Стратегия развития транспортных и энергетических систем Севера, Сибири и Дальнего Востока на основе газотопливной технологии

«В будущем наша страна могла бы стать ведущим производителем экологически чистого газомоторного топлива».

Вячеслав Зайцев
Cтратегия развития транспортных и энергетических систем Севера, Сибири и Дальнего Востока на основе газотопливной технологии
"Экономические стратегии", №8-2004, стр. 52-55

Зайцев Вячеслав Петрович — генеральный директор ОАО «Интеравиагаз»

В обеспечении материальными ресурсами и создании экспортного сырьевого потенциала России Север, Сибирь и Дальний Восток имеют первостепенное значение. В перспективе за счет этих регионов потребности страны в алмазах будут удовлетворяться на 100%, в нефти, газе и угле – на 90%, в алюминии, меди и стратегическом сырье – более чем на 80%, в золоте – почти на 70%. Поэтому одной из важных народнохозяйственных задач является налаживание в этих регионах бесперебойных грузовых и пассажирских перевозок.

В настоящее время основным видом транспорта, обеспечивающим северные грузоперевозки, является водный. В прошлом, например, в Якутию водным транспортом доставлялось более 80% народнохозяйственных грузов, и почти 100% на Таймыр, Колыму, Чукотку и Камчатку. Однако это касается, как правило, прибрежных и речных поселений. Перемещение грузов в поселки, расположенные внутри территорий, производится региональным транспортом, возможности которого в условиях слабо развитой дорожной инфраструктуры ограничены. Усугубляет положение сезонный характер работы водного транспорта, обусловливающий неравномерность поступления грузов и необходимость создания больших страховых межнавигационных запасов, потери от изъятия из оборота которых порой достигают значительных величин.

В этих условиях следует ожидать дальнейшего повышения роли и значения прочих видов транспорта. Однако особенности этих регионов – протяженные расстояния между населенными пунктами, небольшие грузопотоки в прямом и обратном направлении, специфика климата и почвы, очаговое освоение сырьевых месторождений, свертывание месторождений по мере их выработки – делают экономически нецелесообразным (особенно в тундре) создание большой внутрирегиональной сети стационарных, круглогодично действующих дорог. Строительство асфальтированной трассы на вечной мерзлоте обходится чрезвычайно дорого, зимой ее будет заметать снегом, а летом она просто "поплывет". Поэтому традиционные виды наземных транспортных средств (ТС) здесь вряд ли получат достаточно широкое распространение.

Альтернативой им могут служить специальные внедорожные и вездеходные ТС, а также воздушный (в том числе специализированный) транспорт. Они не только дополнят магистральный и водный транспорт на конечных этапах перевозок, но и будут способствовать обеспечению их регулярности, надежности и удешевлению, а также сокращению сроков доставки пассажиров и грузов.

На Севере, в Сибири и на Дальнем Востоке вырастет значение авиаперевозок как способа быстрого и относительно дешевого перемещения грузов. Кроме прочего, это обусловлено экологическими и инфраструктурными особенностями упомянутых регионов. Так, чтобы избежать необратимых отрицательных последствий техногенного воздействия на легко ранимые тундровые экосистемы, давление ТС на грунт не должно превышать 0,15 кг/см2. В этой ситуации неоспоримы преимущества безопорного (ТС на воздушной подушке) и авиационного транспорта. Следует отметить, что в "Транспортной стратегии России", которая была представлена в Правительство РФ в декабре 2003 года, возрождение малой авиации рассматривается в качестве одного из этапов на пути восстановления позиций воздушного транспорта в транспортном комплексе Сибири. Сдерживающим фактором развития ТС Севера, Сибири и Дальнего Востока может явиться высокая стоимость жидкого топлива (авиакеросина, бензина, дизельного топлива и т.п.), которое приходится доставлять из обжитых районов России. Причем доля транспортных затрат в цене топлива может достигать 30 и более процентов.

Дороговизна жидкого топлива (более 300 долл. за тонну) обусловила повышение тарифов на наземные и, особенно, воздушные транспортные перевозки, что, в свою очередь, привело к сокращению спроса на авиаработы. Это не могло не отразиться на деятельности отраслей, специфика которых не позволяет использовать другие виды транспорта. В частности, практически перестала существовать скорая медицинская помощь, прекратилось обслуживание оленеводов, доставка почты и продуктов экспедициям и жителям дальних поселков и т.п. Показательны данные по перевозкам пассажиров региональной авиацией в начале и в конце 1990-х годов: 20,0 и 1,5 млн человек соответственно (т.е. падение более чем на порядок).

Удешевить перевозки на Севере, в Сибири и на Дальнем Востоке, где имеются огромные запасы попутного и природного газа, позволило бы внедрение газотопливной технологии на наземном и воздушном транспорте. Продукты переработки газа (метан, этан, пропан, бутан, стабильный газовый конденсат, диметилэфир и т.п.) в состоянии эффективно заменить жидкое топливо. На них могут быть переведены автономные энергоузлы и многочисленные котельные, что уменьшит потребность в угле и солярке. Себестоимость газообразного топлива ниже, чем жидкого (по оценкам, цена пропан-бутана будет находиться в пределах 40-80 долл. за тонну). В цене газового топлива, вырабатываемого из дешевого местного сырья, транспортная составляющая станет значительно меньше. Немаловажен и тот факт, что использование газового топлива позволяет уменьшить эмиссию вредных веществ в атмосферу.

И в России, и в мире в качестве моторного топлива достаточно давно используется попутный сжиженный газ (автопропан) и сжатый природный газ (метан). Имеется некоторый опыт использования метана в жидком (криогенном) состоянии. На природном и попутном газе работают стационарные тепловые и электрические станции, а также автономные энергоузлы.

Российские ученые более 30 лет исследуют возможности использования газового топлива в двигателях летательных аппаратов. В частности, в конце 1987 года по инициативе Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) и Центрального института авиамоторостроения (ЦИАМ) успешно прошли испытания экспериментального вертолета Ми-8ТГ, один из двигателей которого работал на техническом бутане. Летчики не заметили никакой разницы в пилотировании и работе силовой установки. Довольны были и техники: двигатель запускался с первого раза, выхлопы были чистые, на стенках камеры сгорания и лопатках турбины не осталось сажистых отложений, удельный расход двигателя уменьшился на 5% (за счет более высокой теплоты сгорания газа) и т.п.

В середине 1990-х годов ОАО "Московский вертолетный завод им. М.Л. Миля" и петербургское авиадвигательное ФГУП "Завод им. В.Я. Климова" при активном участии ОАО "Интеравиагаз" создали первый в мире промышленный образец вертолета Ми-8ТГ, оба двигателя которого могут работать как на авиационном конденсированном топливе (АСКТ), так и на обычном авиакеросине, а также на их смеси в любых пропорциях. Осенью 1995 года летательный аппарат, не имеющий мировых аналогов, был показан в полете на Международном авиакосмическом салоне в г. Жуковском. Он привлек внимание отечественных и зарубежных специалистов и прессы. Весной 2000 года вертолет получил диплом на выставке "Высокие технологии оборонного комплекса" в Москве на Красной Пресне, а в феврале 2001 года был награжден дипломом и золотой медалью на Первом московском международном салоне инноваций и инвестиций.

Испытания показали, что при переходе на газовое топливо характеристики вертолета остаются практически неизменными, а некоторые из них даже улучшаются (в том числе и при эксплуатации в условиях пониженных температур). Модификация двигателя и вертолета достаточно проста и может быть выполнена на любом авиаремонтном предприятии в течение 2-3 недель при наличии комплектующих изделий. Обслуживание вертолета на газовом топливе мало чем отличается от обслуживания обычного вертолета.

Авиационное конденсированное топливо АСКТ (ТУ 39-1547-91), представляет собой смесь углеводородных газов пропан-бутанового ряда, которую можно получать из попутного нефтяного или "жирного" природного газа. АСКТ по ряду эксплуатационных показателей превосходит авиакеросин. Это топливо дешевле, экологически чище и менее агрессивно по отношению к конструкционным и уплотнительным материалам. В некоторых точках базирования авиационной техники цена газового и жидкого топлива может отличаться в 3-8 раз. Например, на Сургутском заводе стабилизации конденсата, по оценке ОАО "Газпром", АСКТ будет стоить 30-40 долл./т, а стоимость авиакеросина в Ханты-Мансийском регионе, по нашим данным, составляет более 300 долл./т.
Результаты работы вертолетостроителей и исследования, проведенные в ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИ ГА, НИПИгазпереработка, ОАО "Интеравиагаз", в самолетостроительных ОКБ, показали возможность, а главное, эффективность перевода на пропан-бутан не только вертолетов, но и самолетов региональной авиации (типа Ил-114, Як-40, Ан-2), а также транспортных средств с газотурбинными двигателями. Кроме того, доказана возможность создания вертолетов и самолетов, работающих на природном газе (метане).

В процессе формирования наземной инфраструктуры обеспечения газовым топливом не придется решать сложные технические проблемы. Многие входящие в нее элементы (стационарные хранилища, средства транспортировки и контроля) технологически освоены. Они серийно выпускаются нефтегазовой промышленностью для работы с пропан-бутаном, используемым в домашнем хозяйстве, в автомобилях и т.п. В связи с этим затраты на создание наземной газотопливной инфраструктуры будут соизмеримы с затратами на аналогичные установки для традиционного топлива. Модификация одного вертолета (с учетом расходов на наземное обеспечение) обойдется приблизительно в 150 тыс. долл., тогда как заводская стоимость нового вертолета семейства Ми-8 составляет 3,0-3,5 млн долл.

Для нефтегазовой промышленности и наземного транспорта широкомасштабный перевод воздушного транспорта на газ интересен тем, что при промышленном производстве АСКТ из широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) на том же оборудовании можно получать соизмеримое с АСКТ количество автопропана марок ПА или ПБА. Не является проблемой и создание криогенной газотопливной инфраструктуры. В мире она активно эксплуатируется, в России же представлена единичными экземплярами (из-за отсутствия спроса).

В конечном итоге широкомасштабное внедрение газотопливных технологий на наземном и воздушном транспорте, а также использование их для снабжения энергетических и тепловых агрегатов будет способствовать решению ряда задач, имеющих большое значение для освоения и развития Севера, Сибири и Дальнего Востока, а именно позволит получить топливно-энергетический, технико-эксплуатационный и социально-экологический эффект.

Топливно-энергетический эффект:

• более рациональное использование топливно-энергетических ресурсов РФ и привлечение новых источников сырьевых ресурсов для производства высококачественного авиа- и автотоплива;
  
• высвобождение за счет замены газом значительного количества авиакеросина и автобензина; прекращение их завоза в газо- и нефтедобывающие регионы, снижение расходов на их хранение в течение несудоходного периода, сокращение внутрирайонных перевозок топлива при одновременном обеспечении регионального авиапарка (особенно вертолетов, широко используемых в условиях бездорожья), а также автопарка более дешевым (в 2-8 раз) экологически чистым топливом;
  
• создание выгодной для газопереработчиков безотходной технологии получения авиагаза, авиационного конденсированного топлива (АСКТ) и автомобильного пропан-бутана из конденсата нефтяного газа (ШФЛУ);
  
• прекращение снабжения жидким топливом энергоагрегатов, а также воздушного и наземного транспорта, обслуживающего нефтяные и газовые месторождения, комплексный перевод их на газовое топливо;
  
• уменьшение издержек при освоении новых месторождений;
  
• повышение топливной независимости сырьевых регионов;
  
• формирование крупных потребителей газового топлива в местах его добычи.
  

Технико-эксплуатационный эффект:

• улучшение летно-технических и эксплуатационных характеристик вертолетов и самолетов (ресурс, запуск, эмиссия и т.д.);
  
• расширение площади обслуживания нефте- и газодобывающих промыслов вахтовыми поселками за счет увеличения радиуса действия вертолетов при заправке их авиагазом от размещенных на месторождениях и морских платформах малогабаритных установок (МГБУ);
  
• приобретение опыта эксплуатации газотопливных (на АСКТ) летательных аппаратов на более высоком, чем криогенный, температурном уровне; этот опыт можно впоследствии использовать при создании летательных аппаратов на криогенном природном газе;
  
• создание нового поколения воздушных и наземных транспортных средств, работающих на газовом топливе; они обеспечат экологически щадящее освоение ресурсов Сибири и Севера России.
  

Социально-экологический эффект:

• объединение промышленных и сырьевых регионов России на базе реализации общей программы;
  
• обеспечение загрузки конверсионных предприятий авиационной и ракетной промышленности, а также региональных авиаремонтных предприятий и авиаотрядов;
  
• увеличение региональных грузо- и пассажироперевозок;
  
• восстановление в северных регионах социальных достижений прошлого, таких как скорая медицинская помощь, обслуживание оленеводов, доставка почты и продуктов в дальние поселки и геологические экспедиции и т.п.
  
• уменьшение нагрузки на экологически хрупкую поверхность тундры, где сосредоточены основные запасы российской нефти, газа и других полезных ископаемых;
  
• улучшение экологического состояния воздушной среды в районах интенсивной нефте- и газодобычи и переработки, а также возле аэропортов;
  
• развитие туризма, в том числе экологического и экстремального;
  
• рост числа рабочих мест и ускоренное развитие производительных сил в регионах за счет расширения масштабов вертолетных работ и увеличения грузоперевозок;
  
• увеличение валютной выручки России благодаря продаже газомоторного топлива и транспортной техники, работающей на нем.
  

Широкомасштабное внедрение газотопливных технологий полностью соответствует таким приоритетным направлениям государственной селективной структурной политики, как:

• развитие топливно-энергетического комплекса России (поскольку позволяет обеспечить значительную экономию авиакеросина и автобензина);
  
• конверсия военного производства (предполагается широкое привлечение предприятий оборонной промышленности, что, несомненно, положительно скажется на их финансовом состоянии);
  
• оживление авиа- и автотранспортных перевозок (и стабилизации работы вертолетного парка нефте- и газоносных регионов России за счет обеспечения вертолетов и наземного транспорта дешевым и доступным топливом в необходимом количестве);
  
• улучшение экологической ситуации (двигатели, работающие на газовом топливе, выбрасывают в атмосферу значительно меньше вредных веществ).
  

Российская промышленность решила все принципиальные вопросы, касающиеся использования газа в качестве моторного топлива на транспорте и в энергетике. Теперь дело за регионами – захотят ли они внедрять газотопливную технологию?

Россия обладает уникальными газовыми месторождениями – по разным оценкам, от 40 до 60% мировых запасов. В будущем наша страна могла бы стать ведущим производителем экологически чистого газомоторного топлива, а также транспортной техники и стационарных энергоагрегатов, работающих на продуктах переработки природного и нефтяного газа.