Компримирование природного газа. Газомоторное топливо

Стратегия

Производство и реализация компримированного и сжиженного природного газа в качестве моторного топлива — одно из приоритетных направлений деятельности ПАО «Газпром». Для системной работы по развитию рынка газомоторного топлива создана специализированная компания — ООО «Газпром газомоторное топливо» .

Самое экономичное и экологичное топливо

На сегодняшний день природный газ является наиболее экономичным, экологичным и безопасным топливом. Природный газ — это фактически готовое моторное топливо, поэтому он гораздо дешевле бензина и дизельного топлива. При этом двигатель такого транспортного средства соответствует высочайшим стандартам — Евро-5 и Евро-6. Согласно классификации МЧС, природный газ относится к самому безопасному классу горючих веществ.

В качестве моторного топлива используется природный газ двух видов: компримированный (КПГ) и сжиженный (СПГ).

Целевые сегменты рынка:

КПГ — пассажирский, легкий грузовой, легковой транспорт и коммунальная техника;
СПГ — магистральный автомобильный, железнодорожный, водный транспорт, карьерная и сельскохозяйственная техника.

Российский рынок газомоторного топлива

Потребление природного газа в качестве моторного топлива в России стабильно увеличивается.

Значительному потенциалу роста отечественного рынка газомоторного топлива способствуют:

существенные запасы природного газа и развитая газораспределительная сеть , позволяющие обеспечивать стабильность поставок газомоторного топлива в долгосрочной перспективе;
внедрение энергоэффективных видов топлива на транспорте, в том числе перевод пассажирского транспорта и коммунальной техники на природный газ в городах с численностью населения более 100 тыс. человек;
расширение ассортимента техники, работающей на природном газе, и газозаправочной инфраструктуры;
низкая по сравнению с традиционными видами топлива цена на газомоторное топливо.

На территории Российской Федерации по состоянию на 31 декабря 2018 года действовали 293 автомобильных газонаполнительных компрессорных станции (АГНКС), принадлежащих Группе «Газпром», из которых 235 АГНКС находились в эксплуатации ООО «Газпром газомоторное топливо» и 58 — в эксплуатации дочерних компаний ПАО «Газпром».

Объем реализации КПГ через газозаправочную сеть «Газпрома» в 2018 году составил 598,2 млн куб. м.

Развитие газомоторной инфраструктуры

Стратегический подход к созданию розничной сети на территории России предусматривает развитие газомоторной инфраструктуры в 60 субъектах Российской Федерации.

Совместно с Федеральным дорожным агентством разработана Генеральная схема размещения объектов газозаправочной инфраструктуры на автомобильных дорогах федерального значения, предполагающая строительство до 2030 г. опорной сети из 181 объекта и создание так называемых «газомоторных коридоров» на ключевых действующих и перспективных автомагистралях России.

В 2018 году построены и выкуплены у частных инвесторов 21 АГНКС и три площадки для передвижных автомобильных газовых заправщиков (ПАГЗ), проведена реконструкция четырех АГНКС и двух площадок для ПАГЗ.

Реализуется Программа по созданию заправочной инфраструктуры на промышленных площадках дочерних обществ ПАО «Газпром» на период 2017-2019 гг., предусматривающая установку 100 блоков компримирования природного газа для нужд собственного транспорта.

Ведется работа по созданию инфраструктуры для производства и использования в качестве моторного топлива СПГ. Принята Программа развития малотоннажного производства и использования СПГ, реализация которой запланирована в период 2016-2032 гг.

Зарубежный рынок газомоторного топлива

Расширением использования природного газа как топлива для автомобильного и водного транспорта «Газпром» занимается и на зарубежных рынках.

В Европе в этом сегменте «Газпром» представлен на рынках Германии, Чехии и Польши через компанию Gazprom NGV Europe GmbH , а также через компанию NIS, входящую в Группу «Газпром нефть», которая реализует КПГ на рынке Сербии.

В 2018 году количество АГНКС и крио-АЗС в странах Европы составило 70. Продажи КПГ и СПГ через собственные станции Группы «Газпром» в Европе в 2018 году составили 12,9 млн куб. м.

Также Группа «Газпром» реализует КПГ через АГНКС в Армении, Белоруссии, Киргизии. В 2018 году объем продаж составил 42,3 млн куб. м.

Реализуются проекты по созданию газомоторной инфраструктуры в Боливии и Вьетнаме.

Основой природного газа, который имеет природное (натуральное) происхождение является метан (CH4). Формирование природного газа произошло в процессе органического преобразования. Содержание метана в природном газе может колебаться в диапазоне от 91 до 99%, все остальное это - пропан, этан, бутан, а также азот.Такой разброс в процентах объясняется отличием химического состава газа, добытого в разных уголках нашей Земли. Однако, при сгорании природный газ разного происхождения выделяет одинаковое количество тепла, что делает его геопривязку абсолютно не важной как для вас, так и для вашего двигателя. Благодаря электронным датчикам газобаллонного оборудования, состав газа автоматически определяется после чего происходит регулировка пропорции топливной смеси с учетом особенностей этого газа.

Преимущества природного газа

Химический состав природного газа, благоприятно сказывается на состоянии двигателя и не влечет за собой проблем, связанных с эксплуатацией. Благодаря отсутствию в составе метана добавок, которые присутствуют в сжиженных углеводородных газах (СУГ ), продукты горения природного газа не содержат вредных включений. Более того, при сгорании природного газа уровень выбросов CO2 снижается на 25%.

Количество метана в природном газе это - как октановое число для бензина, по этому параметру принято характеризовать природный газ . Что это значит для двигателя? От этого параметра зависит работа двигателя, а также вероятность появления такого явления как детонация.

Сжатый природный газ (СПГ) имеет ряд неоспоримых преимуществ перед сжиженным нефтяным газом (СНГ), среди которых - экологичность и безопасность. Метан, которого, как вы уже знаете, в природном газе больше всего, быстро растворяется в воздухе, что практически сводит на нет вероятность воспламенения газа в случае повреждения . Способ хранения природного газа позволяет минимизировать вероятность неконтролируемой утечки. Исправные цилиндры обязаны выдерживать давление разрыва равное более чем 600 бар, а благодаря клапанной системе происходит контролируемая подача газа.

При работе на СПГ мотор может демонстрировать высокую производительность за счет высокого октанового числа (~130), в особенности, когда мотор оснащен турбиной или системой рециркуляции отработанных газов, а лучше и то и другое вместе. Хотя это имеет и обратную сторону, например, большое потребление газа, а также проблемы с теплоотдачей. Уровень шума двигателя во время работы на природном газе снижается на 3 дБ, поэтому такой тип топлива очень актуален для общественного транспорта. Сжатый природный газ, как и СНГ можно использовать как на бензиновых, так и , хотя в случае с дизелями вам придется столкнуться с низкой окупаемостью. Проблема в том, что на дизельный мотор потребуется устанавливать систему с искровым зажиганием или смешанный цикл, в котором дизельное топливо будет выступать в качестве в качестве поджигающего вещества.

Существуют также и недостатки у этого типа топлива

1. Низкая плотность энергии. Из-за этой особенности природный газ очень часто используется в сжатом виде. Давление или степень сжатия равно 20 МПа или 200 бар. В переводе на плотность энергии мы получаем 7 кдж/дм3, по сравнению с бензином у которого этот показатель равен 30 кдж/дм3 можно получить без каких-либо дополнительных операций по сжатию. Эта особенность природного газа приводит к тому, что мотор для того, чтобы работать на этом топливе должен быть оптимизирован для этого, а сам при этом буде существенно выше. При равных размерах газовых (СНГ и СПГ) на СНГ можно проехать больше, поэтому чтобы компенсировать низкую производительность, желающим использовать метан в качестве альтернативного топлива , приходится ставить на свои авто больше газовые резервуары. Это как вы понимаете ведет к увеличению общего веса автомобиля, и уменьшению свободного места в багажнике. Высокое давление, необходимое для хранения заполненных СПГ резервуаров (как правило, цилиндрической или круглой формы) делают емкости весьма громоздкими и в случае с легковушками отнимают много места.

Существует два вида систем способных работать на природном газе - моновалентные и двухвалентные.

Моновалентный тип предусматривает сжигание исключительно СПГ, который поступает из специального резервуара.
Бивалентный тип предусматривает одновременное использование газа вместе с основным топливом, за счет чего возникает экономия денежных средств и снижается расход бензина.

Вопрос: Что такое CNG, LNG, LPG? В чём разница между ними? Каковы особенности применения каждого из этих газов?

Справка эксперта MITASU OIL : CNG (Compressed natural gas) – сжатый природный газ, используемый в качестве моторного топлива. Известен также как компримированный природный газ, а также как сжатый метан. В автомобильном транспорте хранится под давлением до 200 - 250 атмосфер в высокопрочных баллонах, имеющих довольно большой вес. Самый дешёвый вид газового топлива, его стоимость примерно равна 30 – 35% стоимости эквивалентного количества бензина.
LNG (Liquefied natural gas) – сжиженный природный газ (СПГ) или сжиженный метан. Если вместо сжатия метан охладить до -160°C, он переходит в жидкое состояние, а его объём уменьшается в 600 раз. Для хранения сжиженного метана применяются теплоизолированные ёмкости, имеющие довольно большой вес и размер, в связи с чем возможности использования LNG на легковом транспорте сильно ограничены, однако во многих развитых странах всё более широкое применение получают магистральные автомобили и большие автобусы, работающие на сжиженном метане или его смеси с дизтопливом.
LPG (Liquefied petroleum gas) – сжиженный нефтяной газ, смесь сжиженных под давлением лёгких углеводородов. В качестве моторного топлива обычно используется смесь пропана и бутана. В автомобильном транспорте хранится в тонкостенных баллонах под давлением 10 – 15 атмосфер. Из-за разницы в температурах кипения углеводородов, входящих в состав LPG, соотношение пропана и бутана изменяют в зависимости от температур окружающего воздуха. Летняя смесь имеет соотношение приблизительно 35% пропана, 60% бутана и около 5% других газов (этана и этилена). В зимней смеси содержится 75% пропана, 20% бутана и 5% других газов. Использование пропан-бутановых смесей при отрицательных температурах воздуха затруднено, а при температурах ниже -40°C без подогрева газового баллона невозможно. Пропан-бутановые смеси значительно дороже метана (их стоимость примерно равна 50% стоимости эквивалентного количества бензина), однако на сегодняшний день именно этот вид топлива наиболее распространён. Связано это с простотой хранения пропан-бутана и с тем, что оборудование для эксплуатации автомобиля на LPG значительно дешевле аналогичного «метанового».

Вопрос: Какой из типов газового топлива является наиболее перспективным?

Справка эксперта MITASU OIL : Если говорить о пропан-бутане в перспективе, то необходимо учитывать, что он является производной нефти, а это значит, что он закончится тогда, когда закончится нефть, поэтому наиболее перспективным газовым топливом, безусловно, является метан, разведанные мировые запасы которого существенно превышают запасы нефти, не говоря уже о биогазе, получаемом фактически из отходов и являющемся, по существу, тем же метаном. Что же касается перспектив сжатого и сжиженного метана, то скорее всего дальнейшее развитие получат оба типа топлива и CNG, и LNG, однако области их применения будут отличаться. Сжатый метан, очевидно, получит большее развитие в легковом и лёгком коммерческом автотранспорте, а сжиженный метан более широко будет использоваться в тяжелой технике.

Вопрос: Какие тенденции автомобилестроения в области производства автомобилей, работающих на газе, наблюдаются в настоящее время?

Справка эксперта MITASU OIL : Количество единиц автотранспорта, работающего на газе, во всем мире ежегодно увеличивается. По мере сокращения мировых запасов нефти и ужесточения экологических требований, количество газовых транспортных средств будет расти.

В большинстве случаев современный личный, пассажирский и грузовой автотранспорт работает, конечно же, на нефтяном топливе. Однако иногда машины могут заправляться и компримированным природным газом. Это топливо имеет в первую очередь то преимущество, что может считаться самым экономичным автомобильным на данный момент.

Определение и что собой представляет

До 1994 г. компримированный газ называли просто сжиженным природным газом. На настоящий момент среди автолюбителей этот вид топлива пользуется довольно-таки большой популярностью. Представляет собой КПГ обычный природный газ метан, сжатый на специальном оборудовании до давления в 20 МПа и заправленный в баллоны. Последние далее устанавливаются непосредственно в автомобиль и включаются в его топливную систему.

Преимущества и недостатки

Таким образом, компримированный природный газ — это просто сжиженный метан. Преимуществ такой вид топлива, помимо экономии денежных средств, имеет массу. К плюсам КПГ, помимо всего прочего, можно отнести:

увеличение ресурса двигателя, благодаря отсутствию копоти;
экологическую безопасность;
снижение шумности работы двигателя;
надежность.

Разумеется, у компримированного газа как топлива, имеются и некоторые недостатки. К таковым можно отнести, к примеру:

высокую стоимость переделки машины под газ;
большие габариты баков под КПГ;
некоторую потерю двигателем мощности;
возможность появления запаха газа.

Как получают

Сжижают природный газ метан на станциях с помощью специальных компрессоров. Хранят и транспортируют его в накопителях особой конструкции. Собственно на сами АГНКС природный газ поставляется обычным образом — по магистральным трубопроводам. На таких станциях, конечно же, должны соблюдаться разного рода нормативы по транспортировке, подготовке, хранению и закачке компримированного природного газа. ГОСТ 27577-2000 — документ, согласного которому должны производиться все эти операции.

Состав КПГ

Изготавливается КПГ, таким образом, из обычного метана путем сжатия. Соответственно и состав он имеет такой же. То есть представляет он собой смесь углеводородов CnH2n+2. Основным компонентом КПГ, как уже упоминалось, является метан СН4. Его в состав компримированного газа входит около 98%. Также компонентами КПГ могут быть и более тяжелые углеводороды:

этан С 2 Н 6 ;
бутан С 4 Н 10 ;
пропан С 3 Н 8 .

Также в таком газе могут содержаться и неуглеводородные вещества:

водород Н 2 ;
диоксид углерода СО 2 ;
гелий Не;
азот N 2 ;
сероводород H 2 S.

Образуется природный газ, сжимаемый в последующем в КПГ, в недрах земли и является результатом анаэробного разложения органических веществ. Изначально этот вид полезного ископаемого не имеет ни цвета, ни запаха. Однако природный газ, в том числе и КПГ, является веществом взрывоопасным. Поэтому перед использованием в него добавляют специальные летучие компоненты с резким запахом. Это необходимо для того, чтобы люди при работе с таким газом могли оперативно выявлять его утечки. Запах подготовленный таким образом КПГ имеет очень резкий даже в малых концентрациях.

Эксплуатационные свойства

Компримированный природный газ — это вид топлива, характеризующийся, помимо всего прочего, и относительно невысокой степенью пожароопасности. Нижний порог его воспламенения составляет 645 °С. Для бензина этот показатель, к примеру, равен 550 °С. Опасная концентрация КПГ в воздухе равна 4-15% от объема последнего.

Также природный газ:

В 1.6 раз легче воздуха. То есть при утечке он просто быстро поднимается вверх и рассеивается.
Не отличается токсичностью.

Согласно нормативам, этот вид топлива относится к 4 классу по степени чувствительности. К примеру, тот же бензин считается более опасным в этом плане веществом и относится к материалам 3 класса опасности.

Физико-химические свойства

Таким образом, компримированный газ имеет температуру воспламенения в 640-680 °С и состоит в основном из углеводородов. Также такое топливо характеризуется следующими физико-химическими характеристиками:

молекулярной массой — 16.4;
полярностью при нормальных условиях — 0.718 кг/м;
необходимым количеством воздуха для сгорания — 9.52.

К особенностям природного газа, помимо всего прочего, относят и то, что он имеет высокую детонационную стойкость. Это также относят к плюсам такого вида топлива. Из-за детонационной стойкости КПГ двигатели автомобилей работают мягче, чем при применении бензина.

Также при дросселировании такого газа, к примеру, в редукторе, его температура резко падает. Называют такую особенность природного газа эффектом Джоуля-Томсона. Из-за этого КПГ требует высокой степени сушки, что обязательно нужно учитывать при эксплуатации автомобилей на таком топливе.

Требования

Компримированный природный газ — это в первую очередь вид топлива, используемый для работы достаточно сложных по конструкции современных автомобильных двигателей. Во избежание поломки моторов и других узлов, КПГ для машин, конечно же, нужно использовать исключительно чистый.

Согласно нормативам, к примеру, в таком топливе не допускается присутствия пыли и жидкого остатка. Также используемый для автомобилей компримированный природный газ должен иметь определенную степень влажности. Это требование связано прежде всего с тем, что при выпадении гидрантов в таком топливе в автомобиле может произойти закупорка каналов топливной системы.

На газонаполнительных станциях, помимо собственно сжимания, поставляемого по магистралям, топлива, может, таким образом, дополнительно производиться его очистка. Для этой цели на АГНКС обычно используется специальное фильтрационное, осушительное и сепарационное оборудование.

ПАГЭ

Производится заправка компримированным природным газом автомобилей чаще всего именно на АГНКС. Но, поскольку в большинстве своем машины в наше время передвигаются все же на бензине, таких станций в стране на настоящий момент оборудовано не слишком много. В районах, удаленных от АГНКС, заправка автомобилей может производиться на передвижных ПАГЗ. На таких мобильных станциях монтируется специальная трехсекционная газобалонная установка. Такое оборудование при этом снабжается блоками зарядки газом заправщика и его раздачи.

Баллоны для компримированного природного газа: требования

Любое оборудование, предназначенное для хранения, транспортировки, закачки или использования КПГ, конечно же, должно иметь большой запас прочности. Касается это и баллонов, устанавливаемых на автомобилях для такого топлива. Такие емкости перед поставками на реализацию проходят испытания на разрушение:

при выстреле из огнестрельного оружия;
при падении с высоты;
под воздействием открытого огня;
под воздействием экстремальных температур и агрессивных сред.

Согласно статистике, в 90-х и 2000-х годах при ДТП из 1360 столкновений удар в автомобилях приходился именно на газовые баллоны. При этом ни разу при аварии такая емкость не была сколько-нибудь значительно повреждена. Поэтому работающие на компримированном природном газе автомобили считаются на настоящий момент даже более безопасным видом транспорта, чем машины, двигатели которых функционируют на бензине или солярке.

Он дешевле традиционного топлива, а вызываемый продуктами его сгорания парниковый эффект меньше по сравнению с обычными видами топлива, поэтому он безопаснее для окружающей среды. Компримированный природный газ производят путем сжатия (компримирования) природного газа в компрессорных установках. Хранение и транспортировка компримированного природного газа происходит в специальных накопителях газа под давлением 200-220 бар. Также используется добавление к компримированному природному газу биогаза , что позволяет снизить выбросы углерода в атмосферу.

Сжатый природный газ как топливо имеет целый ряд преимуществ:

Метан (основной компонент природного газа) легче воздуха и в случае аварийного разлива он быстро испаряется, в отличие от более тяжёлого пропана, накапливающегося в естественных и искусственных углублениях и создающего опасность взрыва.
Не токсичен в малых концентрациях;
Не вызывает коррозии металлов.
Компримированный природный газ дешевле, чем любое нефтяное топливо, в том числе и дизельное, но по калорийности их превосходит.
Низкая температура кипения гарантирует полное испарение природного газа при самых низких температурах окружающего воздуха.
Природный газ сгорает практически полностью и не оставляет копоти, ухудшающей экологию и снижающей КПД. Отводимые дымовые газы не имеют примесей серы и не разрушают металл дымовой трубы.
Эксплуатационные затраты на обслуживание газовых котельных также ниже, чем традиционных.

Еще одной особенностью сжатого природного газа является то, что котлы, работающие на природном газе, имеют больший КПД - до 94 %, не требуют расхода топлива на предварительный его подогрев зимой (как мазутные и пропан-бутановые).

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Компримированный природный газ" в других словарях:

Природный газ компримированный - Компримированный природный газ (КПГ) газ природный (сжатый). КПГ, произведенный на АГНКС, должен соответствовать ГОСТ 27577 2000... Источник: Правила технической эксплуатации автомобильных газонаполнительных компрессорных станций. ВРД 39 2.5 082… … Официальная терминология

Топливо вещество, из которого с помощью определённой реакции может быть получена тепловая энергия. Содержание 1 Понятие топлива 2 Основные современные виды топлива … Википедия

Топливо вещество или смесь веществ, способное к экзотермическим химическим реакциям с внешним или содержащимся в самом топливе окислителем, применяемое для выделения энергии, изначально тепловой. Топливо, не содержащее в своём составе окислитель … Википедия

КПГ аббревиатура ряда политических партий: Коммунистическая партия Германии в 1918 1946 годах. Коммунистическая партия, действовавшая в Западной Германии в 1948 1969 годах. Коммунистическая партия Греции Коммунистическая партия Голландии… … Википедия

Газовые двигатели - двигатели, преобразующие химическую энергию газового топлива в полезную (механическую, химическую, тепловую) энергию. Первый двигатель внутреннего сгорания, в котором в качестве моторного топлива использовался светильный газ, был сконструирован… … Нефтегазовая микроэнциклопедия

Обычно используемое для питания двигателя топливо: бензин, сжиженный нефтяной газ (СНГ), компримированный природный газ (КПГ), бензин либо СНГ, бензин либо КПГ, дизельное топливо. [ГОСТ Р 41.83 2004] Тематики автотранспортная техника EN fuel… … Справочник технического переводчика

топливо, необходимое для двигателей - 2.18 топливо, необходимое для двигателей (fuel requirement by the engine): Обычно используемое для питания двигателя топливо: бензин, сжиженный нефтяной газ (СНГ), компримированный природный газ (КПГ), бензин либо СНГ, бензин либо КПГ, дизельное… …

ГОСТ Р 41.83-2004: Единообразные предписания, касающиеся сертификации транспортных средств в отношении выбросов вредных веществ в зависимости от топлива, необходимого для двигателей - Терминология ГОСТ Р 41.83 2004: Единообразные предписания, касающиеся сертификации транспортных средств в отношении выбросов вредных веществ в зависимости от топлива, необходимого для двигателей оригинал документа: 2.13 БДС (OBD): Бортовая… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Координаты: 55°52′24″ с. ш. 37°28′34″ в. д. / 55.873333° с. ш. 37.476111° в. д. … Википедия

КПГ - компримированный природный газ КПГ Коммунистическая партия Греции Греция, полит. Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с. КПГ контейнерный пункт грузовой … Словарь сокращений и аббревиатур