Автомобили на АГЗС заправляют двумя основными типами газового топлива⁚ сжатым природным газом (КПГ, метан) и сжиженным нефтяным газом (СПГ, пропан-бутан). Выбор зависит от технических характеристик автомобиля и доступности заправочных станций. Каждый вид газа имеет свои особенности, которые будут рассмотрены далее.
Основные типы автомобильного газа
На автомобильных газозаправочных станциях (АГЗС) в основном используют два типа газового топлива для автомобилей⁚ сжатый природный газ (КПГ) и сжиженный нефтяный газ (СПГ). КПГ, чаще всего представляющий собой метан, хранится в баллонах под высоким давлением, что позволяет достичь значительной плотности энергии. Его преимущества заключаются в экологичности, поскольку при сгорании метана выделяется меньше вредных веществ, чем при использовании бензина или дизельного топлива. Однако, КПГ имеет и свои недостатки⁚ небольшая энергоемкость баллонов ограничивает пробег на одной заправке, а сеть заправочных станций пока развита не так широко, как сеть АЗС для бензина и дизеля. Заправка КПГ также занимает больше времени, чем заправка бензином.
СПГ, представляющий собой смесь пропана и бутана, хранится в баллонах в сжиженном состоянии под относительно небольшим давлением. Это позволяет увеличить объем топлива, вмещаемый в баллоны, по сравнению с КПГ, что, соответственно, увеличивает запас хода автомобиля. СПГ обладает более высокой энергоемкостью на единицу объема, чем КПГ, что делает его привлекательным для автомобилей, требующих большего пробега на одной заправке. Однако, СПГ содержит больше углерода, чем метан, что приводит к несколько более высокому уровню выбросов углекислого газа при сгорании. Кроме того, СПГ, как правило, дороже КПГ. Выбор между КПГ и СПГ зависит от индивидуальных потребностей водителя, доступности заправочных станций и технических характеристик его автомобиля.
Необходимо отметить, что существуют и другие, менее распространенные типы газового топлива, используемые в автомобилях, но они пока не получили широкого распространения на АГЗС.
Свойства метана (сжатого природного газа ⎼ КПГ)
Метан, основной компонент сжатого природного газа (КПГ), является бесцветным, безвкусным и нетоксичным газом. Его химическая формула – CH₄. В качестве автомобильного топлива метан используется в сжатом виде, хранящемся в специальных баллонах, выдерживающих высокое давление. Это обусловлено сравнительно низкой плотностью энергии метана в газообразном состоянии при нормальных условиях. Для достижения приемлемого запаса хода автомобиля необходимо сжать метан до давления в несколько сотен атмосфер.
Одно из главных преимуществ метана как топлива – его экологичность. При сгорании метана образуется значительно меньше вредных выбросов, таких как оксиды азота (NOx) и твердые частицы, по сравнению с бензином или дизельным топливом. Это делает КПГ привлекательным вариантом для снижения негативного воздействия транспорта на окружающую среду. Однако, метан является парниковым газом, хотя его потенциал глобального потепления значительно ниже, чем у углекислого газа.
С точки зрения энергетических характеристик, КПГ имеет более низкую теплотворную способность на единицу объема по сравнению со СПГ (сжиженным нефтяным газом). Это означает, что для достижения того же пробега, что и на бензине или СПГ, потребуется больший объем баллонов с КПГ. Это приводит к увеличению массы автомобиля и потенциальному снижению его управляемости. Температура воспламенения метана относительно высока, что требует применения специальных систем зажигания в двигателях, работающих на КПГ.
Хранение и транспортировка КПГ требуют соблюдения строгих мер безопасности из-за высокого давления в баллонах. Поэтому баллоны для КПГ проходят тщательную проверку и сертификацию, а их установка в автомобиле производится квалифицированными специалистами. Несмотря на некоторые недостатки, КПГ остается перспективным и экологически чистым видом топлива для автомобилей.
Свойства пропана-бутана (сжиженного нефтяного газа ⎻ СПГ)
Сжиженный нефтяной газ (СПГ), используемый в качестве автомобильного топлива, представляет собой смесь пропана (C₃H₈) и бутана (C₄H₁₀). В отличие от метана, пропан и бутан при нормальных условиях являются газами, но легко сжижаются под давлением, что позволяет хранить значительно большее количество топлива в меньшем объеме по сравнению с КПГ. Это ключевое преимущество СПГ, обеспечивающее больший запас хода на одном заполнении топливного бака.
Пропан и бутан являются углеводородами, и при их сгорании образуются углекислый газ и вода. Однако, в процессе сгорания могут образовываться и другие продукты, такие как оксиды азота и другие выбросы, хотя их количество значительно меньше, чем у бензина. В сравнении с метаном, СПГ имеет более высокую теплотворную способность на единицу объема, что делает его более эффективным топливом с точки зрения энергетической плотности. Это означает, что для достижения аналогичного пробега требуется меньший объем топливного бака.
СПГ имеет более низкую температуру воспламенения, чем метан, что упрощает процесс запуска двигателя. Кроме того, СПГ обладает лучшей холодостойкостью, что особенно важно в условиях низких температур. Однако, СПГ имеет более высокую стоимость по сравнению с КПГ, что является одним из его недостатков. Также, пропан-бутан имеет более интенсивный запах, добавляемый в него в качестве меры безопасности для обнаружения утечек.
Хранение СПГ осуществляется в баллонах, рассчитанных на выдерживание определенного давления. Хотя давление в баллонах СПГ ниже, чем в баллонах КПГ, необходимо соблюдать меры предосторожности при обращении с ним из-за его горючести. Система заправки СПГ отличается от системы заправки КПГ, что требует использования специализированных заправочных станций. Несмотря на некоторые недостатки, СПГ является распространенным и эффективным автомобильным топливом, обеспечивающим хороший баланс между экономическими и экологическими показателями.