А вместо сердца — газовый мотор

Альтернативные виды моторного топлива будут становиться все более популярными, и особенно будет расти роль газа — как собственно топлива, так и источника выработки электричества в электромобилях. Однако необходим интегрированный подход для продвижения новых технологий, равно как и для решения вопроса, что должно развиваться более быстрыми темпами — сеть заправок или же рынок газобаллонных машин, отмечали участники III Международной конференции «Газ в моторах-2010»

Конференция «Газ в моторах-2010» (Gas in Engine-2010) была организована ООО «Газпром ВНИИГАЗ» при поддержке ОАО «Газпром».

Альтернативные преимущества

По сути, происходит «тихая» энергетическая революция: энергетический баланс постепенно смещается — считает Габриэль Гоцци, президент Международной газомоторной ассоциации. При этом ключевым моментом является тот факт, что мировые производители автомобилей подстраиваются под эти тенденции. В результате все большие масштабы приобретают разработки новых моделей автомобилей, не использующих бензин в качестве топлива.

Роль газа в 21 веке будет сохраняться, т.к. он является более экологичным видом топлива, нежели нефть и уголь, уверен Павел Цыбульский, генеральный директор ООО «Газпром ВНИИГАЗ».

График 1. Относительное содержание токсичных компонентов в отработавших газах транспортных двигателей

Источник: презентация П.Цыбульского, ВНИИГАЗ

Технологии будущего — это гибридные автомобили на компримированном природном газе (КПГ, Compressed natural gas), дуальные топлива (dual fuel technologies) для автомобилей, предназначенных для работы в тяжелых условиях, биогаз, сжиженный природный газ (СПГ) для автобусов и грузового транспорта, метан-водородные смеси (methane-hydrogen mixtures). 

Биогаз — это богатый метаном газ, получаемый в результате ферментации биомассы. Он относится к возобновляемым источникам энергии. Биогаз совмещает в себе преимущества как собственно газа, так и возобновляемого источника энергии. Благодаря широкому спектру сырья: лесное хозяйство, сельское хозяйство, мусорные свалки — существует огромный потенциал его производства в Европе, уверен Манэль Лахе, генеральный директор Европейской газомоторной ассоциации. При этом использование биомассы увеличивает эффективность использования земли в два раза по сравнению с получением этанола. Можно ожидать, что производство и потребления биогаза будет увеличиваться.

Объективно газовые компании не заинтересованы в развитии технологий производства и использования биогаза, однако внедряют их в свои процессы, т.к. «возобновляемая энергия», «уменьшение вреда экологии» — это темы, о которых таким компаниям «полезно» говорить.

СПГ (граф.2) может быть использован в автомобилях при перевозках на средние и дальние расстояния, а также в сжиженный газ может быть переработано топливо, получаемое из биомассы.

График 2. Терминалы СПГ, Европа

Источник: презентация М.Лахе, NGVA Europe

Альтернативные источники топлива: сланцы, газогидраты — перспективны с точки зрения использования их в качестве моторного топлива. А использование биотоплива уменьшает выбросы СО₂, в том числе благодаря новым решениям по двигателям. Более того, как в случае с метиловым эфиром или рапсовым маслом, очевидны перспективы дуального топлива, соглашается Цыбульский.

Благодаря меньшему по весу содержанию углерода в метане (по сравнению с бензином/нефтью, соляркой и нефтяным газом), выбросы СО₂ также намного меньше при использовании природного газа (граф.3), приводит данные Лахе.

График 3. КПГ: выбросы СО₂

Источник: презентация М.Лахе, NGVA Europe

Таким образом, например, городские автобусы, переоборудованные для использования газа, могут стать более дружелюбными по отношению к окружающей среде.

Использование КПГ приводит к сокращению выбросов СО₂ (на 24% по сравнению с бензином), и других выбросов, особенно если используются возобновляемые источники газа; КПГ дает возможность достижения независимости от других видов жидкого топлива, отметил Штефан Верман, соруководитель «Газпром Германия ГмбХ». Инфраструктура и технологии уже достаточно развиты; в целом в мире осуществляются масштабные инвестиции, особенно в Китае. Однако рентабельность заправочных станций относительно невелика. Очень незначительна общественная осведомленность о преимуществах газа перед бензином.

«Мобильность на газе»

Газовые двигатели в ближайшей перспективе будут превосходить в использовании электромобили, сделал прогноз Лахе. В дальнейшем он видит широкое внедрение метан-водородных гибридов (methane-hydrogen mixtures), и это будет мостик к еще более отдаленной перспективе — водородному автотранспорту.  

Альтернативные виды топлива и технологии имели хороший шанс продемонстрировать свои возможности, и на данный момент очевидно, что только у газа есть необходимые мощности, чтобы частично заменить нефть, считает Гоцци. Сейчас 89% числа всех автомобилей, ездящих на природном газе, приходится на 10 стран (табл.1). При этом рынки в этих странах обладают схожими характеристиками. Преобладает послепродажное переоборудование автомобиля для использования газа (т.е. внезаводское). Газ используется в основном в секторе некоммерческих легковых автомобилей. Основной мотив — экономия на расходах на топливо, пояснил Гоцци; более того, переоборудуются в основном автомобили с изначально низким расходом топлива. В некоторых странах осуществляется субсидирование дизельного топлива, что замедляет переход на газ.

 

Таблица 1. Десятка стран — лидеров по количеству автомобилей, ездящих на газе

Декабрь 2009	Машины, ездящие на природном газе	Заправочные станции
Пакистан	2,300,000	3,068
Аргентина	1,807,186	1,851
Иран	1,665,602	1,021
Бразилия	1,632,101	1,704
Индия	850,000	560
Италия	628,624	730
Китай	450,000	1,339
Колумбия	300,000	460
Украина	200,000	285
Бангладеш	177,555	500

Источник: презентация Г.Гоцци, NGVGlobal

Из опыта этих стран можно также сделать вывод: проблема «что раньше — автомобиль или сеть заправок» надумана и достаточно легко решаема.

Электромобильность

Электромобильность привлекательна по многим параметрам. Технология, развитие которой еще впереди, эффективна с точки зрения издержек, если сравнивать с альтернативными технологиями. Однако существует ряд недостатков: аккумулятор по-прежнему очень дорог, время зарядки значительно, а при существующей технологии дистанция, которую можно проехать, ограничена 150 км.

Нужно различать электромобильность (eMobility) и мобильность «на газе», подчеркнул Верман, т.к. в первом случае используются различные источники и виды топлива для производства электроэнергии. В том числе это может быть газ, для выработки электричества в двигателе. Правительство Германии выделяет в качестве приоритета именно электромобильность. Решения, связанные с электромобильностью, будут приобретать популярность: потребители обеспокоены вопросами экологии, увеличивается политическое давление. И в этой сфере у натурального газа также большое будущее. Натуральный газ для газоэлектрических двигателей может стать экономически выгодным решением задачи достижения целей по выбросам парниковых газов и прочих вредных веществ (граф.4). А биогаз может способствовать еще большему сокращению выбросов.

График 4. Европа: цели по выбросам СО₂, к 2012, 2020 гг.

Источник: презентация Ш.Верман, Газпром Германия ГмбХ

В Германии для внедрения газового топлива также используются налоговые льготы — налог на автомобиль с газовым двигателем в два раза ниже налога на автомобиль с бензиновым (граф.5).

График 5. Обложение налогами различных видов топлива в Германии

Источник: презентация Ш.Верман, Газпром Германия ГмбХ

Мотивы и стимулы использования альтернативных видов топлива

10 лет назад основным стимулом перехода на альтернативные виды топлива была озабоченность проблемой загрязнения воздуха, считает Гоцци. Сейчас помимо вопросов защиты окружающей среды (сокращения выбросов парниковых газов), ограничения в объемах имеющихся ресурсов, особое влияние приобретают вопросы энергетической безопасности и энергетической диверсификации, экономические причины: на макроуровне для правительств и на микроуровне для операторов транспортного парка.

Большое влияние на выбор вида используемого топлива имеет проводимая государством политика, а также информация в СМИ, полагает Гоцци. Установление, например, более низких налогов на машины, использующие газовое топливо, особенности регулирования процесса переоборудования автомобилей: разрешена ли незаводская комплектация (aftermarket conversion), как обеспечивается контроль и соблюдение технических норм — это факторы, которые будут влиять на рынок. Ключевым также является вопрос, какой процесс должен происходить раньше — развитие рынка автомобилей, использующих газ, или развитие сети заправочных станций. Для решения этой проблемы необходимы согласованности действий и взаимопонимания между участниками этих рынков.

Необходимо рассказывать о технических характеристиках и показателях работы «газовых» автомобилей. И деятельность различных ассоциаций направлена как раз на информационную поддержку, продвижение автомобилей на газе и на гармонизацию стандартов.

Политики должны гарантировать низкие налоги на топливо из природного газа, чтобы и потребители, и промышленность могли осуществлять инвестиции, согласился Лахе. Также необходима глобализация стандартов.

Стимулирующее налогообложение и достаточное субсидирование, законодательное регулирование «альтернативной» мобильности, недостаточны для мотивации потребителей, считает со своей стороны Петр Сайдингер, директор OMV Gas & Power GmbH. Необходим толчок в правильном направлении со стороны государства, который бы сформировал необходимое доверие на рынке, снизил бы неопределенность. Пока в разных странах, в т.ч. в ЕС, существуют разные концепции поддержки газовой мобильности, что также тормозит распространение альтернативных видов топлива. Аналогично, на уровне властей нет осознания того, что газовое топливо, различного происхождения, может внести вклад в достижение целей ЕС по сокращению выбросов и повышению энергоэффективности экономик. Инфраструктура изменяется медленно; собственно же «мобильность» будет развиваться в тех географических направлениях, в которых будет развиваться необходимая инфраструктура; но в любом случае, прогнозы и стратегии развития должны выстраиваться с учетом длительного периода отдачи от инвестиций. Идея необходимости использования более экологичных видов топлива и технологий должна вжиться в поведенческие модели как потребителей, так и производителей и собственников «заправочной» инфраструктуры. В Австрии натуральный газ рассматривается как топливо будущего, более того, его использование может внести вклад непосредственно в развитие экономики.

Необходимо повышать интерес к газовому топливу и среди муниципалитетов, развил идею Павел Новак, управляющий по использованию газа на транспортных средствах Чешской газовой ассоциации. Например, можно переводить мусоровозы на газ или выделять субсидии на покупку новых автобусов, ездящих на газе. Необходимо создавать стимулы для использования натурального газа в промышленности, в т.ч. оказывать медийную, маркетинговую поддержку. Учитывая, что страны Центральной и Восточной Европы маленькие, т.е. там объемы рынков незначительны, необходимо выстраивать коммуникацию между участниками рынков, между государственными органами власти.

Использование газа в России: новые технологии, масштабы рынка и развитие сети

На данный момент в России использование газа в моторах незначительно. Следовательно, пока нет возможности достичь экономии от масштаба, уверен Василий Зиновьев, заместитель председателя Комитета по энергетике ГД РФ. Хотя срок окупаемости при переходе на газовое топливо достаточный. Так, переоборудование «Газели» стоит 50 тыс. руб., после пробега в 150 тыс. км разница в расходах достигнет 300 тыс. руб.

Необходимо стимулирование рынка, производителей (заводов), считает Алексей Сереженкин, заместитель исполнительного директора Некоммерческого партнерства «Объединение автопроизводителей России». Ряд предприятий уже разрабатывает соответствующие модели: Lada Priora CNG, ГАЗель Бизнес, — подключаются автобусные заводы (МИАЗ, ПАЗ), производители коммерческой техники, тягачей, самосвалов (в том числе КАМАЗ).

По мнению Сереженкина, помощь производителям может осуществляться через механизм госзаказа. Необходимы поддержка госпрограмм по разработке новых технологий, разработка нового свода требований, а также введение налоговых льгот и освобождение от налога на автотранспорт при эксплуатации «газовых» автомобилей. Субъекты федерации могли бы обнулить ставку по аренде на землю для коммунальных служб, если техника переведена на газ, ставку прибыли, а также содействовать использованию природного газа на общественном транспорте. 

На АвтоВАЗе ведется перепроектировка Lada Priora для работы на газе. Причем предполагается, что окончательное решение о том, будет ли автомобиль ездить на газе или на бензине принимается почти перед отправкой за заводские ворота. Газовые баллоны в этом случае будут ставить на место хранения запаски, признался в «оригинальном» решении вопроса Георгий Мирзоев, советник вице-президента ОАО «АвтоВАЗ». Почему газовый автомобиль нужен заводу даже такой ценой? Дело в том, что сегодняшняя продукция АвтоВАЗа не удовлетворяет стандартам, принятым в ЕС, объяснил Мирзоев.

На КАМАЗе НИОКР, направленные на увеличение масштаба использования природного газа, проводятся с 2003 года, рассказал Ирек Гумеров, заместитель генерального директора ОАО «КАМАЗ», директор по развитию. Газ как топливо особенно подходит крупным городам — уменьшаются уровни шумности и дымности. В данный момент предприятие проводит сертификацию семейства газовых двигателей уровня Euro-5. В городе в этом плане особенно интересны мусоровозы. Однако необходимо развитие сервисных центров, которое может идти двумя путями: оснащение собственных или сертификация центров партнеров, в том числе в рамках Газпрома.

Пока рынок газобаллонных автомобилей (ГБА) в России сформирован в основном из автотехники, переоборудованной из дизельной или бензиновой в двухтопливную (газодизельную или газобензиновую). В данный момент отсутствие государственных мер стимулирования производителей и потребителей ГБА сдерживает внедрение энергоэффективных технологий на транспорте, в коммунальной и других отраслях экономики, считает Гумеров.

В данный момент газовые заправки неравномерно распределены по стране в форме «колец и коридоров». Одна из причин торможения развития сети автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) — отсутствие серьезных маркетинговых исследований по текущей и перспективной потребности в КПГ, считает Владимир Усошин, президент ООО «Оргстройсервис». На данном этапе ВНИИГАЗ предлагает отказаться от строительства новых АГНКС, кроме тех, под которые уже выделены участки, и организовать финансирование перевода АЗС на КПГ в том случае, когда в радиусе 10 км от станции имеется достаточно транспортных средств (в том числе муниципальный автопарк, парк коммунальных служб) для загрузки 70–85% мощностей станции.

Юлия Литвинова

11 ноября, 2010 г.