Метка «природный»

31 января

Сжиженный природный газ (LNG)

Сжиженный природный газ (СПГ) (англ. Liquefied Natural Gas) – это природный газ, охлажденный до температуры сжижения. СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, которая не токсична и не вызывает коррозии. Кроме того, это не самовозгорающийся газ, что выгодно отличает его в плане безопасности. В жидком состоянии газ занимает гораздо меньший объем. Одинаковое количество СПГ и природного газа отличаются по объему в 600 раз. Чтобы наглядно представить себе это различие, сравните надувной пляжный мяч и шарик для пинг-понга.

Энергетический рынок огромен и добыча природного газа увеличивается с каждым годом. Поэтому роль СПГ, наряду со сжатым природным газом, газоконденсатными жидкостями (NGL) и GTL (газ в жидкость) в обозримом будущем будет возрастать.

Получение и хранение сжиженного природного газа

Сжижение природного газа – не новая технология, ей уже более ста лет. Она была запатентована в США в 1914 году, а через три года был построен первый завод. С тех пор производство СПГ прочно вошло в нефтегазовый сектор, однако повышенный интерес к нему стал проявляться только в последние годы в связи с ростом экологических требований к источникам энергии.

СПГ производят путем охлаждения природного газа, состоящего в основном из метана, до точки сжижения -162° по Цельсию. В процессе сжижения от газа отделяются и отфильтровываются кислород, сера, азот, двуокись углерода и вода. Поэтому полученный продукт отличается высокой чистотой. После сжижения газ транспортируется в жидком состоянии и в пункте назначения может быть опять восстановлен в газообразную фазу на специальных СПГ терминалах (регазификация).

В настоящее время существует несколько промышленных технологий сжижения природного газа, в основе которых лежит один из двух способов: каскадный процесс или процесс Линде (разновидностью его является процесс Клода).

В каскадном процессе газ, сжижающийся при более высокой температуре, используется в жидком виде для охлаждения и сжижения второго газа, находящегося под избыточным давлением, температура сжижения которого ниже. Второй сжиженный газ, в свою очередь, используется в третьем каскаде для охлаждения и сжижения еще более трудно конденсируемого газа и т.д. Для сжижения природного газа достаточны три цикла с использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана.

Процесс Линде основан на эффекте Джоуля-Томсона. Предварительно охлажденный и находящийся под давлением газ пропускается через теплоизолированный трубопровод, в котором имеется сужение (дроссель) или пористая перегородка. За дросселем газ расширяется, в результате чего происходит его дальнейшее охлаждение. После нескольких таких циклов газ достигает температуры сжижения.

Хранится сжиженный природный газ при давлении от 3 до 10 бар в емкостях с вакуумной изоляцией. Температура хранения варьируется в зависимости от состава газа и давления. При атмосферном давлении температура СПГ не должна превышать -162° C.

Сжиженный природный газ как автомобильное топливо

Одним из главных преимуществ СПГ является снижение выбросов СО2 и других парниковых газов (до 30% по сравнению с бензином и дизтопливом). Это делает его весьма востребованным в контексте общей тенденции к более экологичным энергетическим решениям. Применение СПГ также позволяет укладываться в строгие современные нормы выбросов, чего не удается достичь с другими видами топлив.

Сжиженный природный газ (как и сжатый газ) существенно снижает коррозию и износ частей двигателя по сравнению с бензином. Это связано с тем, что газ не смывает масляную пленку со стенок цилиндра при холодном пуске. Дизельные моторы, работающие на природном газе, зачастую проходят свыше 800 000 км без капремонта.

Молекула метана обладает высокой стойкостью, поэтому октановое число природного газа составляет от 105 до 120 единиц, что является причиной его высокой антидетонационной стойкости. Выбросы двигателей, работающих на газе, чище, с меньшим содержанием углерода и твердых частиц (сажи).Объемная плотность энергии СПГ примерно в 2,4 раза выше, чем у сжатого природного газа. Плотность энергии сжиженного природного газа сравнима с пропаном и этанолом, но составляет лишь 60% плотности энергии дизтоплива, и 70% бензина.

Широкому коммерческому использованию СПГ препятствует более высокая стоимость производства и необходимость хранения в дорогостоящих криогенных резервуарах. Однако с учетом истощения запасов нефти, повышения экологических требований, газификация автомобильного транспорта, особенно тяжелых грузовиков и автобусов будет возрастать.

13 декабря

Природный газ – топливо ближайшего будущего

Эксперты говорят, что количество автомобилей, использующих в качестве топлива природный газ, к 2020 году достигнет 34,9 миллиона. Этот рост будет обусловлен низкой стоимостью природного газа на фоне постоянного роста цен на бензин и дизтопливо.

Стоимость природного газа составляет в среднем 41% от стоимости бензина. Однако газобаллонное оборудование для сжатого природного газа (СПГ) добавляет от 10 до 40% к стоимости автомобиля. Оборудование же для сжиженного природного газа добавляет от 60 до 80% к цене из-за более дорогих баллонов для хранения газа. Поэтому окупаемость ГБО составляет в настоящее время от 2,5 до 6 лет (в зависимости от автомобиля).

Другими факторами в пользу использования природного газа являются: тенденция к снижению стоимости автомобилей; уменьшение запасов нефти; ужесточение норм вредных выбросов; стремление развитых стран уменьшить зависимость от поставок нефти. Почти 95% легких коммерческих автомобилей сегодня работают на СПГ. Увеличивается количество грузовиков и автобусов, использующих этот вид топлива. Ожидается, что к 2020 году 9% парка будет работать на газе.

Азиатско-Тихоокеанский регион лидирует по продажам автомобилей на СПГ (1,2 миллионов экземпляров, как ожидается, будет продано в 2013 году). Среди стран лидируют Китай и Пакистан, их быстро догоняют Таиланд и Индия. Основными причинами являются доступность таких автомобилей и государственная поддержка.

Североамериканский рынок – самый быстрорастущий (17% за год). Продажи легковых автомобилей растут несколько медленнее (14%) из-за недостаточного предложения и не развитости заправочной инфраструктуры. Количество же грузовиков (22%) и автобусов (19%) на СПГ растет гораздо быстрее.

В Европе самыми крупными рынками являются Италия и Украина, однако темпы их роста самые низкие (3% и 4% соответственно) из-за насыщенности. Самым динамично развивающимся является рынок Германии (30% в год) и эксперты предсказывают увеличение продаж автомобилей на СПГ с 7331 штук в 2013 году до 46275 в 2020, во многом благодаря развитию заправочной инфраструктуры (ожидается свыше 1000 АГНКС к 2018 году).

Что касается развития рынка грузовиков, работающих на сжиженном природном газе (LNG), самым крупным является, опять же, Азиатско-Тихоокеанский регион. По прогнозам, ежегодный рост составит 25%, достигнув 11245 экземпляров. На втором месте – США, где, как ожидается, к 2020 году число грузовиков на LNG достигнет 4128 штук.

В январе 2013 года Европейская комиссия представила план развития альтернативных видов топлива с целью уменьшения зависимости от поставок нефти и снижения вредных выбросов. В нем утверждается, что ведущим альтернативным топливом в Европе в ближайшие годы будет природный газ. В настоящее время около одного миллиона автомобилей на континенте использует этот вид топливо, что составляет около 0,5% парка. План предусматривает увеличение этого количества в десять раз к 2020 году. В настоящее время развитие рынка транспортных средств, использующих природный газ, сдерживается их сравнительно высокой стоимостью, низким спросом и отсутствием заправочных станций. Получается порочный круг. Сеть АГНКС не создается из-за малого количества автомобилей. Транспортные средства не продаются по конкурентоспособным ценам, потому что нет достаточного спроса. Потребители не покупают автомобили, потому что они дороги и нет достаточного количества заправок. Поэтому комиссия предлагает пакет обязательств индивидуально для каждой страны, входящей в Евросоюз по развитию заправочной инфраструктуры для экологически чистых видов топлива. Так, согласно этому плану, к 2020 году в Европе должна быть, как минимум, одна заправка для сжатого природного газа на каждые 150 километров.

Видимо, совсем не случайно титул "Зеленый двигатель года" в 2013 году был присужден двухцилиндровому мотору Fiat TwinAir Turbo, который в качестве топлива использует метан. Моторчик объемом всего лишь 0,9 литра развивает 80 л.с. и 140 Нм крутящего момента, расходуя 3,1 кг метана на 100 км и выбрасывая при этом 86 грамм СО2 на каждый километр.