Асылбек Батталханов - Метан на транспорте. Проблемы, задачи и перспективы развития рынков компримированного природного газа

Метан на транспорте

Проблемы, задачи и перспективы развития рынков компримированного природного газа

Асылбек Аманбекович Батталханов

© Асылбек Аманбекович Батталханов, 2015

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Компримированный природный газ в данное время является самым экономически выгодным, экологически чистым и перспективным видом альтернативного моторного топлива.

В книге проанализирован мировой опыт развития рынков компримированного природного газа, рассмотрены вопросы создания газомоторной инфраструктуры, высветлены задачи, проблемы и возможности участников газомоторного рынка.

Книга будет полезна менеджерам газовой сферы, владельцам объектов газомоторной инфраструктуры, коммерческим и частным автовладельцам, а также всем, кто интересуется альтернативнымивидами моторного топлива и альтернативными источниками энергии.

Книга предоставлена исключительно в информационных целях. Автор не несет ответственности за результаты применения читателем информации, предоставленной в данной книге.

Принятые сокращения

КПГ – компримированный (сжатый) природный газ

АГНКС – автомобильная газонаполнительная компрессорная станция

АЗС – автомобильная заправочная станция

АГЗС – автомобильная газовая заправочная станция

ПАГЗ – передвижной автомобильный газовый заправщик

ГМТ – газомоторное топливо

ДВС – двигатель внутреннего сгорания

СТО – станция технического обслуживания

ГСМ – горюче-смазочные материалы

ГПЗ – газоперерабатывающий завод

СУВГ – сжиженный углеводородный газ

Метан – здесь в контексте подразумевается КПГ

Об авторе

Асылбек Аманбекович Батталханов:

Член-корреспондент Национальной Академии Наук Машиностроения и Транспорта Республики Казахстан

Автор Концепции развития использования компримированного природного газа в качестве моторного топлива на 2010—2015 годы (Республика Казахстан)

Предисловие

Экологические проблемы, дефицит и дороговизна бензина вынуждают многие страны мира активно переводить автотранспорт на альтернативные виды моторного топлива. Чаще всего выбор падает на природный газ, который является одним из наиболее экологически чистых и дешевых источников энергии. Некоторые страны, в частности, Германия и Казахстан, массовую газификацию автотранспорта считают приоритетным направлением развития национальных экономик и способом обеспечения своей энергетической и экологической безопасности.

Первый двигатель, работающей на газе, был создан в далеком 1860 году, еще до создания бензинового двигателя. С тех пор количество автомобилей в мире выросло в сотни миллионов раз, но в настоящее время только около 22 миллионов, то есть чуть больше 2% транспортных средств, используют в качестве моторного топлива сжатый или сжиженный природный газ.

Несмотря на ценовое преимущество и экологическую чистоту, природному газу в первое время было сложно конкурировать с бензином и дизельным топливом из-за сложности доставки до потребителя. В отличие от бензина и дизельного топлива, которые можно легко перевозить в цистернах по автомобильным дорогам и железнодорожным путям, основное средство ранспортировки газа – газопровод.

Поскольку массовый перевод автотранспорта на газомоторное топливо требует наличия развитой газотранспортной сети, а также доступности безопасного газобаллонного оборудования и сети газонаполнительных компрессорных станций, это стало возможным только в последние годы после объединения усилий многих участников газомоторного рынка.

Благодаря национальным и международным экологическим и экономическим программам, потребление природного газа, в том числе в качестве газомоторного топлива, в мире постоянно растет. Практика показывает, что использование природного газа в качестве моторного топлива способствует улучшению экологической обстановки, более рациональному использованию природных ресурсов, развитию малого бизнеса, повышению бюджетной эффективности и уровня жизни населения.

Судя по высоким темпам роста мирового газомоторного рынка в последнее десятилетие, можно утверждать, что перевод автотранспорта на газомоторное топливо – общемировая тенденция, которая в ближайшем будущем сохранится и усилится. Надеюсь, моя книга поможет менеджерам газомоторной сферы, предпринимателям и автовладельцам максимально эффективно использовать возможности развивающегося рынка КПГ.

Глава 1. Природный газ как моторное топливо

КПГ, или Сжатый метан

Природный газ, который промышленным способом добывают из недр Земли, на 70—98% состоит из метана – простейшего углеводорода без цвета и запаха. В числе его компонентов также присутствуют более тяжелые углероды (этан, пропан, бутан) и некоторые неуглеродные вещества (водород, сероводород, азот и др).

Чтобы потребители могли вовремя отреагировать на утечки природного газа в его состав специально добавляют одоранты – ароматизирующие примеси в незначительных, а потому не представляющих угрозу здоровью, количествах. Чаще всего в качестве одорантов используют серосодержащие органические соединения, обдающие неприятным запахом, который заставляет обратить на себя внимание.

«На сегодняшний день природный газ является наиболее значимым альтернативным топливом.»

Поскольку в качестве топлива используются только углероды, то сразу после добычи природный газ очищается от неуглеродных примесей. Из очищенной смеси углеродов отдельно извлекается метан, который обычно и называют природным газом, а также смесь пропана и бутана, которая являет собой отдельный продукт и обычно называется «углеводородным газом» или «сжиженным углеводородным газом» (СУВГ). По сути настоящий природный газ – это смесь углеродных газов, которые в целях потребления промышленным способом отделяются друг от друга.

Область применения природного газа очень широка. Он используется как источник электрической и тепловой энергии, в химической промышленности, а также в качестве моторного топлива в сжатом или сжиженном виде. Именно это качество природного газа (далее под ним я буду иметь в виду только очищенный метан) является темой этой книги.

Любой газ для использования в качестве моторного топлива сжимают или сжижают, чтобы сократить объем и тем самым упростить и удешевить транспортировку и использование. Объем сжатого метана сокращается в 200—250 раз, сжиженного – в 600 раз.

Сжижение позволяет максимально сократить объем газа, поэтому на первый взгляд сжижение кажется более выгодным, но поскольку это более сложный и дорогой технологический процесс, что резко увеличивает производственные затраты, то метан для использования в качестве автомобильного топлива обычно не сжижают, а сжимают.

Также следует заметить, что энергоотдача пропан-бутановой смеси (СУВГ) почти на 25% ниже, чем энергоотдача метана. То есть пропан-бутана нужно как минимум на 25% больше, чем метана, чтобы проехать одно и то же расстояние, поскольку сжиженная пропан-бутановая смесь не во столько раз дешевле сжатого метана, во сколько раз в отличие от него меньше места занимает в баллоне. СУВГ дешевле бензина на 40—50%, в то время как КПГ дешевле на 30—50%.

Хотя на сегодняшний день использовать сжиженную пропан-бутановую смесь финансово выгоднее, чем сжатый метан, это преимущество временное. Учитывая тот факт, что запасы пропана и бутана гораздо ниже запасов метана, будущее газомоторного топлива за метаном. Точнее за сжиженным метаном или компримированным природным газом (далее – КПГ).

Сжатие метана происходит путем внешнего давления. Очищенный метан сжимают при помощи компрессора и закачивают в специальные баллоны, которые способны выдержать определенный уровень давления. После добычи природный газ доставляютна завод илиавтомобильные газонаполнительные компрессорные станции (АГНКС) по подземному газопроводу, где он очищается, измеряется и сжимается для последующей заправки автомобилей конечными пользователями.

Экологически чистое топливо

Газификация автомобильного транспорта в первую очередь вызвана необходимостью улучшить экологическую ситуацию в крупных городах, жители которых задыхаются от смога. Из-за загрязнения воздуха, которое по оценкам специалистов от 50 до 90% вызвано выбросами вредных веществ при эксплуатации автотранспорта, люди часто страдают от заболеваний дыхательных путей, онкологических и других серьезных болезней.