До настоящего времени в автомобильной отрасли широко применяется сжиженный газ пропан-бутан. Недостатком сжиженного газа является большое содержание оксида углерода в выхлопных газах автомобилей. Его применение в автомобилях ухудшает экологию городов.
Распоряжением Правительства РФ № 767-р «О регулировании отношений в сфере использования газового моторного топлива», органам исполнительной власти поручено разработать мероприятия по увеличению к 2020 году доли общественного транспорта в городах, работающего на газомоторном топливе, до 50%. Развитие рынка газомоторного топлива в России вновь становится программой государственного значения. Процесс перевода транспорта на метан стартовал во многих регионах России. В 2013-2015 гг. соглашения о сотрудничестве с Газпромом подписаны с 26 субъектами РФ, в том числе и Волгоградская область.
Важным этапом развития рынка КПГ в России является расширение его использования в сегментах общественного, коммерческого и личного автотранспорта. В условиях роста стоимости бензина и дизельного топлива, ухудшения экологической ситуации, особенно в крупных городах, такая мера является эффективной в экономическом и экологическом направлении.
Расширение использования природного газа в качестве моторного топлива — одно из стратегических направлений деятельности ОАО «Газпром». С этой целью создана специализированная компания ООО «Газпром газомоторное топливо», которая определена единым оператором по развитию рынка газомоторного топлива в Российской Федерации.
Эффективность использования метана в качестве моторного топлива заключается в следующем:
Экономичность — немаловажный фактор при принятии решения об установке метанового ГБО. При одинаковом расходе на 100 км пути, бензина и метана, стоимость последнего в 2-3 раза ниже стоимости бензина или дизельного топлива. Чем интенсивнее эксплуатируется автомобиль — тем выше экономический эффект.
Безопасность — метан — наиболее безопасный вид топлива (по сравнению с бензином или пропан — бутаном), метан легче воздуха и при утечке быстро улетучивается, не образуя взрывоопасной смеси. Кроме того, нижний предел воспламенения смеси метана с воздухом — 5%, в отличие сжиженного газа, где он составляет примерно 2%.
Экологичность — при использовании метана полностью отсутствуют выбросы токсичных соединений свинца и ароматических соединений, в разы сокращаются выбросы СО, СН, окислов азота, в три раза снижается дымность выхлопных газов. Автомобили с установленным метановым ГБО при прохождении техосмотра освобождены от прохождения экологического контроля.
Единственным недостатком применения сжатого газа является увеличение трудоемкости технического обслуживания и ремонта двигателя и дополнительное обучение персонала, но за счёт низкой цены газа, затраты окупаются за 2 -3 года.
Обеспечение безопасности автобусов при установке ГБО достигается за счёт особенностей установки. Установка газовых баллонов с метаном возможна в двух вариантах.
Первый вариант. На автобусах средней и большой вместимости баллоны для хранения компримированного природного газа (КПГ) устанавливаются в нишах, которые образованы на крыше и утоплены частично в салон автобуса, полость ниш герметизирована от салона (рис. 1, 2). В зоне размещения ложементов для баллонов выполнены шпангоуты для передачи нагрузки на раму шасси через стойки в стенках кузова и вертикальные стойки поручней, соединенных через пол салона с силовой рамой автобуса.
На кожухах выполнены лючки для доступа снаружи и из салона к газовой арматуре, размещенной на баллонах. Существуют варианты продольного и поперечного крепления баллонов в зависимости от типа и размера автобусов. Технический результат заключается в достижении эффективных характеристик массовых, центровочных, аэродинамических, экономических, эксплуатационных, увеличения ресурса и повышения безопасности при эксплуатации автобуса с газобаллонной установкой на КПГ. Такая установка может применяться в автобусах различных классов, в том числе для сочлененных, а также для специального транспорта.
Второй вариант. Баллоны для хранения компримированного природного газа (КПГ) устанавливаются под полом автобуса (рис. 3, 4).
Основные места установки баллонов на автобусах: на раме, в грузовом отсеке (вдоль внутренних стенок или вдоль поперечной перегородки), под днищем. Объем баллона и место его установки зависит от модели и модификации автобуса. На автобусах устанавливаются в основном цилиндрические баллоны. Объем может быть разный: 80, 87 (спарка), 90, 100, 130, 175 и 200 литров.
Поэтому актуальным является перевод всего общественного транспорта в городе Волжском на моторное топливо КПГ метан. По данным ГИБДД г. Волжского в городе зарегистрировано 84 тыс. автомобилей, из них 533 маршрутное городское такси, 339 маршрутное пригородное такси, 90 автобусов МУП ВАК 1732. Стратегия города — это перевод прежде всего, автобусов и коммунально-дорожных, строительных транспортных средств, специальной техники на КПГ метан. Сеть АГНКС, где есть возможность заправлять автобусы и автомобили, расположена только в районе ТЭЦ-2.
Среднесуточная заправка автотранспорта на данной заправочной станции составляет 550-600 автомобилей. Запас хода на установленных газовых баллонах составляет до 400 км, и общественному транспорту, работающему с 6 утра до 22 часов необходима заправка газовых баллонов 1 раз в сутки. Поэтому мощности одной АГЗС на существующий общественный транспорт города Волжского не хватит.
По проекту федеральной программы МУП ВАК № 1732 передано в августе 2015 году 18 автобусов на моторном топливе метан. ГАЗПРОМ планирует строительство новых АГЗС, это является стратегической программой города.
Планируется, что в городе соотношение транспорта, работающего на КПГ, относительно транспорта, работающего на традиционных видах топлива, к 2020 году будет следующим: — общественный транспорт и коммунальная техника — 50%; — грузовой транспорт для внутригородских перевозок и легкий коммерческий транспорт — 30%; — личный транспорт — 10%; — сельскохозяйственная техника — 20%. При переводе данной техники на КПГ необходимо расширить сеть АГНКС до трёх заправочных станций.
На основании [1, 2, 3] на регулярных маршрутах должен работать экологически чистый транспорт; автобусы должны обеспечивать перевозку пассажиров-инвалидов и пассажиров с колясками [4]. Этим условия соответствуют автобусы большого класса с низким полом, оборудованные аппарелями.
Обследование пассажиропотоков показало, что на маршруте №1 должен быть автобус средней вместимости от 50 до 60 человек.
На маршруте № 1 автобус возможно использование автобусов отечественного и импортного производства на моторном топливе метан: «Волжанин — 4298G8-0000010» с пассажировместимостью 56 пассажиров, ПАЗ 320412-10 с пассажировместимостью 57 пассажиров, Yutong ZK6852HG с пассажировместимостью до 60 пассажиров, Bravis КПГ общей вместимостью 50 пассажиров.
С целью поддержки ОАО «Волгабас» предлагается использовать на маршруте №1 автобусы «Волжанин — 4298G8-0000010» в количестве 18 единиц. Производственные площади МУП ВАК №1732 позволяют организовать техническое обслуживание и ремонт автобусов с ГБО.
Экономическая эффективность использования автобусов Волжанин 4298G8-0000010» достаточно высокая. Затраты на внедрение проекта составят 12959261,3 на 1 автобус, рентабельность проекта составляет 27,9%, срок окупаемости — 3,67 лет. В рамках Федеральной программы планируется помощь предприятиям, эксплуатирующим автобусы на моторном топливе метан, поэтому затраты предприятия уменьшатся и в результате предприятия дополнительные средства направят на развитие производственной базы.