16 января 2021 06:24

16 января 2021 06:24

Топливо от природы

Широкое применение газотурбинной тяги на железнодорожном транспорте может дать всесторонний эффект

Сергей Танкеев,

первый заместитель начальника

службы технической политики СвЖД


Из всех альтернативных видов топлива природный газ считается самым подходящим для замещения наиболее потребляемого сейчас дизтоплива. По крайней мере, в теории. Газ дешевле, экологичнее, предпочтительнее по целому ряду энергетических и физических характеристик. Интересны варианты использования этого ресурса на железнодорожном транспорте.


– Поиски нетрадиционных источников топлива будут идти до тех пор, пока в мире существует энергодефицит как таковой. И сжиженный природный газ – один из тех видов топлива, который может решить эту проблему, а во многих случаях – уже решает. Европа и особенно Азия сегодня достаточно широко его используют, поскольку испытывают недостаток энергоресурсов. Котельные, предприятия и производства там регулярно получают жидкий природный газ.

В России такие поставки ещё малы, у нас лишь три точки по сжижению природного газа. Крупнейший комплекс находится во Владивостоке, и там, в принципе, производство коммерчески себя оправдывает. На Санкт-Петербург и Екатеринбург приходятся небольшие объемы. В Питере специализируются на поставках газа в Польшу, наш город развивает собственную программу. В Свердловской области на жидком природном газе действуют две котельные.

– Сергей Владимирович, газ как топливо пока ещё не получил широкого применения в железнодорожной отрасли. С чем это может быть связано?

– Причин много и, в первую очередь, технических. Газ должен храниться при температурах от – 150 до – 180 градусов. Это продукт глубокой заморозки. И, чтобы использовать его как газомоторное топливо, нужны ёмкости, которые, по сути, представляют собой сосуд Дьюара или, говоря по-простому, термос. Но изготовить стационарный термос – это одно, и совсем другое – термос для транспортных средств, передвижной. Он получается достаточно громоздким.

Довольно сложный, трудоёмкий процесс – это производство топливной системы.
Трубопроводов с высоким уровнем теплоизоляции, регазификатора – устройства, которое преобразует сжиженный природный газ в газообразное состояние, нагревает его до положительных температур. Криогенные насосы наша промышленность не выпускает. Как не выпускает серийно и дизельные двигатели большой мощности, которые работают на газомоторном топливе.

По физическим свойствам природный газ отличается от дизтоплива. К примеру, газ при сжатии в цилиндре двигателя не возгорается. Здесь есть два решения. Первое – можно применять дизельные двигатели с воспламенением газовоздушной смеси от запальной порции дизельного топлива, но величина замещения дизтоплива природным газом при этом не превысит 60 процентов, а это снизит эффективность. И второе – использовать чисто газовое топливо.

Один из немногих отечественных двигателей, который надёжен в чисто газовом цикле, выпустил КамАЗ. Появляется и созданная на его базе техника, работающая на природном газе. Её образцы можно было увидеть на выставке «Иннопром» в Екатеринбурге. И в основном это машины, оборудованные для коммунальных нужд. Работают они в густонаселённых городах, а природный газ, что важно, экологически чистый вид топлива по сравнению с дизельным.

–  А какая сторона вопроса наиболее интересна, важна РЖД? Экология? Ресурсосбережение? Энергоёмкость процесса перевозок? Что-то другое? 

– У компании интерес, прежде всего, коммерческий. Стоимость жидкого газа – 14 руб. за один килограмм, дизельного топлива – в районе 30 руб. При этом тепловой эквивалент жидкого газа выше. Получаем, что при равных объёмах топлива цена газа в два раза ниже. Немаловажны и сопутствующие факторы. Газотурбовоз может вести 15 тыс. тонн, а это и повышает средний вес поезда, и увеличивает пропускные способности на лимитирующих участках дороги.

– Если газ и газовые турбины найдут широкое применение в различных отраслях, то дизельное топливо и дизельные агрегаты уйдут в прошлое?

– Такой вывод просто некорректен. Дизельные двигатели предназначены для конкретных целей. Без них не представить грузовой, легковой автотранспорт, морской и речной. Здесь они ещё долго будут применяться. Другой вопрос – с каким видом топлива? Но расширение производства сжиженного природного газа как газомоторного топлива  – не предвестник завершения дизельной эры.

У газовой турбины свой диапазон применения. В настоящее время нет турбин малой мощности, которые могут использоваться в качестве двигателя того же автомобиля, тем более легкового. Есть какие-то элементы турбинной техники, системы турбонаддува, их устанавливают для повышения мощности и КПД двигателей внутреннего сгорания. Но полноценные турбомоторные двигатели для автотранспорта – из области не ближайшего будущего.

А вот применение турбин в своей нише, где нужны большие мощности, – это направление развивается ещё с середины прошлого века. С переменным успехом, но всё-таки развивается. До настоящего времени их использование давало положительный результат, но нестабильный, и только при специально созданных условиях. Будем надеяться, уровень современной науки и техники всё же позволит получить результат – положительный и притом устойчивый.

Прямая речь

Валентин Гапанович,

старший вице-президент –

главный инженер ОАО «РЖД»:

– Посмотрите, что сегодня происходит на отечественном рынке газа и нефти. Строятся заводы по производству сжиженного природного газа. Вот то самое направление, которое активно развивается сейчас, а ещё через пятнадцать лет элементарный переход на водород позволит добиться принципиально новых показателей работы, в том числе, тягового подвижного состава. Мы впервые в истории железнодорожного транспорта в качестве топлива берём сжиженный природный газ. Это проект действительно прорывной, мы ориентируемся на альтернативные источники энергии. Газотурбовозы вообще занимают свою, отдельную нишу в линейке современных локомотивов. Они предназначены, в первую очередь, для эксплуатации в районах тюменского севера, на участках Свердловской дороги и полигонах Байкало-Амурской магистрали. Именно на Свердловскую железную дорогу и принято решение направить газотурбовоз.


Ричард Мюллер,

профессор физики:

– Вместе с дочерью мы пытаемся разобраться, как бороться с глобальным потеплением в будущем. И мы уверены, что первой мерой должен быть переход с угля на природный газ – вот на какую задачу, выполнимую, кстати, нужно сделать особый упор. Для многих это звучит неожиданно. Некоторые мои друзья-экологи возмущаются и говорят: природный газ даже хуже угля. Но здесь, как и в теме глобального потепления, нужно всего лишь обратиться к научным фактам. При выработке того же количества энергии природный газ даёт в три раза меньшие выбросы углерода, чем уголь. Львиная доля опасных выбросов, например, приходится на китайскую угольную энергетику. Так что перевод этого государства с угля на природный газ – одна из важнейших задач сегодня. А для России и других стран, у которых есть большие запасы природного газа, это хорошая новость!


Евгений Невольниченко
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
        1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31