Новые машины на метане

Автомобили на метане: будущее или настоящее?

Газета «Комсомольская правда», г. Санкт-Петербург.

Стремительное развитие технологий и экономические реалии делают тему использования газомоторного топлива все более актуальной. Между тем, у российских автовладельцев до сих пор нет единого мнения о том, какие именно преимущества дает природный газ в моторе? Попробуем разобраться.

Для начала внесем ясность в теорию вопроса. В качестве моторного топлива сегодня используют два вида газа – пропан-бутан и метан. Пропан-бутан – это продукт нефтепереработки, который заправляется в баллоны в сжиженном виде. Метан – чистый природный газ, который подается на заправки так же, как и в наши дома – через газораспределительную систему. В баллоне метан находится в сжатом состоянии.

Экономическая привлекательность и практичность сделали метан выгодной альтернативой пропан-бутану и другим видам топлива. За последние пять лет объем мирового потребления метана вырос в 3 раза. В мае этого года «метановый тренд» поддержали и в нашей стране. Правительство России приняло Распоряжение о переводе половины общественного транспорта в крупных городах на природный газ. Не последнюю роль в этом процессе сыграл и тот факт, что метан считается самым чистым видом топлива и соответствует стандарту Евро-5.

Путь к “вечному двигателю”

Пропан-бутан в свое время успел испортить репутацию метану, породив много слухов о том, что газ портит двигатель. Дело в том, что состав пропан-бутановой смеси не постоянен и зависит от сезона. Поэтому, как и в случае с бензином, есть довольно высокий риск заправиться топливом, содержащим разные примеси.

В случае с метаном это исключено. Природный газ не подвергается никакой обработке, кроме очистки, осушки и сжатия. Именно поэтому его еще называют «чистым топливом». Как показывает практика, метановые двигатели служат в 1,5-2 раза дольше. Газ не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, тем самым снижая трение и уменьшая износ деталей. Кроме того при сгорании метана не возникает детонации в цилиндрах, что существенно снижает нагрузку на элементы и узлы цилиндропоршневой группы, а золы и твердых частиц практически не образуется.

Экономия за рулем

Метан гораздо дешевле бензина и дизельного топлива. Сегодня средняя стоимость метана в России составляет 9-12 рублей за 1 м3. В отличие от пропан-бутана, стоимость которого привязана к цене на нефть, метан не имеет схожей зависимости. В Европе давно оценили экономический эффект от использования метана и уже предлагают покупателям целые линейки заводских автомобилей, работающих на метане. Законодателем в этом направлении можно назвать концерн Volkswagen, у которого первым по рейтингу популярности стоит Volkswagen Passat TSI EcoFuel. Средний расход газа на этом авто не превышает 7 м3 на 100 км: нехитрая арифметика показывает, что эти 100 км автовладельцу обойдутся всего в 63-84 рубля. Не отстают от прогрессивных тенденций и отечественные автопроизводители. АвтоВАЗ выпустил газовый легковой автомобиль Lada Priora и уже представил проект двухтопливной Lada Granta.

Безопасный метан

Вопреки расхожему мнению, природный газ – один из самых безопасных видов топлива. Метан в 2 раза легче воздуха, поэтому в случае утечки он сразу улетучивается, а не оседает, образуя взрывоопасную концентрацию, как другие виды топлива. Плюс к этому метан не токсичен и не канцерогенен. Нижний предел самовоспламенения метана – 650°C, именно поэтому ему присвоен высший класс безопасности среди горючих веществ.

В автомобиле метан содержится в баллонах, которые изготавливаются из легких и прочных композитных материалов. Заводы-изготовители тестируют их на различные воздействия: падение с высоты, экстремально высокие температуры, прострелы из огнестрельного оружия…Поэтому ни аварии, ни пожары им не страшны.

На сегодняшний день метан является самым безопасным, экономичным и экологичным видом топлива. Переход транспорта на метан приобретает массовый характер. На территории России уже начался процесс строительства масштабной сети автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС). Очевидно, что с увеличением количества метановых заправок его популярность будет быстро расти. Эксперты автомобильного рынка прогнозируют, что уже в ближайшем будущем мировые автопроизводители начнут массовые поставки метановых автомобилей на российский рынок.

Концерн Volkswagen радикально увеличит парк метановых машин

Серия g-tron у Audi — пример моделей с условно нулевым выхлопом. При заправке таких машин синтетическим метаном в плане выбросов их можно считать аналогами электрокаров.

Группа Volkswagen и несколько операторов газовых сетей и АГНКС подписали декларацию о намерениях, взяв обязательство расширить мобильность на природном газе. В первую очередь — в Германии, но и в Европе в целом. Конкретные шаги будут уточняться, хотя понятно, что речь идёт о согласованных усилиях по расширению сети заправочных станций, увеличению числа моделей с заводским метановым газобалонным оборудованием и популяризации этого вида топлива.

Группа Volkswagen и одноимённая марка несколько лет наращивают число метановых вариаций моделей в программе. Пример бережливости — хэтч eco up! с литровым (68 л.с., 95 Н•м) двухтопливным мотором, который потребляет 4,5 м³ (2,9 кг) природного газа на 100 км в комбинированном цикле, выбрасывая всего 82 г/км CO₂.

Метан в заправочных колонках может быть не только природного происхождения, но и искусственным. В последнем случае его вырабатывают из отходов или из воды и воздуха при помощи электричества, полученного на солнечных электростанциях и ветряках. Так баланс выбросов ещё более благоприятен, ведь метан выступает в роли «упаковки» для энергии из альтернативных источников.

На моторном симпозиуме в Вене группа Volkswagen представила новую метановую «турботройку» 1.0 TGI (90 л.с., 160 Н•м), которая дебютирует на новом Polo TGI. Этот хэтч станет одним из самых экономных автомобилей, как в плане денежных затрат на топливо, так и выбросов углекислого газа.

Также немцы рассказали о выработке метана из воды и углекислого газа, и даже из соломы.

Авторы проекта намерены к 2025 году увеличить немецкий парк автомобилей на сжатом природном газе в десять раз (до миллиона), а число АГНКС нарастить с 900 до 2000. Декларацию, помимо Фольксвагена, подписали компании E.ON Gas Mobil, Gazprom NGV Europe, Gazu, Ontras Gastransport, Open Grid Europe, Pitpoint B.V. и Total Deutschland. Партнёры намерены привлечь к этой программе и других автопроизводителей.

Бонус

В марте компания FIAT запустила эксперимент: хэтч Panda Natural Power должен за несколько месяцев пройти 80 000 км на биометане, выработанном из осадка сточных вод, отходов фермерских хозяйств и органической фракции твёрдых бытовых отходов. Автомобиль будет получать газ на предприятии CAP Group Bresso-Niguarda в Милане, где, соответственно, появится первая метановая заправка с биогазом местного производства.

Менеджер FCA Элиза Боскерини передала ключи от Панды председателю группы CAP Алессандро Руссо. Пятидверка Panda Natural Power оснащена 80-сильным двухцилиндровым мотором 0.9, приспособленным под природный газ. Эта модель — самая популярная «метановая» легковушка в Европе: продано более 300 000 штук с 2007 года (второе и третье поколения).

Концерн FCA намерен изучить работу биометана, полученного из разных источников. Это альтернативное топливо видится итальянцам важным путём к общему сокращению выбросов парниковых газов. Даже работая на ископаемом голубом топливе, метановая Panda выбрасывает на 31% меньше CO₂, чем бензиновая, а при заправке биометаном расчётная разница (от скважины до колёс) достигает 97%. Разумеется, из выхлопной трубы идёт то же количество выбросов, что при работе на обычном метане, добытом из-под земли. Однако биометан получен из органики, а она в природе накапливается в ходе процессов, идущих с поглощением углекислого газа (фотосинтез), растения служат пищей для животных и далее по цепочке.

Что нужно знать о ГБО на метане в 2020 году

Перед установкой газобаллонного оборудования (ГБО) у большинства автомобилистов возникают вопросы, какую же установку себе поставить, на каком топливе, какое поколение подойдет больше и что будет выгоднее. Постараемся разобраться, насколько целесообразна установка ГБО на метане, рассмотрим все типы совместимых с данным газом установок и выделим их плюсы и минусы.

Представление о газовой установке на авто

Учитывая тот факт, что для двигателя внутреннего сгорания подходит не только жидкое топливо, были придуманы установки, использующие в качестве горючего газ. Придуманы они были прежде всего для экономии денег на заправке, так как газ дешевле, хотя есть мнение, что жидкие горючие смеси все же немного “полезнее” для мотора. Тем не менее ГБО обрело большую популярность и, по мнению многих специалистов, совсем не вредит двигателю, а ,наоборот, увеличивает его ресурс.

Сейчас есть шесть поколений такого оборудования, и четыре из них могут работать на разных газах. Несмотря на все разнообразие, общий принцип работы у них один. Из баллона газ под высоким давлением по магистрали поступает в клапан-фильтр, где очищается от примесей. Затем идет в редуктор, давление приходит в рабочую норму, после чего через регулировочный клапан топливо попадает в смеситель, а затем – в двигатель. Но это общая схема, которая не учитывает много важных компонентов, а лишь показывает принцип работы установки.

Варианты топлива для ГБО

Существует всего два вида топлива, которое можно использовать в газовых установках, – метан и пропан. Причем последний чаще всего встречается с примесью бутана в разных пропорциях. Устанавливаемое оборудование имеет поправки в конструкции в зависимости от заправляемого топлива, поэтому заправлять одно и то же ГБО различными газами невозможно. Так как характеристики у газов разные, вам нужно будет подобрать наиболее подходящий вариант для своих целей.

Узнайте, что лучше выбрать для своего автомобиля – метан или пропан.

Поколения ГБО, работающие на метане

Данный газ используется начиная с самых первых поколений ГБО. Более того, для ранних версий установок он подходит даже лучше. Объясняется это тем, что оборудование на метане в основном используется на грузовых автомобилях, многие из которых имеют карбюраторные или моноинжекторные моторы. Для них подходит ГБО 1 или 2 поколения соответственно.

Начиная с третьего поколения, газовое оборудование автомобиля на метане получило существенный прирост электроники и немного автоматизировалось. На системах такого типа впрыск газа осуществляется под управлением электронного блока. Это позволяет более точно настроить подачу топлива через дозатор-распределитель. Кроме того, существенным отличием стал эмулятор форсунок, который заменил бензоклапан. Такое решение позволит прекратить подачу бензина, создавая лишь видимость работы бензиновых форсунок, чтобы бортовой компьютер не дал сбой.

Четвертое поколение ГБО для авто на метане стало еще более совершенным. В нем появились специальные газовые форсунки и более совершенный электронный блок управления. В системах такого типа газ уже подается немного другим образом: поступает сразу в коллектор через электромагнитные форсунки. Но агрегатное состояние газа не меняется, лишь давление. Поэтому такие установки все еще могут работать на метане.

Начиная с пятого поколения оборудования, принцип подачи газа кардинально меняется. Теперь топливо из баллона в коллектор должно поступать не в газообразном состоянии, как раньше, а в жидком. Это противоречит физике метана, который ни при каких давлениях свыше -80 градусов жидким быть не может. Соответственно, установки 5 версии и выше могут работать лишь на пропане.

Особенности метановых установок

Как и любой другой вид горючего, метан имеет свои отличительные черты. Это природный газ, который почти не требует фильтрации. При сгорании он не выделяет почти никаких вредных веществ и считается экологически чистым. Установки с использованием данного газа почти во всем идентичны пропановым, за исключением некоторых деталей:

Есть и особенности относительно того, как авто на метане будет вести себя на дороге. Обычно прослеживается спад мощности мотора и увеличения веса, что, соответственно, скажется на разгоне, маневренности и торможении. Уменьшится и полезное пространство в багажнике, если речь идет не о грузовом автомобиле или минивэне, конечно. Это уже произойдет из-за особенностей баллонов.

Пройдите социологический опрос!

Особенности баллонов

Из-за высокого давления, при котором должен хранится метан, баллоны для него должны быть особенно прочными. От этого они становятся весьма увесистыми и занимают много места. Всего есть три типа баллонов для этого газа. Они отличаются весом, количеством занимаемого места и ценой. Приведем примеры от самого дорогого до бюджетного варианта:

• Металлопластиковый (по краям металл, но по центру идет намотка из композитных материалов, для которой стачивается отверстие в форме конуса).

• Металлический (цельнометаллический баллон с толстыми стенками).

Первые два типа имеют срок службы не больше 15 лет, а последний – не более 20. Композитные и полукомпозитные баллоны могут быть разных размеров и форм, в зависимости от объема. В то время, как металлические для увеличения вмещаемого топлива чаще всего устанавливаются связками в металлическую раму, что еще больше отягощает и без того нелегкую конструкцию. Хотя возможны исключения, которые будут стоить дороже.

Именно из-за веса и габаритов легковой автомобиль на метане встретить можно не так часто, как грузовой. Ведь, чтобы уменьшить вес и объем устанавливаемого оборудования, понадобится потратить немалую сумму, что сулит долговременную окупаемость, несмотря на дешевизну газа. В противном случае вы отказываетесь от багажника.

Как устанавливается ГБО на метане

Перед установкой нужно провести некоторые подготовительные работы. Прежде всего отсоедините аккумулятор. Затем проводится демонтаж впускного коллектора. После чего можно установить газовое метановое оборудование на автомобиль. Для этого:

1. На впускном коллекторе устанавливаются газовые сопла.
2. Сопла соединяются с газовыми шлангами и надежно затягиваются в месте крепления.
3. Коллектор устанавливается обратно, на свое место.
4. К дроссельному клапану, прямо в корпус, устанавливается сопло (подобно тому, как это было с коллектором).
5. Устанавливается и соединяется редуктор с фильтром.
6. На редукторе устанавливается манометр для измерения давления.
7. Если в ГБО есть электрический блок управления – его нужно установить в максимально сухое и защищенное место.

На этом сложности с установкой заканчиваются, так как модифицировать в деталях авто больше ничего не понадобится. Но, чтобы установка ГБО на метане была окончена, понадобится еще сварить металлический каркас для баллонов и разместить его в подходящем месте. Это может быть:

• грузовой отсек;
• багажник;
• пространство между кабиной и кузовом или даже между осями колес под автомобилем.

Стоимость установки

Четко определить расценки на установку невозможно. Следует учесть разную стоимость деталей, поколение ГБО, мощность двигателя, размер и тип баллонов, стоимости обслуживания на СТО и множества других параметров. Но даже при минимальных запросах перевод авто на метан обойдется дороже, чем на пропан. Это обусловлено не только стоимостью оборудования, но и большим количеством необходимых разрешений.

Но окупаемость у данного оборудования все же выше, чем у пропанового. Особенно если оно устанавливается на коммерческие или общественные автомобили, которые больше ездят, чем простаивают.

Немного дороже обойдется установка метана на легковое авто, ведь в нем немного места в багажнике, небольшой клиренс и грузоподъемность. Следовательно, нужно выбирать баллоны из легких композитных материалов, которые дороже и быстрее изнашиваются.

Преимущества ГБО на метане

Есть достаточно много аргументов, чтобы перейти именно на метановые установки. Среди основных:

• Снижение шума работы двигателя.
• Высокая экономия топлива.
• Экологичность.
• Природный газ не требует почти никакой фильтрации.

Недостатки

Несмотря на то что недостатков больше и они существенные, метан для авто популярен, хотя и в узком кругу. Его главными недостатками являются:

• Громоздкость и вес баллонов.
• Небольшой запас хода, учитывая размеры баллонов.
• Стоимость оборудования ввиду потребности компонентов, работающих с большим давлением.
• Заметная потеря динамики и мощности.
• Уменьшение ресурса работы клапанов.

Стоит ли переходить

Как и любой вид специализированного оборудования, ГБО, работающее на метане, имеет свой потребительский круг. В основном это владельцы транспортных компаний, автопарков или автомобилей, которые ездят часто и подолгу, но в пределах одного города (например, такси). В таких случаях установка является необходимостью, так как поможет существенно сэкономить деньги. Но это не значит, что вы не имеете права установить метановое оборудования на свое авто. Просто окупаться оно будет дольше, да и заправку найти сложнее.

Переход на ГБО – пропан или метан. Опыт использования: видео

Практикующий юрист с 10 летним стажем. Специализации: уголовное право, страховое право, административные правонарушения.

Выгодно ли ездить на метане

Считаем экономию в рублях и километрах

Разработанный Минэнерго план предусматривает скидку в 27 тысяч рублей для автомобилистов, которые переведут свои машины на сжатый газ — метан. Это лишь малая часть федеральной программы под названием «Развитие рынка газомоторного топлива». На фоне непрерывно дорожающего бензина метан в самом деле выглядит идеальным топливом. В чем его преимущества и не пора ли записываться в очередь на установку метанового оборудования?

Дикая экономия

Сжатый (компримированный) газ делают из природного, а его основной компонент — метан. Тот самый, что жгут в домах с газовыми плитами. И сразу очевидные его достоинства: продукты сгорания метана относительно безопасны, а его цена значительно ниже, чем у бензина и пропан-бутана (сжиженного газа). Последний, кстати, довольно популярен у автомобилистов.

Газобалонное оборудование (ГБО) для метана с установкой стоит порядка 90 тысяч рублей. Это в 2−3 раза дороже ГБО для пропан-бутана, потому что метан хранят под давлением порядка 200 атмосфер, что требует гораздо более прочных баллонов и влияет на другие элементы системы.

Но метан дешев: средние цены колеблются в диапазоне 15−17 рублей за кубометр. Стоимость бензина — 45 рублей за литр.

По данным испытаний «Авторевю», расход метана для Lada Vesta CNG составляет от 7,8 кубометра на 100 км на трассе до 12 кубометров на 100 км для города. Журнал «За рулем» дает чуть более оптимистичные величины — средний расход порядка 6,2 кубометров на 100 км.

С учетом значительной разницы в цене метан позволяет экономить порядка 2 рублей с каждого километра пробега. Профит? И еще какой: скажем, средний годовой пробег в 20 тысяч километров позволяет сэкономить до 40 тысяч рублей в год.

И даже с учетом высокой стоимости метанового ГБО срок его окупаемости при указанном пробеге составляет порядка двух лет. Но это — если ездить исключительно на метане.

Почему ездить на метане сложно

Заправку метаном обеспечивают не привычные нам АЗС, а так называемые АГНКС — компрессорные станции. С советского периода в России осталось около 500 таких станций и за последние годы их общая численность не увеличилась — сейчас их, по оценкам, лишь 360. В каждом регионе насчитывается в среднем 15−20 АГНКС, и они составляют лишь 2% от общего числа заправок.

Редкость АГНКС осложняет использование метанового автомобиля, тем более, и пробег на полной заправке метаном, как правило, невысок. Например, первая серийная легковушка с ГБО — Lada Vesta CNG — имеет баллон на 90 литров, в который можно заправить примерно на 18−20 кубометров метана (величина указывается при атмосферном давлении). На таком количестве автомобиль проходит 250−300 километров. Расстояние между некоторыми АГНКС больше этой величины, поэтому при использовании метанового ГБО часть пробега все равно будет проходить в бензиновом режиме. А это увеличивает время окупаемости оборудования.

Зато чисто

Метан — легкий углеводород, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. В нем практически отсутствуют вредные примеси и тяжелые углеводороды, которые приводят к образованию нагара и смол в двигателе.

Выхлоп метановых машин также чище, правда, в нем все равно присутствуют окислы азота, которые образуются из-за высокой температуры в камере сгорания и наличия в ней кислорода. Но содержание сажи, несгоревших углеводородов и угарного газа значительно ниже, чем в случае с бензиновыми и дизельными моторами.

Кроме того, метан имеет высокое октановое число (до 110 единиц), поэтому если создавать двигатель для работы в первую очередь на метане, можно поднять степень сжатия.

Перевод транспорта на газомоторное топливо и продвигается под флагом борьбы за экологию. В прошлом году во время прямой линии президент Владимир Путин провел даже параллели между метановыми машинами и электромобилями: по его мнению, для России перспективнее первый путь.

Трудности легализации

Правда, установка на автомобиль ГБО требует регистрации изменений, и в России процедура забюрокрачена до абсурдности. Самое печальное — это даже не дороговизна и муторность. Главное, процедура почти бесполезна, потому что проверки носят формальный характер и не гарантируют безопасность оборудования для владельца (разве что на бумаге). Тем не менее, несколько лет назад началась кампания по отлову автомобилей с нелегальным ГБО.

С июля нас ждет очередное затягивание гаек, и если сейчас общение с аккредитованными лабораториями возможно в удаленном режиме, то новый требует посещения такого центра. А их по России — лишь 15.

В каком-то смысле, политика государства противоречива: с одной стороны, людей стимулируют переходить на ГБО, с другой — создают препоны. Забота о безопасности оборудования, работающего под огромным давлением, понятна, но с учетом формальности процедуры вряд ли вызывает понимание у автовладельцев.

А есть ли готовые решения?

Lada Vesta CNG стала первой легковушкой с серийным ГБО для работы на метане, вторым на очереди идет Largus CNG, производство которого стартовало в феврале.

Заводской вариант не требует отдельной легализации ГБО, кроме того, обе машины сохранили бензобак, а пробег на полной заправке превышает 1000 км.

Но та же Vesta CNG на 170 тысяч рублей дороже аналогично оснащенной бензиновой Vesta, хотя 115 тысяч рублей можно компенсировать по программе EcoGas. Кроме того, в ряде регионов действуют субсидии при покупке метановых машин, например, клиентам предоставляются топливные карты, дающие 50-процентную экономию на первые 1500 кубометров газа.

Одной из проблем метановых машин является объем, который занимает баллон. Багажник Vesta, например, сокращается с 480 до 360 литров. Для фургона Largus тот же 90-литровый баллон сокращает объем еще сильнее — на 315 литров.

Впрочем, развитие сети АНГКС могло бы стимулировать инженерную мысль. Например, в Европе пользуются спросом автомобили, у которых основное топливо — метан, а баллоны размещены под полом, не занимая объема багажника. В России редкость метановых АГНКС делает такое решение невозможным: бензин все равно остается главным видом топлива.

Ждет ли нас метановое будущее

Дешевый, экологичный, чистый — трудно представить лучшее топливо для России, чем природный газ. Тем более мы обладаем колоссальными запасами газа: по некоторым оценкам, до четверти мировых.

Есть и риски, например, необходимость хранить газ под давлением в 200 атмосфер предъявляет высокие требования к состоянию ГБО — сертификация и техосмотр метановых машин не должны быть формальностью.

Но главная проблема на пути к метановому раю, наверное, не в этом. Создание сети АНГКС требует инвестиций с одной стороны и снижает спрос на традиционные нефтепродукты с другой. Для углеводородных королей прямой выгоды от замены бензина на метан нет — экология их интересует лишь на уровне нормативов. Других плюсов торговля газомоторным топливом не сулит до момента, пока нефть не начнет дорожать из-за исчерпания ее мировых запасов (то есть, не ближайшие годы). А значит, единственным движителем «метановой революции» остается политическая воля, которая вроде бы есть, но слишком уж осторожная. Даже смелый план правительства предполагает увеличение парка метановых машин до 274 тысяч единиц за пять лет: ничтожная доля на фоне автопарка емкостью более 50 млн.