Vrste plinskog motornog goriva, njihove prednosti i nedostaci. Primjena stlačenog prirodnog plina

Uputa

Izgleda prirodno ukapljeno plin(LNG) je bezbojna tekućina, bez mirisa, 75-90% sastava i ima vrlo važna svojstva: u tekućem stanju nije zapaljiva, nije agresivna, što je iznimno važno tijekom transporta. Proces ukapljivanja LNG-a ima karakter, gdje svaka nova faza znači kompresiju za 5-12 puta, nakon čega slijedi hlađenje i prelazak u sljedeću fazu. LNG postaje tekući nakon završetka posljednje faze kompresije.

Ako je plin potrebno transportirati na vrlo velike udaljenosti, onda je mnogo isplativije koristiti posebna plovila - nosače plina. Od mjesta plina do najbližeg pogodnog mjesta na morskoj obali vuče se cjevovod, a na obali se gradi terminal. Tamo se plin jako komprimira i hladi, pretvarajući ga u tekuće stanje, te pumpa u izotermne spremnike tankera (na temperaturama reda -150 °C).

Ovaj način transporta ima niz prednosti u odnosu na cjevovodni transport. Prvo, jedan od njih u jednom letu može nositi ogromnu količinu plina, jer je gustoća tvari u tekućem stanju mnogo veća. Drugo, glavni troškovi nisu za prijevoz, već za utovar i istovar proizvoda. Treće, skladištenje i transport ukapljenog plina puno je sigurniji od komprimiranog plina. Nema sumnje da će se udio prirodnog plina koji se transportira u ukapljenom obliku stalno povećavati u odnosu na opskrbu cjevovodom.

Ukapljeni prirodni plin potražnja u različitim područjima ljudske djelatnosti - u industriji, u cestovnom prometu, u medicini, u poljoprivredi, u znanosti, itd. Ukapljeni plin Pobijedili smo zbog praktičnosti njihove uporabe i transporta, kao i ekološke prihvatljivosti i niske cijene.

Uputa

Prije ukapljivanja ugljikovodika plin a prvo se mora očistiti i odstraniti vodena para. Ugljični plin uklonjena pomoću trostupanjske molekularne filtracije. Pročišćeni na ovaj način plin u malim količinama koristi se kao regeneracija. Nadoknadivo plin bilo spaljeno ili korišteno za proizvodnju energije u generatorima.

Sušenje se odvija uz pomoć 3 molekularna filtera. Jedan filter upija vodenu paru. Drugi se suši plin, koji ide dalje i prolazi kroz treći filter. Za snižavanje temperature plin propušteno kroz hladnjak za vodu.

Dušikova metoda uključuje proizvodnju ukapljenog ugljikovodika plin i od bilo kojeg plin novi izvori. Prednosti ove metode uključuju jednostavnost tehnologije, razinu sigurnosti, fleksibilnost, jednostavnost i nisku cijenu rada. Ograničenja ove metode su potreba za izvorom energije i visoki kapitalni troškovi.

S mješovitom metodom za proizvodnju ukapljenog plin i mješavina dušika i koristi se kao rashladno sredstvo. primiti plin također iz bilo kojeg izvora. Ova metoda ima fleksibilan proizvodni ciklus i niske varijabilne troškove proizvodnje. U usporedbi s procesom ukapljivanja dušika, kapitalni troškovi su ovdje značajniji. Potreban je i izvor električne energije.

Izvori:

• Što je ukapljivanje plina?
• Ukapljeni plin: prijem, skladištenje i transport
• što je ukapljeni plin

Prirodni plin se vadi iz utrobe Zemlje. Ovaj mineral sastoji se od mješavine plinovitih ugljikovodika, koja nastaje kao rezultat razgradnje organske tvari u sedimentnim stijenama zemljine kore.

Koji su sastojci prirodnog plina

80-98% prirodnog plina sastoji se od (CH4). Fizikalno-kemijska svojstva metana određuju karakteristike prirodnog plina. Uz metan, prirodni plin sadrži spojeve istog strukturnog tipa - etan (C2H6), propan (C3H8) i butan (C4H10). U nekim slučajevima, u malim količinama, od 0,5 do 1%, prirodni plin sadrži: (S5N12), (S6N14), heptan (S7N16), (S8N18) i nonan (S9N20).

Prirodni plin također uključuje spojeve sumporovodika (H2S), ugljičnog dioksida (CO2), dušika (N2), helija (He), vodene pare. Sastav prirodnog plina ovisi o karakteristikama polja na kojima se proizvodi. Prirodni plin proizveden u poljima čistog plina sastoji se uglavnom od metana.

Karakteristike sastojaka prirodnog plina

Svi kemijski spojevi koji čine prirodni plin imaju niz svojstava koja su korisna u raznim industrijama i svakodnevnom životu.

Metan je bezbojni, zapaljivi plin bez mirisa koji je lakši od zraka. Koristi se u industriji i svakodnevnom životu kao gorivo. Etan je bezbojni, zapaljivi plin bez mirisa koji je nešto teži od zraka. U osnovi, etilen se dobiva iz. Propan je otrovan plin bez boje i mirisa. Butan mu je blizak po svojstvima. Propan se koristi, na primjer, u zavarivanju, u preradi starog metala. Ukapljeni i butan pune upaljače i plinske boce. Butan se koristi u hlađenju.

Pentan, heksan, heptan, oktan i nonan -. Pentan je prisutan u malim količinama u motornim gorivima. Heksan se također koristi u ekstrakciji biljnih ulja. Heptan, heksan, oktan i nonan su dobra organska otapala.

Sumporovodik je otrovni bezbojni teški plin, pokvarena jaja. Ovaj plin, čak i u malim koncentracijama, uzrokuje paralizu njušnog živca. Ali zbog činjenice da sumporovodik ima dobra antiseptička svojstva, koristi se u malim dozama u medicini za sumporovodikove kupke.

Ugljični dioksid je nezapaljiv plin bez boje i mirisa kiselkastog okusa. Ugljični dioksid se koristi u prehrambenoj industriji: u proizvodnji gaziranih pića za njihovo zasićenje ugljičnim dioksidom, za zamrzavanje hrane, za hlađenje tereta tijekom transporta itd.

Dušik je bezopasan plin bez boje, bez mirisa i okusa. Koristi se u proizvodnji mineralnih gnojiva, koristi se u medicini itd.

Helij je jedan od najlakših plinova. Bezbojan je i bez mirisa, nezapaljiv, neotrovan. Helij se koristi u raznim industrijama – za hlađenje nuklearnih reaktora, punjenje stratosferskih balona.

KOMPRESIJA PLINA

KOMPRESIJA PLINA, smanjenje volumena plina postignuto primjenom vanjskog pritiska na njega. Neki plinovi, uključujući ugljični dioksid, mogu se ukapljeni kompresijom na sobnoj temperaturi. Ostali plinovi moraju biti prethodno ohlađeni kako bi se pod tlakom mogli pretvoriti u tekućinu. Najviša temperatura pri kojoj se plin može pretvoriti u tekućinu pritiskom na njega naziva se kritična temperatura.

.

Pogledajte što je "KOMPRESIJA PLINA" u drugim rječnicima:

KOMPRESIJA, smanjenje volumena tvari tjeranjem u mali prostor (npr. kod komprimiranja plina) ili ograničavanje širenja zagrijane tvari (kao kod kuhanja u ekspres loncu). Ovaj proces…… Znanstveno-tehnički enciklopedijski rječnik

Kompresija, kompresija (od latinskog compressio): Wikiriječnik ima unos za "komprimiranje" ... Wikipedia

- (a. hlađenje plina; n. Gasabkuhlung; Gaskuhlung; f. refroidissement du gaz; i. refrigeracion de gas, enfriamiento de gas) snižavanje temperature dizanog plina na sabirnim mjestima plina i kompresorskim stanicama magistralnih plinovoda, .. .... Geološka enciklopedija

- (shock shock), tanko prijelazno područje koje se širi nadzvučnom brzinom, u kojem dolazi do naglog povećanja gustoće, tlaka i brzine u VA. U. u nastaju tijekom eksplozija, detonacija, tijekom nadzvučnih kretanja tijela, tijekom ... ... Fizička enciklopedija

Toplinski procesi Članak je dio istog imena ... Wikipedia

Prijelaz u va iz plinovitog u tekuće stanje. S. g. moguće je samo pri brzini pax manjoj od kritične temperature. U industriji S. g. s kritičnim. temperatura roja iznad temperature okoline (praktički iznad 50 °C) provodi se komprimiranjem plina u ... ... Veliki enciklopedijski veleučilišni rječnik

Prirodni gas- (Prirodni plin) Prirodni plin je jedan od najčešćih energetskih nositelja Definicija i primjena plina, fizikalna i kemijska svojstva prirodnog plina Sadržaj >>>>>>>>>>>>>>>... Enciklopedija investitora

I; dobro. [od lat. kompresijska kompresija] 1. Tehn. Kompresija zraka, plina ili zapaljive smjese pod tlakom u cilindru motora. 2. Smanjenje količine pisanog bez prejudiciranja njegovog sadržaja. Izvršite potrebno sažimanje teksta članka. * * *… … enciklopedijski rječnik

- (latinski compressio compression) kompresija plina u cilindru motora, zraka u kompresoru. Novi rječnik stranih riječi. od EdwART, 2009. kompresija [lat. compressio] – kompresija; kompresija plina u cilindru motora. Veliki rječnik stranih riječi ... ... Rječnik stranih riječi ruskog jezika

GOST 28567-90: Kompresori. Uvjeti i definicije- Terminologija GOST 28567 90: Kompresori. Izvorni dokument pojmova i definicija: Hubkolbenverdichter oder Membranverdichter, Lage der Zylinder oder Membran rechtwinklig zueinander (Winkelbauart) 68 Definicije pojmova iz raznih dokumenata:… … Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

knjige

• , Romanenko Svetlana Valentinovna. Publikacija predstavlja materijal temeljnog tečaja predavanja iz discipline Čvrstoća materijala, koji se čita dva semestra na Ruskom državnom sveučilištu za naftu i plin (NRU) nazvanom. I. M. Gubkin. Smatra se…
• Čvrstoća materijala. Udžbenik, S. V. Romanenko. Publikacija predstavlja materijal temeljnog tečaja predavanja iz discipline `Čvrstoća materijala`, koji se čita dva semestra na Ruskom državnom sveučilištu za naftu i plin (NRU) nazvanom. I. M. Gubkin. Smatra se…

Osnova prirodnog plina, koji ima prirodno (prirodno) podrijetlo je metan (CH4). Do stvaranja prirodnog plina došlo je u procesu organske transformacije. Sadržaj metana u prirodnom plinu može se kretati od 91 do 99%, sve ostalo su propan, etan, butan i dušik. Takva varijacija u postocima posljedica je razlike u kemijskom sastavu plina koji nastaje u različitim dijelovima naše Zemlje. . Međutim, prirodni plin različitog podrijetla proizvodi istu količinu topline kada izgara, što georeferenciranje čini potpuno nevažnim i za vas i za vaš motor. Zahvaljujući elektroničkim senzorima plinske opreme, sastav plina se automatski određuje, nakon čega se prilagođava udio mješavine goriva, uzimajući u obzir karakteristike ovog plina.

Prednosti prirodnog plina

Kemijski sastav prirodnog plina povoljno utječe na stanje motora i ne uzrokuje probleme povezane s radom. Zbog odsutnosti aditiva u sastavu metana, koji su prisutni u ukapljenim ugljikovodičnim plinovima ( UNP), proizvodi izgaranja prirodnog plina ne sadrže štetne inkluzije. Štoviše, kada se sagorijeva prirodni plin, emisije CO2 smanjuju se za 25%.

Količina metana u prirodnom plinu je poput oktanskog broja za benzin, uobičajeno je karakterizirati ovim parametrom prirodni gas. Što to znači za motor? O ovom parametru ovisi rad motora, kao i vjerojatnost takvog fenomena kao što je detonacija.

Komprimirani prirodni plin(LNG) ima niz neospornih prednosti u odnosu na ukapljeni naftni plin (LPG), uključujući ekološku prihvatljivost i sigurnost. Metan, kojeg, kao što već znate, ima najviše u prirodnom plinu, brzo se otapa u zraku, što praktički eliminira mogućnost zapaljenja plina u slučaju oštećenja. Način skladištenja prirodnog plina smanjuje mogućnost nekontroliranog curenja. Boce koje se mogu servisirati moraju izdržati tlak pucanja veći od 600 bara, a zahvaljujući sustavu ventila dolazi do kontrolirane opskrbe plinom.

Kada radi na LNG, motor može pokazati visoke performanse zbog visokog oktanskog broja (~130), osobito kada je motor opremljen turbinom ili sustavom recirkulacije ispušnih plinova, a po mogućnosti oboje. Iako to ima negativnu stranu, na primjer, veliku potrošnju plina, kao i probleme s odvođenjem topline. Razina buke motora tijekom rada na prirodni plin smanjena je za 3 dB, pa je ova vrsta goriva vrlo relevantna za javni prijevoz. Komprimirani prirodni plin, kao CIS može se koristiti i na benzin i, iako ćete se u slučaju dizela morati suočiti s niskim povratom. Problem je u tome što će dizelski motor morati biti opremljen sustavom paljenja svjećicom ili sustavom mješovitog ciklusa, u kojem će dizelsko gorivo djelovati kao upaljač.

Postoje i nedostaci ove vrste goriva.

1. Niska gustoća energije. Zbog ove značajke prirodni plin se vrlo često koristi u komprimiranom obliku. Omjer tlaka ili kompresije je 20 MPa ili 200 bara. Što se tiče gustoće energije, dobivamo 7 kJ/dm3, u usporedbi s benzinom koji ima ovu brojku od 30 kJ/dm3, može se dobiti bez ikakvih dodatnih operacija kompresije. Ova karakteristika prirodnog plina dovodi do toga da motor da bi radio na ovo gorivo mora biti optimiziran za to, a ujedno će biti znatno viši. Uz jednake količine plina (LPG i LNG), LPG se može voziti više, pa kako bi se kompenzirale niske performanse, oni koji žele koristiti metan kao alternativno gorivo, morate staviti više spremnika za plin na svoje automobile. To, kao što razumijete, dovodi do povećanja ukupne težine automobila i smanjenja slobodnog prostora u prtljažniku. Visoki tlak potreban za skladištenje napunjenih LNG spremnika (obično cilindričnih ili okruglih) čini spremnike vrlo glomaznim i, u slučaju osobnih automobila, zauzimaju puno prostora.

Postoje dvije vrste sustava sposobnih za rad na prirodni plin - jednovalentni i dvovalentni.

• Monovalentna tip predviđa spaljivanje samo LNG-a, koji dolazi iz posebnog spremnika.
• dvovalentan tip predviđa istovremenu upotrebu plina zajedno s glavnim gorivom, zbog čega dolazi do uštede novca i smanjenja potrošnje benzina.

Prirodni plin se sastoji uglavnom od metana (najmanje 90%) s malim nečistoćama etana (do 6%), propana (do 1,7%) i butana (do 1%).

Plin metan je bez boje i mirisa, slabo topiv u vodi, lakši je od zraka. Odnosi se na zasićene ugljikovodike, čije se molekule sastoje samo od ugljika i vodika. Visok udio vodika osigurava potpunije izgaranje goriva u cilindrima motora u odnosu na benzin i ukapljeni naftni plin, pa je metan cjelovito gorivo za automobile s dobrim antidetonacijskim karakteristikama.

Karakteristike metana.

Molekularna formula - CH 4

Molarna masa, kg / mol - 16.03

Gustoća pri temperaturi od 15°C i tlaku od 0,1 MPa:

- u plinovitom stanju, kg / m 3 - 0,717

– u tekućem stanju, kg/l – 0,42

Ugljični broj - 2,96

Točka vrenja, ° C - -161,7

Temperatura samozapaljenja (bljeska), ° C - 590

Neto kalorijska vrijednost:

- u plinovitom stanju, kJ / m 3 - 33800

– u tekućem stanju, kJ/l – 20900

Relativna gustoća (po zraku) - 0,554

Korozivna aktivnost - nema

Toksičnost - netoksično

Temperatura izgaranja, ° C - 2030

Za referencu. Toplina izgaranja.

Toplina izgaranja- količina topline koja se oslobađa tijekom potpunog izgaranja 1 m 3 plina, pri atmosferskom tlaku i temperaturi od 20 °C.

Postoji veća i niža kalorijska vrijednost izgaranja plina. Pri određivanju bruto ogrjevne vrijednosti uzima se u obzir sva toplina koja se oslobađa tijekom izgaranja i uklanja iz produkata izgaranja njihovim hlađenjem na početnu temperaturu. U praksi se formirane vodene pare ne kondenziraju i odnose dio topline utrošene na zagrijavanje 1 kg vode od 0 do 100 °C, što je jednako 418,6 kJ.

Tijekom izgaranja, toplina se troši kako bi se isparila vlaga sadržana u gorivu i dobivena izgaranjem vodika. Stoga se za karakterizaciju plinskih goriva u praksi koristi niža kalorijska vrijednost izgaranja plina, što je standardna vrijednost.

Prije upotrebe kao motorno gorivo, prirodni plin prolazi preliminarnu pripremu za usklađenost sa svojim parametrima za rad motora (uklanjanje nečistoća) i uvjetima skladištenja na vozilu.

Budući da se prirodni plin ukapljuje na temperaturi od -161,7°C, a to je nemoguće učiniti u normalnim uvjetima, on se na automobilima skladišti u bocama u komprimiranom stanju do 20 MPa (200 kg/cm2).

Komprimirani plinovi se odlikuju činjenicom da pri temperaturi od 20°C i visokom tlaku (20 MPa) ostaju u plinovitom stanju.

Plinsko prirodno gorivo komprimirano (komprimirani prirodni plin).

U pogledu fizikalnih i kemijskih parametara i sadržaja nečistoća, prirodni gorivni plin mora biti u skladu s GOST 27577-2000 „Komprimirani prirodni gorivni plin za motore s unutarnjim izgaranjem“.

U pogledu fizikalnih i kemijskih parametara, plin prema ovom GOST-u mora biti u skladu sa zahtjevima i standardima navedenim u tablici 1.

Stol 1.

Nedostaci i prednosti korištenja stlačenog prirodnog plina u usporedbi s benzinom.

1. Nedostaci.

1.1. Sadržaj plina pod visokim tlakom zahtijeva korištenje cilindara visoke čvrstoće koji imaju značajnu masu i izrađeni su od visokokvalitetnih čelika. Težina jednog cilindra kapaciteta 50 litara s 10 m 3 plina je oko 70 kg. Ugradnja plinskih boca na automobil podrazumijeva smanjenje nosivosti automobila za 10-12%, a domet automobila također se smanjuje.

Boce za LNG su visokotlačne posude, za boce od legiranog čelika, razdoblje ispitivanja postavlja se jednom u 5 godina, a za ugljični čelik - jednom u 3 godine.

1.2. Budući da je ogrjevna vrijednost plinsko-zračne mješavine metana manja od ogrjevne vrijednosti mješavine benzina i zraka (3,22 MJ / m 3 za metan sa zrakom i 3,55 MJ / m 3 za benzin sa zrakom), a zbog manji omjer punjenja cilindara, snaga motora pri pretvaranju u komprimirani plin se smanjuje za 18-20%.

1.3. Kada koristite plinsko gorivo, teško je pokrenuti motor zimi na temperaturama ispod 15°C. Razlog je viša temperatura paljenja mješavine plina i zraka i manja brzina širenja plamena.

1.4. Za održavanje i popravak plinsko-balonskih vozila potrebna je veća osposobljenost servisnog osoblja. U usporedbi s održavanjem benzinskih i dizelskih motora, radni intenzitet održavanja i popravka plinske opreme povećava se za 13-15%, a troškovi - za 4-6%.

1.5. Rad motora na komprimirani plin popraćen je pogoršanjem vučnih, dinamičkih i radnih karakteristika vozila: vrijeme ubrzanja se povećava za 25-30%; maksimalna brzina se smanjuje za 5-7%.

2. Prednosti.

2.1. Plinsko gorivo potpunije sagorijeva u cilindrima motora zbog širih granica paljenja plina u usporedbi s benzinom. Ako su granice paljenja benzina pomiješanog sa zrakom 6,0 odnosno 1,5%, tada su granice paljenja stlačenog plina pomiješanog sa zrakom 15% za gornju i 5% za donju granicu. To omogućuje iscrpljivanje zapaljive smjese na α=1,2-1,3 u režimima rada motora.

Kao rezultat toga, toksičnost ispušnih plinova značajno je smanjena (u smislu sadržaja ugljikovih oksida - za 2-3 puta, sadržaja dušikovih oksida - za 1,2-2,0 puta, sadržaja ugljikovodika - za 1,1- 1,4 puta).

2.2. Komprimirani plin ne razrjeđuje ulje u kućištu radilice, ne ispire ulje sa stijenki cilindra i ne pogoršava uvjete podmazivanja. Stoga je trošenje dijelova motora koji rade na plin niže nego kod benzinskih motora. Kao rezultat toga, motorni resursi motora povećavaju se za 1,3-1,5 puta. Vijek trajanja ulja također se povećava za 1,5-2 puta, a trošak se smanjuje za 25-35 posto.

2.3. Cijene CNG-a su niže od benzina: Uštede u troškovima goriva dostupne su unatoč gubitku snage motora i smanjenoj nosivosti vozila.

Autotrans-consultant.ru.

Početak korištenja plina kao motornog goriva položen je prije više od 150 godina, kada je Belgijanac Etienne Lenoir stvorio motor s unutarnjim izgaranjem koji je radio na rasvjetni plin. Ova vrsta goriva nije dobila veliku popularnost. Naknadni rast proizvodnje ulja i smanjenje troškova proizvoda njegove prerade, kao i stvaranje naprednijih motora, učinili su benzin vodećim na tržištu goriva. Ponovno se interes za plinsko motorno gorivo pojavio u prvoj polovici 20. stoljeća.

U Rusiji se ovaj smjer počeo razvijati od 30-ih godina, kada je, zbog nestašice nafte u industriji koja se brzo razvija, vlada odlučila prenijeti dio transporta na plin. Odgovarajući dekret izdan je 1936. godine.

Pokrenuta je proizvodnja opreme, otvorene su benzinske postaje, započeo je razvoj plinskih motora, a koristile su se obje vrste plina – komprimirani i ugljikovodični. Veliki Domovinski rat spriječio je punu provedbu programa. Ipak, ideja nije napuštena: već u mirnodopsko doba projektirani su i pušteni u proizvodnju novi automobili s plinskim balonom, čiji je broj dosegao 40 tisuća. Za njih je izgrađeno na desetke benzinskih postaja.

Kada su otkrivene najveće rezerve ugljikovodika u Zapadnom Sibiru i zemlja

ušao u eru obilja nafte, oslabila je pažnja na program stvaranja plinsko-balonskog transporta, iako se rad nastavio. Osamdesetih se počelo ozbiljno pričati o štednji, a plin se opet osvetio. Do 1985. godine donesene su tri odluke Vijeća ministara o masovnom prelasku velikih potrošača goriva na plin. U sljedećih pet godina izgrađeno je oko 500 kompresorskih stanica za punjenje CNG-om, a na CNG je pretvoreno i do 0,5 milijuna vozila. Rad je koordinirao Međuresorno vijeće pri Ministarstvu plinske industrije, kojim je predsjedao Viktor Černomyrdin.

Privatizacija koja je započela 1990-ih dovela je do nestanka velikih flota; značajan dio komunalnog prijevoza prešao je u privatne ruke. I premda je u isto vrijeme došlo do pada proizvodnje nafte (sa 624 milijuna tona 1988. na 281 milijun tona 1997.), zbog smanjenja broja potrošača naftnih derivata nije nedostajalo.

Kao rezultat toga, benzin i dizelsko gorivo zadržali su svoje tržišne pozicije. Novi uspon tržišta motornih goriva prirodnog plina u Rusiji započeo je 1998. godine, kada je potražnja za smjesom propan-butan naglo porasla.

Plin kao motorno gorivo zastupljen je s dvije glavne varijante - komprimiranim prirodnim plinom (CNG), koji se na posebne punionice - CNG punionicama - plinovodima, i ukapljenim naftnim plinom (LPG). Prvi je metan, a drugi mješavina propana i butana, produkt prerade povezanog naftnog plina (APG). Povijesno gledano, propan-butan se prvi proširio. Njegova prednost je što se lako ukapljuje na uobičajenim temperaturama pri tlaku od samo 10-15 atmosfera. Istodobno, za njegov transport dovoljan je čelični cilindar s debljinom stijenke od samo 4-5 mm. Metan je teži. Ukapljivati ​​se može samo na niskim temperaturama, oko minus 160 Celzijevih stupnjeva. 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 komprimiranog metana potrebni mnogo jači i teži cilindri. Postrojenja za metan imaju i veće sigurnosne zahtjeve. Stoga se propan oprema najčešće ugrađuje na osobne automobile.

Potrošnja komprimiranog prirodnog plina (za razliku od ukapljenog naftnog plina) ne mjeri se u litrama, već u mjeračima punjenja. Budući da se CNG uglavnom sastoji od metana, njegova masena toplina izgaranja iznosi 49,4 MJ/kg, što je 9% više od benzina i 11% više od mlaznog goriva1. Za potrošača, ako prijeđe s tradicionalnog goriva na UNP, cijena goriva i maziva se smanjuje za 20-25%. Zauzvrat, komprimirani prirodni plin također ima prednost u odnosu na ugljikovodike. Energetska učinkovitost LPG-a je oko 25% manja od CNG-a - 6175 kcal/m2. kocka i 8280 kcal/m. kocka odnosno. Za potrošača to znači da je za istu udaljenost potrebno 25-30% više ukapljenog naftnog plina, a po ekološkim parametrima također je nešto inferiorniji od CNG-a2.

Istodobno, cijena plinskog motornog goriva ne prelazi 50% cijene benzina A-80. Prema NP "Nacionalna udruga za vozila na plin"3, najviša cijena motornog goriva je za vodik. Cijena je 9,01 eura/l. To je gotovo devet puta skuplje od biodizela (1,11 €/l) i benzina (0,66 €/l). Zauzvrat, trošak 1 m³ plina, što je ekvivalent 1 litri benzina, više je nego dvostruko jeftiniji od benzina: cijena 1 m³ ukapljenog naftnog plina je 0,39 eura / l, komprimirani prirodni plin - 0,21 eura / l.

Problemi okoliša značajan su čimbenik koji potiče države svjetske zajednice na razvoj GMT tržišta. Doprinos vozila onečišćenju zraka u velikim gradovima i aglomeracijama kreće se od 50 do 90% za sve vrste onečišćenja. Stoga se zahtjevi za smanjenje toksičnosti ispušnih plinova motora s unutarnjim izgaranjem vozila stalno povećavaju - uvode se standardi Euro-4 i Euro-5. U međuvremenu, prelazak automobila na plinsko motorno gorivo smanjuje emisije ugljičnog dioksida (glavnog stakleničkog plina) za 13%, dušikovih oksida - za 15-20%, smanjuje dim iz ispušnih plinova za 8-10 puta i potpuno eliminira emisije spojevi olova. Prema Ministarstvu energetike Rusije, ako za standard uzmemo benzin kvalitete Euro-4, ispada da CNG pobjeđuje gotovo tri puta u emisiji dušikovih oksida, 14 puta u CH, više od 16 puta u benzapirenu i čađi. 3 puta (u usporedbi s dizelskim gorivom - 100 puta). Slijedom toga, po emisiji štetnih tvari u atmosferu, komprimirani prirodni plin je na drugom mjestu nakon električne energije. Iako UNP malo zaostaje po ekološkim parametrima, on omogućuje rješavanje problema iskorištavanja pratećeg naftnog plina, koji još uvijek gori, iako je još u siječnju 2009. donesena Rezolucija „O mjerama za poticanje smanjenja onečišćenja atmosferskog zraka po produktima spaljivanja povezanog naftnog plina” potpisan je. instalacije”.

Prema riječima stručnjaka, budućnost pripada metanu: propan-butan, kao i nafta, previše je 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. broj vozila s plinskim cilindrima koji rade na LPG u svijetu premašio je 15 milijuna, a na CNG - 12 milijuna4 . Godišnji promet propan-butana iznosi 34 milijuna tona standardnog goriva, a komprimiranog plina oko 23 milijuna tona.

Još jedna prednost koju dobiva poduzeće koje koristi strojeve na metan je povećanje razine sigurnosti, budući da je prirodni plin po svojim fizikalnim i kemijskim svojstvima manje opasan od propana.

Također, zbog korištenja prirodnog plina kao goriva, povećava se vijek trajanja ulja i samog motora s unutarnjim izgaranjem. Kada motor radi na plinsko gorivo, uljni film se ne ispere sa stijenki bloka cilindra, osim toga, na glavi cilindra se ne stvaraju naslage ugljika, klipni prstenovi se ne koksiraju, zbog čega se istroše elementi javlja se motor s unutarnjim izgaranjem, a njegovo razdoblje remonta povećava se za jedan i pol do dva puta. Osim toga, poboljšava se rad sustava paljenja - vijek trajanja svijeća se povećava za 40%5. Sve to smanjuje troškove popravka.

Osim toga, CNG segment je najotporniji na krize u ruskom gospodarstvu i srednjoročno najdinamičniji. U 2009. godini, zbog pada poslovne aktivnosti tijekom krize, rusko tržište CNG-a palo je za 1,1%, dok je potrošnja benzina i propan-butana pala za 18%, odnosno 4%6.

Obrnuta strana novčića korištenja plina kao goriva je mogući neravnomjeran rad motora. To je zbog rezonancije u usisnom sustavu i raslojavanja mješavine plina i zraka. Također postaje teže pokrenuti hladan motor s unutarnjim izgaranjem zimi. To je zbog više temperature paljenja plinovitog goriva i niže brzine izgaranja.

Također određena poteškoća predstavlja ponovno opremanje automobila. Cijena opreme za propan-butan kreće se od 15-28 tisuća rubalja, a oprema za metan počinje od 40 tisuća rubalja. Istodobno, masa kompleta prelazi 50 kg za LPG i više od 100 kg za CNG. Na temelju toga se gradi "specijalizacija" plinova: LPG za osobne automobile i CNG za tešku opremu. Najskuplji i "težinski" dio je balon. Za smanjenje njegove težine i povećanje čvrstoće zidova koriste se legirani metali ili aluminij ojačan staklenim vlaknima, a u bazaltnu čahuru ugrađuju se i metalno-kompozitni cilindri. U nekim granama tehnologije koriste se armirane plastične posude koje su vrlo skupe, ali su 4-4,5 puta lakše od čeličnih.

Tako se, ovisno o broju cilindara sa komprimiranim plinom, težina kamiona povećava za 400-900 kg. Istodobno se smanjuje njegova nosivost i povećava potrošnja goriva, međutim, kada se koriste cilindri od kompozitnih materijala, ovaj nedostatak ne utječe toliko na korisne karakteristike automobila.

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

Glavne prednosti:

Niska cijena;

Povećana razina sigurnosti;

Smanjene emisije štetnih tvari u atmosferu;

Produženi vijek trajanja ulja;

Produženje trošenja motora;

Smanjenje ogrjevne vrijednosti mješavine plina i zraka.

Glavni nedostaci:

Moguća pojava neravnomjernog rada motora;

Poteškoće s pokretanjem hladnog motora po hladnom vremenu;

Pogoršanje dinamičkih karakteristika automobila;

Povećanje mase stroja i smanjenje njegove nosivosti;

Povećanje radnog intenziteta održavanja i popravka motora.

Ali glavni nedostatak, koji nazivaju dužnosnici i proizvođači automobila, osobito u Rusiji, je nerazvijenost mreže benzinskih postaja. Zapravo, ovo tržište u Rusiji još nije formirano. U zemlji postoji oko 22.000 običnih punionica, odnosno CNG punionice su 160 puta manje i vrlo su neravnomjerno raspoređene po cijeloj zemlji. Svjetsko tržište komprimiranog prirodnog plina karakterizira značajan porast potrošnje i napredan razvoj infrastrukture. Potrošnja komprimiranog prirodnog plina u svijetu u razdoblju 2005.-2009. porasla je za 42%, a broj CNG punionica za više od 85%7. U tu svrhu, države poduzimaju niz mjera za razvoj mreže CNG punionica.

Mjere za poticanje razvoja mreže CNG punionica

Ako maloprodaju UNP-a u Rusiji razvijaju veliki igrači kao što su Gazenergoseti, LUKOIL i TNK-BP te mnoge male tvrtke, smjer CNG-a gotovo 90% zauzima Gazprom, koji posjeduje više od 200 CNG punionica.

Nedostatak benzinskih punionica i servisnih mjesta za automobile s plinskim balonom u Rusiji (238 postaja i 74 mjesta u cijeloj zemlji) sputava želju vlasnika vozila da prijeđu na alternativno gorivo. Vozni park koji radi po GMT-u u području dostupnosti postojećih automobilskih plinopuninskih kompresorskih stanica znatno je niži od optimalnog (u svjetskoj praksi postoji 500 jedinica transportne opreme po CNG punionici). Uz to, ograničavajući čimbenik predstavlja nedostatak državnih programa koji stimuliraju razvoj poslovanja s plinskim motorima davanjem subvencija za kupnju plinsko-balonske opreme, raznih poreznih poticaja kako u sektoru CNG punionica tako i za potrošače motornih goriva.

Uz to, postoje određene poteškoće koje nastaju prilikom izgradnje plinskih punionica u urbanim sredinama, povezane s trajanjem dodjele i uknjižbe zemljišnih čestica za izgradnju, kao i s nizom odredbi Standarda zaštite od požara ( NPB III-98), izravno vezano za CNG punionice i njihove pojedinačne sustave. Unatoč kritikama zainteresiranih organizacija na NPB III-98, oni su temeljni dokument za vatrogasne postrojbe, koji koordinira projektnu dokumentaciju za GMT proizvodne pogone.

Prethodno navedeno, u biti, koči razvoj mreže za punjenje plina u Rusiji. Kao rezultat toga, Rusija, koja je okupirala 1986.-1990. po proizvodnji i prodaji CNG-a prvo mjesto u svijetu (više od 1,2 milijarde m (3) godišnje) zaostajalo je iza razvijenih, pa čak i nekih zemalja u razvoju.

U Rusiji zahtjevi za benzinske stanice nisu uključeni u poseban regulatorni dokument. Prilikom projektiranja i izgradnje poslovnih objekata s plinskim motorima uzima se u obzir prilično značajan broj državnih standarda, građevinskih propisa i propisa, ekoloških standarda, standarda zaštite od požara i drugih dokumenata. To naglašava potrebu za razvojem standarda za projektiranje stanica za punjenje plina, uključujući i kao dio postaja s više goriva. Poduzeća OAO Gazproma podliježu Pravilima za tehnički rad CNG punionica, koja su stupila na snagu 2003. Kvaliteta CNG-a koji se prodaje potrošaču regulirana je Državnim standardom koji je na snazi ​​od 2000. godine, koji utvrđuje važni pokazatelji kao što su volumetrijska kalorijska vrijednost, sadržaj vlage, sadržaj sumpora i mehaničkih nečistoća, tlak punjenja. U tijeku je rad na usklađivanju Državnog standarda s europskom ISO normom za plinska motorna goriva, koja bi u budućnosti trebala osigurati nesmetano kretanje vozila na prirodni plin (NGV) diljem Euroazije. Trenutno se razvija Državni standard za kvalitetu ukapljenog prirodnog plina koji će zamijeniti Tehničke specifikacije iz 1987. godine.

Zahtjevi za opremu na plin na vozilima prilično su jasno navedeni u relevantnim UNECE (Ekonomska komisija Ujedinjenih naroda za Europu) uredbama. Tehnički propis "O sigurnosti vozila na kotačima" predviđa usklađenost sa zahtjevima UNECE pravila u Rusiji.

No, unatoč brojnim razgovorima o isplativosti kupnje tzv. zelenih automobila, koji uključuju automobile koji rade na plin, prema konzultantskoj kući Frost & Sullivan, ovaj trenutak samo 13% potrošača kupuje takve automobile. Međutim, do 2015. stručnjaci predviđaju povećanje ovog udjela na 30%. Tako bi ukupan vozni park motornih vozila za četiri godine trebao iznositi 80 milijuna, a od toga će 53-55% biti vozila na plin8.

Prema Frost & Sullivan.

Popularnost komprimiranog prirodnog plina i propan-butana prema geografiji njegove distribucije. Na primjer, tradicionalno snažna tržišta Indije, Irana i Pakistana imaju značajnu prodaju opreme i očekuje se da će postati 31.074 vodeće zemlje u pogledu vozila na CNG i propan-butan. U zemljama Latinske Amerike metan je još uvijek najpopularniji komprimirani prirodni plin. Propan-butan ima dominantnu poziciju u Rusiji i Europskoj uniji.

Broj vozila na LPG u 2010

Prema stručnjacima Frost & Sullivan, ove vrste goriva postat će još popularnije u bliskoj budućnosti: očekuje se da će se prodaja takvih vozila četverostruko povećati do 2015. godine.

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

2009. - 2015., tisuća jedinica

Prema Frost & Sullivan

Spremnost ruske industrije za provedbu projekta povećanja razine potrošnje prirodnog plina kao pogonskog goriva još uvijek se nedosljedno ocjenjuje. Prisutnost sustava za prijenos plina i plinskih distribucijskih stanica u Rusiji je u blizini iznimno ograničenog arsenala nove opreme za plinske boce, samih boca i novih kompresorskih stanica za skladištenje plina u automobilima.

U cijelom svijetu razvoj NGV sektora osigurava država uz potporu velikih naftnih i plinskih tvrtki - proizvodi se više od 85 modela vozila sposobnih za rad na prirodni plin. Na primjer, u Pakistanu je organizirana proizvodnja automobila na metan, autobusa i rikša. 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 strojeva).

Prema NP National Gas Engine Association, od 40 milijuna vozila koja su prometovala u Rusiji 2010. (od čega su 80,8% osobni automobili, 16,5% kamioni, uključujući specijalnu opremu i 2,7% za autobuse), obujam voznog parka plinsko-balonskih vozila na stlačeni prirodni plin je oko 100 tisuća vozila (od toga 26,1% automobila, 50,5% kamiona, 23,3% autobusa). Tako kamioni, autobusi i specijalna oprema čine gotovo tri četvrtine vozila na plin.

Struktura voznog parka na komprimirani prirodni plin je sljedeća: za autobuse i kamione kategorije M1 i N1 (vozila koja se koriste za prijevoz putnika i koja osim vozačevog sjedala imaju najviše osam sjedišta, tj. i vozila namijenjena prijevozu robe najveće mase do 3,5 tone) čine 49,5%, lake kategorije M1 - 23,3%, specijalna oprema - 13,4%, kamioni kategorije N2 i N3 (vozila namijenjena za prijevoz robe najveće mase preko 3,5 tona, ali ne veće od 12 tona, i vozila namijenjenih za prijevoz tereta čija najveća masa veća od 12 tona - 12,4%, autobusi kategorije M2 i M3 (vozila za prijevoz putnika koji osim vozačevog sjedala imaju više od osam sjedala najveće mase ne veće od 5 tona i vozila koja se koriste za prijevoz putnika s više od osam sjedala uz sjedalo vozača za sjedala, čija najveća masa prelazi 5 tona) - 1,4%, traktori - 0,05%.

Prema optimističnoj prognozi Nacionalne udruge za vozila na plin, ukupna dinamika razvoja voznog parka do 2020. iznosit će 58,5 milijuna jedinica, do 2030. - 85,4, prema pesimističkoj prognozi - 2020. - 38,6 milijuna, do 2030. - 51.3. Istodobno, prognoza potrošnje motornih goriva u Rusiji je sljedeća: udio plinskih motornih goriva u ukupnoj bilanci do 2030. iznosit će po 3% za komprimirani prirodni plin i ukapljeni naftni plin. Prema rezultatima 2010. godine, razina potrošnje komprimiranog prirodnog plina iznosila je 4 milijuna tona, do 2020. trebala bi doseći 20 milijuna tona, 2030. godine - 51 milijun tona. Razina korištenja ukapljenog naftnog plina u 2010. iznosila je 15 milijuna .t, do 2020. dostići će 30 milijuna, 2030. - 67 milijuna tona.

Proizvodni program za glavne komponente (prema komprimiranom

prirodni gas)

Prema NP "Nacionalna udruga za vozila na plin"

Željeznički promet jedan je od najvećih potrošača motornog goriva. Udio potrošnje dizelskog goriva Ruskih željeznica iznosi 9,1% ukupne potrošnje u zemlji (3,2 milijuna tona). Ruske željeznice sada imaju zadatak zamijeniti 30% dizelskog goriva koje troše autonomne lokomotive prirodnim plinom do 20309. Za njegovo rješavanje bit će potrebno više od milijun tona prirodnog plina godišnje. Ali koristi će biti opipljive. Na primjer, pokazatelji štetnih emisija zabilježeni tijekom ispitivanja i rada lokomotiva s plinskim turbinama razvijenih zajedno s Gazprom VNIIGAZ-om pokazali su se pet puta nižim od sigurnosnih zahtjeva EU-a postavljenih do 2012., a vanjska buka nije prelazila sanitarne standarde Ruska Federacija.

Danas su na željeznici Moskva i Sverdlovsk dvije ranžirne plinske lokomotive TEM18G u probnom radu. Osim toga, na eksperimentalnom prstenu Sveruskog istraživačkog instituta za željeznički promet (VNIIZhT) u Shcherbinki u blizini Moskve, provedena su ispitivanja na plinskoj lokomotivi ChMEZG koja su pokazala da je optimalan udio zamjene dizelskog goriva prirodnim plinom iznosi od 35 do 50%, ovisno o vrsti ranžirnih radova. Istodobno dolazi do smanjenja emisije otrovnih produkata izgaranja za oko 1,5 - 2 puta10. Već je pripremljen program modernizacije lokomotiva na plin, koji bi trebao povećati njihovu pouzdanost i učinkovitost, te povećati udio zamjene dizelskog goriva do 60%.

Još u prosincu 2006. godine Ruske željeznice i Samara znanstveno-tehnički kompleks nazvan po N.D. Kuznjecov potpisao je sporazum o zajedničkom stvaranju nove vrste plinske lokomotive - lokomotive s plinskom turbinom. Do tada su stručnjaci instituta već razvili plinskoturbinski motor NK-361 i pogonsku jedinicu vučne sekcije. Sam projekt lokomotive s plinskom turbinom predložili su znanstvenici Sveruskog istraživačko-projektantskog i tehnološkog instituta za željeznička vozila (VNIKTI), a prototip je sastavljen u Voronješkom tvornici za popravak lokomotiva. U jednoj od sekcija lokomotive nalazi se spremnik goriva za 17 tona, jedno punjenje dovoljno je za 750 km putovanja. Ruske željeznice su u lipnju 2009. godine dobile diplomu iz Ruske knjige rekorda za razvoj ove najsnažnije (8.300 kW) magistralne plinskoturbinske lokomotive. U siječnju 2010. godine prvi put u svijetu izveo je teretni vlak od 15.000 tona (159 vagona). Niti jedna moderna lokomotiva nije sposobna za takve rekorde.

Sličan prijelaz na prirodni plin kao motorno gorivo za dizelske lokomotive provodi se i u SAD-u, Kanadi, Njemačkoj i Austriji. Konkretno, u Austriji je izgrađena glavna lokomotiva na plin i gorivo GE 3000 snage 2200 kW.

Gorivo za plinske motore također prodire u zrakoplovstvo. Tako je putnički let na liniji London-Doha obavio Airbus A-340-600 s motorima Rolls-Royce, u vlasništvu Qatar Airwaysa (Katar). Zrakoplov je punio gorivom proizvođača Shell koje se sastoji od zrakoplovnog kerozina i tekućeg plina u omjeru jedan prema jedan. Osim toga, zamjenik premijera Katara Abdullah bin Hamad al-Atiyah bio je nazočan pokretanju pilot proizvodnje plinskog kerozina korištenjem tehnologije Gas to Liquids (GTL). Prema preliminarnim podacima, prelaskom na plinski kerozin, svjetske avioprijevoznike moći će uštedjeti 4 milijarde dolara godišnje.

Važno je napomenuti da je prvi domaći helikopter sposoban za rad na plin (benzin) stvoren i testiran davne 1987. godine. Radilo se o modificiranom proizvodnom vozilu obitelji Mi-8 s motorom iz tvornice po imenu. V.Ya. Klimov. Ovaj helikopter se proizvodi do danas. Osim toga, studije su pokazale da gotovo svi zrakoplovi s plinskoturbinskim motorima mogu raditi na plinsko gorivo (svi helikopteri obitelji Mi-8, uključujući Mi-38, i regionalni zrakoplovi - Il-114, Yak-40, Tu- 136, itd. .P.). No, za sada postoji samo jedan primjerak plinskog zrakoplova - Mi8GT - prikazan na Međunarodnom zrakoplovnom i svemirskom salonu davne 1995. godine.

Stoga je za razvoj ruskog tržišta potrebna državna potpora proizvođačima strojeva i kupcima opreme. Trenutno u svijetu već djeluju različiti državni programi. Dana 12. prosinca 2001. Energetska komisija UN-a usvojila je rezoluciju kojom se predviđa prijenos 23% europskog parkirališta na alternativna motorna goriva do 2020., uključujući 10% (23,5 milijuna jedinica) na prirodni plin, 8% (18,8 milijuna) za bioplin i 5% (11,7 milijuna) za vodik. U Sjedinjenim Državama 15 milijardi dolara godišnje se izdvaja za poticanje sektora plinskih motora.

Uključujući 2,5 milijarde - za razvojne programe i demonstraciju postignuća; 300 milijuna - saveznoj vladi za kupnju vozila na plin za službene potrebe; 300 milijuna - za zamjenu dizelskih školskih autobusa ekološki prihvatljivim automobilima na plinske motore i druga alternativna goriva; 300 milijuna - za bespovratna sredstva za Pilot projekte u okviru programa "Čist grad"; 8,4 milijarde za kupnju novih komunalnih autobusa i 3,2 milijarde za potpore za uštedu energije11.

Mjere poticanja prelaska vozila na plinsko motorno gorivo

Ako u inozemstvu razvoj tržišta metanskog goriva olakšavaju navedene mjere državnih poticaja, u Rusiji to nije slučaj. Jedina takva mjera bila je Vladina Uredba br. 31 “O hitnim mjerama za proširenje zamjene motornih goriva prirodnim plinom” iz 1993. godine. Konkretno, utvrdio je za vrijeme djelovanja reguliranih cijena prirodnog plina maksimalnu prodajnu cijenu za CNG u iznosu koji ne prelazi 50% cijene benzina A-76, uključujući PDV.

Osim toga, u Europi i Sjedinjenim Državama, regulatorna dokumentacija za korištenje prirodnog plina uključena je u paket nacionalnih standarda. A ni u Rusiji svega toga nema. Štoviše, u Ruskoj Federaciji još nije stvorena ni regulatorna potpora koja regulira korištenje metana kao motornog goriva. Otuda i incidenti kada su tvrtke koje prevoze komprimirani metan prisiljene iscrtati natpis “propan-butan” na plinskim nosačima kako bi izbjegli sudske sporove s prometnom policijom, čiji su djelatnici upoznati s propisima o prijevozu UNP-a, ali prijevoz nereguliranog CNG se doživljava gotovo kao transport dinamita.

Krajem 2010. godine ruski premijer Vladimir Putin održao je sastanak posvećen razvoju plinske industrije za razdoblje do 2030. godine, kao rezultat kojeg su razvijeni sljedeći poticaji za prelazak na vozila na plin:

Pojava Saveznog zakona "O korištenju plinskih vrsta motornog goriva";

Sveobuhvatna procjena potražnje za vozilima na plin do 2030. godine;

Formiranje nacionalnog koordinacijskog tijela;

Praćenje provedbe Federalnog zakona br. 261 „O uštedi energije i povećanju energetske učinkovitosti i o izmjenama i dopunama određenih zakonskih akata Ruske Federacije” i naredbi Vlade Ruske Federacije od 17. studenog 2008. br. 1662-r i 1663 -r;

Priprema FTP-a "Alternativno gorivo za transport i poljoprivrednu mehanizaciju za 2012.-2020. i FTP "Bijela olimpijada - plavo gorivo";

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

1 Plinska industrija, 2011, br.3