Сжиженный метан в грузовиках: нюансы и перспективы коммерческого использования

Большегрузный автотранспорт – один из главных потребителей сжиженного природного газа LNG. Летом 2020 г. компания Volvo Trucks поставила в Россию 14 тягачей Volvo FH LNG. Ранее Iveco отгрузила российским перевозчикам более 150 своих газовых грузовиков, включая Iveco Stralis NP LNG. Не отстает и КАМАЗ – российский производитель продвигает газовый магистральный тягач КАМАЗ-5490 NEO. Это уже тенденция или только временный тренд?

Газификация грузовых транспортных средств, развивается двумя путями: двигатель работает либо исключительно на газе, либо по газодизельному цикл. Оба имеют свои плюсы и минусы, но второй вариант для перевозчиков намного интереснее и выгоднее. Почему?

К идеи внедрения сжиженного газа в двигатели все относятся по-разному. но можно уже уверенно сказать, что это – тенденция. Компания Iveco строит исключительно монотопливные газовые двигатели. Они работают как на сжатом, так и на сжиженном природном газе с искровым зажиганием и степенью сжатия около 11.

„Согласно нашим внутренним расчетам, один газовый тягач в сравнении с дизельным может сэкономить 2342 тыс. руб. (ок. 25 тыс. евро) в течение пяти лет при пробеге 150 000 км.”, – сказал Роберто Каматта, бизнес-директор ООО «Ивеко Руссия». 

Scania пошла по такому же пути: монотопливный двигатель, искровое зажигание, степень сжатия 12,6. Производители, у которых нет собственного моторного производства, устанавливают двигатели компании Cummins. Она поставляет полную линейку газовых моторов с рабочим объемом от 5,9 до 9,1 л. с. искровым зажиганием. Российские производители — КАМАЗ и «Автодизель» движутся в этом же направлении. 

Совершенствование газодизельного цикла

А вот уже Volvo пошла путем совершенствования газодизельного цикла с подачей в цилиндры двигателя запальной дозы дизельного топлива. Еще три года назад Volvo запустила в серию грузовики Volvo FH и FM на сжиженном природном газе.

Система питания таких машин включает криобак, рассчитанный на 115 кг (275 л), 155 кг (375 л) или 205 кг (495 л) сжиженного газа, и бак для дизельного топлива емкостью 170 л. Запас хода грузовика с самым вместительным криобаком составляет около 1000 км.

Основой для битопливного двигателя Volvo стал серийный 6‑цилиндровый рядный дизель D13К рабочим объемом 12,8 л. с. системой впрыска Common Rail. Модернизация коснулась головки блока цилиндров и топливной аппаратуры. Газовая система состоит из криобака, в котором сжиженный природный газ хранится при температуре от –140 до –120 °С и давлении 4–10 бар. Там же определенная часть жидкой фазы переходит в газообразное состояние. 

По отзывам специалистов, технологии, применяемые при хранении газа в криобаке, сохраняют постоянную температуру топлива до –160 °С, обеспечивая отсутствие чувствительности топлива к температуре окружающей среды. Процесс практически непрерывен, количество испаряемого топлива зависит от уровня сжиженного метана, интенсивности потребления газа двигателем, температуры и давления заправляемого метана. При превышении в криобаке давления в 16 бар избыток газа сбрасывается в атмосферу через предохранительный клапан.

Коммерческое использование СПГ в России

Первые 14 грузовиков Volvo FH LNG недавно пополнили автопарк подмосковной компании «ЭйСиРейл». Седельные тягачи с колесной формулой 4х2 оснащены 13‑литровыми двигателями мощностью 460 л. с. экологического класса Евро-6, которые выдают 2300 Нм крутящего момента. Баки сжиженного природного газа рассчитаны на хранение 205 кг топлива.

Очень важен факт, что в Московской области — основном регионе транспортных операций «ЭйСиРейл» — были открыты сразу две газозаправочных станции оператора LNG-инфраструктуры, компании «Новатэк». LNG — Liquid Natural Gas. Обладая запасом хода до 1000 км, тягачи Volvo FH LNG планово заезжают на дозаправку сжиженным природным газом.

Широкому коммерческому использованию СПГ в России пока препятствует более высокая стоимость производства автомобилей, работающих на СПГ, а также необходимость хранения топлива в дорогостоящих криогенных резервуарах. Однако с учетом повышения экологических требований к двигателям доля автомобильного транспорта, работающего на СПГ, будет возрастать. 

Газовые автозаправки Новатэк на карте

Но опять же, недавно кабинет министров РФ увеличил размер субсидий регионам для перевода автотранспорта с традиционного топлива на газ с 25 до 75 млн руб. (более 800 тыс. евро). Вполне вероятно, что к 2024 году объем потребления природного газа в качестве моторного топлива составит 2,7 млрд м3. Предпосылки к этому есть.

По мнению Юрия Панова, кандидата технических наук, метан себя окупает на больших ежедневных пробегах. В этой связи его очень интересная ниша — коммунальная техника. 

“Сегодня в Москве и других городах не спешат покупать газовые КАМАЗы. А ведь ими удобно подметать улицы вблизи АГНКС. Другая тема для метана — доставка легких грузов, возможно, каршеринг. Хотя есть регионы, где природный газ внедряется хорошо. Это, например, Белгород, Воронеж, Новгород Великий, Владимир”, – сказал Юрий Панов. 

Для популяризации использования газа на транспорте сделать надо еще много. 

„Пока не совсем понятен процесс сертификации газобаллонного оборудования. Нужна ли нам сертификация ГБО итальянского, голландского, польского производства, если они уже прошли омологацию в Евросоюзе по 115‑му правилу ЕЭК ООН? Ведь наш Технический регламент Таможенного союза (ТР ТС 018) пишет, что на ГБО действует именно 115‑е правило”, – рассказал Юрий Панов.