16 minute read
Проблемы и перспективы
Проблемы и перспективы
Advertisement
В 1970–1980-х годах наша страна занимала лидирующие позиции в области развития газомоторной техники, в том числе предназначенной для работы на природном газе. Но затем интерес к ней резко снизился, в массовой эксплуатации остались в основном машины, работающие на сжиженном попутном углеводородном газе (пропан-бутан). Однако 2019 год стал настоящим прорывом: на рынок вышли десятки новых моделей, использующих в качестве топлива природный газ.
Долгое время применение природного газа ограничивалось, с одной стороны, отсутствием инфраструктуры, с другой – небольшим количеством работающих на нем автомобилей. Образовался замкнутый круг: поставщики природного газа и инвесторы не строили газозаправочные станции из-за низкого спроса на данный вид топлива, а автопроизводители не выпускали такие машины потому, что их негде было заправлять. И вот за последние пару лет этот круг не без помощи государства удалось разорвать: созданы в достаточном количестве и газомоторная автотехника, и инфраструктура для ее эксплуатации (правда, пока далеко не во всех регионах). Конечно, еще осталось множество проблем, но уже нет никакого сомнения, что газовый транспорт будет в ближайшем десятилетии интенсивно развиваться.
Двигателями на сжатом природном газе в нашей стране теперь все чаще оснащают автобусы не только большого, но и малого класса
Выбор топлива для газовых моторов
На сегодняшний день в нашей стране наибольшее распространение получил сжиженный попутный углеводородный газ (СУГ), который производят при добыче или обработке нефти. Его популярность объясняется эксплуатацией значительного количества коммерческих автомобилей с бензиновыми двигателями и продолжением серийного выпуска оснащенных ими малотоннажных грузовиков. Преимущества техники, работающей на СУГ, – простота и доступность переделки топливной аппаратуры (от 35 000 руб.). Но недостатков у нее гораздо больше. Так, сжиженный углеводородный газ хотя в два раза дешевле бензина, но дороже природного газа и его стоимость напрямую зависит от цены нефти. Вредные выбросы при переводе транспортных средств с бензина на СУГ снижаются несущественно, примерно на 10%. Поэтому правительства большинства стран мира не поддерживают использование СУГ, хотя во многих регионах данный вид топлива широко распространен: помимо России это Италия, Нидерланды, Польша. Но поскольку по эффективности и экологичности СУГ существенно уступает природному газу, то постепенно данный вид топлива будет сдавать позиции. В Европе довольно широко распространен синтезированный метан, получаемый из угля, нефти, биомассы или органических отходов. Но для нас он не актуален, поскольку в России сосредоточено 40% мировых запасов природного газа, который выгоднее использовать напрямую. Сейчас в стране действует программа «Развитие энергетики», в которой выделена подпрограмма «Развитие рынка газомоторного топлива (2019–2024 гг.)», в рамках
которой государство субсидирует строительство и реконструкцию газозаправочных станций, переоборудование и производство автомобильной техники, финансирование лизинговых организаций. Цель – к 2024 году увеличить численность газозаправочных станций до 1273 и довести парк работающих на природном газе автомобилей до 307,5 тыс.
В нашей стране широкое распространение получил сжатый, он же – компримированный природный газ (КПГ). Это наиболее эффективное топливо, поскольку оно стоит в различных регионах 14–18 руб. за кубометр, что примерно втрое дешевле дизельного топлива. Помимо этого КПГ обладает еще рядом преимуществ перед углеводородным топливом. Он представляет собой чистое моторное топливо без примесей и добавок. В нем нет серы, ухудшающей характеристики моторного масла, масляная пленка не смывается со стенок цилиндров, меньше ударные нагрузки на цилиндропоршневую группу – благодаря всему этому ресурс двигателя увеличивается примерно в полтора раза. Вредные выбросы работающего на КПГ двигателя существенно ниже, чем у дизеля, что позволяет достичь норм Евро-5, а в ряде случаев и Евро6 без использования систем нейтрализации выхлопных газов. Соответственно, не нужен реагент AdBlue. Для России это очень актуально, поскольку, по разным данным, у нас от 70 до 90% коммерческих автомобилей работают с отключенной системой нейтрализации, из-за чего в лучшем случае их выхлоп соответствует нормам Евро-1 и Евро-2. Также у мотора, работающего на КПГ, ниже уровень шума, что снижает утомляемость водителя и актуально при работе в черте жилой застройки. Еще одно из существенных преимуществ – безопасность: из всех видов моторного топлива у природного газа самый высокий класс пожарной безопасности – четвертый.
Однако ничего идеального в мире не существует и недостатки у КПГ тоже есть. Один из основных – чистый природный газ нельзя поджечь сжатием, для его использования дизель приходится существенно модернизировать, усложняя и удорожая конструкцию. Есть два пути решения данной проблемы.
Первый – перевести мотор на работу по циклу Отто, изменив конструкцию головки блока цилиндров и установив искровую систему зажигания. Такая схема применяется на двигателях IVECO, Scania, Weichai и ЯМЗ. Вследствие этого немного падает КПД двигателя, снижается максимальный Анатолий Кр угля ков, менеджер по развитию газомоторной техники «Volvo Trucks Россия»
– В течение 2018 года, то есть первого года производства грузовиков Volvo на СПГ, их было отгружено заказчикам порядка 250 ед., а в 2019 году – уже порядка 750 ед. Львиная доля пришлась на магистральные тягачи 4х2, поскольку именно у них самые большие пробеги, когда эффект от применения газового топлива наиболее выражен.
В России мы пока в начале пути: на данный момент поставлено три Volvo FH LNG. При значительном интересе со стороны российских перевозчиков определенным препятствием для продвижения этих автомобилей является нехватка инфраструктуры, способной обеспечить заправку сжиженным природным газом в удобных для транспортников точках, – в стране пока лишь несколько таких станций. Впрочем, в ближайшее время ожидается открытие новых заправок СПГ на перегонах СанктПетербург – Москва – Нижний Новгород – Казань – Екатеринбург – Челябинск.
Что касается заправочных станций КПГ, то в России их инфраструктура вполне достаточна для региональной эксплуатации газовой техники, но ее плотности не хватает для осуществления дальнемагистральных перевозок. Впрочем, для подобных перевозок использовать технику на КПГ в принципе нелогично – запас хода у нее незначительный, а множество тяжелых баллонов снижает грузоподъемность.
В продвижении грузовиков на СПГ «Volvo Trucks Россия» сотрудничает с владельцами заправочной инфраструктуры, готовыми предложить нашим заказчикам или создание стационарной заправочной станции СПГ, или использование ПАГЗ. При этом наш партнер обязуется зафиксировать цену 1 кг СПГ, привязав ее к цене 1 л дизельного топлива.
крутящий момент, уменьшается межсервисный интервал из-за необходимости замены свечей зажигания. Однако перечисленные проблемы успешно решаются: на сегодняшний день по производительности газовые двигатели практически не уступают дизельным, только максимальный крутящий момент у них доступен при чуть больших оборотах. Межсервисный интервал также удалось существенно повысить благодаря использованию в системе зажигания жаропрочных свечей с платиноиридиевыми электродами. Например, у IVECO он составляет 90 000 км. Еще один существенный недостаток
Второй путь – газодизельный, когда двигатель работает по циклу Дизеля. В этом случае газ смешивается с дизельным топливом и полученная смесь впрыскивается через инжекторы в цилиндры. Здесь свечи зажигания не применяются. Преимущества такой схемы – меньший объем изменений в конструкции двигателя, больше пробег без дозаправки. Если закончится газ, автомобиль продолжит движение на дизельном топливе. Но из этого же вытекают и основные недостатки: поскольку дизтопливо пусть и в меньших объемах, но все же приходится использовать, то газодизельные двигатели уступают по эффективности и экологичности двигателям, работающим исключительно на природном газе. Однако
Stralis NP460 и на отечественном «Газон NEXT LNG/CNG», оснащенном газовой версией двигателя ЯМЗ-534. СПГ стоит дороже КПГ – от 22 до 26 руб. за 1 кг, но его энергетическая ценность почти в полтора раза выше, поэтому эксплуатационные расходы даже чуть ниже, чем при эксплуатации на сжатом газе. Также при использовании СПГ меньше простои транспорта за счет большего запаса хода и более быстрого процесса заправки по сравнению с КПГ (на криогенных заправочных станциях применяют более мощные компрессоры). Из минусов: криогенные баллоны тяжелые, дорогие и сложные. Работающий на СПГ грузовик по сравнению с его дизельной модификацией Отечественными предприятиями освоено серийное производство цистерн, предназначенных тяжелее на 500–1000 кг. Сеть для перевозки СПГ криогенных заправок даже в странах Западной Европы пока автомобилей, работающих на вочных станций это единнение. Такого топлива можно шей стране их всего несколько. КПГ: баллоны с газом тяжелые ственное решение проблемы, взять на борт больше, сущеПравда, в ближайшее время и занимают много места, что хотя и не идеальное. ственно повысив запас хода. ситуация должна существенно приводит, с одной стороны, к В долгосрочной перспективе Например, у IVECO Stralis измениться. уменьшению полезной нагрузнаиболее предпочтительный NP460 он составляет 1600 км. Независимо от того, на ки, с другой – ограничивает вид топлива, особенно для Процесс сгорания в двигатекаком виде газового топлизапас хода. У тягачей на КПГ в дальнемагистральных перелях, работающих на КПГ и ва работает автомобиль, его среднем он составляет 400–600 возок, – сжиженный природСПГ, принципиально один и владелец получает дополникм, что маловато для магиный газ (СПГ), получаемый при тот же. Это позволяет комбительные бонусы. Нет простральных перевозок. К тому охлаждении до температуры нировать на одном автомобиблем с зимней эксплуатацией, же следует учесть, что заправка –162 о С. При этом его объем ле два вида газового топлива. потому что газ, в отличие от грузовика газом длится около уменьшается в 600 раз, облегТакая схема реализована на дизтоплива, не может заполучаса. чая транспортировку и хранекоторых версиях IVECO густеть и замерзнуть. Его
недостаточно развита, а в напри недостаточно развитой инфраструктуре газозапраСегодня на территории страны лишь два десятка АГНКС рассчитаны на заправку газовых большегрузов
нельзя украсть или подделать. А общий недостаток газомоторной техники один – более дорогое и сложное обслуживание по сравнению с дизельными автомобилями. Если на газ переводится транспортное средство с пробегом, добавляется проблема с его регистрацией.
Тем не менее экономический эффект от использования газового топлива перевешивает все недостатки. Поэтому даже на фоне падающего рынка коммерческих автомобилей спрос на такую технику растет. Например, в 2017 году КАМАЗ реализовал 1039 газомоторных грузовиков (из них 271 магистральный тягач), а в 2018 году – уже 2716 (из них 2009 тягачей). Scania в 2017 году продала в России 35 автомобилей на газовом топливе, а в 2018-м – уже 214. Конечно, по сравнению с Китаем это капля в море: там в 2018 году произвели более 50 тысяч седельных тягачей на газовом топливе. Что характерно, китайский рынок коммерческих автомобилей тоже падает, но продажи газомоторной техники растут.
Газовая инфраструктура. Где и чем заправлять?
По состоянию на декабрь 2019 года в России было более 400 автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) для заправки КПГ. Это в полтора раза больше, чем пять лет назад. Много это или мало? Конечно, мало! Для сравнения: лишь в одной области Италии – Ломбардии насчитывается 186 АГНКС, а во всей стране – 1286. Однако в ближайшее время ситуация у нас должна измениться к лучшему: определены 17 регионов активного развития. Лидеры по распространению газомоторного топлива – Белгородская и Ростовская области. Что важно, в этих регионах помимо «Газпрома» в развитии сети АГНКС активное участие принимают частные инвесторы. Так, например, в Белгородской области из восьми работающих АГНКС «Газпрому» принадлежит четыре. К 2022 году в данном регионе количество таких заправок вырастет до 39, из них лишь 11 будут входить в структуру «Газпрома». В Ростовской области сейчас 11 АГНКС, но в 2021 году их количество должно возрасти до 39. Что характерно, в соседних областях с регионами активного развития также активизировалось строительство газовых заправок: во-первых, по мере роста инфраструктуры инвесторам становится тесно в родном регионе, во-вторых, потребители оценили выгоду от владения газомоторным транспортом, поэтому спрос на него растет.
Также существует дорожная карта по созданию сети АГНКС на основных магистралях страны. В 2021 году такую инфраструктуру создадут на трассах М-10 «Россия», М-11 «Нева» и М-4 «Дон», отдельРобе рто Кама тта, бизнес-директор ООО «Ивеко Руссия»
– Компания с 1991 года инвестирует в производство автомобилей, работающих на природном газе, и в настоящее время является общепризнанным европейским лидером по их выпуску. В России в 2019 году было приобретено более 150 газовых автомобилей IVECO. Учитывая прогресс в развитии газозаправочной инфраструктуры, есть все основания рассчитывать на значительное увеличение спроса со стороны российских заказчиков на газомоторные решения под брендом IVECO. Наиболее актуальными среди них можно назвать магистральный IVECO Stralis NP – эти тягачи уже поставлены в парки таких компаний, как «Мираторг» и «Автомобильная компания «Мостранс»; шасси IVECO Daily Blue Power 50C14NA8 со 136-сильным двигателем и АКП, малотоннажный цельнометаллический фургон IVECO 35C14NV Daily Natural Power из линейки решений Blue Power, а также мусоровоз на базе среднетоннажного шасси IVECO Eurocargo в исполнении на компримированном природном газе. Все эти автомобили были представлены нами на выставке Comtrans 2019.
С точки зрения дальнейшего развития инфраструктуры отметим заключенное в 2018 году на Петербургском международном газовом форуме важное соглашение о партнерстве между IVECO, «Газпром СПГ технологии» и российским транспортным оператором «Автомобильная компания – Мостранс». Данное соглашение предполагает сотрудничество сразу по нескольким направлениям, включая вывод на рынок различных классов автомобилей на СПГ, строительство комплексов по сжижению природного газа и сопутствующей технологической инфраструктуры, продвижение и усовершенствование инновационных технологий производства СПГ и его использования на транспорте, а также популяризацию экологических и экономических преимуществ технологий СПГ.
ные объекты на этих дорогах уже введены в строй. На 2023 год запланировано завершение формирования сети АГНКС на магистралях М-1 «Беларусь», М-5 «Урал» и М-7 «Волга», на 2027 год – на международной транспортной магистрали «Европа – Западный Китай». Причем китайские компании наряду с российскими принимают активное участие в создании инфраструктуры АГНКС в нашей стране. В 2018 году «Роснефть» подписала соглашение по созданию совместного предприятия по строительству и эксплуатации в России сети
АГНКС с китайской Beijing Gas Group Company Limited. В рамках данного проекта планируется ввести в строй до 2029 года 170 АГНКС.
На первый взгляд вроде бы все неплохо и перспективы хорошие. Но если посмотреть на карту, видно, что если в отдельных регионах инфраструктура создана (прежде всего это южные регионы страны, Москва, Санкт-Петербург, Татарстан, Поволжье), то в других регионах в ближайшие 10 лет даже не планируется ничего строить, например на таких основных трассах, как Москва – Архангельск, Санкт-Петербург – Мурманск, что затрудняет эксплуатацию техники.
Перевозчики отмечают, что в реальности ситуация еще хуже. Например, по данным GLT (одна из крупнейших российских транспортных компаний, у которой 413 газомоторных тягачей), из всей сети АГНКС в нашей стране лишь 20 отвечают требованиям для большегрузной техники. Многие заправки расположены в городской черте, куда доступ грузовикам ограничен или вовсе запрещен, на многих большие очереди из-за того, что на них заправляется общественный транспорт. Все это приводит к снижению эффективности экс
Автобусы Lotos производства «РариТЭК» заправляются метаном на газонаполнительной станции в Московской области
плуатации газомоторной техники. Например, у газодизельных КАМАЗов максимальная эффективность достигается при соотношении расхода газ/ дизель в пропорции 40:60, но в реальности из-за недостаточно развитой сети АГНКС у газомоторных тягачей GLT этот показатель составляет 29:71. При таком результате экономия на стоимости топлива по сравнению с дизельным аналогом составляет лишь 12%. Значит, необходимо строить АГНКС, специально предназначенные для тяжелых грузовиков, как это делается в Китае и странах Западной Европы.
Значительная часть АГНКС построена еще во времена СССР и нуждается в реконструкции. У этих станций низкая производительность, что увеличивает время заправки, а изношенное оборудование часто ломается. Если АГНКС полностью выходит из строя, то может произойти транспортный коллапс – такое уже случалось в Волгодонске, Калуге и Липецке, где значительная часть общественного транспорта переведена на газ.
Теперь о СПГ. На сегодняшний день это топливо считается
наиболее перспективным и универсальным, поскольку подходит не только для автомобилей, но и для кораблей, тепловозов и котельных. Кроме того, транспортировать природный газ в сжиженном виде на расстояние более 4000 км выгоднее, чем по газопроводам, учитывая стоимость их строительства и геополитические риски. Поэтому за последние 10 лет рост рынка СПГ в мире составил около 60%, что примерно втрое выше увеличения оборота трубопроводного газа.
Однако Россия по развитию инфраструктуры СПГ отстает от ведущих стран мира, что очень обидно, поскольку технологии по сжижению природного раза разработали еще в СССР и уже тогда были построены первые криогенные автозаправочные станции. Сейчас таких заправок у нас единицы и все приходится начинать заново. Хотя в этом мы не одиноки. Например, в Венгрии всего одна криогенная автозаправочная станция. Для сравнения: в Китае их 2200, в Италии – 50, в Испании – 41. Причем строительство заправок СПГ в развитых странах мира развивается наиболее динамично и лет через пять их сеть будет не меньше, чем у заправок КПГ. Во многом столь массовому распространению СПГ способствовал тот факт, что в 2020-х годах, согласно экологическим требованиям, данный вид топлива во многих регионах (Балтика, Северная Европа) станет единственно возможным для судов торгового флота. Экономически использование СПГ на кораблях по сравнению с дизельным топливом выгодно уже сейчас. Поэтому инфраструктура СПГ ускоренными темпами развивается в прибрежной зоне, что благоприятно сказывается и на автотранспортной отрасли. Важно и то, что в отличие от КПГ стоимость СПГ напрямую не привязана к стоимости нефти, там другая система ценообразования. То есть при росте цен на нефть стоимость КПГ неизбежно вырастет, а вот ситуация с СПГ будет несколько иной. На практике здесь тоже происходят колебания цен, но они не столь значительны и связаны в основном с другими факторами, главным образом сезонными (самая высокая цена в зимний период).
Россия на сегодняшний день находится в самом начале пути по созданию инфраструктуры криогенного природного газа. Лидер в нашей стране по развитию данной технологии – компания «Новатэк». Пилотный регион, где проверяются на практике различные решения, – Челябинская область. В Магнитогорске запущен завод по сжижению природного газа мощностью 46 тыс. тонн СПГ в год. В сентябре 2019 года в городе Копейске открылась многофункциональная заправочная станция, где доступны все виды газового топлива, включая СПГ. На горно-обогатительном производстве создан пункт для заправки СПГ карьерных самосвалов БЕЛАЗ. Также заказаны десять модульных перемещаемых газозаправочных установок (МПГЗУ), поставки которых начались в 2019 году и завершатся во втором квартале 2020 года. С декабря 2018 года на пассажирских перевозках в Челябинске успешно используются два междугородных автобуса Yutong ZK 6122H9 LNG, работающих на СПГ. В 2019-м проводилась тестовая эксплуатация магистрального тягача Scania G410, городских автобусов Lotos-105, МАЗ-203 945 и МАЗ-206 945. В результате в августе 2019 года Челябинск принял решение о закупке 35 автобусов на СПГ. В феврале 2018 года введены в эксплуатацию два передвижных заправщика (КриоПАГЗ), которые заправляют технику в Челябинске и Магнитогорске. Заказаны еще три таких заправщика, два из которых будут работать на магистрали Москва – Санкт-Петербург (это пилотный трассовый проект «Новатэк»). Для данных целей, для экспорта СПГ в страны Северной Европы и Балтики, а также для бункеровки судов в городе Высоцке (Ленинградская область) введен в эксплуатацию завод по сжижению природного газа мощностью 660 тыс. тонн в год. «Газпром» Николай Лакотко, заместитель г лавного конструктора ОАО «МАЗ» по автомобильной технике
– На данный момент одобрение типа транспортного средства получено на несколько разработанных Минским автомобильным заводом моделей с двигателями, в качестве топлива использующими природный газ – метан. Это бортовой автомобиль и шасси МАЗ-534023 (4х2), шасси МАЗ-631223 (6х4), автоцистерна АПЦЗ 16 (КПГ + СПГ) на базе шасси МАЗ-6501Y8 (6х4), седельный тягач (КПГ) МАЗ-5440Y8 (4х2) и среднетоннажное шасси МАЗ-4381С4 (4х2). Среди автобусов устойчивым спросом пользуются МАЗ-203966, МАЗ-203988 (Евро-6) и МАЗ-103965 на компримированном сжатом газе, а также МАЗ-206945 и МАЗ-203945 на сжиженном природном газе. Грузовая автотехника по выбору заказчика может быть оснащена газовыми двигателями компании Weichai Power (WР10 или WP12) или Ярославского моторного завода (ЯМЗ-534 и, в ближайшей перспективе, ЯМЗ-536). На автобусах устанавливаются двигатели Mercedes-Benz (M906LAG, M936LAG) или Weichai Power (WР5 или WP7).
К сожалению, в России конкурентоспособность автотехники МАЗ ослаблена из-за предоставления субсидий только российским производителям, что отражается на объеме поставок газового автотранспорта. Тем не менее и в странах Таможенного союза, и в других странах СНГ мы видим увеличивающийся спрос на грузовые автомобили и автобусы, использующие в качестве топлива как сжатый, так и сжиженный природный газ. Минский автозавод не только отслеживает эту тенденцию, но и готов предложить свою линейку автотехники. Так, сегодня мы отмечаем рост интереса к газовым автомобилям не только для развозных, но и для магистральных перевозок, поэтому разработали и проводим сертификационные испытания седельных тягачей МАЗ-54402К и МАЗ-64302К.
также до 2024 года введет в строй сеть заправок СПГ на основных транспортных магистралях страны, в Ленинградской области, Татарстане и Республике Беларусь.
Пока в деле создания сети криогенных заправок мы находимся в самом начале пути. Но с другой стороны, поскольку запас хода работающих на СПГ автомобилей больше, то и потребность в этих станциях не такая высокая, как в АГНКС КПГ, и частично проблему можно решить за счет мобильных заправщиков. Важно и то, что криогенные заправки, в отличие от заправок КПГ, не привязаны к сети газопроводов. Они более универсальные: при наличии системы регазификации способны заправлять автомобили, работающие на КПГ.
Если говорить о том, какой вид газового топлива предпочтительнее для того или иного вида техники, то для малотоннажных грузовиков это СУГ или КПГ, для среднетоннажных – КПГ, для тяжелых – КПГ или СПГ. В случае магистральных перевозок при выборе топлива очень важно, в каких регионах и на каких расстояниях технику предполагается эксплуатировать.
