Виды газового топлива для автомобилей: преимущества и недостатки каждого из них.

Для многих автомобилистов бензин – слишком дорогое удовольствие. Приходится экономить и отказывать себе в возможности использовать личный транспорт без ограничений. Переход на газовое топливо является хорошей альтернативой бензину, позволяет ощутимо экономить на заправках автомобиля. Рассмотрим, какие еще преимущества дает водителю работающий на газу двигатель.

Виды газ-топлива

Двигатели современных автомобилей могут функционировать на двух разновидностях газа:

• пропан-бутан – сжиженный газ, побочный нефтепродукт, полученный в результате переработки нефти;
• метан – природный газ, который не подвергается сжижению.

Существует мнение, что двигатель, работающий на газовом топливе, быстрее портится и выходит из строя, но мнение это ошибочное и ничем не подтверждается. Напротив, специалисты-инженеры утверждают, что мотор автомобиля на газовом топливе работает без капитального ремонта в среднем в 1,5 – 2 раза дольше, чем на бензине. Это обусловлено тем, что газ – более однородная смесь, чем бензин, при работе двигателя происходит его полное сгорание. Кроме того, газ следующим образом влияет на работу мотора:

• газовая смесь снижает до минимума расход смазочных материалов в системе цилиндры – кольца;
• снижает нагарообразование на деталях блока двигателя – головке и поршнях;
• не загрязняет моторное масло;
• за счет более ровного сгорания топлива двигатель работает более бесшумно и мягче.

Цена газа значительно ниже, чем бензина, но расход на 10-20% больше за счет различной температуры сгорания топлива.

Преимущества и недостатки пропан-бутана

Жидкий газ имеет ряд преимуществ по сравнению с бензином:

• цена на 50% ниже, чем бензина;
• объем баллонов соответствует объему емкости бензина;
• бюджетная стоимость газовой установки;
• возможность заправки в широкой сети заправочных станций;
• мощность двигателя практически не меняется.

К минусам можно отнести лишь то, что расход газа выше, чем бензина на 10 %. Особенность функционирования: двигатель прогревается на бензине, потом переключается на газ.

Свойства, достоинства и минусы метана

К числу плюсов природного газа относят:

• самое экономичное топливо – в 3 раза дешевле бензина;
• расход газового топлива при работе двигателя намного ниже, чем расход бензина.

• двигатель, функционирующий на газу, теряет мощность на 10%;
• число заправок ограничено;
• слишком громоздкие баллоны.

Для легковых автомобилей наиболее приемлемое топливо, альтернативное бензину – газ пропан-бутан. Метан, хотя и более экономичный, но из-за громоздкости баллонов использование на легковых машинах невозможно.

Какой газ используется в автомобилях в качестве топлива

Последнее обновление — 22 мая 2020 в 10:30

Основной альтернативой традиционному бензину или дизелю, является газомоторное топливо (ГМТ). Каким газом заправляют автомобили с ГБО, а также в чём отличие между ними вы узнаете из этой статьи.

Виды газового топлива

Условно ГМТ можно разделить по способу производства, агрегатному состоянию при использовании, хранении и транспортировке.

• CNG (compressed natural gas) – компримированный (сжатый) природный газ (КПГ)
• LPG (liquefied petroleum gas) – сжиженный нефтяной газ (СНГ)

Менее распространённые варианты:

• LNG (liquefied natural gas) – сжиженный природный газ (СПГ)
• CBG (compressed biogas) или LBG (liquefied biogas) – биотопливо.

Природный газ

Природным газом принято считать метан. Добывается он из недр земли через подземные или подводные (морские) скважины. В первоначальном варианте топливо содержит 75-98% метана (CH4), а также множество различных примесей:

1. механические (грунт)
2. водяной пар
3. этан C2H6
4. пропан C3H8
5. бутан C4H10
6. азот N2
7. этан C2H6
8. пентан C5H12 и другие (зависит от места рождения).

После добычи, сырье подвергается очистке от загрязнений, воды (осушка). Затем методом сепарации происходит отделение сероводорода и других компонентов.

Так как метан не имеет запаха, почувствовать его утечку не возможно. Для безопасности в газ добавляют специальную жидкость одорант (этантиол, этилмеркаптан C2H5SH) из расчета 16 грамм на 1000 м3.

Чистый метан по магистралям, с помощью компрессорных станций создающих давление в трубе, направляется к автомобильным газонаполнительным компрессорным станциям. На АГНКС голубое топливо компримируют (сжимают) до давления 200-220 атм. Таким образом, получается готовый к использованию CNG газ для автотранспорта (характеристики и требования к КПГ регулируются ГОСТом 27577-2000).

Существует ещё один более выгодный метод транспортировки метана. Очищенный природный газ пропускают через систему эжекторов, где при расширении его температура поэтапно понижается до температуры кипения -163°C, после чего метан переходит в сжиженное состояние. Основным преимуществом такого способа является уменьшение объёма газа в 600 раз.

Перевозку и хранение жидкого топлива осуществляют в специальных криогенных ёмкостях, которые, по сути, являются термосами. Цистерна объёмом 25 кубометров вмещает 10 тонн СПГ/LNG.

Затем у сжиженного природного газа может быть два пути:

1. обратный перевод в газообразное состояние при помощи испарителей
2. использование СПГ как топливо

Последний пункт является очень перспективным для автомобильного транспорта преимущественно коммерческого направления, из-за скопления в жидком метане огромного количества тепловой энергии при относительно низком давлении в криоёмкости (от 5-16 атм.).

Основные преимущества сжатого метана, как и СПГ – это их экономические и экологические показатели. К тому же природный газ легче воздуха, в этом смысле он менее опасен при утечке чем, например пропан. Однако газы метана являются токсичными (4 класс опасности).

Главным фактором медленного распространения CNG, является отсутствие достаточного количества автозаправочных станций. В настоящее время на территории России насчитывается, порядка 330 АГНКС не считая передвижных заправщиков (ПАГЗ), которые в основном применяются для нужд предприятий.

Техника и инфраструктура под LNG только начинают появляться, поэтому более широкое применение на авто пока имеет КПГ.

Сжиженный нефтяной газ

Ввиду доступности и пониженных требований к конструкции баллонов, ещё большее распространение в качестве газомоторного топлива получил состав пропана (C3H8) с бутаном (C4H10).

Пропан-бутановую смесь выделяют из добытого газоконденсата, а также при извлечении и глубокой переработке нефти. При нефтеперегонке образуется так называемый попутный нефтяной газ (ПНГ), из него отделяют сжиженный углеводородный. Затем происходит разделение СУГ на составляющие компоненты, один из которых — это сжиженный нефтяной газ. Для разных сфер применения СНГ бывает:

• СПБА — смесь пропана-бутана автомобильная
• ПА — пропан автомобильный
• ПТ – пропан технический
• ПБТ – пропан-бутан технический.

Пропан тяжелее воздуха, поэтому при утечке может скапливаться в нишах и закрытых помещениях (смотровая яма, гараж). Взрывоопасность паров ПБ в воздухе 2,3-9,5 % при нормальном давлении и температуре 20°C, метана 5-15%. СНГ малотоксичен.

LPG топливо имеет температуру кипения -43 градуса по Цельсию, при её превышении и атмосферном давлении горючее переходит в парообразное состояние. Избыточное давление паров составляет 16 атм (при температуре 45°C). В сжиженном состоянии объём СПБ уменьшается до 250-300 раз, концентрируя большое количество энергии.

Согласно ГОСТу 52087-2003 ПА должен содержать 85% пропана (±10%), СПБА 50% (±10%). Топливо, как и метан, подвергается одоризации (за исключением правил указанных ГОСТом).

Применение технического пропана и смеси ПТ, допустимо в качестве моторного топлива автомобиля, во всех климатических зонах с температурой окружающей среды до -20°C.

Октановое число пропана 105, у метана 110. По сравнению с бензином после сгорания СНГ и КПГ топлива, вредные выбросы снижаются до 10 раз.

Биотопливо

Биогаз — по сути тот же метан, полученный из растительного, животного сырья, а также различных органических отходов. CBG/LBG обладает схожими характеристиками.

Основное преимущество биометана заключается в том, что его производство никак не связано с добычей природных ископаемых. Генерируют его искусственным путём в специальных реакторах. Процесс происходит за счёт естественной жизнедеятельности бактерий . После очистки газа от сероводорода получается топливо с содержанием метана до 98%.

Применение биогаза как ГМТ актуально для сельскохозяйственных предприятий и перерабатывающих отходы организаций.

8 мифов про ГБО. Их развенчивают эксперты «За рулем»

Газа в стране полным-полно

Автомобильное газовое топливо бывает двух видов: сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ), который еще называют компримированным (КПГ). Сжатого природного газа (метана) у нас в России действительно полным-полно, при этом он относительно дешев. А вот сжиженного газа (смесь пропана и бутана) гораздо меньше.

В целом, заправок пропан-бутаном по стране хватает, а вот cо сжатым газом дела обстоят хуже. Даже на многомиллионную Москву лишь одиннадцать метановых заправок. Впрочем, газификация автотранспорта четко районируется по климатическим поясам. Чем южнее, тем больше заправок и с сжатым, и с сжиженным газом. И, наоборот, на Севере газовую машину днем с огнем не сыщешь.

Газ вдвое дешевле

Сжиженный газ для автомобилистов во все времена стоил примерно вдвое меньше высокооктанового бензина. А километр, пройденный на сжатом газе, обходится почти втрое дешевле! И, как в случае с бензином и дизтопливом, цены на газ отличаются от региона к региону.

Примерная цена бензина 46 руб./л., пропан-бутана 25 руб./л., метана 17 руб./м³.

Чтобы вычислить чистую выгоду от перехода на газ, необходимо учесть и дополнительные расходы. Изначальная стоимость комплекта ГБО для сжиженного газа плюс его установка и обязательная регистрация обойдется не дешевле 40 000 рублей. Установка для работы на метане — почти вдвое дороже, прежде всего из-за дорогих баллонов, выдерживающих большое давление. Кроме того, ГБО нуждается в периодическом обслуживании и опрессовке баллонов, что тоже повышает расходы.

Эксплуатационный расход газа примерно на 10% выше, чем бензина. К тому же неизбежны частые «перепробеги» в поисках газовой АЗС. Поэтому экономить будут лишь те, у кого среднегодовые пробеги превышают 30 000 км. А если ездите немного и не каждый день — газ не про вас. Да и продать «газовую» машину будет непросто: обычно пробеги у таких автомобилей существенно выше, не все готовы мириться с занимающим место в багажнике баллоном и взваливать на себя дополнительные хлопоты по обслуживанию и ремонту ГБО.

Километр, пройденный автомобилем на пропан-бутане, обходится почти вдвое ­дешевле, чем ­на бензине. На метане — втрое

Бензин всё равно нужен

Это правда — пустить холодный мотор на газе почти невозможно. Давление насыщенных паров, влияющее на пусковые свойства, у газа гораздо ниже, чем у бензинов. Да и диафрагмы газового редуктора в сильные холода теряют эластичность, что снижает их ресурс. Потому при пуске аппаратуру переводят в «бензиновый» режим, и только потом, после прогрева, возвращают обратно в «газовый». Кстати, современные системы ГБО сами определяют, когда переключаться с одного топлива на другое. К тому же, бензин понадобится и на тот случай, если газ закончится, а заправки поблизости не окажется.

Газ не пахнет

Ни природный, ни нефтяной газ запаха не имеют. Но поскольку утечки газов крайне опасны, в их состав добавляются так называемые одоранты, обладающие резким запахом. Почувствовали характерный запах — срочно на сервис искать утечку и регулировать аппаратуру. Пахнуть будут автомобили с удаленным каталитическим нейтрализатором — в привычном букете вредных газов будут улавливаться нотки этилмеркаптана, того самого одоранта.

В 60‑литровый баллон влезет именно столько газа

Нет, не 60, а около 50. Причина простая: это мера безопасности, компенсирующая расширение газа при нагреве — чтобы баллон не разорвало изнутри. Для этого на баллоне установлен мультиклапан, препятствующий наполнению больше чем на 85%.

Газ продлевает ресурс мотора

Не продлевает, но и большинство страшилок насчет вредности газа преувеличены. Газ чуть лучше бензина относится к поршневой группе мотора и чуть агрессивнее к выпускным клапанам. Горит газ медленнее, догорание происходит при открытых клапанах, которые больше нагреваются.

Газ чище бензина: в нем нет серы, которая является основным катализатором образования так называемых высокотемпературных отложений (шлама и нагара). Поэтому срок службы масла при работе двигателя на газе повышается. Хотя есть и ложка дегтя: при сгорании газового топлива образуется больше воды. На непрогретом двигателе, а также при неисправной системе вентиляции картера она конденсируется, обводняет масло, тем самым снижая его характеристики.

Перевести на газ можно любую машину

Оснастить газовым оборудованием можно всё что угодно, однако в ряде случаев в этом нет смысла. К примеру, для малогабаритных автомобилей это нецелесообразно: расход у них и так небольшой, и баллон часто негде разместить. Не стоит переоборудовать и новые машины: можно лишиться гарантии на мотор из-за применения нерекомендованного топлива, на кузов (сверлили, перегрузили) и на электрику, в которую вмешались.

Дизельные автомобили также лучше не трогать. Для самовоспламенения газовой смеси требуется запальная доза дизтоплива — такие системы сложны и дороги. Не стоит переходить на газ, если часто используете весь полезный объём салона и багажника — оборудование съест много места, а также сократит возможности трансформации салона.

Газ опаснее бензина

Это в чем-то правда. Неправильный монтаж ГБО может вызвать утечку, а ее и определить сложнее, и воспламеняется газ охотнее бензина. При этом особенно опасен сжиженный газ, который тяжелее воздуха — он не поднимается вверх, а скапливается под автомобилем, в ямах и подвалах гаражей.

Манометр на газовой заправке показывает, что газ закачивается в баллон под давлением аж 16 бар. Но при срабатывании клапана отсечки в баллоне останется 85% газа в жидкой фазе и 15% в паровой. Поэтому давление внутри баллона падает с 16 до 8 бар — а это уже не столь пугающий показатель. До сравнимых величин накачивают, например, колеса грузовиков.

ВЫВОДЫ

Часто говорят, что сжатый газ вообще не предназначен для частников. Отчасти это утверждение верно: количество метановых заправочных станций невелико. Однако сегодня природному газу зажигают зеленый свет: решившим установить ГБО обещают финансовую поддержку. Газпром представил программу развития заправочной сети — число заправок за последний год выросло в несколько раз и к концу 2020 года их должно быть не меньше пяти сотен.

Вслед за инфраструктурой потянутся и производители. Например, АВТОВАЗ уже серийно выпускает версии Весты и Ларгуса на метане. Удобно и выгодно для тех, кому нужен газовый автомобиль, — не понадобятся доработки и переоформления. В модельном ряду многих зарубежных марок тоже есть газовые модели. Будет спрос — привезут. Поэтому получается, что будущее, скорее, за метаном, чем за пропан-бутаном.

Перевод машины на газ оправдан только в тех случаях, когда вы собираетесь ездить на машине долго и много. А среднестатистическому автолюбителю переоборудовать машину на газ не имеет смысла.