usklađivanju Državnog standarda sa evropskim ISO standardom za gorivo za motore na gas, što bi u budućnosti trebalo da obezbedi mogućnost nesmetanog kretanja vozila na gas (NGV) širom Evroazije. Trenutno je u toku izrada Državnog standarda za kvalitet tečnog prirodnog gasa koji će zameniti Tehničke uslove iz 1987.

Zahtjevi za opremu za plinsko gorivo na vozilima prilično su jasno navedeni u relevantnim propisima UNECE (Ekonomska komisija Ujedinjenih nacija za Evropu). Tehnički propisi „O sigurnosti vozila na točkovima” predviđaju usklađenost sa zahtjevima UNECE pravila u Rusiji.

Međutim, uprkos brojnim razgovorima o isplativosti kupovine takozvanih zelenih automobila, u koje spadaju automobili koji rade na plin, prema konsultantskoj kući Frost&Sullivan, trenutno samo 13% potrošača kupuje takve automobile. Međutim, do 2015. godine stručnjaci predviđaju povećanje ovog udjela na 30%. Tako bi ukupan vozni park za četiri godine trebalo da bude 80 miliona, a od toga će 53-55% biti vozila na gas8.

Prema Frost & Sullivan.

Popularnost komprimovanog prirodnog gasa i propan-butana zavisi od geografije njegove distribucije. Tako tradicionalno jaka tržišta Indije, Irana i Pakistana imaju značajne obim prodaje opreme i očekuje se da će postati vodeće zemlje 31074 po broju vozila na komprimirani prirodni plin metan i propan-butan. Komprimirani prirodni plin, metan, i dalje je popularniji u zemljama Latinske Amerike. Propan-butan ima dominantnu poziciju u Rusiji i Evropskoj uniji.

Broj automobila na plin u 2010

	Vozila sa plinskim cilindrima (GCA), jedinice.
Pakistan
Argentina
Brazil
Kolumbija
Bangladeš

Prema mišljenju stručnjaka Frost&Sullivan-a, u bliskoj budućnosti ove vrste goriva će postati još popularnije: očekuje se da će se prodaja takvih automobila učetvorostručiti do 2015. godine.

Ukupna prodaja vozila na propan-butan i komprimirani prirodni plin u

2009 - 2015, hiljada jedinica

Prema Frost&Sullivan

Spremnost ruske industrije da realizuje projekat povećanja nivoa potrošnje prirodnog gasa kao motornog goriva i dalje se ocjenjuje kontroverzno. Prisustvo sistema za transport gasa i gasnih distributivnih stanica u Rusiji kombinovano je sa izuzetno ograničenim arsenalom nove opreme za gasne boce, samih boca i novih kompresorskih stanica za skladištenje gasa u automobilima.

Širom svijeta razvoj sektora gasnih motora osigurava država uz podršku velikih naftnih i plinskih kompanija - proizvodi se preko 85 modela automobila koji mogu raditi na prirodni plin. Na primjer, u Pakistanu je organizirana proizvodnja automobila na metan, autobusa i autorikša. Ali u Rusiji je izbor ograničen:

Masovno se proizvode samo kamioni Kamaz i autobusi Nefaz (podružnica Kamaza), kao i LiAZ, PAZ i KavZ (grupa ruskih mašina).

Prema Nacionalnoj asocijaciji za gasne motore, od 40 miliona vozila u upotrebi u Rusiji u 2010. (od čega su 80,8% putnički automobili, 16,5% kamioni, uključujući specijalnu opremu, a 2,7% za autobuse), obim voznog parka vozila sa cilindrima na gas koji rade na komprimovani prirodni gas je oko 100 hiljada vozila (od toga 26,1% su automobili, 50,5% kamioni, 23,3% autobusi). Tako skoro tri četvrtine vozila na gas čine kamioni, autobusi i specijalna oprema.

Struktura voznog parka kompresovanog prirodnog gasa je sledeća: autobusi i kamioni kategorije M1 i N1 (vozila koja se koriste za prevoz putnika i koja pored sedišta vozača imaju najviše osam sedišta, kao i vozila namenjena za prevoz robe maksimalne mase do 3,5 tone) čine 49,5%, putnička vozila kategorije M1 - 23,3%, specijalna oprema - 13,4%, kamioni kategorije N2 i N3 (vozila namenjena za prevoz robe, maksimalne mase preko 3,5 tona, ali ne veće od 12 tona, i vozila namenjenih za prevoz robe, čija je najveća masa veća od 12 tona - 12,4%, autobusi kategorije M2 i M3 (vozila koja se koriste za prevoz putnika, koji pored sjedišta vozača imaju više od osam sjedišta, čija najveća težina ne prelazi 5 tona, i vozila koja se koriste za prijevoz putnika, koja pored sjedišta vozača imaju više od osam sjedišta , čija najveća težina prelazi 5 tona) - 1,4 %, traktori - 0,05 %.

Prema optimističnoj prognozi NP „Nacionalna asocijacija gasnih motora“, opšta dinamika razvoj voznog parka do 2020. godine iznosiće 58,5 miliona jedinica, do 2030. godine - 85,4, prema pesimističkom - 2020. godine - 38,6 miliona, do 2030. godine - 51,3 miliona. Istovremeno, prognoza potrošnje motornih goriva u Rusiji je sljedeća: udio gasnih motornih goriva u ukupnom bilansu do 2030. godine iznosiće po 3% za komprimovani prirodni gas i tečni naftni gas. Na osnovu rezultata 2010. godine nivo potrošnje komprimovanog prirodnog gasa iznosio je 4 miliona tona, do 2020. godine trebalo bi da dostigne 20 miliona tona, 2030. godine - 51 milion tona. Nivo korišćenja tečnog naftnog gasa u 2010. godini iznosio je 15 miliona tona. miliona tona, do 2020. dostići će 30 miliona, 2030. godine - 67 miliona tona.

Proizvodni program za glavne komponente (sažeti

prirodni gas)

Projektni periodi Indikatori	2011 -2015	2016 - 2020	2021 - 2025	2026 - 2030	Ukupno
Potrošnja komprimovanog prirodnog gasa, milion m³
Novi plinski motori, hilj
Novi cilindri (ekvivalentno 50 l), hilj.
Nove CNG punionice

Prema NP "Nacionalno udruženje za gasne motore"

Željeznički saobraćaj je jedan od najvećih potrošača motornog goriva. Udio potrošnje dizel goriva Ruskih željeznica je 9,1% ukupne potrošnje u zemlji (3,2 miliona tona). Ruske željeznice trenutno imaju zadatak da do 2030. godine 30% dizel goriva koje troše autonomne lokomotive zamijeni prirodnim plinom. Da bi se to rešilo, biće potrebno više od milion tona prirodnog gasa godišnje. Ali koristi će biti opipljive. Na primjer, pokazatelji štetnih emisija zabilježeni tokom testiranja i rada lokomotiva s plinskim turbinama razvijenih zajedno sa Gazprom VNIIGAZ-om pokazali su se pet puta nižim od zaštitnih zahtjeva Evropske unije postavljenih do 2012. godine, a vanjska buka nije prelazila sanitarni standardi Ruske Federacije.

Danas na Moskovskoj i Sverdlovskoj željeznice U probnom radu su dvije gas-dizel ranžirne lokomotive TEM18G. Osim toga, u Eksperimentalnom prstenu Sveruskog istraživačkog instituta željeznički transport(VNIIZHT) u Ščerbinci kod Moskve, obavljena su ispitivanja gas-dizel lokomotive ČMEZG koja su pokazala da je optimalan udeo zamene dizel goriva prirodnim gasom od 35 do 50%, u zavisnosti od vrste ranžirnih radova. Istovremeno dolazi do smanjenja emisija toksičnih produkata izgaranja za približno 1,5 - 2 puta10. Već je pripremljen program modernizacije gas-dizel lokomotiva, koji bi trebao povećati njihovu pouzdanost i efikasnost, kao i povećati udio zamjene dizel goriva na 60%.

Još u decembru 2006. godine, JSC Ruske željeznice i Samara naučno-tehnički kompleks po imenu N.D. Kuznjecov je potpisao sporazum o zajedničkom stvaranju nove vrste gasnih lokomotiva - lokomotiva sa gasnim turbinama. Do tada su stručnjaci instituta već razvili gasnoturbinski motor NK-361 i pogonsku jedinicu vučne sekcije. Sam dizajn lokomotive s gasnom turbinom predložili su naučnici sa Sveruskog istraživačkog, projektantskog i tehnološkog instituta za željeznička vozila (VNIKTI), a prototip je sastavljen u Voronješkom tvornici za popravku lokomotiva. U jednoj od sekcija lokomotive nalazi se rezervoar za gorivo od 17 tona, a jedno punjenje dovoljno je za 750 km putovanja. Ruske željeznice su u junu 2009. godine dobile diplomu iz Ruske knjige rekorda za razvoj ove najsnažnije (8300 kW) magistralne gasnoturbinske lokomotive. U januaru 2010. godine, prvi put u svijetu, izveo je teretni voz težak 15 hiljada tona (159 vagona). Nijedna moderna lokomotiva nije sposobna za takve rekorde.

Sličan prelazak na prirodni plin kao motorno gorivo za dizel lokomotive provodi se i u SAD-u, Kanadi, Njemačkoj i Austriji. Konkretno, u Austriji je izgrađena magistralna teretna gas-dizel lokomotiva GE 3000 snage 2200 kW.

Gorivo za motore na prirodni gas takođe ulazi u vazduhoplovstvo. Tako je Airbus A-340-600 u vlasništvu Qatar Airways-a (Katar) sa Rolls-Royce motorima obavio putnički let na relaciji London - Doha. Zrakoplov je punio gorivo koje proizvodi Shell, a koje se sastoji od avio kerozina i tečnog plina u omjeru jedan prema jedan. Osim toga, zamjenik premijera Katara Abdullah bin Hamad al-Attiyah bio je prisutan na pokretanju eksperimentalne proizvodnje plinskog kerozina korištenjem Gas to Liquids (GTL) tehnologije. Prema preliminarnim podacima, sa prelaskom na gasni kerozin Svjetske aviokompanije će moći uštedjeti 4 milijarde dolara godišnje.

Važno je napomenuti da je prvi domaći helikopter sposoban da radi na gas (benzoplan) stvoren i testiran davne 1987. godine. Bio je to modifikovana proizvodna mašina porodice Mi-8 sa motorom iz fabrike po imenu. V.Ya. Klimova. Ovaj helikopter se proizvodi do danas. Osim toga, studije su pokazale da gotovo sve može raditi na plinsko gorivo. avioni sa gasnoturbinskim motorima (svi helikopteri porodice Mi-8, uključujući i Mi-38, i avioni regionalne avijacije - Il-114, Jak-40, Tu-136 itd.). Ali za sada postoji samo jedan primjer plinske letjelice - Mi8GT - prikazan na Međunarodnom sajmu aeronautike 1995. godine.

Stoga, da bi se rusko tržište razvilo, proizvođačima mašina i kupcima opreme potrebna je državna podrška. Trenutno širom svijeta već funkcionišu različiti vladini programi. Komisija UN za energetiku je 12. decembra 2001. godine usvojila rezoluciju kojom se predviđa prebacivanje 23% automobilskog voznog parka evropskih zemalja na alternativne vrste motornog goriva do 2020. godine, uključujući 10% (23,5 miliona jedinica) na prirodni gas, 8% (18,8 miliona) - za biogas i 5% (11,7 miliona) - za vodonik. U Sjedinjenim Državama, 15 milijardi dolara godišnje se izdvaja za stimulaciju industrije gasnih motora.

Uključujući 2,5 milijardi - za razvojne programe i demonstraciju dostignuća; 300 miliona - saveznoj vladi za nabavku vozila na plin za službene potrebe; 300 miliona - da se dizel školski autobusi zameni ekološki prihvatljivim čisti automobili plinski motor i druga alternativna goriva; 300 miliona - za grantove za pilot projekte u okviru programa " Čist grad"; 8,4 milijarde - za kupovinu novih komunalnih autobusa i 3,2 milijarde - za grantove u oblasti uštede energije11.

Mjere za podsticanje prelaska vozila na prirodni gas

Australija, Velika Britanija, Kanada, Malezija, Japan	Dodjela grantova i subvencija za kupovinu vozila na prirodni plin i plinske opreme.
UK, Italija, Čile, Kina	Nepostojanje zabrane ulaska u zone zaštite životne sredine za vozila na gas.
	Ograničenja upotrebe ugljovodoničnih motornih goriva, sa izuzetkom komunalnih autobusa i vozila za sakupljanje otpada.
Francuska, Italija, Iran	Davanje preferencijalnog prava preduzećima koja koriste komprimovani prirodni gas za primanje opštinskih naloga.
	Obavezna kupovina vozila na gas od strane budžetskih organizacija prilikom ažuriranja voznog parka.
	Postoji nulta taksa za vozila koja rade na metan. Do 2013. godine država daje subvencije za kupovinu autobusa na gas.

Dok je razvoj tržišta goriva na metan u inostranstvu olakšan gore navedenim vladinim podsticajnim merama, u Rusiji to nije slučaj. Jedina takva mjera bila je Uredba Vlade br. 31 „O hitnim mjerama za proširenje zamjene motornih goriva prirodnim gasom“ iz 1993. godine. Konkretno, utvrdio je za period važenja regulisanih cijena prirodnog plina maksimalnu prodajnu cijenu za CNG u iznosu koji ne prelazi 50% cijene benzina A-76, uključujući PDV.

Osim toga, u evropskim zemljama i SAD, regulatorna dokumentacija o korištenju prirodnog plina uključena je u paket nacionalnih standarda. A ni u Rusiji sve ovo ne postoji. Štaviše, Ruska Federacija još nije stvorila čak ni regulatorni okvir koji reguliše upotrebu metana kao motornog goriva. Otuda i incidenti kada su kompanije koje se bave transportom komprimovanog metana prinuđene da oslikavaju natpis „propan-butan“ na gasnim nosačima kako bi izbegli sporove sa saobraćajnom policijom, čiji su zaposleni upoznati sa propisima o transportu TNG-a, ali percipiraju transport TNG-a. neregulisani CNG skoro kao transport dinamita.

Krajem 2010. godine ruski premijer Vladimir Putin održao je sastanak o razvoju gasne industrije za period do 2030. godine, koji je rezultirao sledećim podsticajnim merama za prelazak na vozila na gas:

Pojava Saveznog zakona “O upotrebi gasnih motornih goriva”;

Sveobuhvatna procjena potražnje za opremom za gasne motore do 2030. godine;

Formiranje nacionalnog koordinacionog tijela;

Praćenje implementacije Federalnog zakona br. 261 „O uštedi energije i povećanju energetske efikasnosti i o uvođenju izmjena i dopuna određenih zakonskih akata Ruske Federacije” i naredbi Vlade Ruske Federacije od 17. novembra 2008. br. 1662-r i 1663-r;

Priprema saveznog ciljnog programa „Alternativno gorivo za transport i poljoprivrednu mehanizaciju za 2012-2020. i Federalni ciljni program „Bijela olimpijada – plavo gorivo“;

Dugoročna državna narudžba za nabavku vozila na plinske cilindre za javni sektor.

1 Gasna industrija, 2011, br. 3

Plinoviti ugljovodonici izvučeni iz plinskih i plinskih kondenzatnih polja obično se nazivaju sam prirodni plin. Prirodni plin je trenutno jedno od glavnih industrijskih goriva za domaćinstvo i ekološki prihvatljivo gorivo. Također se koristi kao sirovina za proizvodnju vodonika, čađe (čađi), etana, etilena i acetilena.

Prirodni gas se sastoji uglavnom od alkana, predstavljenih prvenstveno normalnim ugljovodonicima sa brojem atoma ugljenika od 1 do 4 (C G C 4) i izobutanom.

Glavna komponenta suhog prirodnog plina je metan (93-98%), u kojem je odnos H:C 33%. Preostale ugljikovodične komponente sadržane su u manjim količinama. Gasni alkani u prirodnom gasu imaju tačke ključanja pri normalnom pritisku od -162 C do 0 C.

Ako se u 20. veku glavna pažnja u svetu poklanjala proučavanju, istraživanju i razvoju polja prirodnog gasa, koja su konvencionalne (tradicionalne) gasne akumulacije ugljovodonika, onda u 21. veku ekonomska situacija već zahteva preokret. do značajnih potencijalnih resursa prirodnog gasa sadržanih u nekonvencionalnim izvorima, prvo ukupno do hidrata prirodnog gasa (GH). GG su veoma značajan i još uvijek malo razvijen izvor prirodnog plina na Zemlji. Mogu biti prava konkurencija tradicionalnim ležištima zbog svojih ogromnih resursa, široke rasprostranjenosti, plitkog pojavljivanja i koncentrisanog stanja gasa (jedan kubni metar prirodnog metan hidrata u čvrstom stanju sadrži oko 164 m metana u gasnoj fazi i 0,87 m vode).

Prošlo je nekoliko godina otkako su otkrivena prva nalazišta hidrata prirodnog gasa. Prioritet u njihovom otkriću pripada ruskim naučnicima. U martu 2000. godine rusko-belgijska ekspedicija otkrila je jedinstveno ležište gasnih hidrata u slatkovodnim sedimentima dna Bajkalskog jezera, na dubini od nekoliko stotina metara od površine vode. Po prvi put su sa dna jezera pronađeni veliki kristali gasnih hidrata, veličine do 7 cm.

Istraživanja sprovedena u različitim regionima sveta pokazala su da se oko 98% resursa ugljovodonika nalazi u vodama svetskog okeana (uz obale Severne, Centralne i Južne Amerike, Japana, Norveške i Afrike, kao i u Kaspijskom moru). i Crno more) na dubinama vode većim od 200 -700 m, a samo 2% - u subpolarnim dijelovima kontinenata. Prema ponderisanim prosječnim procjenama, resursi ležišta gasnih hidrata iznose oko 21.000 triliona m3. Na sadašnjem nivou potrošnje energije, čak i uz korištenje samo 10% resursa plinskih hidrata, svijet će biti opskrbljen visokokvalitetnim sirovinama za ekološki prihvatljivu proizvodnju energije za 200 godina.

Prema podacima Svjetskog energetskog savjeta, prirodni plin će se do 2020. godine predstavljati kao tehnološki najnaprednije gorivo za motore s unutarnjim sagorijevanjem kako u pogledu pripreme vozila, zahtijevajući minimalne troškove za pretvaranje vozila sa tečnog na plinovito gorivo, tako i u smislu prirodnog goriva. rezerve gasa.

I automobili na plin i na benzin emituju približno istu količinu ugljovodonika u atmosferu, a pritom nisu sami ugljovodonici opasni za ljudsko zdravlje, već njihovi produkti oksidacije. Motor koji radi na benzin emituje mnogo raznih ugljikovodika, a plinski motor emituje metan, koji je od svih zasićenih ugljikovodika najotporniji na oksidaciju. Stoga su emisije ugljovodonika iz vozila na plin manje opasne.

Rusija je na prvom mjestu u svijetu po rezervama prirodnog gasa (uglavnom metana) i njegovoj proizvodnji.

Učešće prirodnog gasa u svetskom gorivno-energetskom bilansu je veoma skromno - 23%. I stopa rasta gasne industrije u većini zemalja svijeta je također niska. Izuzetak su zemlje kao što su Rusija, Holandija, Norveška i niz drugih, u kojima se može smatrati da je „starost nafte“ zamenjena „starošću prirodnog gasa“ ili „starošću metana“.

Prilikom korištenja plina u motorima s karburatorom, 1 m 3 toga za kamioni, u prosjeku zamjenjuje 1 litar, a za putničke automobile - 1,2 litra benzina.

Upotreba CNG-a u drumskom transportu može osigurati stvaranje vozila snage 30-40% veće od modernih vozila na benzin, efektivne efikasnosti do 38-40%, uz istovremeno povećanje vijeka trajanja motora za 1,5 puta a period zamjene ulja dva puta.

Glavni nedostatak prirodni gas kao motorno gorivo leži prvenstveno u njegovoj nižoj (1000 puta) zapreminskoj gustini energije u odnosu na tečna naftna goriva - 0,034 MJ/l za prirodni gas, 31,3 i 35,6 MJ/l za benzin i dizel gorivo.

Prirodni plin je sam po sebi vrlo glomazno gorivo, jer je njegova gustina šest stotina puta manja od gustine benzina. Da biste ga pohranili u komprimiranom stanju, morate koristiti posebne, prilično teške cilindre. Masivne plinske boce ugrađene na vozilo povećavaju njegovu težinu i smanjuju njegovu nosivost. Komprimirani plin se uglavnom skladišti u metalnim bocama. optimalan visoki omjer kompresije benzinskih motora automobila nije uspostavljen zbog potrebe da se održi sposobnost brzog prelaska na benzin, što dovodi do smanjenja snage motora (do 20%), zbog čega se smanjuje maksimalna brzina za 5-6%, što otežava pokretanje motora u hladnoj sezoni (ispod 0 °C), što se objašnjava višom temperaturom paljenja i samopaljenja prirodnog gasa, pa su u pogonu predviđeni grejači na gasno gorivo strujni krug; u nedostatku grijanja, moguće je pokrenuti motor na uljno gorivo, a zatim prebaciti na plin nakon što se motor zagrije; dizajn sistema goriva postaje složeniji, njegova težina se povećava, a volumen i troškovi održavanja i popravka se povećavaju za 3-10%;

Prema sigurnosnim propisima, plin se mora pustiti prije parkiranja automobila, a posebno u garaži. A na početku radnog dana morate otići na specijaliziranu pumpu za punjenje tekućim gorivom, što je vrlo nezgodno.

Katalizatori izduvnih gasova vozila dizajnirani za benzin su neučinkoviti u smanjenju dušikovih oksida i metana kada rade na prirodni plin. Potrebna su poboljšanja motora i katalizatora. Sa sigurnosne tačke gledišta okruženje plinski motor sa varijabilnim trostepenim katalizatorom mogao bi biti najperspektivnije rješenje za postizanje smanjenja emisije svih zagađivača za više od 90%.

Upotreba prirodnog plina u dizel motorima je otežana zbog njegove relativno visoke temperature samopaljenja i shodno tome niskog cetanskog broja. Da bi se prevazišla ova poteškoća, koristi se takozvani sistem sa dvostrukim gorivom - mala količina dizel goriva se ubrizgava u komoru za sagorevanje kao pilot punjenje, a zatim se dovodi komprimovani prirodni gas. Ponekad je potrebno ugraditi sistem za paljenje. Dizel motori koji rade na prirodni plin imaju široku primjenu u samoj plinskoj industriji u klipnim plinskim pumpnim jedinicama i motor-generatorima sa paljenjem iskrom i predkomornom bakljom.

Treba napomenuti da je plinovito gorivo jedina vrsta alternativnog goriva za koju su tehnički i ekološki problemi upotrebe u velikoj mjeri riješeni u Rusiji, iako određene poteškoće izaziva narušavanje psihologije potrošača, koji ima predrasude prema neuobičajenom gorivu.

Upotreba CNG-a u vazduhoplovstvu omogućava radikalnu promjenu ekoloških karakteristika izduvnih gasova, eliminisanje nestašice avio goriva dugi niz decenija i značajno smanjenje troškova goriva.

Analiza perspektiva korištenja prirodnog plina na brodovima pokazala je da se ovaj tip energenta može preporučiti za korištenje samo na brodovima službene i pomoćne flote.

1.1.2 Gasovi ugljenih slojeva i podzemne hidrosfere koji sadrže metan

Praktična upotreba pronašao metan iz rudnika uglja proizveden iz ugljenih stijena. Nedavno je definitivno klasifikovan kao alternativna vrsta automobilskog goriva. Njegova količina je uporediva sa resursima uglja (104 milijarde tona).

Iako se u svijetu proizvodi malo metana iz rudnika uglja, on je već iskorišten. Do 1990. godine u SAD-u, Italiji, Njemačkoj i Velikoj Britaniji više od 90 hiljada automobila radilo je na metanu iz rudnika uglja. U Velikoj Britaniji, na primjer, naširoko se koristi kao motorno gorivo za redovne autobuse u regijama u kojima se proizvodi ugalj. Sadržaj metana u rudarskom gasu kreće se od 1 do 98%. Kao motorno gorivo, najveće interesovanje je za gas koji se vadi iz ugljenih slojeva, van zona uticaja rudarskih radova, korišćenjem ugljen-gasnih rudarskih tehnologija. Suština ovakvog polja je vađenje gasa bušotinama izbušenim sa površine, primenom metoda za stimulisanje izvlačenja gasa, dok rudnički gas sadrži 95-98% metana, 3-5% azota i 1-3% ugljen-dioksida.

U Rusiji rudnički metan kao vrsta energetskog goriva i hemijske sirovine privlači pažnju sa stanovišta potencijalnih rezervi koje su do sada identifikovane.

Treba napomenuti da sadržaj zapaljivih gasova u ugljenim slojevima zavisi od dubine eksploatacije rezervi i raste kako raste. To dovodi do povećanja intenziteta i zapremine ispuštanja gasa u rudarske radove.

Trenutno se u Rusiji rudnički metan koji se nalazi u ugljenim slojevima i okolnim stijenama izvlači na površinu vakuumskim pumpnim stanicama kroz posebno izbušene bušotine, a kroz ventilacijski sistem ispušta se iz rudničkog prostora u atmosferu.

U svim slučajevima upotreba mješavine metana i zraka kao energetskog goriva određena je njenim sastavom, tj. odnos metana kao takvog i vazduha. Procentualni odnos ovih komponenti određuje energetsku vrijednost metan-vazduh mješavine i mogućnost njenog korištenja, posebno u pogledu opasnosti od eksplozije pri sagorijevanju.

Praksa je potvrdila da je mešavina metana i vazduha sa sadržajem metana od 2,5 do 30%, prema postojećoj klasifikaciji, klasifikovana kao substandardna i eksplozivna kada sagoreva, a smeše koje sadrže čisti metan manje od 2,5 i preko 30% su bezbedne. kada se spaljuju u elektranama. Obje mješavine su svakako potencijalni izvori energetskog goriva.

Tehnička upotreba podstandardne mešavine metana i vazduha je da se sadržaj čistog metana dovede na standardne nivoe (preko 30% i manje od 2,5%). Ovo se može postići, prije svega, poboljšanjem sistema za otplinjavanje, omogućavajući održavanje sadržaja metana u mješavini iznad 30%. Ali implementacija ovog puta, sudeći po udjelu ispodstandardnog rudničkog metana u ukupnoj strukturi proizvodnje metana, ima određenih poteškoća. Drugi način je povećanje koncentracije metana dodavanjem prirodnog plina u smjesu. Treći pravac – smanjenje koncentracije metana na donju granicu eksplozivnosti razrjeđivanjem smjese zrakom – najjednostavniji je za praktičnu primjenu.

Trenutno u Rusiji najbolji uspjeh u otplinjavanju i korišćenju rudnika uglja metan je postignut u basenu Vorkute, gde se koristi u kotlarnicama, ložištima i sušarama. Savremene tehnologije omogućavaju efikasnu ekstrakciju metana iz plitkih slojeva uglja velike debljine i velike zasićenosti gasom, pri čemu je moguće koristiti metode za intenziviranje dotoka gasa u čelo. Samo nekoliko regija u svijetu koje sadrže ugalj i gas ispunjavaju ove uslove, stoga, uprkos visokim resursima metana iz ugljenog kamena, stvarna proizvodnja plina u narednim godinama vjerovatno neće premašiti 5-10% ukupne proizvodnje gasa.

Otopljen u vodi A raspršeni gasovi podzemne hidrosfere(do dubine od 4500 m) rasprostranjene su skoro svuda u zemljinoj kori. Ukupni resursi gasa u podzemnim vodama do dubine od 4500 m, prema procenama VNIGRI, dostižu 10.000 triliona m\ i do dubine, u proseku, ne prelaze 10 km,

Zemljina podzemna hidrosfera, zbog visoke rastvorljivosti ugljovodonika i drugih gasnih komponenti u njoj, u geološkom vremenu je u stanju trajne, ponekad progresivne zasićenosti gasom, pretežno ugljovodonicima, što neminovno rezultira stvaranjem zona ekstremne zasićenosti gasom. . Proučavanje ovakvih zona, koje su sada pouzdano utvrđene unutar mladih platformi, kao i onih koje su postojale u drevnim fazama razvoja niza regija, omogućava otkrivanje prirode geohemijskih veza između nalazišta ugljikovodika i plina. zasićene podzemne vode.

Obim naučnih istraživanja u oblasti hidrogeologije nafte i gasa je uspostavljanje opšteg obrasca po kome industrijska nalazišta gasa, a možda i nafte," posljedica su globalnog procesa gasnog zasićenja podzemne hidrosfere.

Gornji šematski model prilično blisko odgovara prirodnim uslovima sledećih specifičnih gasonosnih provincija i gasonosnih regiona.

Biogas

Ranije niko u Rusiji nije ozbiljno razmišljao o gasovitim gorivima iz lokalnih izvora. Zemlja sa velikim rezervama nafte i gasa to bi mogla priuštiti. U zemljama koje nemaju prirodne resurse, od sredine 1980-ih registrovani su i pušteni u proizvodnju svi potencijalni lokalni izvori alternativnih motornih goriva. To uključuje, prije svega, različite vrste biomase biljnog i životinjskog porijekla.

Biogas je mješavina metana i ugljičnog dioksida koja nastaje tokom metanske fermentacije različite biomase. Metanska fermentacija - rezultat prirodne biocenoze anaerobnih bakterija - odvija se na temperaturama od 10 do 55 ° C u tri opsega: 10...25 ° C - psihrofilna; 25,40 °C - mezofilno; 52...55 °C - termofilna. Vlažnost sistema se kreće od 8 do 99 %, optimalna vrijednost je 92 - 93%. Sadržaj metana u biogasu varira u zavisnosti od toga hemijski sastav sirovina i može biti 50-90%.

Biogas, sa stanovišta industrijske proizvodnje i upotrebe u motorima vozila, predstavlja ozbiljan praktični interes za Rusiju. U našoj zemlji se godišnje akumulira do 300 miliona tona (po suvoj materiji) organskog otpada: 250 miliona tona u poljoprivrednoj proizvodnji, 50 miliona tona u obliku čvrstog otpada. Ovi otpadi su odlična sirovina za proizvodnju biogasa. Potencijalni obim proizvedenog biogasa godišnje mogao bi biti 90 milijardi m3, odnosno 40 miliona tona ekvivalentne nafte u vrijednosti od 20 milijardi eura. Ukupna potencijalna vrijednost proizvedene količine biogoriva (syngas i biogas) mogla bi dostići 35 milijardi eura godišnje.

Fermentaciju otpada najbolje je provoditi u digestorima - metalnim ili armirano-betonskim rezervoarima uz grijanje i miješanje.

Za proizvodnju biogasa iz čvrstog komunalnog otpada (MSW), on se prvo drobi, a zatim miješa u digestoru sa kanalizacijskim muljem iz taložnika postrojenja za tretman. Plinovi sadrže do 50% metana, 25% ugljičnog dioksida, do 2% vodonika i dušika. Ova tehnologija je prilično rasprostranjena u inostranstvu - u SAD-u, Njemačkoj, Japanu, Švedskoj.

Bioplin je jedna od najperspektivnijih vrsta motornih goriva proizvedenih od lokalnih sirovina sa stanovišta industrijske proizvodnje i upotrebe u motorima vozila. U kratkom vremenskom periodu stvorena je čitava industrija proizvodnje biogasa u mnogim zemljama svijeta.

Značajan dio proizvedenog biogasa koristi se za proizvodnju električne energije.

Među industrijski razvijenim zemljama, vodeće mjesto u proizvodnji i korištenju bioplina pripada Danskoj

Kao što pokazuje praksa, izlaz kanalizacionih gasova iz preradne stanice napaja kanalizaciona mreža lokalitet sa populacijom od 100 hiljada ljudi, dostiže više od 2500 m 3 dnevno, što je ekvivalentno 2000 litara benzina.

Proizvodnja bioplina uključuje i proizvodnju deponijskog plina, odnosno bioplina iz otpada sa deponija. Trenutno se u mnogim zemljama stvaraju posebno opremljena skladišta čvrstog komunalnog otpada kako bi se iz njega izvlačio biogas za proizvodnju električne i toplotne energije. U poljoprivredi su dostupne značajne količine sirovina za fermentaciju.

Biogas tehnologije su efikasne u bilo kojoj klimatskoj regiji ogromna Rusija. Na ovaj način se već proizvode gasovito gorivo i visoko efikasna organska đubriva koja su toliko neophodna savremenoj ruskoj poljoprivredi.

Međutim, stvaranje motora vozila koji rade na plin niske kalorijske vrijednosti, poput bioplina, predstavlja određene poteškoće. Stoga je svrsishodnije koristiti ne bioplin, već biometan dobiven iz njega. Da bi se to postiglo, CO2 i druge nečistoće se uklanjaju iz biogasa. Dobijeni plin (biometan) sadrži 90-97% CH4 i ima kalorijsku vrijednost od 35-40 MJ/m3. Biogas se može pročistiti od ugljičnog dioksida Različiti putevi. Najčešći: pranje plinom tečnim apsorberima (na primjer, voda), zamrzavanje, adsorpcija na niskim temperaturama.

Biometan, kao i drugi gasna goriva, ima nisku volumetrijsku koncentraciju energije.

Tečni gasovi

Povezane informacije.