Как только поднимается очередная волна разговоров об ухудшении экологической ситуации, вспоминают о переводе части автопарка на газобаллонное питание. Мол, на газу и токсичность выхлопа ниже, и само топливо дешевле... Мы решили сравнить друг с другом три вида топлива — бензин, сжиженный пропан-бутан и сжатый метан. И все это — на одном автомобиле Daewoo Nexia. Для начала — немного теории. В чем основное различие между метаном и пропан-бутаном? Пропан-бутановая смесь — это попутный нефтяной газ, который можно хранить в баллонах в сжиженном виде при относительно невысоком давлении в 5 атмосфер и при обычной температуре. Метан — так называемый природный газ. В жидкую фазу метан переходит только при низких температурах около –160°С, поэтому его хранят в газообразном виде, но под очень высоким давлением — 200 атмосфер. Обычный стальной метановый баллон емкостью 50 литров, рассчитанный на такое давление, весит 100 кг! Понятно, что об оснащении такими баллонами легковых автомобилей раньше не могло быть и речи — на сжатом метане ездили только грузовики и автобусы. Но недавно появились облегченные металлопластиковые, или композитные, баллоны, что и сделало возможным проведение этого теста. В багажнике подопытного автомобиля смонтировали сразу два баллона — металлопластиковый емкостью 35 л для метана и обычный стальной 50-литровый для сжиженного газа. Под капотом разместили два редуктора именитой итальянской фирмы Lovato — один для метана, другой для пропан-бутана. Кстати, редукторы для метана тоже сложнее и дороже, нежели для сжиженного газа, — к двум ступеням понижения давления добавлена еще одна. Зато «метановому» редуктору не нужна пробка для слива конденсата. У сжатого газа он отсутствует в принципе! А вот те, кто ездит на сжиженном газе, вынуждены периодически сливать из редуктора отстой из попутных смол и парафинов.
«Агрегатоносителем» послужил обычный седан Daewoo Nexia с полуторалитровым мотором, оснащенным системой распределенного впрыска топлива. Каталитического нейтрализатора на этих машинах в России нет. Переключая систему питания на разные редукторы, мы поочередно адаптировали Нексию для работы или на пропан-бутане, или на метане. Кроме того, во всех случаях машина сохраняла способность работать на бензине с помощью штатной системы впрыска.
Во-первых, для каждого из трех вариантов системы питания мы оценивали разгонную динамику — максимальную скорость и эластичность, то есть интенсивность разгона на выбранной передаче. Во-вторых, с помощью профессионального газоанализатора измеряли содержание в выхлопе ядовитой окиси углерода СО и несгоревших углеводородов СН — на холостом ходу, как поступают, например, при прохождении инструментального контроля в ГИБДД. Все, можно делать выводы? Ни в коем случае! Оценить токсичность выхлопа на основе стационарных измерений невозможно, и специалистам это хорошо известно. Поэтому мы дополнили испытания третьим, самым хлопотным, но неизбежным при профессиональном подходе этапом. Мы загоняли автомобиль на специальный стенд в лаборатории токсичности Дмитровского полигона, где на беговых барабанах имитировалось движение по городскому циклу (ГОСТ 4183-99). Весь выхлоп во время заезда скапливается в специальном приемнике, который производит количественную оценку выброшенных двигателем трех токсичных компонентов — СО, СН и окислов азота NOx. Без таких испытаний на беговых барабанах любая оценка токсичности — просто профанация!
Что касается разгонной динамики, то ничего любопытного мы не обнаружили. На пропан-бутановой смеси Nexia набирает скорость почти так же, как и на бензине. Переход на метан негативно сказывается на динамике — причем даже тогда, когда двухтопливная «метановая» машина работает на бензине. Виной тому смеситель, устанавливаемый во впускной коллектор, — он сильно уменьшает проходное сечение воздушного канала. А при переходе на метан Nexia заметно «тупеет». Разгон становится «задумчивым», максимальная скорость падает на 15 км/ч, а время разгона в заданном диапазоне скоростей увеличивается почти на треть!
Итак, темпераментным водителям сжатый газ противопоказан. А что с токсичностью?
Измерения на холостом ходу обнадеживают — на метане двигатель выбрасывает в атмосферу гораздо меньше окиси углерода СО и углеводородов СН! Однако результаты заездов на беговых барабанах отрезвляют. Правда, в «холодном» ездовом цикле, который начинается с пуска непрогретого двигателя, количество вредных выбросов снижается заметно — от полутора до двух раз. Но в «горячем» цикле выбросы СО на метане и на бензине практически одинаковы. А углеводородов СН при работе на метане в выхлопе оказалось даже больше! Улучшение зафиксировано разве что по окислам азота NOx.
Но откуда же взялся миф об экологически чистых «метановых» автомобилях? И почему на Западе такие именитые фирмы, как Volvo, серийно выпускают автомобили с газобаллонными установками для работы на метане?
На нашей Нексии был установлен смеситель — фактически, газовая «конфорка», из которой газ под контролем компьютера LovEco истекает во впускной коллектор и смешивается с воздухом. Наиболее сложные двухтопливные двигатели оснащены системами электронного впрыска газа под избыточным давлением. Такие системы питания дозируют топливо намного точнее, что, возможно, улучшает экологические показатели. Но и стоит оборудование для впрыска как минимум $1500! Кто в России будет вкладывать столь серьезные деньги в газобаллонную установку?
Кроме того, все западные автомобили оснащены каталитическими нейтрализаторами отработавших газов. Даже при работе на бензине нейтрализатор снижает выбросы СО и СН в 5 раз, а NOx — в 8 раз. И если питать «катализаторную» машину метаном при помощи впрыска, то она запросто сможет «уложиться» в строгие нормы Euro 2!
А теперь попробуем посмотреть на проблему «метанизации» с высоты вновь приобретенного опыта. У перехода на метан один плюс — сжатый газ намного дешевле. Установка на автомобиль «бюджетной» системы питания (импортный редуктор с самым дешевым смесителем и отечественный металлопластиковый баллон) обойдется примерно в $750. Кубометр сжатого газа на АГНКС (автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях) стоит 3,5 рубля. При расходе газа около 10 кубометров на 100 км пробега (столько съедала наша Nexia) переход на метан позволит не только окупить установку, но и сэкономить около $800 за стотысячный пробег. А вот при переходе на пропан-бутан экономия будет скромнее — около $300 (при нынешней цене 4 руб. 50 коп. за литр сжиженного газа).
Но сколько у метана минусов... В один металлопластиковый баллон объемом 35 л входит всего 7 кубов сжатого природного газа. Этого хватит лишь на 70 км пробега! В багажник Нексии влезут два таких баллона, что обеспечит запас хода всего в 140 км. А весят два баллона около 50 кг.
Кроме того, АГНКС, на которых можно заправиться сжатым метаном, в стране очень мало. В Москве, например, их всего девять.
Так стоит ли игра свеч? Вопрос остается открытым. Очевидно, что тем, кто печется об экологии, нужно не развивать метановую тему, а заботиться о запрещении выпуска этилированного бензина и о поголовном оснащении отечественных автомобилей системами впрыска топлива и каталитическими нейтрализаторами — как это было сделано на Западе.
Правда, есть один козырь. Запасы нефти небезграничны даже в России — по оценкам ученых, их хватит лет на 50, не больше. А вот природного газа в наших недрах очень много! Поэтому многие считают метан топливом будущего — и работают над криогенными баллонами, позволяющими хранить метан в сжиженном виде при температуре около –160°С. Более того, нам известно, что несколько криоустановок для сжижения метана уже привезены в Россию. И возможно, у нас появится шанс испытать автомобиль, «заряженный» посерьезнее этой Нексии, — с системой впрыска метана и с криобаллонами, которые смогут обеспечить машине приличный запас хода. Может, тогда метан проявит себя во всей красе?
Дмитрий ШЕВЦОВ
