Россия скатывается на обочину газификации транспорта
СССР, как ведущая газовая держава, был, в своё время, лидером в разработках двигателей на сжиженном (криогенном) и сжатом природном газе. Стремительное развитие двигателестроения в США и Западной Европе на основе криогенных газов заставляет внимательно посмотреть, как обстоят дела в России. Ведь тот, кто первый переведёт авиа и автотранспорт на топливо нового поколения, получит неоспоримые конкурентные преимущества в экономической и военной сферах.
Проблема альтернативы нефти
Переход к использованию новых, не нефтяных, видов топлива, означает организацию его производства в промышленных масштабах, создание разветвленной сети транспортировки и распределения, и, наконец, массовое его потребление. Ну а самым главным элементом, по сути, нового поколения транспорта является создание инновационных двигателей с более высокими экономическими и экологическими показателями. Именно сейчас идёт негласное соревнование между странами и фирмами – кто займёт лидирующие позиции в этом новом сегменте высокотехнологичной продукции. Очевидно, что подобные задачи общенационального масштаба без организующей роли государства не решаются, вне зависимости от того, какая экономика в стране – рыночная, нерыночная или смешанная.
В 1998 году в Государственную Думу был внесен проект федерального закона «Об использовании природного газа в качестве моторного топлива». Он был принят Государственной Думой в июне 1999 года, но отклонен Советом Федерации с предложением о создании согласительной комиссии. Затем в редакции согласительной комиссии закон был принят Госдумой и одобрен Советом Федерации, однако спустя некоторое время закон был отклонен уже Президентом Российской Федерации. По мнению многих экспертов, основными противниками законопроекта были нефтяники, видевшие в нём серьёзную угрозу для своих прибылей.
Спустя семь лет, депутаты В. А. Язев и Е. Н. Заяшников подготовили и внесли в Государственную Думу проект закона об использовании альтернативных видов моторного топлива, в котором учтены не только замечания, высказанные при отклонении закона «Об использовании природного газа в качестве моторного топлива», но и изменения экономических условий. Проект федерального закона «Об использовании альтернативных видов моторного топлива» подготовлен применительно к специфике российского рынка моторных топлив с учетом опыта зарубежных стран.
Под альтернативными видами моторного топлива подразумевают природный газ в сжатом или сжиженном виде, диметилэфир, биогаз, водород, а также электрическую и солнечную энергии. Среди многих альтернатив бензину и дизельному топливу природный газ на сегодняшний день является наиболее приемлемым по экономическим, экологическим и ресурсным характеристикам.
Сегодня автомобильный транспорт является основным источником (в крупных городах до 70%) выбросов вредных компонентов. В целом автопарк России, насчитывающий более 34 млн. единиц, выбрасывает с отработавшими газами более 14,5 млн. тонн вредных веществ в год, что составляет более 40% от общих промышленных выбросов в атмосферу. При переводе на природный газ выбросы двигателей внутреннего сгорания по вредным компонентам сокращается от 1,5 до 5 раз. При этом выбросы парниковых газов (СО2) сокращается на 25%. Этот показатель очень важен при реализации Киотского протокола, к которому присоединилась Россия.
Практика Татарстана, Томска, Костромы и других регионов, активно работающих в направлении газификации транспорта, подтверждает возможность сократить затраты на закупку топлива в 3-4 раза по сравнению с бензином и дизельным топливом. По словам генерального директора ОАО «Касимовское ПО автотранспорта» А.Н.Ковалева, среднее сельскохозяйственное предприятие экономит в год более миллиона рублей на закупках топлива. В соответствии с постановлением Правительства России цена на природный газ для автомобильного транспорта не может превышать 50% от цены бензина марки А-76. В ряде регионов (Томская и Тюменская области, Ставропольский край) дочерние общества Газпрома удерживали цену на природный газ значительно ниже этого 50-ти процентного уровня.
По расчётам Министерства сельского хозяйства — применение природного газа в сельскохозяйственном производстве позволяет сократить затраты на топливо на 30 — 50%. Если учесть, что в целом сельхозпредприятия потребляют моторного топлива в год примерно на 45 млрд. рублей, то перевод машин и тракторов на метан позволит ежегодно экономить до 20 млрд. руб.
В ОАО «РЖД» разработана программа проведения эксперимента по широкому внедрению природного газа на железнодорожном транспорте. В программе участвуют ОАО «Российские железные дороги», Администрация Свердловской области и ОАО «Газпром». На первом этапе Программа предусматривает перевод на газовое топливо восьми тепловозов: два маневровых и два магистральных тепловоза на компримированный и столько же на сжиженный природный газ. В качестве полигона для проведения эксперимента выбрана Свердловская железная дорога, ведутся работы по созданию магистрального тепловоза с газотурбинным двигателем, работающем на природном газе. Его ходовые испытания должны начаться уже в 2005 г.
К сожалению, перечисленные достижения носят локальный характер и осуществляются без государственной поддержки, без законодательной базы, в отсутствие долгосрочной государственной программы.
Посмотрим, как идут дела за рубежом
С 1998 г. парк метановых автомобилей в мире вырос в 4,5 раза с 850 тыс. до 3,8 млн. единиц. Их заправку обеспечивают около 8 тыс. АГНКС. Еще 1700 АГНКС находятся в стадии строительства.
В Канаде, США, Японии и ряде европейских стран очень популярны метановые заправочные блоки индивидуального пользования, которых насчитывается уже более 9 тыс. Их устанавливают в гараже дома и подключают к бытовой газовой сети низкого давления. За ночь они могут заправить 1 — 2 автомобиля.
Многие страны мира приняли национальные программы перевода транспорта на природный газ. Так, например, в Европе к 2020 году планируют иметь 23,5 млн. автомобилей именно на этом виде топлива.
Заводской выпуск автомобилей, работающих на природном газе, освоили практически все ведущие мировые автомобильные фирмы. В 2004г. заводы КАМАЗ, УАЗ, НЕФАЗ и ЯМЗ продемонстрировали автомобили и двигатели на природном газе в заводском исполнении.
Составит ли российская авиапромышленность достойную конкуренцию Западной Европе в сфере новых топливных технологий — этот вопрос крайне интересовал делегацию членов бундестага и авиапромышленников ФРГ, недавно посетивших Москву. Технология криогенных топлив была разработана еще в СССР. Однако существует опасность, что свой приоритет в этой области Россия может упустить.
Эксперты считают, что криогенные авиатехнологии, которые сейчас разрабатываются в ФРГ, лет через десять освоят все авиационные державы мира. С Германией ОАО «Туполев» разработало несколько лет назад проект пассажирского лайнера А-310 на жидком водороде. Сейчас хозяин проекта — европейская авиакомпания EADS — ожидает, когда стоимость авиакеросина приблизится к стоимости жидкого водорода или, наоборот, подешевеет производство водорода. Тогда проект станет рентабельным и А-310 будет запущен в производство. Так кто же владеет секретом криогенной технологии?
Мировые запасы нефти, из которой делают, в том числе, авиационный керосин, стремительно иссякают. Наиболее реальные альтернативные варианты — сжиженный природный газ (СПГ) или жидкий водород (ЖВ). Они экологичнее, а СПГ еще и дешевле. Авиакеросин в России стоит минимум 14 тыс. руб. за тонну, а СПГ — 4 тыс. руб. И этот разрыв, по мнению экспертов, будет расти. Выгода очевидна. Дело, за малым: довести опытные образцы самолетов на криогенном топливе до промышленного производства.
Ведущие авиафирмы США, Японии и Западной Европы («Боинг», «Локхид», «Дойче Аэроспейс», «Эрбас Индастри») прогнозируют использование ЖВ и СПГ как основного топлива для авиации. Все они сходятся на том, что, начиная с 2010-2020 годов, развернется широкое внедрение криогеники в мировое авиастроение.
На применение криогенных топлив рассчитаны также проекты иностранных гиперзвуковых летательных аппаратов. США уже испытывают военные гиперзвуковые системы типа «Falcon» (см. «Известия» за 12.04.05), использующие кислородно-водородные двигатели. Скорость «Falcon» достигает 6 скоростей звука (2 км/сек), высота полета — 40 км, а стартовая масса — 13 т. Подобные системы могут с боевой нагрузкой разного рода за пару часов достичь любой точки земного шара.
Так что технологии криогенной авиации будут на десятилетия определять пути развития авиационно-космической техники. Их роль сравнима с переходом от поршневой авиации к реактивной. Более того, разработки в этой области в дальнейшем могут быть распространены на любые транспортные средства (с созданием в перспективе единой для всей страны криогенной инфраструктуры всех видов транспорта), использованы в энергетике (сверхпроводимость, выравнивание уровня нагрузок систем электроснабжения и т.п.), в металлургии, в химическом производстве и других отраслях.
Выгода очевидна, а финансирование приостановлено
В то же время Министерство промышленности и энергетики прекратило в 2005 году финансирование развития криогенной аэрокосмической техники в рамках Федеральной целевой программы (ФЦП) «Национальная технологическая база».
«Финансирование работ в рамках первого этапа (2002-2006) ФЦП было осуществлено на 60%, поэтому часть работ, в частности по криогенной авиакосмической технике, не провели, — свидетельствует высокопоставленный представитель Управления авиапрома Федерального агентства по промышленности (Роспрома). Будут ли включены работы по криогену во второй этап (2006-2010) этой ФЦП, станет известно к концу этого года».
А ведь конструкторы в области криогенных технологий достигли таких преклонных лет, что приостановка финансирования создает реальную возможность утраты многих технологий. Да и специалисты не будут ждать — разбегутся. В Роспроме пока не теряют надежду на восстановление финансирования в 2005 году.
Не исключено, что у «Туполева» тем временем появятся иностранные инвесторы, которые избавят Роспром от проблем с поиском средств, а Россию — от производства конкурентоспособной гражданской авиации и опережающего другие страны развития нового типа вооружений.
Перспективы водородного топлива
Современные самолеты летают в атмосферном слое, очень чувствительном к выбросам отработанных газов. Ожидается, что при применении СПГ выброс токсичных отходов снизится по окиси углерода в 5-10 раз, по окислам азота — в 1,5-2 раза, по углеводородам — в 2,5-3 раза. А при использовании жидкого водорода выхлоп вообще состоит из воды. И не повторится ли проблема несоответствия российских самолетов международным нормам, теперь уже не по шумам, а по вредным выбросам.
На Всемирной выставке в Японии «ЭКСПО-2005» демонстрируется проект пилотируемого орбитального воздушно-космического самолета Ту-2000 на ЖВ, развивающего скорость до 25 М (почти 12 км/с) при высоте полета около 200 км. Ту-2000 (наследник «Энергии-Бурана») — первый российский гиперзвуковой летательный аппарат на ЖВ. Он позволит в несколько раз удешевить выведение полезной нагрузки на орбиту, а также радикально улучшить экологические показатели космических транспортных средств. Еще в работе над «Бураном» была создана аэродромная и космодромная инфраструктура, решены проблемы обеспечения взрывопожаробезопасности на всех этапах. Но пока Ту-2000 — лишь техническое предложение.
Криоген — критическая технология
Создание первого в мире самолета на криогенном топливе было поручено еще в советские годы Конструкторскому бюро Туполева. Экспериментальные полеты Ту-155 начались в 1988 году. Опытный образец выполнил около 100 полетов. В соответствии с постановлением правительства 1994 года был создан проект опытно-промышленного Ту-156, использующего в качестве топлива и СПГ, и авиакеросин. По нему разработана и техническая документация.
Сейчас в России создается объединенная авиастроительная корпорация, которая, по замыслу ее творцов, должна повысить конкурентоспособность российских самолетов (в первую очередь гражданских) на мировом рынке. Идут прикидки, какие модели самолетов выбрать в качестве базовых. Развернулась борьба за среднемагистральный самолет. «Сухой» предлагает RRJ («Российский региональный самолет»), «Туполев» — Ту-334, на рынок вышел сертифицированный в 1997 г. Ил-114, на Украине заканчивают Ан-148. Однако все они ориентированы на авиакеросин.
Но существует и технологический проект заправляемого СПГ, пропан-бутаном или жидким водородом Ту-136, который может перевозить 53 пассажира или 5 т груза на расстояние до 2200 км со скоростью 550 км/ч. Его топливная экономичность — 20 г/пасс.-км — соответствует лучшим мировым стандартам, причем реально сократить ее еще больше, а применение СПГ позволит примерно на 30% сократить прямые эксплуатационные расходы. По данным вице-президента ОАО «Туполев» Михаила Опарина, создать такой самолет при нормальном финансировании можно в течение 4-5 лет, окупится он при выпуске и продаже 90 экземпляров на четвертый год производства.
Кто решит проблему?
Председатель Комитета по энергетике, транспорту и связи ГД В.А. Язев сделал заявление на Круглом столе, посвящённом обсуждению проекта закона «Об использовании альтернативных видов моторного топлива». «Использование газа в качестве моторного топлива – это переходный этап к водородной энергетике. Совершенно очевидно, что через 50–70 лет весь мир перейдет на водород, а инфраструктура водородной энергетики очень схожа с газовой: те же топливные элементы, те же заправочные станции.» Он также подчеркнул, что аналогичные, по своему содержанию, законы, стимулирующие развитие альтернативных видов топлива, уже действуют во многих странах мира.
Надо честно признать, что в новой России пока не созданы институты, способные организовать внедрение экономических проектов общенационального масштаба. Надежды на прорыв в деле газификации российского транспорта, видимо, можно связывать только с компанией «Газпром», которая недавно полностью перешла под контроль государства.
Оригинал этого материала опубликован на сайте «Русская цивилизация».
