ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Газомоторный транспорт в мире 10
1.2. Перспективы развития газомоторного рынка в России 12
1.3. Наличие запасов и динамика потребления КПГ в России 16
1.4. Развитию газомоторного рынка в Республике Татарстан 19
Выводы по главе 24
Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СЕТИ
2.1 Общие положения 25
2.2 Основные задачи создания сети АГНКС 29
2.3 Алгоритм расчета создания сети АГНКС 35
Вывод по главе 43
Глава 3 ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
3.1 Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция 44
3.2 Передвижные автомобильные газовые заправщики 48
3.3 Методы доставки сжиженного газа до потребителя 56
3.4 Выбор подвижного состава 59
3.5 Определение интенсивности движения на дорогах РТ 66
3.6 Планируемый парк к переводу на КПГ к 2023 году в РТ 68
3.7 Алгоритм расчета количества АГНКС и ПАГЗ в городах РТ 70
3.8 Алгоритм расчета количества АГНКС и ПАГЗ на дорогах РТ 73
3.8.1 Расчет количества АГНКС на федеральной дороги М7 на
территории РТ 75
3.8.2 Расчет количества АГНКС и ПАГЗ на региональных дорогах РТ. 76
3.9 Расчет планируемого количество АГНКС и ПАГЗ в РТ 80
Вывод по главе 85
Глава 4 ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
4.1 Влияние КПГ, как газомоторного топлива на экологию 86
4.2 Требования по охране окружающей среды 87
4.3 Требования к пожарная безопасность 91
Вывод по главе 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 99
Приложение
Природным газом в качестве моторного топлива можно пользоваться уже сегодня. Основную часть природного газа составляет метан 92-98%.
Метан - простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха, химическая формула — CH4, также он малорастворим в воде, легче воздуха.
Природный газ может быть использован в виде топлива как в сжатом (компримированном), так и в сжиженном виде. Рассмотрим основные преимущества применение природного газа на транспорте в сжатом (компримированном) виде:
Во-первых, Россия обладает почти третью мировых запасов природного газа. Хотя, по статистике Россия по количеству газомоторного транспорта занимает одно из последних мест. В список 5 ведущих стран входят: Иран, Пакистан, Аргентина, Бразилия, Китай
Во-вторых, применение на транспорте компримированного природного газа снижает негативное воздействие на окружающую среду в 2 — 3 раза. Т.е. экологическое преимущество газомоторного топлива по сравнению с бензином. А именно, существенно сокращает выбросы в атмосферу: окислы азота — 1,5 раза меньше, углеводороды - в 3 раза меньше, угарный газ - в 10 раз меньше [54].
В-третьих, стоимость одного кубического метра газомоторного топлива в три раза ниже, чем стоимость одного литра бензина. Средняя цена метана на АГНКС по России составляет 13 рублей 50 копеек, а средняя потребительская цена на автомобильный бензин превышает 40 рублей. Окупаемость переоборудования автомобиля на газ составляет меньше года.
Общемировой парк автомобилей, работающих на газовом топливе, составляет 17,2 млн., а Российский автопарк составляет всего лишь 86 тыс. газомоторных автомобилей. Общее количество автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) в России составляет 330 [42].
Однако до сих пор в нашей стране сохраняется низкий уровень темпов развития метановой заправочной инфраструктуры. Реальным выходом из сложившейся ситуации является создание алгоритма реализации инновационного пути через формирование и развитие заправочной сети, которая, является определяющим фактором повышения уровня использования метана в качестве газомоторного топлива.
Для обеспечения эффективного функционирования заправочной сети необходима соответствующая инновационная инфраструктура, представляющая собой совокупность экономических субъектов, осуществляющих техническое, информационное, кадровое, финансовое, организационно-методическое и (или) иное обеспечение субъектов инновационной деятельности, необходимое для создания знаний, технологий, воплощения их в новые продукты и услуги.
Ключевой составной частью заправочной сети являются передвижные автомобильные газовые заправщики (ПАГЗ).
Одним из самых активных регионов по использованию природного газа в качестве топлива в компримированном виде является Республика Татарстан. Именно поэтому Республика Татарстан считается одним из пилотных республик. Где можно решить следующие проблемы, с использованием передвижных автомобильных газовых заправщиков (ПАГЗ): отсутствие развитой сети заправок АГНКС, низкая загрузка существующих АГНКС, малое количество автомобилей на компримированном природном газе (КПГ). В будущем можем этот алгоритм привести в другие регионы.
Таким образом, потребность разработки алгоритма к формированию и развитию в России метановой заправочной сети предопределила актуальность исследования, его цель и задачи.
Актуальность данной темы обусловлена, во-первых, отсутствием развитой инфраструктуры заправок для автомобилей на метане в регионах, что затормаживает процесс перехода на метан легкового, грузового транспорта, автобусов и техники ЖКХ. Во-вторых, при строительстве газовых заправок существует еще одна проблема - это их небольшая загрузка. Чтобы загрузить хотя бы половину станций и вывести их на рентабельность государство субсидирует закупку газомоторной техники в регионах. Однако, это не способствует на увеличение продажи газомоторной техники в регионах.
Поэтому сегодня необходимо исследовать причины, приведшие к противоречиям в функционировании сети АГНКС и найти средства их устранения.
В связи с этим разработка алгоритма повышения эффективности сети АГНКС в регионах является актуальной задачей в современной экономической обстановке.
Цели и задачи исследования. Целью исследования является разработка алгоритма расчета создания сети заправок компримированного природного газа (КПГ) с использованием передвижных автомобильных газовых заправщиков (ПАГЗ) на примере Республики Татарстан.
Для достижения поставленной цели в диссертационном исследовании определены и решены следующие задачи:
1. Провести анализ состояния существующей сети метановых заправок и особенностей становления и функционирования АГНКС;
2. Выявить основные проблемы развития сети АГНКС и обосновать необходимость создания сети АГНКС в рамках существующей сетевой структуры;
3. Сформировать основные задачи создания сети АГНКС;
4. Разработать алгоритм формирования сети АГНКС;
5. Применить алгоритм формирования сети АГНКС на примере Республики Татарстан;
6. Рассмотреть вопросы экологии и пожарной безопасности при применении природного газа на транспорте.
Объектом исследования является метаново-заправочная инфраструктура как основа функционирования автомобилей на метане.
Предметом исследования выступают организационно-экономические отношения, возникающие в процессе становления, функционирования и развития заправочной инфраструктуры по обеспечению заправочной деятельности.
Научная новизна исследования состоит в решении научной проблемы формирования и развития сети заправок АГНКС. Посредством разработки алгоритма расчета сети заправок КПГ с использованием ПАГЗ, функционирующий на территории Республики Татарстан. Последовательное введение в действие данной методики будет способствовать развитию заправочной инфраструктуры РФ.
Гипотеза исследования. Предполагается, что разработанный алгоритм расчета сети заправок КПГ с использованием ПАГЗ на примере, Республике Татарстан, позволит более эффективно развивать условия для расширения использования компримированного природного газа в качестве моторного топлива и будет способствовать распространению автомобилей на метане в будущем и в других регионах.
Публикации. Результаты диссертационного исследования отражены в 5 публикациях, в том числе опубликована в рецензируемых научном журнале, определенных ВАК Минобрнауки России «Экспозиция нефть, газ» 2017 года, озвучены на двух конференциях и на конкурсе по Программе Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «УМНИК».
Структура и объем работы. Структура диссертации обусловлена ее целью, поставленными задачами, логикой проведения исследования.
1. Проведен анализ состояния существующей сети метановых заправок в мире и особенностей становления и функционирования АГНКС. За последнее десятилетие использование метана в качестве автомобильного топлива во всем мире выросло на порядок. На основании анализа статистических данных показано, что наибольшее использование метана в качестве топлива прежде всего, в странах, имеющих собственные газовые месторождения. К таким странам относятся Пакистан, Аргентина, Бразилия. Россия пока занимает 16 место по использованию газомоторного топлива.
2. Выявлены основные проблемы развития сети АГНКС и обоснована необходимость создания сети АГНКС в рамках существующей сетевой структуры. Республика Татарстан является одной из десяти приоритетных республик, где озабочены проблемами энергетической и экологической безопасности и экономической стабильности. Выполнен экспериментальный расчет по определению необходимого количества АГНКС и ПАГЗ для Республики Татарстан по разработанному алгоритму.
В процессе исследования инфраструктуры в РТ были выявлены следующие проблемы по развитию газомоторного рынка:
• недостаточное количество пунктов заправки метана;
• большое расстояние между пунктами заправок;
• отсутствие стимула для перевода автомобилей на использование
КПГ;
• малая загрузка АГНКС.
Так как Республика Татарстан является пилотным регионом, то к 2023 году в республике реально перевести 30% общественного транспорта и коммунальной техники на газомоторное топливо. В целом в республике принята программа по развитию газомоторного рынка к 2023 году. Однако, строительство АГНКС в республике идет не так быстро как хотелось бы.
В этой связи было предложено доставлять КПГ до потребителя с использованием ПАГЗ. При таком методе: сглаживается неравномерность
суточного потребления газа на АГНКС; привлекаются дополнительные потребители КПГ, которых не удовлетворяет расположение существующей сети; обеспечивается быстрая доставка КПГ до потребителя.
3. Сформированы основные задачи создания сети АГНКС.
4. Разработан алгоритм формирования сети АГНКС. Разработанный алгоритм учитывает такие показатели как интенсивность движения автомобилей в зависимости от назначения дорог, количество автотранспорта на метане в городах, количество действующих пунктов заправки АГНКС.
5. Данный алгоритм формирования сети АГНКС применен на примере Республики Татарстан. В диссертации предложена разработанная сеть заправок КПГ для территории Республики Татарстан.
По результатам необходимо строительство 24 АГНКС и использование 91 единиц ПАГЗ. Пункты установлены, таким образом, чтобы расстояние между ними составляло не более 50 км.
При предлагаемой схеме размещения пунктов заправки в республике: во-первых, обеспечивается наполняемость в близнаходящихся АГНКС; во- вторых, обеспечивается движение между точками заправок не более 50 км; в- третьих, сокращаются расходы на строительство АНГКС, так как в 29 точках вместо АГНКС на данном этапе достаточно установить площадки для ПАГЗ.
6. Рассмотрены вопросы экологии и пожарной безопасности при применении природного газа на транспорте.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
