Приложение. Городская целевая программа использования альтернативных видов моторного топлива на автомобильном транспорте города на 2002-2004 гг.

Приложение
к постановлению Правительства Москвы
от 12 марта 2002 г. N 170-ПП

Городская целевая программа
использования альтернативных видов моторного топлива на автомобильном транспорте города на 2002-2004 годы

ГАРАНТ:

О первоочередных мероприятиях по расширению применения в г. Москве альтернативных видов моторного топлива на автомобильном транспорте см. постановление Правительства Москвы от 24 апреля 2007 г. N 290-ПП

О мерах поэтапной реализации настоящей Городской целевой программы см. постановление Правительства Москвы от 1 октября 2002 г. N 808-ПП

Паспорт
Московской городской целевой программы

Наименование программы	"Использование альтернативных видов моторного топлива на автомобильном транспорте города на 2002-2004 годы"
Основание для разработки	Распоряжение Мэра Москвы от 13 сентября 2000 г. N 975-РМ "О мерах по расширению использования сжиженного газа пропан-бутана в качестве моторного топлива", постановление Правительства Москвы от 5 июня 2001 года N 510-ПП "О дополнительных мерах по расширению использования природного газа метана в качестве моторного топлива"
Государственный заказчик Программы	Управление транспорта и связи Правительства Москвы, Департамент науки и промышленной политики Правительства Москвы
Разработчики программы	Управление транспорта и связи Правительства Москвы, ОАО "Московская инвестиционная газомоторная компания", ОАО "Газпром", ОАО "МНК"
Цели программы	Целью настоящей программы является создание и введение в действие правовых, административных и экономических мер, направленных на снижение уровня вредного воздействия автотранспорта на окружающую среду и здоровье населения, обеспечение устойчивого роста замещения традиционных моторных топлив альтернативными, создание условий для привлечения внебюджетных инвестиций.
Основные задачи	К основным задачам, реализуемым в рамках Программы относятся: - проведение государственной политики в области повышения экологической безопасности автомобильного транспорта; - осуществление первоочередных мер, направленных на повышение экологической безопасности автотранспортных средств; - расширение применения альтернативных моторных топлив и источников энергии; - сокращение потребления традиционных жидких видов моторных топлив; - научно-техническое обеспечение решения проблем в области повышения экологической безопасности автомобильного транспорта
Сроки и этапы реализации Программы	Программа реализуется в один этап: 2002-2004 гг.
Участники и Исполнители Программы	Управление транспорта и связи Правительства Москвы, Департамент природопользования и охраны окружающей среды Правительства Москвы, Департамент науки и промышленной политики Правительства Москвы Отечественные и иностранные инвесторы Научно-исследовательские институты, научно-производственные объединения, предприятия и организация различных форм собственности, привлекаемые на конкурсной основе.
Объемы и источники финансирования	Объем инвестиций на реализацию мероприятий Программы составляет 1752,4 млн. руб., в т.ч. по источникам финансирования: - средства инвесторов - 1659,8 млн. руб.; - бюджет города (средства бюджета на НИОКР) - 62,6 млн. руб.; - средства Минатома РФ - 30,0 млн.руб.
Ожидаемые результаты	В результате выполнения мероприятий Программы к концу 2004 года будут созданы основы для реализации экологически ориентированной транспортной политики, экономические и административные механизмы, направленные на стимулирование производства и использования автотранспортных средств и альтернативных топлив с улучшенными экологическими характеристиками. Главными итогами реализации Программы станет улучшение состояния окружающей среды за счет снижения суммарных выбросов в атмосферу от автотранспорта к концу 2004 года, на 61 тыс.тонн. Ежегодный предотвращенный экологический ущерб от снижения суммарных выбросов в атмосферу достигнет на конец 2004 года 318 млн. 384 тыс. руб. Техническими итогами реализации Программы станут: - улучшение экологических характеристик ряда автотранспортных средств, переводимых на альтернативные топлива и источники энергии; - увеличение парка автотранспортных средств, работающих: на сжиженном нефтяном газе - до 300000 единиц; на компримированном природном газе - до 3000 единиц; - создание опытных образцов автотранспортных средств: работающих на диметиловом эфире (вместо дизельного топлива); с высокоэкономичными гибридными силовыми установками; с энергетическими установками на основе электрохимических генераторов с "нулевым" выбросом, использующих в качестве топлива водород
Система организации контроля за исполнением Программы	Государственный заказчик городской целевой программы: - осуществляет совместные программные мероприятия по привлечению инвестиций; - определяет приоритеты, первоочередные мероприятия, на которые следует направлять средства; - организует конкурсы на реализацию мероприятий Программы и заключение договоров со всеми исполнителями программных мероприятий; - ежегодно уточняет целевые показатели и затраты по программным мероприятиям, механизма реализации Программы, состава исполнителей; - осуществляет сбор статистической информации о ходе реализации Программы и об использовании средств на ее выполнение; - осуществляет проверку хода реализации Программы. На Государственного заказчика возлагается: - подготовка проекта плана реализации Программы на очередной финансовый год с оценкой соответствующих финансовых потребностей; - организация подготовки и управление реализацией мероприятий по исполнению Программы, оценка затрат и эффективности мероприятий; - разработка и реализация мер по привлечению финансовых, кредитных, материальных и других видов ресурсов, направленных на осуществление мероприятий и проектов, предусмотренных Программой, эффективное распоряжение выделенными для этого финансовыми средствами; - обеспечение научного и информационного обслуживания Программы, проведение технико-экономических и экспертных исследований в рамках реализации мероприятий Программы, организация проведения конкурсов на размещение заказов; - мониторинг реализации Программы, подготовка отчетов о ходе реализации Программы и представление их органам государственного управления и органу, контролирующему ход реализации Программы.

I. Содержание проблемы и обоснование необходимости ее решения

Автотранспорт является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды. В масштабах Российской Федерации доля автотранспорта в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу всеми техногенными источниками достигает в среднем 43%, в выбросах "климатических" газов - порядка 10%, в массе промышленных отходов - 2%, в сбросах вредных веществ со сточными водами - около 3%, в потреблении озоноразрушающих веществ - не более 5%. Доля автотранспорта Москвы в загрязнении атмосферного воздуха достигает 85-90%.

Наибольшая доля этого ущерба (до 60%) связана с перевозкой пассажиров легковыми автомобилями. На перевозки грузов автотранспортом приходится 26,5% экологического ущерба, а на автобусные перевозки - 13,5%.

Основную массу выбросов вредных веществ от автотранспорта составляют: оксид углерода, углеводороды и оксиды азота. Однако, для здоровья населения наибольшую опасность представляют выбросы автотранспортом канцерогенных веществ (сажа, бензол, свинец, 1,3-бутадиен) и опасных органических веществ (формальдегид, акролеин, толуол, ксилолы).

На территории Москвы, где запрещено использование этилированных бензинов, до 70% ущерба здоровью населения связано с выбросами акролеина, оксидов азота и формальдегида, значительный вред наносят выбросы сажевых частиц, бензола, толуола и других органических веществ.

В структуре ущерба окружающей среде и здоровью населения от выбросов автотранспорта в городах 9 веществ определяют 95% суммарного ущерба: оксиды азота (44,5%), свинец (21%), акролеин (7,5%), сажа (7,4%), оксид углерода (6%), диоксид серы (3,4%), формальдегид (2,8%), бенз(а)пирен (1,3%), ацетальдегид (1,1%).

Общими социально-экономическими причинами, способствующими ухудшению экологической ситуации в связи с функционированием автотранспорта, являются:

- низкий рейтинг экологических проблем среди приоритетов государственного управления в условиях сложной социально-экономической обстановки и, вследствие этого, крайняя ограниченность бюджетных средств, выделяемых на решение экологических проблем на общегосударственном, региональном и городском уровнях;

- недостаточное осознание обществом серьезности экологических проблем на фоне других социальных проблем;

- недостаточный учет экологических требований в процессе принятия управленческих решений, и, как следствие, отсутствие стимулов к развитию рынка "экологически чистой" продукции, услуг и работ экологической направленности;

- недостатки законодательной и нормативной правовой базы, несовершенство налоговой системы, отсутствие государственных гарантий, обеспечивающих благоприятный инвестиционный климат для притока в экономику средств, направляемых на решение, в том числе, и экологических проблем.

Перечисленное выше позволяет утверждать, что экологические проблемы в сфере автотранспортного комплекса могут быть кардинально решены только в контексте общего преодоления кризисных явлений в экономике и совершенствования управления автотранспортным комплексом в целом.

Эти же проблемы характерны для всех городов Российской Федерации. В постановлении Правительства Российской Федерации от 25 октября 2001 г. N 6133п-П12 "О национальном плане действий по гигиене окружающей среды Российской Федерации на 2001-2003 годы" утверждены первоочередные мероприятия по улучшению экологической и санитарно-эпидемиологической обстановки в стране. Значительная часть постановления посвящена решению экологических проблем транспорта.

Правительственные мероприятия разработаны во исполнение обязательств Декларации второй Европейской конференции по охране окружающей среды и здоровья населения и в значительной степени созвучны с тем, что предлагается в Московской Программе.

Основные положения и приложения Московской программы альтернативных видов моторных топлив направлены в Министерство транспорта и энергетики Российской Федерации для включения в проект Программы экологизации транспорта России.

Основной причиной ухудшающейся с каждым годом экологической ситуации в городах является непрерывный рост численности автомобильного парка (табл.1).

Таблица 1

Структура и динамика численности автомобильного парка города Москвы (по состоянию на 01.01 каждого года без учета мото и автотракторной техники)

По годам	Всего АТС	Из них:
		грузовые	автобусы	легковые	в т.ч. индивидуальн.
1	2	3	4	5	6
1985	652735	134603	22195	495937	458972
1988	705060	131211	21718	662131	514022
1991	884292	126637	21750	735905	697411
1993	1087274	137768	31470	918029	832946
1994	1301137	160804	36120	1104213	1010411
1995	1549183	180327	39303	1329553	1235032
1996	1729419	196062	42271	1491086	1470462
1997	1888432	201457	43838	1642137	1672711
1998	2017637	205191	43720	1766726	1691920
2001	2318148	207449	39680	2071019	1907586

Среди других причин, способствующих росту негативного воздействия автотранспорта на состояние окружающей среды и здоровье населения, как в городах, так и в целом по стране, необходимо отметить низкие экологические характеристики отечественных автомобилей и моторных топлив.

Потребление моторных топлив автотранспортом города Москвы характеризуется следующими показателями (табл.2).:

Таблица 2

Структура и динамика потребления топлива автотранспортом Москвы

По годам	Жидкое топливо			Газообразное топливо
	Всего	Бензин	Дизельное	Пропан-бутан	Метан
	тыс.т.	тыс.т.	тыс.т.	тыс.т.	экв.тыс.т.
1987	1682,5	1425,0	257,5	71,6	0,10
1988	1690,9	1432,2	258,7	85,7	0,20
1989	1686,2	1449,7	236,5	100,7	0,22
1990	1775,8	1546,6	229,2	70,6	0,21
1991	1860,1	1628,0	232,1	64,0	0,17
1992	1553,9	1376,7	177,2	49,5	0,10
1993	1816,0	1606,0	210,0	46,8	0,60
1997	3600,0	2700,0	900,0	27,0	0,82
1998	3783,0	2754,0	1029,0	30,0	0,90
1999	4150,0	2800,0	1350,0	71,0	1,04
2000	4150,0	2850,0	1300,0	100,0	2,48

Одним из основных путей снижения негативного влияния автомобиля на экологию города является использование альтернативных экологически более чистых видов моторного топлива. Интенсивные работы в этом направлении ведутся во всех развитых странах мира. Ведущие мировые автомобильные концерны инвестируют миллиарды долларов в развитие транспорта и технологий альтернативных видов моторных топлив и источников энергии.

В ряде стран альтернативные виды топлива занимают заметное место: Бразилия - 60% автомобилей работают на биоэтаноле, Италия - 1,4 млн. автомобилей используют пропан-бутан, Аргентина - более 800 тыс. автомобилей работают на природном газе.

Основной поставщик моторных топлив - Российская нефтеперерабатывающая промышленность переживает за последние десять лет не лучшие времена и только сейчас начинает выходить из кризиса. С 1988 года, когда нефтепереработчики и нефтяники России вышли на пик производства, объемы добычи нефти, перерабатываемой на 28 отечественных НПЗ, снизилизь почти вдвое.

Отстает отечественная переработка от мировой и по техническому уровню. Почти две трети из суммарного производства бензинов составляет АИ-76 - марки, которая в США, Японии и в большинстве европейских стран вообще не производится. Почти три четверти производимого дизельного топлива содержит серы 0,2% и чуть менее, а четверть - более 0,2%. Хотя во всем мире - предельная норма серы 0,05% (эта норма действует и в Москве).

Переход отечественной промышленности от спада, к стабилизации и росту, который сейчас наблюдается, вызовет резкий рост спроса на нефтепродукты, который будет сопровождаться, как и во всем мире, и ростом экологических требований. Это потребует интенсивного развития нефтедобывающей и перерабатывающей отраслей, технического перевооружения отраслей с целью увеличения глубины переработки нефти, коренной реконструкции предприятий. Расчеты показывают, что отечественная нефтеперерабатывающая промышленность удовлетворит в ближайшие 10 лет растущий внутрироссийский рынок не сможет. Согласно прогнозным расчетам, дефицит моторных топлив на рынке станет ощутим уже в 2005 году (4,0 - 5,5) млн.тонн) и может возрасти к 2010 году до 10 млн.тонн.

Учитывая, что автотранспорт Москвы потребляет приблизительно 10% от общероссийского потребления моторного топлива, следует ожидать, что дефицит бензинов и дизельного топлива может составить 400 - 550 тыс. тонн в 2005 году и возрасти до 1 млн. тонн к 2010 году.

Ожидаемый дефицит моторных топлив может быть компенсирован альтернативными видами топлив, которые к тому же, как правило, являются и экологически более чистыми.

Возможные комбинации альтернативных видов топлива и привода транспортных средств приведены в таблице 3. Альтернативные виды топлив могут использовать не только в существующих двигателях внутреннего сгорания (ДВС) после их небольшого переоборудования, но и в двигателях с топливными элементами и гибридных схемах построения силовых установок автомобиля. Физико-химические свойства альтернативных видов топлива могут служить альтернативой как бензину, так и дизельному топливу.

Возможные комбинации топлив и привода транспортных средств

"Возможные комбинации топлив и привода транспортных средств"

Среди множества вариантов альтернативных видов топлив в России наиболее эффективный результат достигается при частичной замене традиционных видов моторного топлива на природный газ и синтетические жидкие углеводороды, получаемые из природного газа, в силу своей низкой себестоимости и практической неограниченности ресурса для страны.

Использование в качестве моторного топлива метана, пропан-бутана, диметилового эфира позволяет уменьшить выбросы в атмосферу окиси углерода, углеводородов и окиси азотов на 30-70% по сравнению с обычными жидкими моторными топливами.

Общегородские экологические программы, выполненные в Москве в 1994-2000 гг., в том числе и по экологии транспорта, позволили решить ряд научно-технических проблем, осуществить ряд практических мер по использованию природного газа метана и сжиженного газа пропан-бутана в качестве моторного топлива, создать условия для привлечения внебюджетных инвестиций.

Перечисленные виды возможных альтернативных видов топлива и создания объектов дорожно-транспортной инфраструктуры для их использования в качестве моторного топлива для частного и муниципального видов транспорта имеют разную привлекательность для инвесторов.

В Программе реализацию мероприятий по расширению использования диметилового эфира и сжиженного газа пропан-бутана планируется осуществлять на конкурсной основе с привлечением средств сторонних инвесторов. Расчеты показывают, что вложения инвестиций в эти проекты, при условии получения льгот от Правительства Москвы, являются экономически выгодными и позволяют обеспечить возврат инвестиций за 3-5 лет.

В связи с тем, что основу выбросов дизельных двигателей работающих на традиционных видах дизельного топлива составляют аксиды # азота - самые агрессивные из всех компонентов отработанных газов, а при использовании в городском хозяйстве дизельные двигатели более экономичны, большое внимание уделено замещению традиционных дизельных топлив на диметиловый эфир (ДМЭ).

Особое внимание в Программе уделено водородному топливу. Разделы Программы, связанные с диметиловым эфиром и водородными моторными топливами, гибридными схемами построения требуют привлечения средств на решение, в основном, научно-технических проблем, а следовательно бюджетного финансирования.

Реально, расcчитывать на практические результаты использования ДМЭ в качестве экологической альтернативы дизельному топливу можно только, начиная 2005-2007 годов.

Несмотря на то, что в перспективе в Программе ставится задача создания экологически безопасного для окружающей среды транспортного средства, автомобиля с "нулевым выбросом", энергетической установкой которого является топливный элемент на водородном топливе, в Программе предполагается продолжить научные работы по использованию водорода, реально рассчитывая на получение практических результатов не ранее 2010 года.

Завершение выполнения этих разделов Программы позволит разработать ряд инвестиционных проектов, имеющих экономическую привлекательность для инвесторов, что должно найти отражение в разработке новой Программы экологизации транспорта до 2010 года.

II. Цели и задачи программы

Целью настоящей городской целевой программы является создание и введение в действие административных, экономических и организационно-технических мер, направленных на обеспечение устойчивого снижения уровня негативного воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье населения, обеспечения устойчивого процесса замещения традиционных моторных топлив экологически более чистыми видами моторных топлив и источников энергии.

Программа реализуется в один этап: в период с 2002 по 2004 год. За данный период на федеральном уровне должны быть полностью сформулированы законодательно-правовые и административно-управленческие основы государственной политики в области обеспечения экологически безопасного развития и функционирования автомобильного транспорта города, создающие условия для стимулирования инвестиций в соответствующие проекты и программы, а также для стимулирования производства и использования более экологически безопасных автотранспортных средств, топлив и источников энергии и т.д.

За период реализации Программы предполагается осуществить ряд первоочередных мер и мероприятий научного, технического, технологического и организационного характера, направленных на повышение экологической безопасности автотранспорта.

Реализация данной Программы создаст объективные условия для существенного и устойчивого снижения в последующей период (2005-2010 гг.) уровня негативного воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье населения и приведения его в соответствие с достигнутым в большинстве европейских стран.

Реализация Программы должна обеспечить достижение следующих основных показателей, характеризующих экологическую безопасность автотранспорта:

Снижение выбросов загрязняющих более 61,0 тыс. тонн веществ в атмосферу от автотранспорта к концу 2004 года при условии реализации Программы по сравнению с их ожидаемой величиной в случае непринятия мер, предусмотренных Программой в том числе:

- то же, в отношении выбросов продуктов неполного сгорания (СО+СН) - 57,8 тыс. тонн

- то же, в отношении выбросов окислов азота (NOX) - 3,84 тыс. тонн

- то же в отношении других компонентов (двуокись серы, твердые частицы и т.д.) - 0,03 тыс. тонн

Учитывая опыт, накопленный в городе Москве при реализации экологических Программы в 1994-2000 гг., и мировые тенденции, в качестве основных направлений выбраны:

- организация работ по использованию в качестве моторного топлива на автотранспорте диметилового эфира;

- создание образцов городских транспортных средств с "нулевым" выхлопом на основе энергоустановок с электрохимическими генераторами, использующими в качестве топлива водород.

- расширение использования в качестве альтернативных моторных топлив на автотранспорте города сжиженного углеводородного газа пропана-бутана и природного газа метана в сжатом и сжиженном состояниях;

- создание гибридных силовых установок для городских автобусов особо большой вместимости, обеспечивающих снижение расхода топлива до 50% и уменьшения вредных выбросов в 2-3 раза;

- расширение применение традиционных видов моторного топлива с улучшенными экологическими и эксплуатационными характеристиками;

- разработка нормативно-правовых документов, стимулирующих использование альтернативных (экологически более чистых) видов моторного топлива на частном и муниципальном автотранспорте.

III. Cистема программных мероприятий

Целью Программы является снижение негативного воздействия автотранспортного комплекса на окружающую среду за счет расширения использования альтернативных жидким нефтяным топливам газообразных (сжиженные углеводородные газы и природный газ) топлив, диметилового эфира, а также применения гибридных схем силовых агрегатов.

Раздел 1. Использование диметилового эфира в качестве моторного топлива дизельных двигателей

ГАРАНТ:

Об организации работ по внедрению диметилового эфира на транспорте в качестве экологически безопасного альтернативного моторного топлива см. распоряжение Правительства Москвы от 17 мая 2004 г. N 941-РП

Результаты выполненных исследований различных аспектов применения ДМЭ в качестве альтернативного моторного топлива для дизелей дают основания для следующих выводов.

1. ДМЭ обладает целым рядом преимуществ по сравнению с другими альтернативными топливами и даже дизельным топливом по следующим показателям:

Химическим:

- отсутствием валентных углеродно-углеродных связей, что понижает склонность к сажеобразованию при горении,

- содержанием порядка 35% связанного кислорода, что практически полностью устраняет дымность выпускных газов,

- хорошей самовоспламеняемость в условиях цилиндра дизеля (цетановое число ЦЧ=55=60 по сравнению с ЦЧ=45-50 для дизельного топлива, не говоря уж об альтернативных топливах типа метанола и этанола, а также природных газах, имеющих плохую воспламеняемость), что делает его идеальным в качестве моторного топлива дизелей:

Физическим:

- хорошей испаряемостью, что приводит к быстрой газификации впрыскиваемых в цилиндры топливных струй, способствуя совершенствованию процесса смесеобразования и улучшению экономичности при понижении требуемого уровня давлений впрыскивания и, следовательно, повышению надежности работы топливовпрыскивающей аппаратуры и снижению ее уровня шума.

2. Результаты моторных испытаний дизелей на ДМЭ показали возможность значительного улучшения следующих характеристик:

Экологических:

- снижение уровня выброса вредных выбросов с выпускными газами по окислам азота- в 3-4 раза при практически бездымном выхлопе на всех режимах работы;

- ДМЭ является экологически чистым продуктом, не наносящим никакого вреда окружающей среде.

Экономических:

- сохранение или даже улучшение (до 5%) экономичности дизеля по сравнению с работой на дизельном топливе.

Эксплуатационных:

- снижение динамики цикла и давлений сгорания, что повышает надежность работы двигателей и снижает шумность на 10 дБ(А), открывая возможность конвертирование в дизели, работающие на ДМЭ, обычных карбюраторных двигателей, а также возрождения с улучшением экологических характеристик широко распространенных, например, в дорожно-строительных машинах безнаддувных дизелей.

3. Конвертирование обычных дизелей для работы на ДМЭ состоит только в модернизации их топливоподающей аппаратуры, направленной на увеличение объемной подачи топлива и уплотнения линии низкого давления для приспособления ее к работе на повышенных порядка 1020 бар давлениях, а также в замене топливных баков на баллоны низкого давления, используемые для работы с сжиженными природными газами.

К недостаткам следует отнести пониженную вязкость ДМЭ по сравнению с дизельным топливом, что может потребовать доводки топливоподающей аппаратуры для обеспечения ее противозадирных качеств и повышения долговечности.

4. Существуют отработанный (через получение метанола), а также более эффективный новый (через получение синтез-газа) технологические способы массового производства ДМЭ на базе природного газа.

ДМЭ может также производиться на базе каменного угля, углеродосодержащих продуктов (битумов), а также биомассы, что позволяет считать его возобновляемым видом топлива.

5. Технико-экономический анализ применения диметилового эфира в качестве альтернативного моторного топлива для дизелей свидетельствует о возможности сбыта его по ценам, приблизительно равным ценам на дизельное топливо.

6. Из описанных результатов исследования можно заключить, что диметиловый эфир по своим физико-химическим показателям и данным моторных испытаний может стать в XXI-м веке основным видом моторного топлива во всем мире, над внедрением которого в настоящее время интенсивно работают многие ведущие фирмы и государственные организации за рубежом.

По-существу, речь, по-видимому, может идти о глобальной отработке новой прогрессивной технологии преобразования природного газа (и других видов сырья), обеспечивающего только умеренный экологический эффект, в идеальное моторное топлива, отвечающее всем самым жестким экологическим и экономическим нормам наступающего века.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что по целому ряду экологических, эксплуатационных и технико-экономических показателей диметиловый эфир может стать в XXI-м веке одним из основных видов моторного топлива для дизелей во всем мире, что дает основание рекомендовать всемерную поддержку и развитие соответствующих НИОКР, которые должны способствовать ускорению массового внедрения в нашей стране диметилового эфира в качестве альтернативного моторного топлива.

Одним из самых важных положительных факторов использования ДМЭ в качестве моторного топлива является отсутствие необходимости строительства специальных АЗС. Так как по своим физико-химическим свойствам (за исключением цетанового числа) ДМЭ аналогичен пропан-бутану для заправки автомобильного транспорта ДМЭ можно использовать существующие АГНС.

В этом случае АГНС становится двухтопливной заправкой (пропан-бутана и ДМЭ), по аналогии с действующими АЗС (бензин + дизельное топливо).

Раздел 2. Расширение использования сжиженного углеводородного газа пропан-бутана, как альтернативы бензиновому топливу

Сжиженный нефтяной газ (или смесь улеводородных газов - этана, пропана, бутана и их изомеров) является побочным продуктом добычи и переработки нефти и нефтепродуктов. Его ресурсы составляют немногим более 5 млн. тонн, часть из которых используется в быту и в нефтехимии.

Этот вид газового топлива привлекателен для автомобилистов тем, что автомобиль достаточно просто приспосабливается для работы на нем, и запаса газа в относительно легком баллоне (20 кг у легкового автомобиля) достаточно для того же пробега, что и на бензине.

В распоряжении Мэра Москвы от 13 сентября 2000 года N 975-РМ "О мерах по расширению использования сжиженного газа пропан-бутана в качестве моторного топлива" указано, что одним из приоритетных направлений Программы перевода транспорта на альтернативные топлива является расширение использования пропана-бутана в качестве моторного топлива. В распоряжении предусмотрено строительство на первом этапе 25 автомобильных газонаполнительных станций (АГНС) современного дизайна, отвечающих требованиям безопасности, эксплуатационной надежности и экологии.

Строительство АГНС будет осуществлено фирмами-инвесторами на собственные средства. Земельные участки под строительство будут выделены инвесторам на льготных условиях на конкурсной основе. Одним из условий конкурса является наличие у инвестора гарантированных собственных ресурсов пропана-бутана.

В качестве примера на Рис.8 показан внешний вид типовой АГНС (проект АО "ЦНИИПРОМЗДАНИЙ" Очаковской АГЗС).

Рис. 8. Внешний вид типовой АГНС

"Рис. 8. Внешний вид типовой АГНС"

В целом намечается обеспечить поставку и реализацию газа в городе на уровне 300 тыс. тонн, вместо 90 тыс. тонн сегодня, и построить без привлечения бюджетных средств 75-85 АГНС. Эти показатели нашли отражение в разделе Программы по пропан-бутану.

Реализация раздела Программы позволит перевести на пропан-бутан порядка 300-330 тыс. автомобилей, что снизит суммарные вредные выбросы в атмосферу отработанных газов на 3,5 - 4%. Для того что бы достичь такого же эффекта оснащением автомобилей каталитическими нейтрализаторами отработанных газов требуется не менее 1 млрд. бюджетных средств ежегодно.

Разделы 1 и 2 Программы направлены на создание условий для решения следующих задач:

- увеличение парка газобаллонных автомобилей, работающих на различных видах газовых топлив (сжиженный углеводородный газ пропан-бутан, компримированный и сжиженный природный газ метан);

- развитие (повышение эффективности использования существующей) сети автомобильных газонаполнительных (АГНС) и газокомпрессорных станций (АГНКС).

- перевод на КПГ до 3000 грузовых муниципальных автомобилей и автобусов;

- строительство городских автогазозаправочных станций из расчета обеспечения заправкой КПГ в 2010 году не менее 100 тысяч легковых и 10 тысяч грузовых автомобилей;

- приведение производственно технической базы автопредприятий, эксплуатирующих АТС на КПГ и СПГ в соответствие с действующими нормами;

- организацию достаточных мощностей по переоборудованию автомобилей для работы на газовом топливе, их сервисному обслуживанию и переосвидетельствованию автомобильных баллонов как для сжиженного углеводородного, так и для компримированного газа.

Перевод на газовое топливо АТС, работающих на бензиновом топливе, позволит снизить удельные выбросы оксида углерода и углеводородов в 1,5-2 раза, а выбросы твердых частиц, АТС работающих на дизельном топливе, в 4-5 раз.

Раздел 3. Создание транспортных средств с энергоустановками на основе электрохимических генераторов с водородно-воздушными топливными элементами

Радикальной целью настоящей Программы является создание экологически безопасного для окружающей среды транспортного средства в течение всего жизненного цикла и использующее ресурсосберегающие технологии. На сегодня имеется ясное представление о концепции такого транспортного средства, отдельные системы и агрегаты которого апробированы на действующих транспортных средствах или находятся в опытной эксплуатации (Рис.9).

Рис. 9. Схема работы топливного элемента

"Рис. 9. Схема работы топливного элемента"

Основой энергетической установки (ЭУ) упомянутого транспортного средства (ТС) является устройство непосредственного (прямого) преобразования химической энергии топлива в электрическую - электрохимический генератор (ЭХГ) с топливными элементами (ТЭ), работающими на водороде и воздухе. Наиболее вероятным типом ТЭ в этом случае являются щелочные топливные элементы ввиду большего КПД по сравнению с твердополимерными ТЭ. Продуктом реакции являются вода и тепло. Полное отсутствие вредных выбросов, а также двуокиси углерода, делает ЭУ, работающую на водороде, наиболее привлекательным средством получения электроэнергии, особенно для городского транспорта. Такие ЭУ имеют КПД до 60%, что существенно сокращает количество топлива, потребного транспортному средству, по сравнению, например, с двигателями внутреннего сгорания. Помимо экономии топлива высокий КПД означает уменьшение потребления кислорода воздуха, что особенно важно для городского транспорта, работа которого происходит в условиях зон ограниченного газообмена, свойственных городу. Снижение содержания кислорода в атмосфере с 23% до 17% вызывает резкое ухудшение самочувствия и может привести к летальному исходу.

Водород является энергоносителем и моторным топливом будущего, однако, из-за проблем, связанных с его производством, заправочной инфраструктурой и хранением на борту транспортных средств на протяжении, по крайней мере, ближайших двадцати-тридцати лет, наиболее перспективным является использование на транспортных средствах энергоустановки на основе ЭХГ с ТЭ, работающими на конвертируемом углеводородном топливе, имеющем широкую сырьевую базу, использующим с минимальными доработками существующую заправочную инфраструктуру, максимально адаптированным к топливным элементам и дешевым в эксплуатации.

Таким топливом является метанол, конверсия которого в водород достаточно хорошо проработана, минимизирована по выбросам продуктов реакции (углекислый газ) и приемлема по стоимости или природный газ. В этом случае наиболее вероятно применение твердополимерных ТЭ, существенно менее чувствительных к наличию углекислого газа в продуктах риформинга.

Производство метанола имеет практически неограниченную сырьевую базу (природный газ, уголь, биомасса, природные карбонаты) и крупномасштабные технологии производства.

Все это не снимает принципиальной задачи создания технологий дешевого производства и распространения водорода уже сегодня, а также разработки средств хранения водорода на транспортном средстве.

Ведущие мировые автомобильные компании Ford и Daimber-Chrysler затратили в создание автомобиля с ТЭ сотни миллионов долларов США и пришли к выводу, что будущее исключительно связано с метанолом и водородом.

Эти фирмы к 2003 году намерены вывести в эксплуатацию 50 автомобилей и автобусов, оснащенных ЭУ с ЭХГ.

ОАО РКК "Энергия" имеет многолетний опыт создания энергоустановок с ЭХГ для космических транспортных средств. В настоящее время РКК "Энергия" совместно с Уральским электрохимическим комбинатом (УЭХК) - разработчиком электрохимических генераторов с топливными элементами - ведет работы по созданию таких ЭУ для подводного применения.

У этих организаций есть также успешный опыт создания автомобиля с ЭУ на основе ЭХГ. В августе-сентябре 2000 г. на автосалоне в Москве и на Дмитревском полигоне демонстрировался автомобиль "АНТЭЛ" (на базе модели ВАЗ 2123) с энергоустановкой на топливных элементах на основе доработанного космического электрохимического генератора.

В НАМИ и РКК "Энергия" имеется также опыт разработки конвертора метанола.

Существующая кооперация предприятий совместно с привлекаемыми научно-исследовательскими институтами способна в рамках данной программы создать действующий экспериментальный образец автомобиля с ЭУ на основе ЭХГ для городского транспорта Москвы и вести работы по созданию таких энергоустановок для перспективных транспортных средств серийного производства.

Применение в энергоустановках с ЭХГ системы рекуперации энергии, например, с помощью емкостных накопителей энергии, снижает необходимую мощность энергоустановки и потребность ТС в топливе за счет использования энергии, накапливающейся в конденсаторах при холостой работе ЭУ на остановках и при торможении.

Конструктивное решение гибридного городского автобуса с применением емкостного накопителя энергии российского производства (МНПО "ЭКОНД") осуществлено в совместном проекте, координируемом NASA. Успешно проведенные испытания "экобуса" привели к долговременному сотрудничеству, которое продолжается и по сей день.

Проведены успешные испытания на трамвайном вагоне на ОАО "ПТМЗ" в цепи управления электроприводом.

В настоящее время МНПО "ЭКОНД" совместно с ВНИИЖТ МПС РФ реализует проект по созданию гибридного маневрового тепловоза, а также проект создания электробуса массой 6,5т с емкостным накопителем энергии.

Создание транспортного средства с энергоустановкой на основе ЭХГ с топливными элементами требует эффективного электропривода, параметры которого оптимизируются совместно с параметрами ЭУ (вид тока, напряжение и др.). Такой асинхронный тяговый привод с диапазоном мощностей от 32 до 200 Квт планируется разработать в разделе комбинированных энергоустановок.

Раздел 4. Применение природного газа метана в качестве альтернативы бензину и дизельному топливу

Экологические показатели двигателей, работающих на газовом топливе (Рис.1) существенно лучше, чем у традиционных видов моторного топлива.

Рис. 1. Экологические показатели двигателей, работающих на газовом топливе

"Рис. 1. Экологические показатели двигателей, работающих на газовом топливе"

Наиболее перспективным является использование на автотранспорте компримированного (сжатого) природного газа - метана (КПГ), 35% мировых запасов которого находятся в России. В принятой 26.11.96 совместным постановлением Правительства Москвы и Правления РАО "Газпром" N 943/134 "О мерах по охране атмосферного воздуха в г.Москве за счет расширения использования сжатого природного газа в качестве моторного топлива" Московской программе газификации автотранспорта предусматривался постепенный перевод на этот вид газового топлива части муниципальных грузовых автомобилей и автобусов.

Реализация мероприятий программы осуществлялась за счет привлечения внебюджетных финансовых средств предприятий и организаций города в соответствии с Законом города Москвы "О ставках и льготах по налогу на прибыль" на основании постановлений Правительства Москвы от 18.11.97 N 804, от 17.03.98 N 185, от 29.12.98 N 1025 и от 28.12.99 N 1202 "О перечне затрат, связанных с улучшением экологической обстановки в городе Москве" уполномоченной организацией - Фондом экологизации транспорта "Мосэкотранс" под руководством созданной при Правительстве Москвы Рабочей группы в соответствии с наличием финансовых средств и финансово-экономической ситуацией в России.

За 1996-2000 гг. выполнены основные задачи первого, подготовительного этапа Программы. Разработана соответствующая нормативно-правовая база, проведено обследование производственно-технической базы автотранспортных предприятий, подготовлена проектно-сметная документация для 16-ти автопредприятий ГК "Мосгортранс" и ГУП "Мосавтотранс". Разработана и утверждена схема развития внутригородской газозаправочной сети г.Москвы. Переоборудовано для работы на сжатом газе 50 автобусов (Рис.2) и около 500 грузовых муниципальных автомобилей (Рис.3). Проведены эксплуатационные и лабораторно-дорожные испытания газобаллонного автотранспорта.

В рамках Программы был осуществлен полный перевод двух муниципальных предприятий грузового автотранспорта ГУП "Мосавтотранс" автокомбинатов N 32 и N 41 на использование газового топлива.

Из 200 автомобилей Автокомбината N 32 на газовое топливо переведены 132 автомобиля (112 на сжатый природный и 20 на сжиженный нефтяной газы). На территории комбината осуществляет заправку автомобилей сжатым газом мобильный газозаправочный комплекс "Гидрогаз" (Рис.4).

Автокомбинат N 41 на сегодня уже полностью отказался от использования бензина. Из 400 его автомобилей 304 работают на газе (160 на сжатом природном и 144 на сжиженном нефтяном) и остальные 96 на дизельном топливе. Для их заправки на территории автокомбината смонтированы два блока гаражных АГНКС М-45, установлен передвижной газозаправщик сжиженного нефтяного газа, а также начаты работы по строительству автомобильной криогенной заправочной станции для заправки опытной партии автомобилей "Газель" сжиженным (охлажденным до минус 162 град.С) природным газом метаном.

Накопленный опыт подтвердил перспективность перевода автотранспорта на природный газ - метан, причем наилучшие результаты достигнуты при переводе на газ мало и среднетоннажных грузовиков с бензиновыми и дизельными двигателями (Рис.5).

Решены технические проблемы перевода на метан тракторов с дизельными двигателями, использующихся в коммунальных и дорожно-строительных организациях (Рис.6).

Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания, работающих на газообразных топливах, по наиболее вредным компонентам в 1,5-5 раза менее опасны, чем отработавшие газы бензиновых или дизельных двигателей. Применение метана на дизельных автомобилях позволяет сократить дымность отработавших газов более, чем в 4-5 раза. При установке на газобаллонный автомобиль каталитического нейтрализатора по токсичным выбросам перекрываются европейские нормы выброса вредных веществ с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания Евро-2 и даже Евро-3.

В связи с изложенным расширение использования КПГ на автомобильном транспорта является одним из важных направлений повышения экологической безопасности автотранспорта.

В связи с ограниченными возможностями выделения городской земли под строительство объектов дорожно-транспортной инфраструктуры в Программе предлагается максимально использовать территории существующих автопредприятий, АЗС, техцентров и т.д.

Предусматривается строительство АГНС и АГНКС двойного назначения, обеспечивающих заправку муниципальных и частных автомобилей. Предполагается, что начиная с 2004-2005 гг. появится большое число индивидуальных владельцев, желающих переоборудовать свой автомобиль на использование метана в качестве моторного топлива (Рис 7.).

Через 3-5 лет именно частный владелец будет основным потребителем природного газа, как моторного топлива, ибо мировая тенденция такова, что в это время в стране будет большое количество экономичных иностранных автомобилей с расходом топлива 4,5-5,5 литров 100 км. Это означает, что баллона емкостью 80 л. с запасом сжатого газа 16 куб. метров, хватит на пробег 300-350 км даже по городскому циклу. И этим сразу устраняется один из серьезных недостатков природного газа, как моторного топлива, а строительство и эксплуатация АГНКС станет одним из прибыльных направлений в топливном бизнесе.

Программные мероприятия раздела программы предусматривают проведение пионерских работ, направленных на расширение использования сжиженного природного газа (СПГ) на автомобильном транспорте.

Раздел 5. Создание транспортных средств с комбинированными энергоустановками

Одним из основных направлений сокращения эксплуатационных расходов, прежде всего расходов на моторное топливо, является использованием автотранспортных средств с комбинированными энергоустановками (КЭУ).

Транспортное средство с КЭУ представляет собой автомобиль, оснащенный обычным двигателем внутреннего сгорания (ДВС), системой накопления и рекуперации энергии и электроприводом. Накопление и рекуперация энергии может осуществляться механическим (кинетическим) и электрическим способом (на аккумуляторах или суперконденсаторах) Рис.10.

Рис. 10. Компоновочная схема ГДУ в городском автобусе особо большой пассажировместимости

"Рис. 10. Компоновочная схема ГДУ в городском автобусе особо большой пассажировместимости"

Преимущества транспортных средств с КЭУ, особенно в условиях эксплуатации автомобилей в городе очевидна. Это можно проиллюстрировать на примере городского общественного транспорта. Городской автобус значительную часть времени простаивает на остановках, у светофоров, в пробках. В это время двигатель автобуса работает в холостую, и энергия силовой установки расходуется неэффективно, как и при торможении автобуса (Рис.11).

Рис. 11. Основные преимущества автобуса с комбинированной ДУ

"Рис. 11. Основные преимущества автобуса с комбинированной ДУ"

Расчеты показывают, что если бы удалось эффективно расходовать энергию силового агрегата, то при сохранении или даже некотором улучшении технических параметров автобуса, мощность его силового агрегата можно уменьшить в 1,5 - 2 раза. То есть заменить используемый силовой агрегат автобуса большой вместимости мощностью в 190 Квт на двигатель мощностью 100-110 Квт.

При этом во столько же раз уменьшается расход топлива. При типовом пробеге автобуса в городе Москве приблизительно 250 км экономия топлива при расходе 45 л/100 км составит не менее 40 л ежедневно. Экономия бюджетных средств на закупку топлива для одного автобуса составит не менее 3,5 тыс. долларов ежегодно. За время эксплуатации автобуса 12 лет экономия бюджетных средств составит более 40 тыс. долларов.

По расчетам стоимость гибридного автобуса превышает стоимость обычного автобуса на 10 - 15 тыс. долларов, поэтому перевод всего автобусного парка города на автобусы с КЭУ позволит ежегодно экономить не менее 6 млн. долларов.

Сравнительные характеристики обычного городского автобуса и автобуса с КЭУ приведены на Рис.11.а.

Рис.11.а. Сравнительные характеристики обычного городского автобуса и автобуса с КЭУ

"Рис.11.а. Сравнительные характеристики обычного городского автобуса и автобуса с КЭУ"

Такой же эффективностью будут обладать автотранспортные средства с КЭУ от легкового микроавтомобиля до грузовика и автобуса, эксплуатируемые в городских условиях. При разработке силовых агрегатов с КЭУ для автомобилей, эксплуатирующихся не только в городе, но и на трассах, мощность ДВС должна быть увеличена. Но и при этом автомобили с КЭУ сохраняют свои несомненные преимущества, что доказали последние разработки всех ведущих автомобилей строительных концернов мира.

Реализация этого раздела Программы позволяет не только решить ресурсные проблемы - экономию традиционных видов топлива, но и существенно облегчить решение технических проблем при использовании альтернативных видов моторного топлива. Двигатели внутреннего сгорания, входящие в КЭУ, могут работать как на традиционных, так и на альтернативных видах моторного топлива.

Экономичное потребление например, газового топлива в КЭУ позволяет уменьшить запас топлива в автомобиле при сохранении больших значений пробега. Это существенно уменьшает затраты на переоборудование и эксплуатацию автомобиля.

Представленные в этом разделе Программы мероприятия в первую очередь рассчитаны на радикальное улучшение технических параметров автомобилей, выпускаемых на московских автозаводах - "Тушино-Авто", "АМО ЗИЛ" и "Москвич".

Другие разделы Программы

В Программу включен ряд разделов, так же направленных на решение основных задач. Прежде всего это раздел связанный с созданием и совершенствованием нормативно-правовой базы. Накопленный опыт эксплуатации автотранспортных средств, работающих на газовых видах топлива, показал необходимость не только внесения существенных изменений в действующую нормативно-правовую базу на Федеральном и Региональном уровне, но и создания нового Московского закона "Об использовании альтернативных видов моторных топлив на автомобильном транспорте Москвы".

Даже при условии существенного расширения применения альтернативных видов моторного топлива доля бензинов и дизельного топлива в ближайшее десятилетие будет оставаться весьма высокой. Поэтому в Программу включен раздел, связанный с улучшением экологических и эксплуатационных характеристик традиционных видов жидких моторных топлив.

Завершение среднесрочной Программы требует разработки со