Сжиженный нефтяной газ для автомобилей что это
Виды газомоторного топлива, их преимущества и недостатки
Одна из многочисленных причин медлительности в газификации транспорта в том, что номенклатура газомоторного топлива довольно-таки обширна:
Главные преимущества газомоторного топлива в его цене, цене и еще раз цене. Пока эти преимущества перевешивают многочисленные и разносторонние недостатки.
Сжиженный нефтяной газ (СНГ)
Этот газ представляет собой смесь пропана С3Н8 и бутана С4Н10, извлекаемую их попутных нефтяных газов, из конденсатных фракций природного газа, из газов процессов стабилизации нефти и конденсата, из нефтезаводских газов, получаемых с установок переработки нефти. Помимо пропана и бутана нефтяной газ содержит по массе порядка 6% других углеводородов – этана, этилена, пропилена, бутилена и их изомеров, то есть состав СНГ неоднороден и непостоянен. Для контроля утечек в состав СНГ вводят зловонные вещества – меркаптаны. Меркаптаны легко идентифицировать носом, когда на улице мимо вас проезжает газобаллонная «ГАЗель».
Главное преимущество пропана и бутана в высокой критической температуре. Критической называют температуру, при которой плотность жидкости и ее насыщенного пара становятся равными и граница раздела между ними исчезает.
У пропана критическая температура 96,8 °C, у бутана 152,0 °C, что позволяет легко сжижать эти газы и хранить в жидком состоянии при относительно невысоком давлении до 1,6 МПа. Это также означает, что сосуд для хранения СНГ будет сравнительно легким, а храниться в сжиженном состоянии газ может сколь угодно долго при условии полной герметизации сосуда. Вместе с тем баллон для СНГ – это сосуд под давлением, и ему невозможно придать любую форму, как, например, бензобаку. Это обстоятельство порождает проблемы с размещением газового баллона на машине.
Для заправки автотранспорта используют две марки СНГ: летнюю и зимнюю. Летняя марка, или пропан-бутан автомобильный (ПБА), содержит 50±10% пропана по массе. Зимняя, или пропан автомобильный (ПА), содержит 85±10% пропана по массе. Таким образом, регулируя содержание легкого пропана, обеспечивают круглогодичную эксплуатацию газобаллонных автомобилей.
Применение СНГ ограничено бензиновыми двигателями, то есть двигателями с низкой степенью сжатия и исковым зажиганием. Это легковые автомобили, мало- и среднетоннажные грузовики и энергетические установки. Расход СНГ на 10–15% выше, чем бензина, из-за меньшей объемной теплотворности: 1 л бензина будет эквивалентен 1,1–1,15 м 3 СНГ, а в реальных условиях из-за падения мощности двигателя – 1,15–1,3 м 3 СНГ. При низкой температуре двигатель пускают на бензине, после прогрева водитель может переключиться на газ прямо из кабины. Переходить с одного вида топлива на другой можно на ходу.
Пропан-бутан тяжелее воздуха в 1,5–2 раза и при утечке скапливается у земли, создавая взрывоопасную и вредную для здоровья атмосферу. Поэтому газобаллонные автомобили хранят на открытых стоянках, а ремонтные зоны оснащают хорошей вентиляцией. Длительное вдыхание пропан-бутана не только малоприятно по причине меркаптанов, но и ведет к плохому самочувствию, вплоть до отравления.
Октановое число СНГ около 105, и, как утверждают, ни в одном режиме работы двигателя не возникает детонация. Это утверждение не должно служить поводом для самоуспокоения, при определенной пытливости ума детонации можно добиться.
С учетом затрат на оборудование газовой аппаратурой, ее массы и меньшего запаса хода на одной заправке перевод автомобиля на СНГ остается выгодным благодаря цене. Локомотивом продвижения СНГ в массы были и остаются легковые автомобили и малотоннажные грузовички. Сжиженные нефтяные газы вырабатывают те же компании как побочный продукт производства жидкого топлива, что сказывается на количестве газовых заправок – компании заинтересованы в сбыте собственного продукта.
Что касается дизельных двигателей, то здесь пропан-бутан не имеет перспектив из-за нестабильности горения при высокой степени сжатия. Это основная причина, почему СНГ не прижились на дизелях. Но потенциал СНГ полностью еще не раскрыт.
Общая справка о метане
Метан – газ без запаха, характерный аромат («При запахе газа звонить 09») ему придают меркаптаны, которые впрыскивают в газ перед закачкой в ГТС (16 г на 1000 м 3 ). Этот метод придумали для обнаружения утечек из ГТС, протяженность которой насчитывает тысячи километров. При утечке меркаптановая отдушка привлекает ворон, скопища которых легко обнаружить во время облета трубопровода на вертолете.
Компримированные природные газы (КПГ)
Высокое давление КПГ требует очень прочных, толстостенных, тяжелых баллонов. Но это еще не всё. На КПГ можно проехать в 3,5 раза меньшее расстояние, чем на СНГ при равных объемах газовых баллонов. Либо обвешиваться баллонами, либо часто заправляться – в этом основной недостаток КПГ, определяющий сферу его применения: вблизи заправки, а также типы двигателей, на них работающих.
Ввиду того, что нужно значительное пространство дляразмещения баллонов для КПГ, этот вид топлива представляет интерес для средне- и крупнотоннажных автомобилей и тракторной техники. Наибольший интерес сегодня представляют двухтопливные двигатели – газодизели, работающие на дизельном топливе и КПГ, именно из-за скудной инфраструктуры КПГ, чтобы было на чем доехать до заправки. Под второй вид топлива дизельный двигатель переделывается сравнительно просто и быстро, впрыск дизельного топлива в камеру сгорания служит для воспламенения горючей смеси. Производители газовой аппаратуры достигли соотношения расхода дизельного топлива и метана 20:80 на магистральных тягачах с топливной системой Common Rail и 30:70 на тракторной технике с ТНВД. Перевод машины на КПГ в 3–4 раза дороже, чем аналогичная операция с СНГ, тем не менее затраты окупаются примерно в течение года благодаря разнице в цене на газ и дизельное топливо.
Машиностроение предлагает и однотопливные двигатели на КПГ с пониженной степенью сжатия и искровым зажиганием. Надо понимать, что такие машины буквально цепью прикованы к заправке.
Сжиженный природный газ (СПГ)
Заключение
Когда возникают дискуссии о газомоторном топливе и его медленном распространении, всегда поднимается вопрос о том, что первично: парк газобаллонных автомобилей или сеть газовых заправок. Абсолютно понятно, что первична заправочная сеть. Отсюда вытекает извечный вопрос: кто виноват? Собственники заправочных сетей. Собственникам не интересно то, что интересно стране, ибо не видят они в том прибыли. Собственники и далее будут продолжать саботаж газификации транспорта.
Что делать? Единственным действенным средством борьбы с естественными монополиями и стимулирования экономики в целом остается национализация в первую очередь ПАО «Газпром», всех его дочерних предприятий и всех газораспределительных сетей. Негоже предприятиям, решающим экономические и социальные задачи в масштабах Российской Федерации, субъектов и частей субъектов Федерации, служить для удовлетворения амбиций узкого круга физических лиц. Регулирование тарифов на данном направлении не более чем паллиатив.
Сжиженный углеводородный газ (СУГ), сжиженный нефтяной газ (СНГ)
Сжиженный углеводородный газ (СУГ) является одним из видов альтернативного топлива.
Способы получения СУГ:
Использование смеси данных газов в качестве топлива обусловлено рядом физико-химических свойств:
По сравнению с дизтопливом:
— 90 % меньше твердых частиц,
— 90 % меньше оксидов азота,
— 60 % меньше углекислого газа СО2,
— СНГ не загрязняет почву, потому что не растворяется в воде.
Каждый из компонентов газа имеет определенную температуру кипения, поэтому давление паровой фазы СУГ зависит как от температуры, так и от его компонентного состава.
Компонентный состав сжиженного углеводородного газа регламентируется ГОСТ 20448-90 «ГАЗЫ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ СЖИЖЕННЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ДЛЯ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ».
Стандарт предусматривает 3 марки газа:
Содержание пропана, бутана и других примесей в СУГ влияет на многие его свойства, потому что значительно влияет на величину октанового числа и плотность паров топлива.
Упругость паров (летучесть смеси) является очень важной в низких температурах окружающей среды. Удержание ее на соответствующем уровне дает возможность СНГ выйти из бака. Оба компонента смеси являются газообразными и низкокипящими.
Летом соотношение смеси составляет около 40% пропана и 60% бутана, а зимой соотношение является противоположным: 60/40.
Пропан дороже бутана, поэтому «зимняя» смесь тоже дороже «летней».
На АГЗС должны следить за составом смеси и не хитрить, заменяя зимнюю смесь на летнюю.
В отличие от АГЗС, на АГНКС используется компримированный сетевой природный газ из газопроводов.
Технологии производства СУГ:
Сжиженный углеводородный газ — классификация, свойства и технологические преимущества
Терминология СУГ
Несмотря на такое разделение, в государственной документации и стандартизации в основном применяется одно название — «Сжиженные углеводородные газы», под которое попадает как СНГ, так и СПГ. Хотя с учетом развития отрасли производства и сбыта сжиженного природного газа не исключено, что в скором будущем будут разработаны отдельные стандартны для хранения, транспортировки и эксплуатации СПГ.
В целом, основываясь на анализе химического состава, к СУГ корректно относить все продукты с углеводородной основой, начиная от синтетического жидкого топлива, этилена, изобутана и заканчивая популярной смесью пропана и бутана. Кстати, зачем смешивают данные компоненты, можно прочитать здесь.
Свойства и способности сжиженных пропана, бутана и метана
Любой сжиженный углеводородный газ отличается высоким коэффициентом расширения. Так, в заполненном 50-литровом баллоне содержится 21 кг жидкого пропана-бутана. При испарении всей «жидкости» образуется 11 кубометров газообразного вещества, что эквивалентно 240 Мкал. Поэтому такой вид топлива считается одним из самых эффективных и экономически выгодных для систем автономного отопления. Больше об этом можно прочитать здесь.
При эксплуатации углеводородных газов необходимо учитывать их медленную диффузию в атмосферу, а также низкие пределы воспламеняемости и взрывчатости при контакте с воздухом. Поэтому с такими веществами нужно уметь правильно обращаться, учитывая их свойства и специальные требования безопасности.
Сжиженный углеводородный газ — чем он лучше других видов топлива
Индустрия применения СУГ достаточно широка, что обусловлено его теплофизическими характеристиками и эксплуатационными преимуществами по сравнению с другими видами топлива.
Подводя итоги статьи, можно сделать вывод, что сжиженные углеводороды обладают широким набором полезных свойств, что сделало их достаточно популярным продуктом во многих сферах промышленности. Для бытовых нужд пропан-бутан и вовсе является незаменимым сырьем, поскольку позволяет готовить пищу и обогревать жилье даже в самых отдаленных районах. Тем более что заказать его доставку совсем не сложно. Достаточно перейти по этой ссылке и выбрать необходимый продукт.
Какой газ используется в автомобилях в качестве топлива
Основной альтернативой традиционному бензину или дизелю, является газомоторное топливо (ГМТ). Каким газом заправляют автомобили с ГБО, а также в чём отличие между ними вы узнаете из этой статьи.
Виды газового топлива
Условно ГМТ можно разделить по способу производства, агрегатному состоянию при использовании, хранении и транспортировке.
Менее распространённые варианты:
Природный газ
После добычи, сырье подвергается очистке от загрязнений, воды (осушка). Затем методом сепарации происходит отделение сероводорода и других компонентов.
Перевозку и хранение жидкого топлива осуществляют в специальных криогенных ёмкостях, которые, по сути, являются термосами. Цистерна объёмом 25 кубометров вмещает 10 тонн СПГ/LNG.
Затем у сжиженного природного газа может быть два пути:
Последний пункт является очень перспективным для автомобильного транспорта преимущественно коммерческого направления, из-за скопления в жидком метане огромного количества тепловой энергии при относительно низком давлении в криоёмкости (от 5-16 атм.).
Основные преимущества сжатого метана, как и СПГ – это их экономические и экологические показатели. К тому же природный газ легче воздуха, в этом смысле он менее опасен при утечке чем, например пропан. Однако газы метана являются токсичными (4 класс опасности).
Главным фактором медленного распространения CNG, является отсутствие достаточного количества автозаправочных станций. В настоящее время на территории России насчитывается, порядка 330 АГНКС не считая передвижных заправщиков (ПАГЗ), которые в основном применяются для нужд предприятий.
Техника и инфраструктура под LNG только начинают появляться, поэтому более широкое применение на авто пока имеет КПГ.
Сжиженный нефтяной газ
Ввиду доступности и пониженных требований к конструкции баллонов, ещё большее распространение в качестве газомоторного топлива получил состав пропана (C3H8) с бутаном (C4H10).
Пропан-бутановую смесь выделяют из добытого газоконденсата, а также при извлечении и глубокой переработке нефти. При нефтеперегонке образуется так называемый попутный нефтяной газ (ПНГ), из него отделяют сжиженный углеводородный. Затем происходит разделение СУГ на составляющие компоненты, один из которых — это сжиженный нефтяной газ. Для разных сфер применения СНГ бывает:
Пропан тяжелее воздуха, поэтому при утечке может скапливаться в нишах и закрытых помещениях (смотровая яма, гараж). Взрывоопасность паров ПБ в воздухе 2,3-9,5 % при нормальном давлении и температуре 20°C, метана 5-15%. СНГ малотоксичен.
Октановое число пропана 105, у метана 110. По сравнению с бензином после сгорания СНГ и КПГ топлива, вредные выбросы снижаются до 10 раз.
Биотопливо
Применение биогаза как ГМТ актуально для сельскохозяйственных предприятий и перерабатывающих отходы организаций.
Обратно на бензин: почему перевод машины на газ превращается из выгоды в абсурд
Опасения перерастают в реальность: уже весной этого года цены на пропан-бутан достигли точки невозврата, когда ездить на газе стало примерно так же дорого, как на бензине. Но лето продолжает подкидывать события, а что будет в конце года – и вовсе вопрос открытый. Давайте посмотрим, почему переводить машину на газ прямо сейчас – абсурдная затея и почему до этого дошло.
Что происходит с ценами на пропан-бутан?
Чтобы не ударяться в панику с самого начала, обозначим объективный факт: цены на пропан-бутан, или СУГ (сжиженные углеводородные газы) имеют высокую волатильность – то есть, значительно колеблются в течение года. Например, если взглянуть на весь 2020 год, то в январе средневзвешенная цена СУГ на Санкт-Петербургской Международной Товарно-сырьевой Бирже составляла 18,7 тысяч рублей за тонну, к апрелю упала ниже 9 тысяч рублей за тонну, а уже в июне подскочила почти до 32 тысяч. На фоне цен на бензин динамика невероятная: для сравнения, АИ-92 в 2020 году прошел путь от 46 до 36 тысяч рублей за тонну и обратно к 48 тысячам. То есть, «ковидная весна» смогла пошатнуть цену бензина на 20%, после чего она вновь отыграла позиции. Газ же тем временем сначала подешевел вдвое, а затем подорожал чуть ли не вчетверо. Нынешний год обновил рекорды: весной тонна сжиженного газа стоила более 36 тысяч рублей, а в начале августа достигла исторического максимума в 53,3 тысячи рублей.
Для розничных покупателей это означает рост цены литра топлива почти на треть с начала этого года и вдвое по сравнению с 2020. Год назад пропан-бутан стоил около 16 рублей за литр, но в начале этого года перевалил за 20 рублей. Сейчас же цены на СУГ сильно разнятся в зависимости от торговой сети: где-то можно встретить цены в 31-34 рубля за литр, а где-то они уже пробили новый потолок, достигнув отметки в 42 (!) рубля за литр. Ценники на газовых заправках порой переписываются по нескольку раз в неделю, прибавляя сразу по 3-5 рублей. Бензин на этом фоне – просто образец стабильности, ведь АИ-92 с начала года подорожал «всего» на 3,5 рубля, с 42 до 45,5 рублей.
Почему так вышло?
На самом деле цены на СУГ планомерно росли с начала лета. Причины были вполне обычными: сезонное повышение спроса и экспортные запросы. Но август смог побить рекорды не без посторонней помощи. Ключевую роль в нынешнем скачке сыграл пожар на заводе «Газпром добыча Уренгой», случившийся в ночь с 4 на 5 августа. В результате поставка газоконденсата с завода почти полностью остановилась, и до выхода на штатные объемы пока далеко. Правительство отреагировало на проблему распоряжением Минэнерго, которое постановило перенаправить на внутренний рынок около 40 тысяч тонн СУГ, которые были предназначены для экспорта. Но это, разумеется, не компенсирует те объемы, которые выдавал завод в Уренгое – более 200 тысяч тонн в месяц. В последнюю неделю принятые меры вкупе с постепенным увеличением поставок газа позволили переломить график, снизив цену тонны СУГ до 47 тысяч рублей. Однако гарантий того, что тренд на снижение будет стабильным, никто дать не может.
При этом динамика цены на пропан-бутан может быть абсолютно любой, оставаясь лишь в рамках рыночных условий. Государство по закону не участвует в регулировании цен и не ограничивает, например, предельную отпускную стоимость литра на заправке. Более того, в отличие от бензина, цена которого более чем на 70% состоит из акцизов и пошлин и за счет этого более стабильна, газ сильнее подвержен влиянию рынка, поскольку именно корреляция спроса и предложения формирует конечную розничную стоимость. Этим же объясняется и большой разброс розничных цен: если крупные игроки вроде Газпрома могут позволить себе продавать газ по 32 рубля за литр, то мелкие сети, изначально закупающие СУГ с наценкой, вынуждены устанавливать более высокие цены, вплоть до упомянутых 40-42 рублей за литр.
Что это означает для автомобилистов?
Потребительская математика довольно проста: пропан-бутан остается выгодным топливом до тех пор, пока стоит примерно вдвое дешевле бензина. Ведь более низкая стоимость топлива отчасти нивелируется более высоким расходом: в зависимости от современности газового оборудования, режимов эксплуатации, конкретной машины и других факторов потребление газа может быть на 15-30% выше, чем бензина. Исходя из этого, минимальный порог выгоды – около 70% от стоимости бензина, и сейчас он фактически пройден. Ведь даже если отбросить экстремумы в виде 40-42 рублей за литр газа и взять средний показатель в 32 рубля за литр, то при стоимости 92-го бензина в 45,5 рублей за литр цена газа составляет от него 71%.
Еще нагляднее картина становится, если посчитать стоимость километра пробега на разных типах топлива. Например, для автомобиля со средним расходом бензина в 10 литров на сто километров эти самые сто километров будут стоить 450 рублей, а цена одного километра пробега – 4,5 рубля. Если принять расход пропан-бутана в 13 литров, то при цене в 32 рубля за литр это дает 4,2 рубля за километр пробега. Если же расход составит 14 литров на сотню, то экономия исчезает полностью: стоимость километра пробега становится равна 4,5 рублям и на бензине, и на газе. Ну а повышение стоимости газа хотя бы на рубль приводит и вовсе к абсурдной ситуации, когда ездить на газе становится дороже, чем на бензине.
Если же принять во внимание не только затраты на топливо, но и прочие накладные расходы, то выгодность газа становится сомнительной уже сейчас. Например, баллоны имеют срок службы и со временем требуют замены, система нуждается в обслуживании редуктора, форсунок и других элементов, а также регулярной замене газового фильтра. Само собой, в перспективе заплатить пару тысяч за ремонт форсунок и пару сотен за фильтр – не проблема, но если добавить все эти затраты, включая очень редкие, но дорогие, в стоимость пробега за год или несколько лет, то результаты могут быть неожиданными.
Но сильнее всего подорожание СУГ сказалось на тех, кто установил ГБО совсем недавно или только планирует его установить. Стоимость комплекта газобаллонного оборудования с установкой колеблется около 50 тысяч рублей для обычного четырехцилиндрового мотора, а кроме того, еще несколько тысяч рублей нужно отдать за его регистрацию в ГИБДД с внесением пометок в документы. Таким образом, при прошлогодней цене газа в 18 рублей за литр против 45 у бензина и расходе в 14 литров на сотню можно было бы окупить установку ГБО за 30 тысяч километров, или за 2-3 года обычной эксплуатации. Повышение цены газа до 23 рублей в начале этого года растянуло окупаемость до 47 тысяч километров, или 3-5 лет. Ну а при розничной стоимости в 32 рубля за литр вложение 60 тысяч рублей в установку ГБО и вовсе превращается в бессмысленную затею, ведь экономя 300 рублей с тысячи километров пробега, окупить его попросту невозможно.
А что с метаном?
