Метан как перспективное топливо

Метан как перспективное топливо

Для нас с вами уже давно стало привычным, что автомобиль заправляют или бензином, или дизельным топливом. Эти виды топлива напрямую зависят от запасов обрабатываемой нефти. И неважно, когда эти запасы закончатся через 100 или 200 лет, очевидно, что источник энергии исчерпаем, поэтому необходимо альтернативное топливо. В качестве такого топлива и выступает газ, в частности, метан.

Метан – это газ природного происхождения, не имеющий цвета и запаха. Это вещество не представляет вреда и опасности для здоровья человека, так как не содержит вредных токсичных веществ. Наверняка многие из вас слышали иностранную аббревиатуру CNG, но не многие задумывались что же это такое. CNG (Compressed Natural Gas) – в переводе с английского это сжатый природный газ. Именно в таком сжатом виде метан используется в автомобильном топливе. По сравнению с бензином метан является экологически чистым и относительно дешевым природным компонентом. При его использовании объем отработанных вредных выбросов существенно уменьшается. Заправка автомобиля обходится в 2,5 — 3 раза дешевле заправки бензином или дизелем.

Уже сейчас многие готовы перейти на метан, отказавшись от других видов топлива. И если вас еще не посещала такая мысль, то скоро обязательно посетит.

На сегодняшний день метан является перспективным видом топлива и все сильнее набирает обороты.

Популярность автомобилей, оснащенных оборудованием для метанового топлива стремительно растет. На сегодняшний момент существует уже много заводов, которые реализуют выпуск автомобилей, потребляющих данный вид топлива. Это такие мировые производители, как Audi, Volkswagen, Mercedes, Volvo, Peugeot, Honda и многие другие.

Рассмотрим основные плюсы и минусы метана как топлива, чтобы выяснить есть ли смысл переводить на него свой автомобиль.

Плюсы.

• Дешевизна. Заправка автомобиля метановым топливом обойдется гораздо дешевле заправки бензином либо дизелем. Невысокая стоимость обуславливается тем, что в России имеются большие запасы данного газа, которого хватит, как минимум, на ближайшие лет двести. В дополнение к вышесказанному, метан не требует специальной обработки. Чтобы использовать метан в автомобильном топливе, достаточно его просто сжать специальным образом.
• Безопасность. Метан является летучим веществом и при попадании в воздух он не взрывается, а улетучивается, следовательно, он не представляет никакой опасности. В Америке неоднократно проводились краш-тесты, результаты которых показали, что даже при серьезных авариях баллоны с метаном не повреждаются. Но даже в случаем повреждения газ не способен привести к взрыву, т. к. мгновенно улетучивается при смешивании с воздухом. Метан признан самым безопасным видом топлива, которое имеет четвертый класс. Если сравнивать, например, с бензином, то у него третий, у пропана — второй.
• Чистая экология. Для нас с вами проблема вредных выбросов автомобилей является серьезной проблемой, т. к. мы сами каждый день дышим этим загрязненным воздухом. Особенно остро эта проблема стоит в маленьких городах с большим количеством машин. Каждый день мы сталкиваемся с ситуацией, когда огромное количество автомобилей, заправляющихся нефтепродуктами, выбрасывают отработанные вещества в атмосферу. Со временем данная проблема серьезно сказывается на нашем с вами здоровье и загрязнении природы. При использовании метана в качестве топлива, количество вредных выбросов сокращается в разы. Не зря метан является самым экологически чистым топливом и имеет стандарт Евро 5.

Минусы.

• В багажник автомобиля устанавливается объемный газовый баллон, занимающий много дополнительного места. Исключение составляют немецкие автомобили с заводским оборудованием. У таких автомобилей баллоны с метаном устанавливаются обычно под раму и не мешают перевозке багажа.
• Малое количество заправок, примерно 1 АГНКС на город средних размеров.
• Могут возникнуть трудности при заправке на различных АГНКС из-за потребности в переходнике для заправки метаном. Например, при заправке автомобиля в Европе с установленным метановым оборудованием российского стандарта, либо при заправке в странах России и СНГ автомобилей с заводским немецким оборудованием. Многие заправки не предоставляют переходников, поэтому нужно будет покупать оборудование самостоятельно.
• Используя топливо метан, вы теряете в мощности двигателя порядка 20%.

Как перейти на метан.

Для перехода на альтернативное топливо нужно либо купить автомобиль с установленным метановым оборудованием, либо установить его в специализированном сервисном центре. В среднем метановая установка обойдется вам в 50 тысяч рублей, но, если вы планируете ездить на своем авто хотя бы в ближайшие пару лет, то данные затраты окупятся приблизительно через 30000 пробега – это в среднем 1 — 2 года езды.

Посчитаем экономию, которую вы получите. Допустим, в год вы проезжаете 30 тыс км. Цена за 1 м3 метана составляет 10 — 12 рублей. Расход метана на 100 км – примерно 15 м3. Таким образом, в год на заправку вы потратите приблизительно 33000 рублей. При таком же раскладе, но используя, например, бензин, вы будете тратить в 2 — 3 раза больше. В среднем, получится сумма около 81000 руб. Следовательно, при использовании метана вы получаете экономию в 48000 руб. Приведенный расчет приблизительный, в конкретном случае суммы могут отличаться, но в любом случае экономия будет очевидной, вы будете тратить на заправку, как минимум, в два раза меньше.

В европейских природный газ развит на порядок выше, чем в России. В ряде стран государство проводит стимуляцию с целью увеличения количества граждан, использующих метан. Например, единожды выплачиваются премии, либо уменьшается ставка транспортного налога. В нашей стране только сейчас начали задумываться о подобной системе мотивации. В настоящее время Россия принимает активное участие в строительстве метановых АГНКС. В ближайшие 10 лет планируется постройка порядка трех тысяч заправок. Это означает, что в скором будущем практически каждый автовладелец в России сможет перейти на перспективное метановое топливо, отказавшись от бензина и дизеля.

Метан в автомобиле: экономично или опасно?

Смотрите на эту статью как на предсказание из будущего: новая волна борьбы с глобальным потеплением и парниковыми газами в частности сместится с двигателей внутреннего сгорания и СО2 на автомобили на метане, автокомпании начнут душить за «метановые выбросы». Тем не менее, метан – идеальное топливо для автомобилей, и стоит присмотреться к автопроизводителям, которые сейчас разрабатывают двигатели, совместимые именно с метаном. Почему так? Сейчас разберемся.

Экология против автомобилей

В последние годы экологи прочно застолбили важнейший пункт повестки в инфополе — снижение выбросов парниковых газов. И под этим термином, как правило, подразумевают пресловутый CO2. Но все чаще звучат напоминания о другом веществе, ускоряющем глобальное потепление – метане, который уверенно прописывается и в ГБО российских автомобилей.

В последние 150-200 лет единственная пока заселенная людьми планета — Земля — здорово нагревается. Главные виновники процесса – парниковые газы. Сильнее всего на глобальное потепление влияют водяной пар, углекислый газ, метан и озон. Первые два составляют львиную долю выхлопных газов наших любимых автомобилей, а третий — является весьма перспективным топливом.

Главная проблема, что полностью избежать выбросов газообразных H2O и CO2 без отказа от привычных видов топлива невозможно: это основные продукты сгорания углеводородов. Поэтому все усилия инженеров тех автопроизводителей, что еще не начали разрабатывать электромобили, направлены на повышение топливной эффективности двигателей. Чем полнее мотор использует энергию сгорания бензина, солярки или газа, тем меньше ему нужно горючего для производства необходимого усилия.

Автомобили с электродвигателями, скорее всего, уже к середине XXI века будут составлять подавляющее большинство парка легковых и грузовых транспортных средств. Но полностью вытеснить ДВС у них не получится — углеводороды проще транспортировать туда, где нет инфраструктуры. Так что спецтехника и машины для разных «медвежьих углов» по-прежнему будут работать на горючем. Вопрос только на каком.

Метан как угроза всему живому

Одна тонна CH4, по разным оценкам, производит в 25-28 раз больший парниковый эффект, чем аналогичное количество углекислого газа. Причем это в расчете на 100 лет, то есть учитываются долгосрочные последствия присутствия этого соединения в атмосфере. Сам по себе метан под действием солнечного излучения и химических реакций в воздухе полностью распадается примерно за десятилетие. А если брать более короткий срок, например, 20 лет, то эффект от него в 84 раза больше, чем от CO2, который пусть и «живет» почти вечно, пока его не поглотит обратно биосфера, но гораздо слабее задерживает инфракрасное излучение от Земли.

В атмосферу метан попадает несколькими путями, часть из которых естественная, часть — связана с человеческой деятельностью. Люди нашли сразу несколько возможностей повысить содержание метана в воздухе.

Во-первых, мы копаем глубокие угольные шахты и таким образом высвобождаем огромное количество CH4, запертого в породах (11% антропогенных выбросов метана). Во-вторых, мы разводим скот, в желудках которого симбиотические бактерии вырабатывают много этого газа (около трети всех выбросов). В-третьих, человечество потребляет огромное количество риса (поля для его выращивания обеспечивают 8% антропогенных выбросов CH4) и прочих продуктов сельского хозяйства. В-четвертых, мы выбрасываем еду, которая, разлагаясь, выдает 18% от общего числа поступающего в атмосферу в результате человеческой деятельности метана. Наконец, газо- и нефтедобывающая отрасль теряет часть добытого ископаемого сырья либо в результате утечек, либо в ходе контролируемого сброса в атмосферу (еще 22% от всех выбросов).

Источники выбросов метана

Причем, что самое опасное, общее повышение годовых температур в результате деятельности человека провоцирует и природные механизмы производства парниковых газов. Например, очень много углекислого газа и метана высвобождается в результате таяния вечной мерзлоты. Это еще не говоря о том, что чем теплее, тем больше воды испаряется из мирового океана, а пар оказывает самый сильный парниковый эффект.

На метановую проблему уже начинают все энергичнее обращать внимание ведущие экологические активисты мира. Об этом, например, можно судить по недавней публикации в журнале The Economist. Издание авторитетное, и его редакторы провели большую работу, собирая все данные воедино. Результатом стала подробная статья о том, откуда в атмосфере Земли берется метан, насколько он опасен и что с ним можно сделать. В этом году вышла новая книга Билла Гейтса «Как избежать климатической катастрофы». В интервью порталу MIT Technology Review известнейший миллиардер и филантроп отдельно отмечает существенный вклад сельского хозяйства в общие выбросы парниковых газов, особенно — метана.

CH4 как спасение автомобильной отрасли

На этом месте впечатлительный читатель воскликнет что-то вроде «Вы таки что, там с ума посходили, еще и все машины на этот яд переводить». А скептично настроенный подумает (небезосновательно), что скоро автомобильную отрасль могут начать душить еще и за выбросы метана. Для последнего опасения действительно есть причины. Какие-нибудь излишне эмоциональные политики помимо «углеродного налога» могут ввести еще один, учитывающий утечки CH4 во время производства топлива.

Автобус на метане для Челябинска

Но на самом деле, метан действительно имеет все шансы стать тем самым спасением для оставшихся ДВС на фоне повального отказа от ископаемых видов топлива. У него для этого есть все необходимые преимущества, и потенциальные поборы экологов тут не помеха. Потому что любые утечки — это убытки нефтедобывающей и перерабатывающей индустрии. На деле, даже при том, что при Трампе в США сняли ранее введенные штрафы за превышение выбросов метана, крупные компании платят «частникам» за поиск мест, где газопроводы «травят». Отрасль таких услуг только растет, так что «метановый налог» если и появится, то существенное влияние на стоимость топлива оказать не должен.

Среди всех углеводородов он сгорает наиболее полно и не производит сажи. Она, кстати говоря (а не отдаленные эффекты потепления), уже стоила многих миллионов человеческих жизней. Подробнее о «смертельном следе» тепловых электростанций и автомобилей с ДВС писал в свое время, например, Forbes. Если кратко, то при сгорании большинства видов топлива возникают мельчайшие твердые частицы, которые не фильтруются легкими. В организме они накапливаются и приводят к заболеваниям органов дыхания, а также сердечно-сосудистой и нервной систем.

Существующие двигатели внутреннего сгорания (как бензиновые, так и дизельные) сравнительно легко можно перенастроить или переделать для работы на метане. Его легко транспортировать, технологии добычи, хранения и очистки CH4 хорошо известны. К тому же газовые ТЭС никуда не денутся ближайшие несколько десятилетий, да и химической промышленности он нужен, так что всегда будет доступен.

Наконец, метан — побочный продукт нефтедобычи, которая жизненно необходима для производства пластмасс. Поэтому даже если электростанции перестанут его потреблять в больших количествах, CH4 все равно будет откуда брать.

В России

С 2020 года в 23 пилотных регионах России, где развита заправочная инфраструктура, действует программа господдержки. Автовладелец может установить в свою машину ГБО и получить компенсацию до двух третей его стоимости и еще 30% от перевода машины на метан. Также Минпромторг упрощает сертификацию автомобилей, переведенных на газ.

Matador.tech

Параллельно с выделением средств на газификацию в пилотных регионах расширяют сеть газовых заправок: как пропан-бутановых, так и метановых. При всем этом потребители жалуются, что цены на газ значительно выросли за последнее время — в процентах больше, чем на бензин и дизель. Читайте подробнее тут.

В сухом остатке

Судя по всему, ближайшие месяцы (а может даже и годы) ознаменуются очередной волной борьбы с парниковыми газами, теперь — с метаном. Рядовым автомобилистам, тем более российским, пока что беспокоиться не о чем. Зато если в течение 10-20 лет они хотят продолжить ездить на машинах с ДВС, стоит присмотреться к тем производителям, что разрабатывают двигатели, котоыре совместимы с метаном. А они есть не только в грузовом, но и в легковом сегменте. Проблема только в том, что выбора будет немного — места на рынке хватит лишь на пару марок. Как мы уже отметили выше, сегмент не электрических автомобилей с каждым годом сокращается и этот тренд, похоже, не переломить.

Что лучше выбрать для авто, ГБО метан или пропан

Метан или пропан на авто, что лучше – этот вопрос всегда задаёт та категория водителей, которая решила перейти на альтернативные источники топлива. Попытаемся разобраться какой газ лучше для автомобиля. Выясним слабые и сильные стороны оборудования, сделаем соответствующие выводы.

Сравнение двух видов топлива

Между газами существуют солидные различия. Это касается хранения и эксплуатации (пользования). Применимо к автотранспорту:

• Метан – экологически чистый природный газ, добывается в месторождениях из недр земли. Автомобили с метановым ГБО маркируются — CNG (Compressed Natural Gas) сжатый природный газ или КПГ (компримированный);
• Пропан-бутан – смесь двух газов, получаемая при деятельности нефтяной промышленности. Маркировка LPG (Liquified Petroleum Gas) или СНГ (сжиженный нефтяной газ).

Хранение и перевозка метана как автомобильного топлива осуществляется под давлением 200-250 атмосфер (измеряется кубическими метрами), пропан-бутана 14-18 атм. (в литрах). Оба вида горючего широко применяются на легковых авто, грузовых, пассажирских и сельхозтехнике. В двигателях внутреннего сгорания бензиновых, дизельных (газодизель), газовых.

Рассмотрим основные плюсы и минусы авто на метане и пропане, в таких показателях как:

1. Цена и конструктивная разница между газовым оборудованием.
2. Финансово экономические выгоды.
3. Характеристики мотора.
4. Безопасность.
5. Наличие заправочных станций.
6. Вопросы, касающиеся экологии.

Отличия ГБО метан от пропанового

Стоимость и установка газобаллонного оборудования работающего на пропане обойдётся дешевле, нежели монтаж ГБО на метане. Цифры впечатляющие, разница в цене может составить колоссальный разрыв. Например пропановая газовая установка 4 поколения на легковое авто в среднем может стоить от 25-35 тыс. рублей. Аналогичное метановое оборудование на тот же автомобиль обойдётся в самом дешёвом варианте от 60 тысяч рублей. С коммерческим транспортом всё ещё сложнее.

Основной вклад в отличие вносит цена на газовые баллоны и их установку. А если этот факт применить к мощным машинам или грузовым, где ставят не один и не два баллона, то переоборудование обойдётся в круглую сумму.

Так как газ метан сжимается под большим давлением, для его транспортировки требуются толстостенные, тяжёлые ёмкости. К тому же метановые сосуды имеют только цилиндрическую форму, что может затруднить выбор места под установку и занять полезный объём багажного отделения. В отношении массы есть альтернативное решение – композитные баллоны разных размеров, но цена их слишком велика (к примеру, сосуд на 80 литров будет стоить от 35 000 рублей в комплекте с запорной арматурой и крепежом).

Пропан в этом плане выгоднее – существует огромный выбор относительно лёгких, дешёвых тороидальных (в нишу запасного колеса) или цилиндрических баллонов.

Также отличаются газовый редуктор, топливные магистрали (для метана ставят металлические с защитным покрытием, опять же из-за давления). В пропановом ГБО применяется медь или пластик. С КПГ редуктором ставится манометр для контроля давления и как опция, электронный датчик с выводом индикации в салон — топливомер газа.

Своё заправочное устройство у метанового оборудования. В остальном газовые системы схожи.

Расход газа и окупаемость

Сравнивая и выбирая, какое ГБО поставить на автомобиль, метан или пропан, в первую очередь считают срок окупаемости оборудования.

По понятным причинам просчёт точной экономики, в рамках данной статьи, сделать сложно (скачки цен на топливо и оборудование, особенности ТС, амортизация). Поэтому произведём усреднённый расчёт, где каждый, зная параметры своей машины, может подставить их, получив более конкретные цифры.

• цена бензина 43 руб., пропана 20 руб., метана 17 руб.;
• пробег за месяц 3000 км.;
• автомобиль (ДВС 4 цилиндра, бензин, расход бензина на 100 км пробега 10 л. – 12900 рублей за месяц);
• стоимость ГБО: пропан 30 000 руб., метан 60 000 руб.

Считается, что расход пропан-бутана по отношению к бензину выше на 10-35%. Возьмём максимальное значение – 35%, таким образом, коэффициент потребления относительно бензина составит 1,35. Получается, что на пропане расход на сотню составит 13,5 литров. В месяц 405 л. газа – 8100 руб. Выгода 37% или 4800 рублей.

Метан измеряется в кубометрах, его потребление к бензину в среднем на 10% меньше (выведено опытным путём) — коэф. 0,9. В нашем случае – 9 м3. По итогам месяца 270 метров кубических – 4590 руб. Выгоднее почти на 65% или 8310 рублей.

1. СНГ (стоимость ГБО/выгоду): 30000/4800=6,25 месяцев или (окуп.*пробег): 6,25*3000=18750 км. пробега;

2. КПГ – 60000/8310=7,22 мес. или – 7,22*3000=21661 км.

Влияние газомоторного топлива на двигатель

Газ в двигателе сгорает медленнее бензина, так как октановое число метана 120, а пропан-бутановой смеси около 105. По этой причине появляются температурные нагрузки на выпускной тракт, потеря мощности и завышенный расход горючего.

Решаются эти проблемы с установкой вариатора опережения угла зажигания (на некоторых марках делается прошивка контроллера ГБО). Рекомендуется установка на метан и на пропан.

По многочисленным отзывам водителей, как не настраивай авто на метане, всё равно динамические характеристики мотора снижаются примерно на 10%.

Преимуществом метана, также является тот факт, что сам по себе газ на много чище СНГ. Соответственно газовое оборудование проще и дешевле в обслуживании. К тому же при зимней эксплуатации нет проблем с замерзающим конденсатом. Недостатком будет меньшее количество СТО занимающихся КПГ. С пропаном ситуация обратная.

Безопасность

При утечке пропана газ концентрируется по низу, с этой точки он более пожароопасен. Метан же напротив очень быстро растворяется в воздухе. Но если утечка происходит на открытом пространстве можно не переживать. В закрытом помещении – жди беды.

Многочисленные рассказы о взрыве метановых баллонов, имеют место быть, но эти случаи во многом происходят из-за не своевременного контроля установленного оборудования и игнорирование требований по переосвидетельствованию емкостей.

Заправка и запас хода

На метане дальние загородные поездки противопоказаны – это правда. Заправочные комплексы АГНКС – скорее экзотика, нежели реальность. Их катастрофически не хватает и расположение неудобное. А в сосуд на 80 литров — один из распространённых вариантов для легковой машины, входит 19м3 метана (примерно 200 км хода).

При определённых обстоятельствах, имеется решение данного вопроса. Заправлять личный автомобиль можно с помощью индивидуального домашнего компрессора (мини АГНКС, АГНКУ). Но цена на него в районе 350-500 тысяч рублей, хоть и газ обойдётся более чем вполовину дешевле.

Пропановая сеть АГЗС весьма разветвлённая, заправиться можно практически в любом месте. Вот только качество СНГ часто оставляет желать лучшего.

Ещё один несущественный, но минус – процесс закачки CNG длится немногим дольше.

Экология

Этот показатель интересует автолюбителей в последнюю очередь, но в экологическом плане к метану претензий практически нет. Он гораздо чище конкурента, у которого содержится достаточно большое количество вредных примесей. При сгорании метана почти полностью отсутствуют загрязняющие окружающую среду вещества. В современных мегаполисах этот вопрос очень актуален.

Заключение

Безусловно, что после сравнения видов газового топлива выбор остаётся за владельцем транспортного средства. Именно он принимает решение и сам определяет, какое газовое оборудование лучше выбрать, ведь всё очень индивидуально. Ко всему прочему перечисленные показатели зависят от ряда факторов:

;
• правильность и своевременность регулировки, обслуживания установки;
• манера вождения транспортного средства;
• климатические, а также географические условия эксплуатации.

Сравнительная таблица основных отличий метана от пропана

Источник https://ikarm.ru/metan-kak-toplivo

Источник https://matador.tech/articles/metan-v-avtomobile-ekonomicno-ili-opasno

Источник https://gbomotor.ru/poleznoe/metan-ili-propan