Гаркушина С.В., Каравайков В.М. (КГТУ, г. Кострома, РФ)
The advantages describing application of liquefied hydrocarbonic gas in the Kostroma area are considered.
Общепризнанно, что автомобильный транспорт вносит одну из наибольших составляющих в суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу. С каждым днем увеличивающееся негативное влияние автомобилей на окружающую среду и здоровье человека заставляет пересмотреть подход к развитию автотранспорта.
К альтернативным видам моторных топлив, получаемых из газового сырья относятся:
1. газомоторные топлива (ГМТ), включающие природный газ, используемый в компримированном (КПГ) или сжиженном виде (СПГ) и сжиженные углеводородные газы (СУГ);
2.
метанол, используемый как топливо
непосредственно или в
виде антидетонационных добавок к нефтяным топливам, существенно снижающих
потребление последних;
3. синтетические моторные топлива, получаемые из природного газа и представляющие, по существу, те же углеводородные топлива, что и производимые из нефти;
Проведенные нами технико-экономические исследования показали, что наиболее перспективными для Костромской области являются топлива первой группы (СУГ, СПГ, КПГ).
Для оценки экономической эффективности и выбора приоритетов в организации производства указанных выше альтернативных моторных топлив (АМТ) необходимо учитывать как их технико-эксплуатационные показатели и особенности применения для различных видов транспортных средств по сравнению с традиционными (нефтяными) видами моторных топлив, так и ценовые показатели самого АМТ и того дополнительного оборудования, которое необходимо для использования АМТ на данном транспортном средстве (система хранения, питания, зажигания и т.д.).
Определение потенциала использования АМТ является многофакторной задачей. При решении этой задачи необходимо проанализировать:
Ø реестр автомобильного транспорта Костромской области и количество автомобилей, имеющих потенциальную возможность установки топливной системы, работающей на сжиженном углеводородном газе;
Ø объем бензина, потребляемого автомобильным транспортом Костромской области и процент его замены на сжиженный углеводородный газ;
Ø интенсивность движения автомобильного транспорта по территории Костромской области;
Ø перспективы развития экономики области и связанные с ними изменения в интенсивности движения автомобильного транспорта;
Ø расходы бюджетов всех уровней на содержание и эксплуатацию автомобильного транспорта, приобретение автомобильного топлива и обеспечение перевозок автомобильным транспортом населения области.
Проведенный нами анализ реестра автомобильного транспорта показал, что на данном этапе для Костромской области целесообразно предположить перевод на СУГ 20 % легковых автомобилей, 30 % грузовых автомобилей, 30% автобусов и 10 % автомобилей специального назначения [1]. При этом учитывались тип автомобиля и срок его эксплуатации.
Следует отметить, что проводимые технико-экономические обоснования проектов использования АМТ, как правило, не содержат экономической оценки всего экологического вреда, наносимого отдельным традиционным тепловым двигателем, эквивалентным по мощности. В то же время такая оценка могла бы внести существенные коррективы в размеры себестоимости энергии традиционного теплового двигателя, что решающим образом отразилось бы на конкурентоспособности АМТ.
К сожалению, сегодня не существует методик расчета стоимости энергии, учитывающих потери от заболеваемости, смертности, снижения урожайности агрокультур, появления мутантов среди различных организмов на Земле вследствие эксплуатации традиционных источников энергии (расчет пока невозможен из-за отсутствия полных достоверных статистических данных). Тем не менее, все названные факторы говорят о том, что любой из традиционных видов моторного топлива не выдержит конкуренции ни с одним из альтернативных моторных топлив. Таким образом, экологические факторы начинают существенно влиять на экономические параметры анализируемых источников энергии. Для того чтобы в нашей стране начались позитивные изменения в этом вопросе, необходимо принятие специального экологического законодательства (аналогичного законодательствам зарубежных стран) на федеральном уровне.
Несмотря на развитие катализаторной техники, бензиновых топлив безсвинцового содержания, серосвободных дизельных топлив, автомобиль находится, как и прежде, на вершине пирамиды загрязнения воздушной атмосферы. Автомобильный транспорт в Европе приносит около 75 % от общего количества окиси углерода СО, около 60 % окиси азота NОХ и около 50% углеводородов [2]. Углеводороды и окислы азота под воздействием солнечных лучей увеличивают концентрацию озона и провоцируют так называемый "летний смог". Тепличный эффект провоцируется окислами углерода, азота, метана. Причем окислы углерода с 50 % содержанием оказывают наибольшее влияние. Также, несомненно, влияние автомобильных выхлопов на образование кислотных дождей. Кислоты образуются в атмосфере как следствие высокой концентрации серных и азотных окислов. Ни в коей мере нельзя забывать о дизельных источниках сажи, копоти и т.д.
Основываясь на насущной необходимости в сокращении вредных веществ в автомобильных выхлопах, Европейское сообщество (EU) утвердило интернациональные EWG-нормы, определяющие предельные значения вредных веществ. Данные нормы широко известны под названием "EURO 1, 2, 3, 4".
Использование альтернативных видов топлива, в частности, сжиженных углеводородных газов (СУГ) является самым реальным и легкореализуемым решением данного вопроса.
Сравнение настоящих и планируемых норм со значениями автомобилей, работающих на СУГ, предельно ясно и выразительно и говорит само за себя:
► СО-показатель газового автомобиля на 66,5 % ниже значений бензинового;
► суммарные значения НС+NОХ газового автомобиля ниже на 60,4 %;
► СО2-значения газового автомобиля на 13 % ниже значений бензинового;
► при сгорании сжиженных углеводородных газов образуется минимальное количество окиси серы;
► практически отсутствуют выбросы копоти и сажи;
► отсутствие каких-либо утечек продукта при заправке улучшает экологическую ситуацию близ заправочной станции;
► высокие характеристики сжиженного газа как носителя энергии, однородность продукта, хорошее перемешивание с воздухом обеспечивает достаточно полное сгорание с незначительным образованием нагара на поршнях и поверхностях камер сгорания.
Выхлопные газы автомобилей, работающих на бензине, в отличие от автомобилей, работающих на сжиженном углеводородном газе, содержат соединения свинца. Если применяются очистительные фильтры каталитического действия, то поглощаемые ими соединения свинца дезактивируют катализатор, в результате чего не только свинец, но и окись углерода, не сгоревшие углеводороды выбрасываются вместе с выхлопными газами в количестве, зависящем от условий и стандартов на эксплуатацию двигателей, а также от условий очистки и других факторов. При работе на СУГ соединения свинца отсутствуют.
Бензиновые двигатели в силу высокого значения предела обеднения (54 г топлива на 1 кг воздуха) вынужденно регулируются на богатые смеси, что приводит к недостатку кислорода в смеси и неполному сгоранию топлива. В результате в выхлопе такого двигателя может содержаться значительное количество угарного газа (СО), который всегда образуется при недостатке кислорода. В случае же, когда кислорода достаточно, в двигателе при сгорании развивается высокая температура (более 1800 оС), при которой происходит окисление азота воздуха избыточным кислородом с образованием окислов азота, токсичность которых в 41 раз превосходит токсичность СО.
Все вышеперечисленное заставляет искать новые пути в развитии транспорта. Автомобильный транспорт, переоборудованный для работы со сжиженными углеводородными газами, решает многие проблемы по охране окружающей среды, приносит значительную экономию при эксплуатации автотранспорта.
Газообразные углеводородные топлива относятся к наиболее чистым в экологическом отношении моторным топливам. Выбросы токсичных веществ с отработавшими газами по сравнению с выбросами при работе на бензине снижены в 3…5 раз. Это позволяет соблюдать перспективные нормы токсичности автомобилей («Евро-2» и возможно «Евро-3») при надлежащей отработке двигателей.
Использование газа в качестве моторного топлива является одним из немногих экологических мероприятий, затраты на которое окупаются прямым экономическим эффектом в виде сокращения расходов на горюче-смазочные материалы. Подавляющее большинство других экологических мероприятий являются исключительно затратными.
Переход на использование сжиженного газа – это решение экологической проблемы в сочетании с экономическим эффектом.
Перевод только 450 легковых автомобилей марки ВАЗ и 150 микроавтобусов марки ГАЗ позволит сократить техногенные выбросы в атмосферу на 1821,87 тонн; получить экономический эффект от использования газообразного топлива вместо бензина 9,842 тыс. руб. и экономию в регионе 3280,89 тонн.
На примере автомобильного транспорта различной формы собственности в Костромской области использование автомобилей на газообразном топливе показало, что стоимость переоборудования автомобилей в зависимости от поколений газовых систем использующих СУГ составляет от 8,8 до 30 тыс. руб. и использующих КПГ – от 36, 2 до 75, 8 тыс. руб.
Перевод автотранспортных средств на использование газа в качестве моторного топлива в Костромском регионе сдерживается в основном по следующим причинам:
ð недостаточное количество заправочных станций и передвижных газонаполнительных компрессорных станций;
ð достаточно высокая цена газобаллонного оборудования;
ð недостаточное количество пунктов технического обслуживания и ремонта;
ð отсутствие высококвалифицированных специалистов осуществляющих перевод, эксплуатацию и ремонт двигателей работающих на газу;
ð отсутствие законодательной базы и иных нормативных правовых актов, регулирующих и стимулирующих использование газа в качестве моторного топлива.
Литература
1. Статистический ежегодник «Костромская область 2005» (статистический сборник). – Кострома: Территориальный орган федеральной службы государственной статистики по Костромской области, 2006. – 418 с.