Проблемы внедрения КПГ на автотранспорте

■      владельцы    же    транспортных средств (ТС) не торопятся переводить свои автомобили на сжатый метан из-за
отсутствия развитой сети заправок КПГ, поскольку пока доберешься до ближай шей АГНКС, нейтрализуется вся эконо­мия, полученная от использования де­шевого газового моторного топлива.

Поэтому, чем больше точек на ав­тотрассах для заправки автомобилей КПГ, тем лучше для его потребителей. Другими словами - чем более развита сеть придорожных АГНКС (с минимальным расстоянием между ними), тем предпочтительней будет использова­ние газового моторного топлива, неза­висимо от того, будут ли АГНКС загру­жены полностью или нет.

Однако для владельцев АГНКС важ­но, чтобы создаваемые ими станции работали (были загружены) на полную мощность. Разветвленную сеть АГНКС можно создать, если строить большое количество станции малой производи­тельности, но строить такие станции менее выгодно, так как они характе­ризуются более высокими удельными затратами на строительство и эксплу­атацию. Последнее связано с тем, что ряд материальных и других затрат на строительство и эксплуатацию АГНКС (затраты на проектирование, согласо­вание, разработку пакета эксплуата­ционной документации, отвод земли, врезку газопровода, подключение к инженерным сетям, обеспечение по­жарной безопасности, строительство операторной и др.) - есть величина практически постоянная, не завися­щая от мощности станций.

Кроме того, решение большого ко­личества  организационных  проблем  по согласованию с различными служ­бами, которые в условиях сегодняш­ней российской бюрократии могут тянуться порой годами, не зависит от того, какой мощности станцию вы хо­тите построить.

С целью более широкого использо­вания метанового моторного топлива на автотранспорте в ряде стран (Гер­мания, Италия и др.) законодательно запрещено строительство многотоп­ливных заправок, если там нет запра­вочного поста КПГ. Строительство же многотопливных АЗС в России, с обес­печением заправок автотранспортных средств КПГ, в условиях отсутствия такого законодательства сдержива­ется как высокой стоимостью АГНКС, которая по минимуму оценивается в 15-18 млн. руб., так и вышеописанными проблемами.

В то же время для крупных городов, таких, например, как Екатеринбург, Ка­зань (близких по населению к Омску), иметь 3-4 АГНКС явно недостаточно, так как пробег автомобилей до бли­жайших заправок значителен (более 10 км). Для подобных городов необ­ходимо 15-20 таких заправок, только тогда появится заинтересованность транспортных структур в переводе ав­тотранспорта для работы на КПГ.

Таким образом, ввиду чрезвычай­но высоких ожидаемых финансовых затрат создание сети многотопливных заправок с использованием традици­онных подходов в настоящее время пока нереально.                                           

                    

Универсальный ПАГЗ кассетного типа

              

Анализ работы имеющихся пере­движных автогазозаправщиков (ПАГЗ) показывает, что их возможности ис­пользованы сегодня далеко не пол­ностью. Не вдаваясь в особенности существующих конструкций и компо­новок ПАГЗов, следует отметить один существенный недостаток, присущий большинству из них, - несмотря на то, что они хотя и считаются мобильны­ми средствами заправки, они еще не­достаточно мобильны по следующим причинам:

■      во-первых, из-за жесткой при­вязки баллонов с газом к автотранс­портному средству, как, например, в
ПАГЗах ООО «Сургутгазпром» или ЗАО «Автосистема» [3];

■      во-вторых, из-за громоздкости автономных  модулей-контейнеров  с баллонами [4,5];

■      кроме того, очевидно, что эти и другие ПАГЗы достаточно сложно ис­пользовать в качестве поста заправки
КПГ на многотопливной АЗС.

Однако указанные недостатки до­статочно просто могут быть устране­ны. Удачные решения, предложенные и реализованные ЗАО «Метан Моторс» (г. Омск) и НПФ «Реал-Шторм» (г.Ижевск), позволяют значительно расширить воз­можности существующих ПАГЗов.

Разработанный и изготовленный ПАГЗ кассетного типа [б], защищенный патентом, в настоящее время успешно эксплуатируется в Омской области, об­служивая пока только три точки потре­бителей КПГ. Общий вид ПАГЗа пред­ставлен на рис. 1, на котором показана его заправка от заправочной колонки АГНКС.

Как видно из рис. 1, ПАГЗ представ­ляет собой полуприцеп, на котором размещены пять автономных кассет с металлопластиковыми баллонами. Кроме кассет, размещенных на полу­прицепе, имеются также сменные кас­сеты, стоящие на заправочном посту у потребителя КПГ.          

Полуприцеп транспортируется тягачом марки «КамАЗ» с краноманипуляторной установкой (КМУ), которая разгружает полные кас­сеты с газом у потребителя и загружает порожние кассеты для транспортиров­ки и заправки их на АГНКС.

Для быстрого закрепления и от­крепления кассет от полуприцепа его платформа и кассета имеют взаимо­действующие друг с другом быстро-схватывающие устройства (БСУ). Каж­дая кассета имеет свой арматурный шкаф управления и заправочный ру­кав с пистолетом, что обеспечивает ее полную автономность в работе. При транспортировке полуприцепа авто­тягачом без КМУ на нем размещаются шесть кассет. Одна кассета перевозит 700 нм³ газа и обеспечивает заправку 8-10 ед. автотранспортных средств.

Увеличением количества баллонов в кассете в пределах разумных габаритно-массовых характеристик кассеты (а также в пределах габаритов и грузо­подъемности имеющегося полупри­цепа и КМУ) несложно довести объем перевозимого газа в одной кассете до 1000 м³.

 

Очевидно, что такая конструктив­ная особенность ПАГЗа позволяет ком­поновать его под требования заказчи­ка: использовать полуприцеп, прицеп, платформу кузова грузового автомо­биля как с КМУ, так и без него и т.д. До­статочно на платформе транспортного средства закрепить БСУ и получить разрешение на перевозку транспорти­ровщиком опасных грузов. Фактически это уже не ПАГЗ в общепринятом по­нимании - он не требует оформления разрешения типа автотранспортного средства, отличается простотой схемы (за счет набора простых одинаковых модулей) и универсальностью компо­новки.

На рис. 2 представлен пост за­правки КПГ от кассетных сборок, ко­торые разгружены с полуприцепа и размещены на специальном участке территории транспортного хозяйства (показана заправка трактора МТЗ-82 оператором-заправщиком).

   

Бескомпрессорная заправка КПГ с высоким коэффициентом  опорожнения баллонов

Построение заправочного поста на базе набора кассет имеет еще одно существенное преимущество - увели­чение коэффициента опорожнения. На рис. 3 показана зависимость коэффи­циента опорожнения К   от количества  кассетных сборок на пункте заправки автотранспорта КПГ.

  

Как и в большинстве ПАГЗов, каж­дая кассета имеет три секции по дав­лению в баллонах. Заправка ТС про­изводится от первой секции первой кассеты, затем, по мере ее опорожне­ния, - от второй секции, а затем от тре­тьей. Понятно, что в случае наличия нескольких одинаковых кассет увели­чение коэффициента выдачи газа из баллонов происходит за счет исполь­зования остаточного газа в баллонах второй и третьей секций первой кас­сеты в качестве первой секции второй кассеты. Так последовательно проис­ходит опорожнение баллонов из сек­ций от первой и до последней кассеты. При этом наибольшее количество газа остается только в последней кассете, в ее второй и третьей секциях.

Как видно из рис. 3, увеличение числа кассет на одной площадке (более 5 шт.) уже не приводит к существенно­му увеличению коэффициента выдачи газа из баллонов кассет и можно счи­тать, что для размещения в одном мес­те оптимальным количеством (с точки зрения коэффициента опорожнения) будет 4-5 кассет.

Таким образом, использование не­скольких автономных кассетных сбо­рок на пунктах заправки обеспечивает бескомпрессорную выдачу газа из бал­лонов кассет с коэффициентом опорож­нения до 80%. Понятно, что этого мож­но достичь и в традиционном ПАГЗе, разбив его баллоны на многочислен­ные секции, но это значительно услож­нит схему ПАГЗа и его эксплуатацию. Использование нескольких автоном­ных кассет на АЗС позволит достаточно просто превратить ее в многотоплив­ную заправку, причем за цену в 3-5 раз меньшую, чем строительство на ней даже самой малой АГНКС.

Специалисты считают [71, что для создания хорошей сети заправки природным газом достаточно было бы наличие поста КПГ на каждой 5-й имеющейся АЗС. Площадь, занимае­мая одной кассетой, незначительная и составляет 4 2 м², то есть для размеще­ния 4-5 кассет на многотопливной АЗС потребуется всего 25-30 м². А схема такого обеспечения компримирован-ным природным газом, как понятно из вышеописанного, чрезвычайно проста . - часть заправочных станций, распо­ложенных в районе крупной АГНКС, дооборудуется площадками для разме­щения нескольких автономных кассет, которые по мере выработки газа доста­точно быстро заменяются на полные.

Таким образом, обеспечивается максимальная загрузка АГНКС и опе­ративно создается в районе ее распо­ложения сеть многотопливных АЗС без больших хлопот и капитальных затрат.                                                                                                                          Выводы:                                                                                                  

Широкое внедрение описанных выше технологий и техники принципи­ально меняет существующую в России концепцию использования природ­ного газа в качестве моторного топ­лива, которая предусматривает макси­мальное строительство АГНКС в городах и населенных пунктах. Сегодня количес­тво традиционных ПАГЗов планируется в соотношении к количеству АГНКС как 0,5. В частности, Целевая комплексная программа (ЦКП) ОАО «Газпром» [8] пре­дусматривает до 2015 г. строительство 200 новых АГНКС и только 90 ПАГЗов. И это при том, что загрузка имеющихся сегодня в России АГНКС, как отмечалось выше, чрезвычайно мала.

Таким образом, для того, чтобы сде­лать реальным действительно широкое внедрение КПГ в качестве моторного топлива, необходимо решительно заме­нить существующие подходы к разви­тию российской сети по заправке КПГ на предложенные авторами. Это позволит не только сократить сроки в програм­мах различного уровня по внедрению КПГ в качестве газомоторного топлива для автотранспортных средств, но и су­щественно снизить затраты на создание широкой сети многотопливных авто­заправочных станций с возможностью заправки на них сжатым метаном.

Очевидно, что развитие этого про­цесса еще более ускорило бы принятие на федеральном (или региональном) уровне закона, запрещающего без нали­чия постов заправки КПГ строительство новых и реконструкцию старых АЗС.

В заключение следует отметить, что широкое внедрение описанной выше техники для заправки автотранспорт­ных средств КПГ выгодно практически всем, так как позволит:

■      ОАО «Газпром» - максимально загрузить имеющиеся сегодня убыточ­ные АГНКС и в короткие сроки обеспе­чить их рентабельность;

■      владельцам АЗС – значительно расширить и улучшить свой бизнес;

■      транспортникам,      использую­щим КПГ, как самое дешевое и безопас­ное топливо, - получить удобную сеть
заправочных пунктов с минимальным пробегом до АЗС;

■      жителям городов – оздоровить городскую атмосферу за счет расшире­ния использования на автотранспорте
самого экологически чистого мотор­ного топлива;

■      автомобилестроителям - фор­сировать работы по выпуску непосредственно с завода двухтопливных
автомобилей.