Remontnouta.ru

ПК Ремонт техники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как газ доставляется потребителям

Как газ доставляется потребителям

Для доставки газа конечным потребителям недостаточно только магистральных газопроводов . Для того чтобы газ загорелся голубым пламенем на газовой плите, он должен из магистрального газопровода поступить в распределительный, а затем пройти по внутридомовым газопроводам.

Газораспределение

Если магистральные газопроводы — это артерии газотранспортной системы , то распределительные и внутридомовые газопроводы — ее капилляры.

Этапы снижения давления газа

ГРС и ГРП не только снижают, но и поддерживают требуемый уровень давления газа на выходе. Кроме того, на ГРС происходит очистка и осушка газа, проводится его одоризация (придание газу характерного запаха).

В зависимости от категории потребителя различают распределительные газопроводы низкого давления — для газоснабжения жилых домов; среднего и высокого (I и II категории) давления — для подачи газа на промышленные предприятия.

ПредприятияЖилые дома
Класс давления
в газопроводе
Высокое
I категории
II категорииСреднееНизкое
Рабочее давление1,61,20,60,30,003 МПа
Вид транспортируемого газаСУГПриродный газ и сжиженный углеводородный газ (СУГ)

Внутренние газопроводы

Для того чтобы подвести газ непосредственно к газовой плите, используют внутренние газопроводы — это газопроводы, проложенные от наружной конструкции здания до места подключения расположенного внутри зданий газоиспользующего оборудования.

Строительные нормы и правила

Все требования, предъявляемые к системе газоснабжения, строго регламентированы. Они прописаны в Строительных нормах и правилах (так называемых СНиПах).

В частности, в СНиПе «Газораспределительные системы» прописано, что для подземных газопроводов следует применять полиэтиленовые и стальные трубы. Для наземных и надземных газопроводов — стальные трубы, а для внутренних газопроводов низкого давления разрешается применять стальные и медные трубы.

Телефон газовой аварийной службы — 04

Внутридомовое газовое оборудование

Цепочка поставки газа от месторождения до населения не заканчивается поступлением газа во внутренние газопроводы. Важным звеном в этой цепи является и внутридомовое газовое оборудование (ВДГО).

ВДГО — это все газоиспользующее оборудование, которое находится в жилом доме. Это газовые плиты, варочные панели, духовки, водонагреватели, отопительные котлы, приборы учета газа и газопроводы многоквартирного или жилого дома.

Каждый из нас может приобрести для своего дома любое газовое оборудование, главное, чтобы оно отвечало техническим требованиям. Уcтанавливать и подключать оборудование может только представитель специализированной организации, которая имеет допуск к работе с этим оборудованием. Обслуживать ВДГО должна газораспределительная организация (ГРО), которая имеет в своем составе аварийно-диспетчерскую службу (либо заключившая договор об оказании услуг аварийно-диспетчерской службы).

Проверка газового оборудования обязательно проводится один раз в год. Газовики предупредят о ней минимум за неделю. Лучше дождаться их прихода, иначе у поставщиков может появиться повод прекратить поставки газа. Специалисты «горгаза» и региональной газовой компании также проверят показания счетчика и целостность пломбы на нем.

Платить за газ необходимо раз в месяц не позднее 10 числа месяца, следующего за месяцем поставки. Если задержать оплату на три месяца, газ могут отключить. Также основанием для прекращения поставок может служить неисправность оборудования или отсутствие соответствующего сертификата на него.

Все новые частные потребители платят за газ по счетчикам. Есть и другая форма определения оплаты — по нормам потребления: в зависимости от числа проживающих, типа используемого оборудования, площади отапливаемых помещений. Цены на услуги слесарей «горгазов» регулируются прейскурантами, которые утверждаются органами власти субъектов Российской Федерации.

В составе Группы «Газпром» производством ВДГО занимаются холдинг «Газмаш», объединяющий шесть производственных предприятий в России (бренды «Дарина», «Лада», Neva, Terra, Flama) и ОАО «Брестгазаппарат» (торговая марка Gefest).

Метан , в отличие от пропан-бутановой смеси, можно сжижать только при низких температурах, порядка –162 градусов по Цельсию.

Автономная газификация

«Газпром» ежегодно инвестирует несколько десятков миллиардов рублей в газификацию российских регионов. Но не всегда населенный пункт экономически эффективно газифицировать за счет трубопроводного газа. В отдаленных, малонаселенных районах иногда целесообразней проводить автономную газификацию.

Для автономной газификации можно использовать сжиженный природный газ (СПГ) или сжиженный углеводородный газ (СУГ).

Исторически первым распространение получил СУГ (пропан-бутановая смесь). Его преимущество заключается в том, что он легко сжижается при обычной температуре и давлении всего в 10–15 атмосфер. При этом для его перевозки достаточно стального баллона с толщиной стенок 4–5 мм.

При газификации с использованием СУГ топливо доставляют на автомобильных газовозах и помещают в специальные резервуары — газгольдеры (от англ. gas-holder). Их вместимость может различаться в зависимости от того, на какой объем и число помещений (как жилых, так и промышленных) они рассчитаны. Резервуары могут быть подземными и надземными.

Зачем сжижают природный газ?

Из недр земли голубое топливо добывается в виде смеси из метана, этана, пропана, бутана, гелия, азота, сероводорода и других газов, а также различных их производных.

Часть из них применяется в химической промышленности, а часть сжигается в котлах или турбинах для генерации тепловой и электрической энергии. Плюс некоторый объем добытого используется в качестве газомоторного горючего.

Танкер для перевозки СПГ

Основная причина сжижения природного газа – упрощение его перевозки на дальние расстояния. Если потребитель и скважина добычи газового топлива находятся на суше недалеко друг от друга, то проще и выгодней проложить между ними трубу. Но в ряде случаев магистраль строить выходит слишком дорого и проблематично из-за географических нюансов. Поэтому и прибегают к различным технологиям получения СПГ либо СУГ в жидком виде.

Экономика и безопасность перевозок

После того как газ сжижен, он уже в виде жидкости закачивается в специальные емкости для перевозки морским, речным, автомобильным и/или железнодорожным транспортом. При этом технологически сжижение является достаточно затратным с энергетической точки зрения процессом.

На разных заводах на это уходит до 25% от исходного объема топлива. То есть для выработки нужной по технологии энергии приходиться сжигать до 1 тонны СПГ на каждые его три тонны в готовом виде. Но природный газ сейчас сильно востребован, все окупается.

Читайте так же:
Можно ли ездить на разварках

Сжиженное и газообразное состояние

Пока природный газ находится в состоянии жидкости, он не горюч и взрывобезопасен. Только после испарения в ходе регазификации, полученная газовая смесь оказывается пригодна для сжигания в котлах и варочных плитах. Поэтому, если СПГ или СУГ используются как углеводородное топливо, то их обязательно приходится регазифицировать.

Использование в различных сферах

Чаще всего термины «сжиженный газ» и «сжижение газа» упоминаются в контексте перевозки углеводородного энергоносителя. То есть сначала происходит добыча голубого топлива, а потом его преобразование в СУГ или СПГ. Дальше полученную жидкость перевозят и после вновь возвращают в газообразное состояние для того или иного применения.

Емкости для СУГ (пропан-бутана)

СУГ из пропан-бутана в основном используют в качестве:

  • газомоторного топлива;
  • горючего для закачки в газгольдеры автономных систем отопления;
  • жидкостей для заправки зажигалок и газовых баллонов емкостью от 200 мл до 50 л.

СПГ обычно производят исключительно для перевозки на дальние расстояния. Если для хранения СУГ достаточно емкости, способной выдержать давление в несколько атмосфер, то для сжиженного метана требуются специальные криогенные резервуары.

Оборудование для хранения СПГ отличается высокой технологичностью и занимает много места. Использовать такое топливо в легковых автомобилях не выгодно из-за дороговизны баллонов. Грузовики на СПГ в виде единичных экспериментальных моделей уже по дорогам ездят, но в сегменте легковушек это «жидкое» горючее вряд ли в ближайшем будущем найдет себе широкое применение.

Сжиженный метан как топливо сейчас все чаще используется при эксплуатации:

  • железнодорожных тепловозов;
  • морских судов;
  • речного транспорта.

Помимо использования в качестве энергоносителя LPG и LNG также применяются непосредственно в жидком виде на газо-нефтехимических заводах. Из них делают различные пластмассы и иные материалы на углеводородной основе.

Потребительские свойства [ править | править код ]

Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняется и не взрывается. На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро смешивается с воздухом. При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени. Для воспламенения необходимо иметь концентрацию газа в воздухе от 4,4 до 17 % (объемных) [ источник не указан 1009 дней ] . Если концентрация менее 4,4 %, то газа будет недостаточно для начала возгорания, а если более 17 %, то в смеси будет слишком мало кислорода. Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

Заправка машины бытовым газом – не такое уж безумие: считаем бизнес-план

Наличие в доме газа, который еще и частенько оплачивается по фиксированному тарифу без счетчика, не дает покоя многим автовладельцам, которых не устраивают существующие и постоянно растущие цены на бензин… Можно ли стать «сам-себе-заправщиком» с точки зрения техники, законов и финансов?

Как это устроено

Автомобилистам доступны два типа газового питания, на которые (либо на один, либо на другой – строго!) можно без труда перевести любой бензиновый (а также и дизельный, но это нераспространено) двигатель внутреннего сгорания. А именно – пропан и метан. Что нужно знать про эти газы?

– Пропан используется для заправки автомобилей в сжиженном виде, находится в баллоне под небольшим давлением. Переоборудование автомобиля на пропан стоит вполне терпимых денег, а пропановых заправок достаточно много по всей стране. Измеряется и продается в литрах, хотя иногда пересчитывается и в килограммы.

– Метан используется для заправки автомобилей в сжатом виде, находится в баллоне под чрезвычайно высоким давлением. Метановое газовое оборудование для переоборудования двигателя стоит существенно дороже пропанового. Заправок крайне мало даже в столицах. Измеряется и продается в кубометрах.​

Так вот, из трубы в обычной городской квартире идет именно газообразный метан под минимальным давлением, а не пропан, как многие думают. Бытового оборудования для сжижения газообразного пропана в природе не существует, да и взять газообразный пропан для сжижения обывателю неоткуда. А вот газообразный метан вполне доступен каждому, у кого дома есть газовая плита и труба. Сжав домашний газ до требуемого давления (около 200 атмосфер), его вполне можно закачать в автомобиль, переоборудованный под метан!

Более того, для таких задач существует специализированное оборудование бытового класса. Это небольшие метановые компрессорные станции, достаточно компактные, предназначенные для установки на стену гаража. Размером с прикроватную тумбочку – если выражаться крайне упрощенно. За рубежом их называют «gas fuelmaker». Точно такие же (в конструктивном смысле) установки стоят на полноценных городских газовых заправках – только раз в пятьдесят больше и мощнее.

На российском рынке оборудования для домашнего сжимания метана не так уж много, но в целом некоторый выбор есть. Наиболее распространено итальянское, есть тайваньские модели, начали появляться чисто китайские. Метановая компрессорная станция подключается обычным шлангом низкого давления к бытовой газовой трубе – через тройник-разветвитель, чтобы сохранить одновременное питание газом кухонной газовой плиты или отопительного котла, если он есть. Ну и к электросети 220 вольт, разумеется. Мощность электропроводки требуется весьма скромная, способная выдержать электрочайник. Промышленных нагрузок газовая заправочная станция не дает, поскольку все домашнее оборудование такого типа – априори маломощное, рассчитанное за многочасовую заправку автомобильного газового бака среднестатистического объема.

Поставили вечером машину в гараж, подключили быстросъемный шланг к заправочному штуцеру и запустили станцию. К утру баллон в багажнике будет полон. Станция обладает множеством защитных датчиков, выключающих ее по достижению предельного давления и в случае возникновения любой нештатной ситуации.

Минусы

Выглядит здорово? Да, но не спешите бурно радоваться… Проблем у такого способа «кормления» автомобиля немало. Но основных – пять. Перечислим их по мере уменьшения значимости, хотя очередность некоторых пунктов – вопрос индивидуальный…

Читайте так же:
Можно ли перенести домен на другой хостинг

Во-первых, самым серьезным препятствием в деле «автономной газификации автомобиля» является цена заправочных станций. Самые доступные итальянские модели стоят сегодня около 350 000 рублей. Тайваньские – примерно на четверть дешевле. С китайскими поделками связываться просто страшно, когда речь идет о газе, сжатом до 200 атмосфер… Приобретать подержанные «gas fuelmaker’ы» – крайне сомнительная затея, если только вы не практикующий инженер-газовщик и не способны самостоятельно устранять неисправности в компрессорах высокого давления.

Во-вторых, для использования такой технологии вы непременно должны быть жителем частного дома – загородного коттеджа или хотя бы газифицированного дачного поселка, чтобы смонтировать заправочную станцию в гараже или под навесом, где вы паркуете свой авто рядом с жилищем. В условиях квартиры реализовать подобное нереально –автомобиль в квартиру, разумеется, не затащить, а выводить в окно газовый шланг высокого давления – безумие. Заправлять же дома некий съемный мобильный баллон, эдакий «газовый пауэрбанк», который можно затем принести в машину и подключить к системе питания, в случае сжатого метана также невозможно. Таскать туда-сюда баллоны и подключать их можно, только если они с жидким пропаном. Метановое оборудование с его давлениями таких трюков не позволяет.

В-третьих, нормы пожарной безопасности в России (в отличие от той же Европы) не позволяют монтировать газокомпрессорное оборудование рядом с жилыми зданиями. То есть, опять же, ни один официальный газовщик не возьмется подключить частнику такую технику и обслуживать ее. А если при регулярной обязательной проверке инспекцией внутридомового газового оборудования (проводимой по закону с 2017-го ежегодно, тогда как раньше интервал составлял 3 года) компрессор будет обнаружен, вы получите штраф и требование ликвидировать «самогонный аппарат». А если откажетесь демонтировать, то и полное перекрытие газоснабжения до выполнения предписаний инспекторов.

В-четвертых, дорогостоящее оборудование крайне долго будет окупаться: 350 000 рублей за компрессорную станцию, не менее 70 000 рублей за установку метанового оборудования на бензиновый автомобиль. Затем к стоимости каждого кубометра сжатого метана, полученного от бытовой газовой сети, нужно прибавить стоимость электричества, затраченного на его сжимание, а также стоимость самого несжатого газа по счетчику, если платите по счетчику, а не по усредненному тарифу (а в частных домах, как правило, счетчики). Срок «выхода в ноль» по затратам до начала реальной экономии на заправке весьма приличный, и не на каждой машине он достижим в принципе…

В-пятых, нельзя не отметить ряд трудностей с заправкой, которые постоянно испытывает любой владелец метанового автомобиля (в отличие от владельца пропанового авто и тем более – бензинового). Быстрой заправки домашняя метановая станция в принципе не обеспечивает – процесс идет несколько часов. И когда будет нужно срочно выехать, а газовый бак окажется пуст, вы поедете на бензине. Если же потребуется заправиться в пути, вне дома, то опять же, скорее всего, придется покупать бензин, ибо метановых заправок даже в Москве не более десятка, а по стране их сеть и вовсе катастрофически редка…

Плюсы

Впрочем, находятся и те, кто почти все минусы готов представить плюсами!

Стоимость оборудования не так уж высока для проживающего в частном владельца крупного и мощного внедорожника со средним расходом бензина под двадцать литров на сотню. Или коммерческого пользователя автомобиля, накатывающего большие пробеги. И окупится станция в случае прожорливого и/ или много ездящего авто относительно быстро.

Люди с руками из нужного места и вовсе строят такие заправочные станции самостоятельно – чаще всего на основе широко распространенных в нашей стране индустриальных компрессоров АК-150. Эти агрегаты с советских времен и по сей день используются повсеместно – от танков до кораблей, и купить новый с хранения на сайте бесплатных объявлений можно тысяч за сорок, а подержанный – вдвое дешевле. Дайверы строят на них заправочные стенды для аквалангов, а рукастые автомобилисты – компрессоры для сжимания бытового метана. Хотя это уже, конечно, весьма опасный экстрим, и, откровенно говоря, сложно упрекнуть соседей, которые, прознав о таких опасных экспериментах, незамедлительно сообщат о самоделкине куда следует. Жить-то хочется!

И если уж дошло до экстремальных вариантов, то подключить метановую станцию к бытовой газовой трубе технически достаточно просто и в обход правил. Давление там чуть выше атмосферного, и сделать отвод с вентилем «на дополнительную плиту» или отопительный котел сможет любой газовщик из местного треста газового хозяйства, которому совершенно не обязательно откровенно рассказывать о том, что вместо плиты будет работать совсем другое устройство. Да и без газовщика можно справиться, если уж честно… Спрятать систему от проверяющих тоже вполне возможно – внезапных проверок в этой сфере не бывает, и по закону газовая инспекция обязана предупреждать граждан о грядущем визите за много дней.

Деньги

Теорию неплохо бы подкрепить какими-то конкретными цифрами – и лучше всего в рублях! Возьмем для примера относительно распространенную (с поправкой на узость этого рынка в принципе), одну из наиболее компактных домашних метановых станций с производительностью по метану 2 м3/час и потребляемой мощностью от электросети 1 кВт и автомобиль с метановым баллоном на 100 литров – внедорожник со средним расходом бензина 15 литров на сотню. Некоторые усредненные вводные, необходимые нам для расчетов, таковы:

  • расход метана в кубометрах приблизительно на 10% меньше расхода бензина в литрах;
  • при расходе бензина 15 л/100 км расход метана составит около 13,5 м3/100 км;
  • стоимость 1 литра бензина АИ-95 – около 46 рублей (Москва);
  • стоимость 1 кубометра метана на городской метановой заправке – около 17 рублей (Москва).
  • стоимость 1 киловатт-часа для жителей частных домов в сельской местности (Подмосковье) – 4 рубля;
  • стоимость 1 кубометра бытового метана по счетчику для домов с газовыми плитами – 6,56 рублей; для домов с газовыми плитами и АГВ – 5,79 рублей (Подмосковье).
Читайте так же:
Можно ли объединить диски без потери данных

В 100-литровый баллон вмещается 25 кубометров сжатого метана (формально, реально чуть меньше). Если вы приезжаете с работы, скажем, в восемь вечера, а в шесть утра уже встаете, то в вашем распоряжении 10 часов. При производительности компрессора по метану 2 м3/час мы можем загнать в баллон автомобиля 20 «кубов». Итак, включаем «шайтан-машину»!

10 часов работы метановой компрессорной станции – это 10 потраченных на сжатие газа киловатт-часов стоимостью 40 рублей.

20 кубометров метана, выкачанных станцией из бытовой газовой трубы, – это 116 рублей.

116+40=156 рублей. То есть за 156 рублей мы получили 20 кубов сжатого метана. За тот же самый объем сжатого газа, покупай мы его на городской метановой заправке, мы бы заплатили 340 рублей. То есть выгода между городской и домашней заправкой – 184 рубля на каждые 20 кубов, или 8 рублей против 17 за один кубометр. Более чем в два раза дешевле. Разница же с бензином выглядит еще вкуснее. В условиях городского движения соотношение расхода метана и бензина равно 1:1, а на трассе – 0,8:1, но даже если принять расход один к одному, это 8 рублей против 46 рублей. Разница почти в 6 раз!

Теперь посчитаем, как быстро окупится оборудование, для простоты приравняв литр жидкого топлива к кубометру газообразного. Предположим, что сумма затрат на покупку метановой заправочной станции, ее монтаж и оснащение автомобиля метановым питанием вылилась в 400 000 рублей (и это весьма оптимистичная цифра, отметим).

И если в год мы проезжаем на нашем автомобиле, кушающим 15 литров бензина на 100 км, 20 000 километров, на бензин мы потратим 138 000 рублей. А на «домашнем газе» при тех же условиях – 24 000 рублей.

Экономия в год – 114 тысяч рублей. И на этой экономии можно отбить наши вложенные 400 000 рублей за 3,5 года. Если же пробег автомобиля в год составит 30 000 километров, то окупится газовое «железо» уже за 2,3 года. А при пробеге в 50 000 в год – меньше, чем за 1,5 года!

Впрочем, если у вас экономичная малолитражка, даже в самом пробочном режиме не кушающая более 8 литров на сотню, а проезжаете вы типичные для многих жителей мегаполиса 15 000 километров в год, то окупаемость «самогонного аппарата» растянется лет на десять. При подобном раскладе вложения в «домашний газ» явно нерентабельны. За десяток лет почти еженощной работы заправочная станция износится до полной неработоспособности, да и газовое оборудование на автомобиле тоже. В общем, либо ишак сдохнет, либо султан, либо сам Ходжа…

Переход на водород

Водород и сегодня используют для производства удобрений, повышения качества бензина, улучшения свойств стали, а также в пищевой промышленности для производства маргарина и твердых кондитерских жиров методом гидрогенизации растительных масел. Без него не обходятся все процессы гидроочистки, гидрообессеривания, гидрокрекинга, регенерации катализаторов. Его также широко применяют для охлаждения генераторов на электростанциях.

С тех пор как появилась перспектива перехода на водородную энергетику с углеводородной, потребность в водороде увеличилась на порядки. Сегодня эта перспектива стала реальностью, поскольку примерно десять лет назад была решена одна из основных проблем с его хранением для дальнейшего использования в качестве автомобильного топлива. Вместо тяжелых, дорогих и небезопасных стальных баллонов для сжатого под высоким давлением водорода стали применять легкие композитные емкости из углепластика, которые прекрасно помещаются в легковых автомобилях. Кроме того, стало возможным получать водород прямо по месту употребления. Появление таких технологий зажгло для водородной энергетики зеленый свет.

Около 20 лет назад во всем мире начали появляться автомобили на водороде, и бывшие выставочные центры пилотных моделей превратились в салоны-магазины серийных образцов. Количество автомобилей на водородном топливе сегодня исчисляется тысячами. Их стоимость составляет около $50–60 тыс. Серийные автомобили на водороде есть у Toyota, Hyundai, Honda. Предсерийные образцы тестируют Audi, Mercedes, BMW, Mazda, Ford и ряд других производителей. Все технические препятствия, столько десятилетий казавшиеся непреодолимыми, пройдены за считаные годы, и теперь вопрос только в экономической целесообразности для массового потребителя. В России такой автомобиль приобрел себе житель Красноярска, но в связи с отсутствием заправок в своем городе перевез машину в Москву и получает топливо в одном из научных институтов.

Как получить водород?

Для развития водородной энергетики нужно будет на государственном уровне решить вопрос, в каком виде доставлять водород к месту его получения. Дело в том, что водород содержится в очень многих видах ископаемых топлив.

«Наиболее дешевый водород получается методом паровой конверсии метана,— рассказывает заведующий отделом гетерогенного катализа Института катализа СО РАН Павел Снытников.— Другой способ — из аммиака. Для его транспортировки, как и для природного газа, в нашей стране даже существует трубопровод, так как аммиак сжижается всего при давлении 8,5 атмосферы. Третье решение — перевозка будущего водорода в виде метанола. В Китае метанол используют как автомобильное топливо. Но в России против метанола почему-то предубеждение, по-видимому, в связи с тем, что с давних пор у нас простой народ пил все, что горело, в том числе и метанол, и люди лишались зрения».

А вот получать его лучше всего там же, где будут потреблять, чтобы уйти от проблем транспортировки чистого водорода. Чтобы использовать водород, например, как автомобильное топливо, нужно закачать его в баллоны под давлением 700 атмосфер. Правда, на сжатие нужна дополнительная энергия. Не меньше энергии требуется на сжижение водорода, так что один из подходящих способов его транспортировки — это перевозка в химически связанном состоянии, например в виде метана, из которого водород должен производиться там же, где будет использоваться. То есть до заправки везут метан, а уже на самой заправке устанавливается небольшое производство, например, конвертер метана в водород. Но этот способ не очень хорош для экологии, поскольку на небольших производствах сложно обеспечить качественную очистку выбросов. Зато экономически он себя вполне оправдывает. Опыт Японии, Кореи и ряда других стран показал, что километр пробега на водороде выходит не дороже бензина. 4 кг водорода, закачанного в баллон, хватает примерно на 800 км пути обычного седана.

Читайте так же:
Гугл карты со спутника в реальном времени

Получать водород можно практически из любого углеводородного топлива: из бензина, дизельного топлива или пропан-бутановых смесей. В Институте катализа им. Г. К. Борескова СО РАН ведется работа по гранту РНФ по тематике получения водорода из дизельного топлива. Также разрабатываются методы получения водорода даже из органических носителей, например из бор-гидридов. Главные задачи на будущее развитие водородной энергетики — это не только получение водорода, но и его хранение. Жидкий водород можно хранить только при низких температурах, поэтому его использовали только в критически важных областях, например, как ракетное топливо.

Если отвлечься от автомобилей и обратить внимание на энергообеспечение более крупных стационарных объектов, например жилых или промышленных комплексов, то вся идеология водородной энергетики строится на ее связке с другими источниками энергии. Например, с возобновляемыми — гидро-, ветряными, солнечными электростанциями или с крупными атомными электростанциями. Производство такой энергии идет в одном режиме, а тратится потребителями она в другом, поэтому, когда есть излишки энергии, ее можно тратить на получение водорода даже из обычной воды методом электролиза.

Голубая мечта о зеленом водороде

Электролиз — это способ получения водорода из воды, который, к сожалению, требует больших энергозатрат, поэтому он оправдан только в тех случаях, когда вырабатываемую энергию необходимо запасти, пусть даже и с невысоким КПД. Лучше всего использовать для этого источники, где постоянно возникают достаточно большие излишки энергии. Емкости аккумуляторов для ее сохранения не хватает, кроме того, аккумуляторы быстро разряжаются, а полученный методом электролиза водород — это гарантированный запас энергии, можно сказать, воплощение мечты о чистой энергии, так называемом зеленом водороде. К сожалению, пока всего 2% общего объема водорода в мире производится методом электролиза. 75% водорода получают из природного газа и 25% — сжиганием угля. Цены топлива, полученного по этим технологиям, также несопоставимы: $1,7 за 1 кг водорода из природного газа и $5–10 за водород, полученный электролизом. Впрочем, стоимость зависит от источника энергии. Например, от энергии АЭС зеленый водород вдвое дешевле ($3–5), чем от возобновляемых источников энергии.

Основные организации в России, заинтересованные в получении водорода — это компании «Росатом» и «Газпром». Атомные электростанции нуждаются в сохранении избытка энергии в виде водорода и дальнейшего его использования. А добывающая компания хочет перерабатывать природный газ в водород, имея соответствующие установки непосредственно в местах использования, например на автомобильных заправках. Для решения проблемы транспортировки водорода можно переводить его в спирты — метанол, диметиловый эфир, чтобы получать из них водород, что называется, «по требованию» для дальнейшего использования на энергоустановках. Это химия получения водородсодержащих компонентов, и она достаточно хорошо освоена.

Как перестать сжигать топливо

Вообще, заявления о том, что водород — это экологически чистое топливо, не совсем справедливы. Из школьного курса химии мы помним, что после сжигания водорода получается вода. Но горит-то он в воздухе, где высокое содержание азота, и в результате реакции кислорода и азота при высоких температурах мы получаем те же токсичные оксиды азота, что и при сжигании бензина, только в меньшем объеме. Собственно, водород здесь ни при чем: любое высокотемпературное горение вызывает в воздухе реакцию взаимодействия кислорода и азота с образованием оксидов. По этой причине получать электричество с помощью сжигания любого топлива — это не самый экологичный способ. А тем более углеводородного, которое сгорает с выделением выбросов углекислого газа в атмосферу. Чтобы решить проблемы с выбросами в атмосферу, нужно прекратить сжигать топливо и снизить градус его потребления до комнатной температуры. В этом могут помочь топливные элементы.

Применение водорода в топливных элементах является самым экологичным. Разные топливные элементы используют водород при разных температурах и могут быть более или менее привередливы к его чистоте. Низкотемпературные топливные элементы работают на чистом водороде, а высокотемпературные вполне удовлетворяются синтез-газом. Топливный элемент — это электрохимическое устройство, которое преобразует химическую энергию водорода в электрическую (процесс, обратный электролизу) с достаточно высоким КПД. Институт катализа СО РАН сотрудничает с российскими производителями топливных элементов — ГК «ИнЭнерджи» и Институтом проблем химической физики РАН, где были разработаны и созданы сверхлегкие топливные элементы для беспилотных летательных аппаратов. В настоящее время там ведутся разработки более крупных топливных элементов для автомобильных передвижных платформ. Рынок топливных элементов еще только формируется, поскольку область их применения постоянно растет. Появляются новые возможности в разработке — осваивается новый экономический сектор. Вопросы могут быть самые разные — например, обеспечение дальних трасс или камер видеонаблюдения источниками связи или возможность установки автономных вышек сотовой связи. Источники водородной энергии всегда работают как тандем «топливный элемент на водороде плюс аккумулятор». Аккумулятор способен сглаживать пиковые нагрузки, а топливный элемент обеспечивает длительную выработку электроэнергии.

Сегодня в мире на топливных элементах работают тысячи небольших энергоустановок. В США, Японии и некоторых странах Европы они уже около 30 лет снабжают водородной энергией небольшие частные поселки, большие и удаленные от города супермаркеты или промышленные объекты. В отличие от дизель-генераторов это намного более бесшумные системы, так что их широко используют как запасные источники энергии в случае сбоев в работе основного источника энергообеспечения.

Читайте так же:
Как в досе перейти на другой диск

Сколько стоит чистый воздух

В качестве грантового финансирования на развитие индустрии водородной энергетики некоторые страны ЕС ежегодно выделяют сотни миллионов евро, США — сотни миллионов долларов. Совокупные вложения Европы и США в эту отрасль исчисляются миллиардами. Сейчас многие компании во всем мире делают попытки использовать источники энергии на топливных элементах в самых разных областях. В ближайшие десятилетия может измениться сама концепция человеческого энергопотребления.

В России развитие топливных элементов исторически связано с космическими программами в середине ХХ века. Щелочные топливные элементы использовались во многих космических проектах, где требовались автономные энергоустановки.

В чем отличие между КПГ и СУГ

В чем отличие между КПГ и СУГ

Газомоторное топливо пользуется популярностью у потребителей. Оно позволяет в два раза сократить расходы на заправку, повысить моторесурс, увеличить срок службы резинотехнических изделий, моторного масла, свечей, клапанов и является более экологичным, чем бензин или дизель.

На современных АЗС можно заправить автотранспорт двумя видами газового топлива: КПГ и СУГ. Главное отличие между ними заключается в химическом составе. В основе КПГ – метан (природное вещество). В то время как СУГ состоит из пропаново-бутановой смеси, полученной при крекинге нефтепродуктов.

Компримированный природный газ (КПГ)

КПГ производят в процессе сжатия природного газа на специальных компрессионных установках. Вещество подается на АГНКС по магистральному газопроводу и компримируется на месте: осушается и под высоким давлением (до 200 атм) закачивается в сосуды сферической или цилиндрической формы для хранения. После чего, в сжатом виде КПГ заполняет баллоны транспортных средств во время заправки.

Газобаллонное оборудование для КПГ отличается большими габаритами, весом и высокой стоимостью, поэтому основная область его применения – средне- и крупнотоннажные транспортные средства (грузовые машины, автобусы, тракторная техника).

КПГ: преимущества и недостатки

К преимуществам КПГ относят:

  • Безопасность. Вес метана меньше, чем вес воздуха. Благодаря чему в случае аварийного выброса он быстро испарится.
  • Экологичность. Не токсичен в малых концентрациях, не оставляет копоти и не содержит вредных примесей.
  • Экономичность. Сгорает во время работы в полном объеме, обеспечивая значительную экономию горючего.
  • Продлевает срок жизни автотранспорта. Отсутствие в составе вредных примесей защищает детали двигателя от образования ржавчины и быстрого изнашивания. Использование КПГ увеличивает межремонтный период работы двигателя, снижает затраты на ремонт и обслуживание транспортного средства.

К недостаткам КПГ относят необходимость применения высокопрочных емкостей из прочной и качественной стали. А значит, транспортным средствам требуется больше пространства для хранения горючего. Также установка баллона приводит к снижению грузоподъемности автомобиля.

Сжиженный углеводородный газ (СУГ)

Это сжиженные под давлением углеводородные газы пропан и бутан, произведенные из попутного нефтяного газа. В составе помимо бутано-пропановой смеси содержится около 6% других углеводородов: бутилен, пропилен, этан, этилен. Состав СУГ непостоянный и неоднородный.

Высокая предельная температура дает возможность сжижать газ и доставлять его покупателям в жидком состоянии. Сжижение газа происходит под воздействием давления до 16 атм.

Благодаря жидкому состоянию, оборудование для СУГ более компактное, легкое и дешевое, чем для КПГ. Это позволяет покупать такое топливо по безналу для легковых автомобилей, а также транспорта с небольшой грузоподъемностью (ПАЗ, ГАЗель).

СУГ: преимущества и недостатки

К преимуществам сжиженного газа относят:

  • удобство хранения и транспортировки;
  • высокую теплопроводность;
  • отсутствие в составе веществ, вызывающих коррозию;
  • высокую экологичность (СУГ более безопасен для атмосферы, чем бензин и дизель);
  • экономный расход.

К недостаткам СУГ относят:

  • переменность состава;
  • плотность в два раза выше, чем у воздуха (утечка приводит к скоплению газа у земли и возникновению взрывоопасных ситуаций);
  • давление в баллонах зависит от температуры: повышение давления приводит к увеличению риска возникновения взрыва.

Ключевые отличия между сжиженным и компримированным газом

КПГ – компримированный природный газ, практически полностью состоящий из метана. А СУГ представляет собой сжиженный углеводородный газ, содержащий в своем составе пропан, бутан и другие примеси. КПГ хранится в газообразном состоянии под большим давлением, поэтому требует сложного дорогостоящего оборудования и большего пространства для хранения, а возможности транспортировки КПГ ограничены. СУГ в результате сжижения превращается в жидкое топливо, которое не вызывает сложностей при транспортировке и хранении. Тем не менее, по сравнению с СУГ, КПГ является более экологически безопасным топливом.

Другие статьи:

Изменения в сети обслуживания карт литровой и рублевой программы

Московская, Пензенская область.

Начало реализации межсезонного дизельного топлива

Изменения в сети обслуживания карт литровой и рублевой программы

Московская область, Красноярский край, Республика Татарстан.

Моторное масло Rosneft Revolux показало стабильные характеристики при увеличенном пробеге

В течение года в Краснодарском крае проходили испытания премиального моторного масла Rosneft Revolux D4 10W-40.

В Ростове-на-Дону появилась вторая «цифровая» АЗС «Роснефть»

В рамках расширения розничной сети автоматизированных заправок «Роснефть» открыла «цифровую» АЗС в Ростове-на-Дону.

«Роснефть» представила проект «Восток Ойл» зарубежным поставщикам и подрядчикам

«Восток Ойл» поможет в формировании новой нефтегазовой провинции на севере Красноярского края.

Подведем итоги

Производить биогаз из отходов в отдельно взятом домашнем хозяйстве можно. В климате Украины потребуется устраивать дополнительный обогрев установки.

Для использования в автомобилях потребуется переработка биогаза в биометан, т.е. дополнительная серьезная очистка от примесей, что в домашних условиях неосуществимо.

Переработку биогаза в электроэнергию на бытовом уровне осуществить сложно, так как оборудование либо слишком дорогое, либо неэффективное.

Лучше всего использовать газ в отопительных котлах. Производить его выгодно, если у вас стоит проблема утилизации отходов, т.е. речь идет о нескольких десятках тонн. Ежели у вас просто накопились растительные отходы в саду или огороде, устройте лучше компостную яму.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector