Чем отличается метан от пропана для автомобилей?

Какой газ используют для заправки автомобилей

Природный газ – это практически чистый (95–98%) метан. В природе он содержится в пластах подземных месторождений и содержит крайне мало посторонних примесей. Метан легче атмосферного воздуха, может накапливаться в закрытых помещениях и взрывоопасен при концентрации в 4,4 %. Чтобы использовать его в качестве топлива, требуется сжатие силой до 200 атмосфер.

Независимо от того, каким газом заправляют машины, бесспорным преимуществом использования газа перед другими видами автомобильного топлива является доступная цена. Кроме того, газ расходуется силовым агрегатом более экономно, а его экологическая безопасность выше. При экономном расходе дозаправляться потребуется реже.

Пропан-бутановая смесь состоит, как видно из названия, из пропана и бутана в определенном соотношении. Пропан – это органическое вещество, побочный продукт нефтепереработки. Чтобы получить топливную смесь с заданными свойствами, пропан смешивают с бутаном и под давлением 10–12 атмосфер помещают в металлические герметичные баллоны.

Пропан тяжелее воздуха, поэтому становится взрывоопасным, если его локальное содержание в атмосфере превышает 2,1 %. Кроме того, пропан-бутановая смесь отличается большим содержанием примесей и требует фильтрации и очистки.

Независимо от того, какой газ используется в автомобилях в качестве топлива, оба состава горючи и сохраняют агрегатное состояние в среднетемпературном диапазоне. Но при понижении температуры эти газовые топливные смеси ведут себя по-разному.

Сжатый и сжиженный газ

Изначальная пропорция бутана и пропана в исходном нефтяном газе может не годиться, чтобы использовать его в качестве топливной смеси. Чтобы использовать сжиженный нефтяной газ как эффективное автомобильное топливо, к бутану добавляют определенное количество пропана, который отличается высокой холодостойкостью.

Сам по себе бутан в чистом виде чрезвычайно калориен, но он трансформируется в жидкое состояние при понижении температуры всего до минус 0,5⁰ C, а вот пропан – при минус 49,09º С. Поэтому эти два газа смешивают, ведь моторное топливо должно сохранять стабильное состояние при низких температурах.

В зависимости от времени года сжиженный газ бывает «летней» или «зимней» концентрации. В первой больше бутана, а во второй – пропана.

Давление в пропановом баллоне остается постоянным в процессе расходования газа, но зависит от температуры. Чем теплее на улице, тем выше давление в баллоне. При температуре +20 о С в баллоне создается давление в 3 атмосферы, а на жаре 45–50 о С давление внутри баллона может достигать 15 атмосфер.

При достижении предельных температур баллон начинает сбрасывать излишек топливной газовой смеси через предохранительный клапан.

В отличие от пропана, метан в 1,6 раза легче, чем атмосферный воздух, у него низкая плотность и низкая точка кипения. Для того чтобы трансформировать метан из газообразного в жидкое состояние, понадобится охладить его до температуры 164⁰ С ниже нуля. То есть, чтобы хранить метан в жидком состоянии, нужна криогенная камера. Поэтому использовать метан как автомобильное топливо более эффективно, если сжать его при давлении около 200 атмосфер. В связи с этим баллон для метана должен быть очень прочным, гораздо прочнее, чем для пропан-бутановой смеси. Собственно, как и все газобаллонное оборудование.

Недостатки газового топлива

Заправка авто газом

неприятным недостатком газа будет невозможность завести двигатель на газу зимой при больших отрицательных температурах. Решением станет запуск двигателя автомобиля с бензинового топлива, а по достижению прогрева мотора до 30 градусов подключают ГБО;
страдает мощность двигателя, она уменьшается на 7-10% с использованием пропана и на 20% при использовании метана;
существенный недостаток – опасность газового топлива. Опасна именно утечка газа при повреждении баллона или несвоевременной проверке технического состояния системы. Не меньшую опасность, при исправном состоянии ГБО, представляют аварии с участием автомобилей на газовом топливе;
большой вес баллонов сокращает грузоподъемность автотранспорта. Ресурс багажного отделения легковых автомобилей значительно уменьшается при оборудовании его несколькими газовыми емкостями. Для метана, в отличие от пропана, не изготавливают баллонов тороидальной формы, которые подходят в отделение для запасного колеса;
цена монтажа ГБО на пропане на автомобиль в специальных центрах немалая. Метановое ГБО будет стоить чуть дороже. Так же возникнет необходимость перерегистрации документов на автомобиль с учетом внесения изменений в топливную систему;
газовые заправки в нашей стране не настолько хорошо развиты, как бензиновые.

Метан или пропан?

Метан относится к категории простейших углеводородов, он существенно легче воздуха и почти не растворяется в воде. Метан находится в обширных подземных месторождениях, где добывается фактически в чистом виде, а затем проходит процедуру фильтрации, дополнения одорантами для запаха. Для использования в качестве топлива метан сжимается до 200-250 атмосфер, содержится в баллоне повышенной прочности и обычно достаточно высокого веса.

Взрывоопасность метана наступает при концентрации выше 4,4 процентов в воздухе, при этом он легко уносится воздушными потоками и может накапливаться только в замкнутых помещениях. Основное удобство метана – его невысокая цена.

Кроме того метан является самым чистым газом из всех, доступных для использования в топливных целях, он почти не содержит примесей и нуждается лишь в самой примитивной очистке. При этом для метана, с учетом специфики его использования, требуется достаточно дорогая установка. Увидеть метан в быту можно при использовании любой бытовой газовой плиты.

Пропан

Пропан относится к классу алканов и является органическим веществом, которое выделяется при крекинге (процессе переработки) нефтепродуктов, также он может выделяться из природного газа. Для целей создания топливной смеси пропан смешивается с этаном и бутаном, в сжиженном состоянии он помещается в баллоны под давлением в 10-15 атмосфер.

Пропан – углеводородный газ, он тяжелее воздуха и взрывоопасен при содержании в окружающей среде в количестве 2,1 и выше процентов. Пропан представляет собой, в промышленном отношении продукт разделения нефтяного или «жирного» природного газа – то есть обладает достаточно высоким содержанием примесей, масел, сопутствующих веществ, нуждается в качественной очистке и фильтрации. Увидеть пропан в быту можно в обычной газовой зажигалке.

Основные отличия метана и пропана как топлива

Метан и пропан существенно отличаются друг от друга как по специфике хранения, так и по специфике использования в качестве топлива, каждый имеет свои преимущества и недостатки.

• По ГБО – дополнение двигателя автомобиля пропановой установкой существенно (до 70%) дешевле, чем установка метанового ГБО;
• По стоимости – в перспективе, после того, как окупится установка ГБО, метан дает более высокую экономию средств на топливо относительно пропана;
• Снижение мощности – пропан, относительно бензина, дает незначительное снижение мощности до 3-5% двигателя, и то при развитии скорости выше 140 километров в час. Метан «ослабляет машину» до 20%;
• Экологическая чистота – пропан имеет примеси и не считается полностью безопасным для человека и экологии. Метан – самое чистое топливо на планете, по своей безопасности превосходящий электрические двигатели и солнечные батареи, находящийся на одном уровне со спиртовыми установками;
• Вес баллонов и объем топлива – пропан, сжимаемый под невысоким давлением вместе со своим резервуаром, весит в несколько раз легче, чем баллон сжатого метана. При этом пропана можно запасти на путь втрое более долгий, чем метана;
• Взрывоопасность – метан вдвое менее взрывоопасен, чем пропан, а с учетом рассеивания считается максимально безопасным относительно почти всех других видов топлива. Стоит также отметить, что баллоны метана при аварии повреждаются и деформируются существенно меньше, чем баллоны пропана. Таким образом, доставка пропана становится в перспективе более опасной;
• Доступность заправок – метановые заправки, пока что, являются редкостью, их приходится специально искать, заправки с пропаном почти также распространены, как бензиновые.

Таблица преимуществ и недостатков пропана и метана

Заправка газом может быть удобней, экономичней и функциональней, чем использование бензина, а окончательно определиться в выборе удобного газа можно при помощи следующей таблицы.

Фактор

Пропан

Метан

Это вещество входит в группу простейших углеводородов. Оно значительно легче, чем воздух, и практически не смешивается с водой. Метан встречается в подземных месторождениях. Там он добывается в чистом виде, после чего фильтруется и дополняется одорантами, придающими веществу запах.

Для использования вещества в качестве топлива его сжимают до 200-250 атмосфер. Средство продается в баллонах высокой прочности. При этом они имеют и внушительный вес. Взрывоопасные свойства метана проявляются при превышении его концентрации в 4,4 %. При этом газ легко уносят потоки воздуха. Потому он способен накапливаться лишь в закрытых помещениях.

При этом для метана нужна довольно дорогостоящая установка

Также важно учитывать, что он способен оказывать на организм человека незначительный наркотический эффект. В бытовых условиях метан встречается в любой газовой плите

Общая информация

Историческая справка

Начиная с середины XX века, все большее распространение в двигательных системах тяжелого и легкового транспорта начинают получать установки, работающие на углеводородных газах. К концу столетия и в начале XXI века такие установки становятся почти повсеместными и начинают активно внедряться на производстве крупными заводами не только для автобусов и грузовых автомобилей, но также и собственных линеек легковых авто, особенно внедорожников и минивенов, а также различных малогабаритных гибридных моделей.

Причина использования природного газа достаточно проста – он более экологичен и более дешев в использовании в сравнении с бензином. Изначально основанием для использования газовых установок была именно защита экологии, с увеличением стоимости нефти и сообразного роста цен на бензин, более остро встал и финансовый фактор использования газовых ГБО.

Выбор газа как такового понятен, но возникает вопрос, что лучше – пропан или метан. Дать однозначный ответ – погрешить против истины, но для осознанного решения необходимо знать полезные характеристики обоих «претендентов».

Пропан

Пропан относится к классу алканов и является органическим веществом, которое выделяется при крекинге (процессе переработки) нефтепродуктов, также он может выделяться из природного газа. Для целей создания топливной смеси пропан смешивается с этаном и бутаном, в сжиженном состоянии он помещается в баллоны под давлением в 10-15 атмосфер. Пропан – углеводородный газ, он тяжелее воздуха и взрывоопасен при содержании в окружающей среде в количестве 2,1 и выше процентов.

Пропан представляет собой, в промышленном отношении продукт разделения нефтяного или «жирного» природного газа – то есть обладает достаточно высоким содержанием примесей, масел, сопутствующих веществ, нуждается в качественной очистке и фильтрации. Кроме того, согласно известным исследованиям при достаточной концентрации пропан может оказывать наркотическое воздействие на человеческий организм. Увидеть пропан в быту можно в обычной газовой зажигалке.

Метан

Метан относится к категории простейших углеводородов, он существенно легче воздуха и почти не растворяется в воде. Метан находится в обширных подземных месторождениях, где добывается фактически в чистом виде, а затем проходит процедуру фильтрации, дополнения одорантами для запаха. Для использования в качестве топлива метан сжимается до 200-250 атмосфер, содержится в баллоне повышенной прочности и обычно достаточно высокого веса. Взрывоопасность метана наступает при концентрации выше 4,4 процентов в воздухе, при этом он легко уносится воздушными потоками и может накапливаться только в замкнутых помещениях.

Основное удобство метана – его невысокая цена. Кроме того метан является самым чистым газом из всех, доступных для использования в топливных целях, он почти не содержит примесей и нуждается лишь в самой примитивной очистке. При этом для метана, с учетом специфики его использования, требуется достаточно дорогая установка. Данный газ, как и пропан, обладает наркотическим влиянием на человеческий организм, но незначительным, ввиду разреженного нахождения в воздухе. Увидеть метан в быту можно при использовании любой бытовой газовой плиты.

Применение

Топливо

Несмотря на более высокую цену, пропан во многом удобнее природного газа (), т.к. в отличие от метана сжижается при комнатной температуре и сравнительно невысоком давлении (12-15 атм), а метан при комнатной температуре не сжижается, и его приходится хранить сжатым под высоким давлением (200-250 атм). Поэтому баллоны для пропана значительно легче и дешевле метановых, и содержат гораздо больше газа (например, 50-литровый метановый баллон весит 55 кг и вмещает 9 кг газа, а пропановый такого же объема весит 19 кг и вмещает 22 кг газа, кроме того, баллон для метана в 3-4 раза дороже. Композитные баллоны в 2-3 раза легче, но еще в несколько раз дороже). Это делает пропан гораздо более удобным для хранения и транспортировки, поэтому пропан (или его смесь с ) широко применяется для подключения переносного газового оборудования (переносные газовые плитки, газовые горелки для кровельных работ и т.д.), , а также для газификации небольших отдаленных населенных пунктов или отдельных зданий, для которых строительство газопровода природного газа экономически нецелесообразно.

Пропан применяется:

Баллон пропана на лёгком грузовике

Классический стальной на 50 литров

Огненное «Дай пять» с помощью мыльных пузырей, наполненных пропаном. Руки не обжигает благодаря .

• При выполнении газопламенных работ на заводах и предприятиях:
  • в заготовительном производстве;
  • для резки металлолома;
  • для сварки неответственных металлоконструкций.

• При кровельных работах.
• При дорожных работах для разогрева битума и асфальта.
• В качестве топлива для переносных электрогенераторов.
• Для обогрева производственных помещений в строительстве.
• Для обогрева производственных помещений (на фермах, птицефабриках, в теплицах).
• Для газовых плит, водогрейных колонок в пищевой промышленности.

• В быту
  • при приготовлении пищи в домашних и походных условиях;
  • для подогрева воды;
  • для сезонного обогрева отдалённых помещений — частных домов, отелей, ферм;
  • для сварки труб, теплиц, гаражей и других хозяйственных конструкций с использованием газосварочных постов.

В последнее время широко используется в качестве автомобильного топлива, так как дешевле и экологически безопаснее бензина.

Хранится и перевозится в металлических баллонах ярко-красного цвета и полимерно-композитных баллонах (не путать с коричневыми баллонами для )

Химия и пищевая промышленность

В химической промышленности используется для получения пропилена, сырья для производства полипропилена.

Является исходным сырьём для производства растворителей.

Используется как .

В пищевой промышленности пропан зарегистрирован в качестве E944.

Хладагент

Смесь из осушенного чистого пропана (R-290a) (коммерческое обозначение для описания изобутаново-пропановых смесей) с (R-600a) не разрушает и обладает низким коэффициентом (GWP). Смесь подходит для функционального замещения устаревших хладагентов (R-12, R-22) в традиционных стационарных холодильных установках и системах кондиционирования воздуха (с обязательной сменой типа компрессорного масла).

Как определиться с установкой метана или пропана

При выборе конкретного варианта стоит проанализировать все плюсы и минусы каждого из газов

Специалисты советуют принимать во внимание ряд особенностей. Так, использование пропана в качестве горючего отличается более высокой эффективностью, чем метан

Дело в том, что он продуцирует больше тепла во время сгорания.

Еще одной особенностью, которую стоит учитывать при выборе, считается доступность метановых заправок. Дело в том, что найти их намного сложнее.

Важным плюсом метана считается его меньшая взрывоопасность. Вещество стремительно рассеивается в воздухе. Потому оно считается самым безопасным среди всех видов топлива. К тому же метановые баллоны намного прочнее. Потому вероятность их повреждения во время аварий намного ниже, нежели баллонов, наполненных пропаном.

При этом пропан намного меньше снижает мощность двигателя. Этот показатель составляет не больше 5 %. Для метана такой параметр достигает 20-30 %.

Конечный выбор, в любом случае, остается за автомобилистом. Так, метан считается более безопасным и дешевым, но требует установки дорогостоящего оборудования. При этом пропан является более распространенным. К тому же баллоны с ним отличаются меньшим весом. Однако этот газ считается более вредным и взрывоопасным.

Разница между пропаном (пропан-бутаном) и метаном

Существуют два типа газового топлива — пропан и метан. Пропан — это сжиженный нефтяной газ (транспортируется под давлением 10-15 атмосфер). Метан — это природный газ (в машине под давлением 200-250 атмосфер). Из -за такой разницы давления этим двум топливам требуются разные баллоны. Для пропана достаточно металлического баллона с толщиной стенок 4-5 мм.

Стоит отметить, что пропановые баллоны бывают 2 видов: цилиндрические и тороидальные (в форме колеса),что позволяет их разместить в нише запаски. А для метана баллоны нужны гораздо толще и они бывают исключительно цилиндрическими. Это накладывает ограничение на использование метана в легковых автомобилях, т. к. баллон займет почти все пространство багажника. Для метана требуются прочные баллоны способные выдержать такое давление. Чтобы облегчить массу баллонов их делают металлопластиковыми.

Теперь о запасе хода

В стандартный (50-ти литровый) пропановый баллон входит 40 литров сжиженного газа, расход пропана чуть (максимум на 10%) выше расхода бензина. Метан измеряется не в литрах, а в кубометрах. Проще говоря, если на бензине автомобиль в среднем расходует 10л/100км, пропан 11,5/100км,то метан составит -8,5м.3(1м.3=1,2л.бензина).

Кроме того у метановых установок гораздо более высокие требования к безопасности. Но несмотря на все неудобные моменты (большой баллон, малое количество заправок) последний год наблюдается повышенный спрос на метановое оборудование из-за дешевизны природного газа. В то время как цена бензина и дизельного топлива в среднем по Украине составляет 28 грн., цена пропана 14-15 грн., то кубометр метана составляет 12 грн. Несомненным достоинством метана является и то, что это очень чистый газ, гораздо чище, чем пропан(переработки нефти ,синтетический газ) и тем более бензин. А люди, думающие о чистоте окружающей среды, прежде всего, отмечают практически полное отсутствие вредных продуктов сгорания в выхлопе транспортного средства, использующего метановое гбо.

• 07 / Июль 2019
• ВЕРНУТЬСЯ ОБРАТНО

Экологические аспекты использования газов

Использование газов, таких как пропан, бутан и метан, имеет свои экологические аспекты, которые следует учитывать при их применении.

Одним из наиболее важных факторов является уровень выбросов в атмосферу при сжигании газов. В этом отношении пропан является более экологически чистым, чем метан и бутан. Пропан сжигается без образования твердых частиц, дыма и сажи, что значительно снижает вредные выбросы в атмосферу. Бутан и метан могут образовывать твердые частицы и другие вредные продукты сгорания, что может оказывать негативное влияние на окружающую среду и здоровье людей.

Еще одним важным аспектом является влияние газов на тепловой эффект парникового газа. В этом отношении метан является наиболее опасным, так как его молекулы обладают высокой способностью удерживать тепло в атмосфере. Пропан и бутан имеют ниже уровень теплового эффекта парниковых газов, что снижает их вредность для климата.

Однако, несмотря на более низкий тепловой эффект парниковых газов пропана и бутана, все газы являются природными ресурсами и их использование необходимо осуществлять с осторожностью. Неправильное хранение и использование газов может привести к утечкам, что не только является потерей ценного ресурса, но и представляет угрозу безопасности окружающей среды и жизни людей

Таким образом, при использовании газов необходимо учитывать их экологические аспекты, включая уровень выбросов в атмосферу и тепловой эффект парниковых газов. Правильное хранение и использование газов также является важным аспектом для снижения экологического воздействия.

Сравнение двух видов топлива

Между газами существуют солидные различия. Это касается хранения и эксплуатации (пользования). Применимо к автотранспорту:

• Метан – экологически чистый природный газ, добывается в месторождениях из недр земли. Автомобили с метановым ГБО маркируются — CNG (Compressed Natural Gas) сжатый природный газ или КПГ (компримированный);
• Пропан-бутан – смесь двух газов, получаемая при деятельности нефтяной промышленности. Маркировка LPG (Liquified Petroleum Gas) или СНГ (сжиженный нефтяной газ).

Хранение и перевозка метана как автомобильного топлива осуществляется под давлением 200-250 атмосфер (измеряется кубическими метрами), пропан-бутана 14-18 атм. (в литрах). Оба вида горючего широко применяются на легковых авто, грузовых, пассажирских и сельхозтехнике. В двигателях внутреннего сгорания бензиновых, дизельных (газодизель), газовых.

Рассмотрим основные плюсы и минусы авто на метане и пропане, в таких показателях как:

1. Цена и конструктивная разница между газовым оборудованием.
2. Финансово экономические выгоды.
3. Характеристики мотора.
4. Безопасность.
5. Наличие заправочных станций.
6. Вопросы, касающиеся экологии.

Отличия ГБО метан от пропанового

Стоимость и установка газобаллонного оборудования работающего на пропане обойдётся дешевле, нежели монтаж ГБО на метане. Цифры впечатляющие, разница в цене может составить колоссальный разрыв. Например пропановая газовая установка 4 поколения на легковое авто в среднем может стоить от 25-35 тыс. рублей. Аналогичное метановое оборудование на тот же автомобиль обойдётся в самом дешёвом варианте от 60 тысяч рублей. С коммерческим транспортом всё ещё сложнее.

Основной вклад в отличие вносит цена на газовые баллоны и их установку. А если этот факт применить к мощным машинам или грузовым, где ставят не один и не два баллона, то переоборудование обойдётся в круглую сумму.

Так как газ метан сжимается под большим давлением, для его транспортировки требуются толстостенные, тяжёлые ёмкости. К тому же метановые сосуды имеют только цилиндрическую форму, что может затруднить выбор места под установку и занять полезный объём багажного отделения. В отношении массы есть альтернативное решение – композитные баллоны разных размеров, но цена их слишком велика (к примеру, сосуд на 80 литров будет стоить от 35 000 рублей в комплекте с запорной арматурой и крепежом).

Пропан в этом плане выгоднее – существует огромный выбор относительно лёгких, дешёвых тороидальных (в нишу запасного колеса) или цилиндрических баллонов.

Также отличаются газовый редуктор, топливные магистрали (для метана ставят металлические с защитным покрытием, опять же из-за давления). В пропановом ГБО применяется медь или пластик. С КПГ редуктором ставится манометр для контроля давления и как опция, электронный датчик с выводом индикации в салон — топливомер газа.

Своё заправочное устройство у метанового оборудования. В остальном газовые системы схожи.

Расход газа и окупаемость

Сравнивая и выбирая, какое ГБО поставить на автомобиль, метан или пропан, в первую очередь считают срок окупаемости оборудования.

По понятным причинам просчёт точной экономики, в рамках данной статьи, сделать сложно (скачки цен на топливо и оборудование, особенности ТС, амортизация). Поэтому произведём усреднённый расчёт, где каждый, зная параметры своей машины, может подставить их, получив более конкретные цифры.

• цена бензина 43 руб., пропана 20 руб., метана 17 руб.;
• пробег за месяц 3000 км.;
• автомобиль (ДВС 4 цилиндра, бензин, расход бензина на 100 км пробега 10 л. – 12900 рублей за месяц);
• стоимость ГБО: пропан 30 000 руб., метан 60 000 руб.

Считается, что расход пропан-бутана по отношению к бензину выше на 10-35%. Возьмём максимальное значение – 35%, таким образом, коэффициент потребления относительно бензина составит 1,35. Получается, что на пропане расход на сотню составит 13,5 литров. В месяц 405 л. газа – 8100 руб. Выгода 37% или 4800 рублей.