Парниковые газы в розничной реализации нефтепродуктов
Рощин П.В., Давыдов М.А., Бодоговский С.В., Савельев А.А., Огородникова Е.М., Логинов А.А., Рашевская Ю.А., Никитин А.В., Гилаев Г.Г.
ООО «СамараНИПИнефть»
(ОГ ПАО «НК «Роснефть»),
СамГТУ, КубГТУ
ООО «СамараНИПИнефть»
(ОГ ПАО «НК «Роснефть»),
СамГТУ, КубГТУ
В работе представлен обзор существующих технологий сокращения выбросов парниковых газов, оценка их потенциала и опыта применения на объектах коммерции и логистики топливно-энергетических компаний. Для сокращения выбросов ПГ по Охвату 1 рассмотрен транспорт — грузовые автомобили, работающие на дизельном топливе (тягачи) для перевозки нефтепродуктов. Наибольший эффект сокращения выбросов ПГ при транспортировке нефтепродуктов отмечается при условии эксплуатации электротранспорта
(до 100 % сокращения выбросов ПГ при потреблении «зеленой электроэнергии») и транспорта на водородном топливе.
(до 100 % сокращения выбросов ПГ при потреблении «зеленой электроэнергии») и транспорта на водородном топливе.
В настоящее время в мире все большее внимание уделяется вопросам минимизации влияния на климат и окружающую среду, в том числе путем сокращения выбросов парниковых газов (ПГ). Все большее количество вертикально-интегрированных нефтяных и энергетических компаний внедряют в свои производственные процессы принципы устойчивого развития ESG (environmental, social, governance), включающие экологические аспекты, социальную политику, корпоративное управление.
В конце 2021 года советом директоров ПАО «НК «Роснефть» утверждена стратегия «Роснефть-2030: надежная энергия и глобальный энергетический переход». Ключевыми приоритетами новой стратегии являются снижение углеродного следа, операционное лидерство и увеличение эффективности. Реализация стратегии Компании будет способствовать достижению целей «Стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года», Парижского соглашения по климату, а также цели № 13
устойчивого развития ООН.
Краткосрочный горизонт: сокращение абсолютных выбросов парниковых газов Областей охвата
1 и 2 на 5 % к 2025 году.
Среднесрочный горизонт:
В конце 2021 года советом директоров ПАО «НК «Роснефть» утверждена стратегия «Роснефть-2030: надежная энергия и глобальный энергетический переход». Ключевыми приоритетами новой стратегии являются снижение углеродного следа, операционное лидерство и увеличение эффективности. Реализация стратегии Компании будет способствовать достижению целей «Стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года», Парижского соглашения по климату, а также цели № 13
устойчивого развития ООН.
Краткосрочный горизонт: сокращение абсолютных выбросов парниковых газов Областей охвата
1 и 2 на 5 % к 2025 году.
Среднесрочный горизонт:
- сокращение абсолютных выбросов парниковых газов Областей охвата 1 и 2 более чем на 25 % к 2035 году;
- снижение интенсивности выбросов метана до значения менее 0,2 % к 2030 году;
- нулевое рутинное сжигание попутного газа к 2030 году;
- снижение удельных выбросов парниковых газов Областей охвата 1 и 2 в сегменте разведка и добыча до уровня менее 20 кг СО2э/бнэ к 2030 г. или ранее.
Целью данной работы является обзор существующих технологий сокращения выбросов парниковых газов, оценка их потенциала, возможностей и опыта применения на объектах коммерции и логистики топливно-энергетических компаний.
В данной публикации в периметр обзора и обоснования технологий сокращения выбросов парниковых газов включены автозаправочные станции и транспорт для доставки топлива к ним и дальнейшей розничной реализации. В рамках сокращения выбросов ПГ по Охвату 1 рассмотрен следующий транспорт — грузовые автомобили, работающие на дизельном топливе (тягачи) для перевозки нефтепродуктов. Охват 2 представлен выбросами от потребления электрической энергии из локальной энергосети, используемой автозаправочными станциями. Расчеты выбросов ПГ по обоим Охватам выполнены в период 1 условного года (табл. 1).
В данной публикации в периметр обзора и обоснования технологий сокращения выбросов парниковых газов включены автозаправочные станции и транспорт для доставки топлива к ним и дальнейшей розничной реализации. В рамках сокращения выбросов ПГ по Охвату 1 рассмотрен следующий транспорт — грузовые автомобили, работающие на дизельном топливе (тягачи) для перевозки нефтепродуктов. Охват 2 представлен выбросами от потребления электрической энергии из локальной энергосети, используемой автозаправочными станциями. Расчеты выбросов ПГ по обоим Охватам выполнены в период 1 условного года (табл. 1).
Табл. 1. Физико-химические свойства КПГ
и СУГ [2]
и СУГ [2]
Согласно выполненному анализу мирового опыта в настоящее время существуют следующие способы сокращения выбросов парниковых газов для автотранспорта: перевод на газомоторное топливо (КПГ — компримированный природный газ, СУГ — сжиженный углеводородный газ); использование транспорта с гибридными силовыми установками; перевод на электротранспорт (в том числе с использованием «зеленой электроэнергии»); автомобили на водородном топливе.
В первую очередь было рассмотрено применение транспорта на газомоторном топливе. В настоящее время широко распространены 2 вида топлива: КПГ и СУГ. Компримированный природный газ (CNG — Compressed Natural Gas) — сжатый природный газ, используемый в качестве моторного топлива. Основная его часть представлена метаном (до 98 %). Также в его составе содержатся другие углеводороды: этан, пропан, бутан. Сжиженный углеводородный газ (LPG — Liquefied petroleum gas) — смесь сжиженных под давлением легких углеводородов с температурой кипения от −50 до 0 °C.
Компримированный природный газ является продуктом, получаемым из очищенного природного газа путем его сжатия (компрессии) до состояния жидкой фазы. Основную его часть (до 98 %) составляет метан (СН4) — простейший углеводород. Хранение, транспортировка и реализация КПГ осуществляются под большим давлением в газообразном состоянии [1].
СУГ — это прозрачная жидкость, смесь легких углеводородов, компонентный состав которой может варьироваться, но основными компонентами принято считать пропан (С3Н8) и бутан (С4Н10). СУГ пожаро- и взрывоопасен, тяжелее воздуха, образует с воздухом взрывоопасные смеси, имеет неприятный запах, по степени воздействия на организм человека является малотоксичным и относится к веществам 4-го класса опасности. Основные физико-химические свойства СУГ и КПГ представлены в таблице 1.
В первую очередь было рассмотрено применение транспорта на газомоторном топливе. В настоящее время широко распространены 2 вида топлива: КПГ и СУГ. Компримированный природный газ (CNG — Compressed Natural Gas) — сжатый природный газ, используемый в качестве моторного топлива. Основная его часть представлена метаном (до 98 %). Также в его составе содержатся другие углеводороды: этан, пропан, бутан. Сжиженный углеводородный газ (LPG — Liquefied petroleum gas) — смесь сжиженных под давлением легких углеводородов с температурой кипения от −50 до 0 °C.
Компримированный природный газ является продуктом, получаемым из очищенного природного газа путем его сжатия (компрессии) до состояния жидкой фазы. Основную его часть (до 98 %) составляет метан (СН4) — простейший углеводород. Хранение, транспортировка и реализация КПГ осуществляются под большим давлением в газообразном состоянии [1].
СУГ — это прозрачная жидкость, смесь легких углеводородов, компонентный состав которой может варьироваться, но основными компонентами принято считать пропан (С3Н8) и бутан (С4Н10). СУГ пожаро- и взрывоопасен, тяжелее воздуха, образует с воздухом взрывоопасные смеси, имеет неприятный запах, по степени воздействия на организм человека является малотоксичным и относится к веществам 4-го класса опасности. Основные физико-химические свойства СУГ и КПГ представлены в таблице 1.
Технологическое решение в области применения КПГ и СУГ (рис. 1) выражается в следующем.
Рис. 1. Пример грузового автомобиля, работающего на газомоторном топливе [3, 4]
В автомобилях на СУГ, по сравнению с автомобилями с бензиновым двигателем, выбросы углеводородов меньше в 2–3 раза, угарного газа меньше в 5–10 раз, окислов азота в 1,5–2,0 раза. При использовании метана значительно уменьшаются выбросы парниковых газов в атмосферу. Недостатком данного решения является повышенная летучесть газов, которая обеспечивает их быстрое накопление при малейшей утечке (1 литр топлива — это 250 литров газа).
Поэтому необходимо обеспечить регулярность освидетельствования на герметичность и исправность газового оборудования.
Газобаллонное оборудование для использования КПГ и СУГ состоит из относительно небольшого количества элементов, основными среди которых являются
следующие [5–8]:
сгорания (ДВС).
Поэтому необходимо обеспечить регулярность освидетельствования на герметичность и исправность газового оборудования.
Газобаллонное оборудование для использования КПГ и СУГ состоит из относительно небольшого количества элементов, основными среди которых являются
следующие [5–8]:
- заправочное устройство (используется для заправки баллона газом и предупреждения утечек газа);
- баллон (резервуар для газа);
- редуктор (обеспечивает снижение давления газа при его непосредственной подаче из баллона в двигатель);
- форсунки (выдают порцию газа и распыляют ее);
- клапан (включает и выключает подачу газа из баллона);
- датчик уровня топлива;
- манометр (измеряет уровень давления газа);
- дозатор топлива;
- переключатель (производит переключение между источниками топлива в гибридных авто).
сгорания (ДВС).
Рис. 2. Состав и устройство гибридного автомобиля [9]
За счет электродвигателя, позволяющего использовать дополнительный ДВС меньшего размера,
а также аккумуляторов, питающих вспомогательные нагрузки и уменьшающих работу двигателя на холостом ходу, данное решение способствует экономии топлива, соответственно уменьшает выбросы парниковых газов в атмосферу.
Существуют также грузовые и легковые автомобили с полностью электрическим приводом. Такой транспорт приводится в движение электричеством, получаемым из локальной электросети в аккумуляторную батарею транспортного средства. Подобная технология в области грузовых автомобилей уже разрабатывается в Российской Федерации группой компаний «КАМАЗ»:
в конце 2019 года концерн представил беспилотный грузовик на электрической тяге, именуемый КАМАЗ-3373 «Челнок» (рис. 3) [10].
В качестве силовой установки выступает синхронный электрический двигатель с постоянными магнитами. Питание мотора осуществляется от аккумуляторной батареи мощностью 60 кВт·ч. Согласно информации от производителя, на одной зарядке электрический КАМАЗ может проехать 50 километров со скоростью 40 км/час. Существуют также зарубежные грузовики на электроприводе, производством которых занимаются такие компании, как Scania, DAF, Volvo и другие.
а также аккумуляторов, питающих вспомогательные нагрузки и уменьшающих работу двигателя на холостом ходу, данное решение способствует экономии топлива, соответственно уменьшает выбросы парниковых газов в атмосферу.
Существуют также грузовые и легковые автомобили с полностью электрическим приводом. Такой транспорт приводится в движение электричеством, получаемым из локальной электросети в аккумуляторную батарею транспортного средства. Подобная технология в области грузовых автомобилей уже разрабатывается в Российской Федерации группой компаний «КАМАЗ»:
в конце 2019 года концерн представил беспилотный грузовик на электрической тяге, именуемый КАМАЗ-3373 «Челнок» (рис. 3) [10].
В качестве силовой установки выступает синхронный электрический двигатель с постоянными магнитами. Питание мотора осуществляется от аккумуляторной батареи мощностью 60 кВт·ч. Согласно информации от производителя, на одной зарядке электрический КАМАЗ может проехать 50 километров со скоростью 40 км/час. Существуют также зарубежные грузовики на электроприводе, производством которых занимаются такие компании, как Scania, DAF, Volvo и другие.
Рис. 3. Беспилотный грузовик на электрической тяге КАМАЗ-3373 «Челнок» [10]
Данное решение принято с целью полного сокращения выбросов выхлопных газов при эксплуатации автотранспорта. Однако следует отметить, что электромобили имеют более высокую стоимость и требуют наличия специализированных электрических зарядных станций. По статистике на конец 2023 года в РФ существует около 4 500 электрозарядных станций, из которых почти 780 поддерживают быструю зарядку [11].
В отдельную категорию выделяют транспорт на водородном топливе. Такие автомобили питаются от сжатого газообразного водорода, который подается в бортовую батарею топливных элементов, которая не сжигает газ, а вместо этого преобразует химическую энергию топлива в электрическую энергию. Это электричество затем приводит в действие электродвигатели автомобиля.
По такому же принципу работает тяжелый водородный грузовик компании «Hyundai Motor» - Xcient Fuel Cell (рис. 4), мощностью силовой установки 190 кВт, которая включает в себя два топливных элемента мощностью 95 кВт каждый [12]. Семь специальных резервуаров вмещают
суммарно 32,09 кг жидкого водорода, хранящегося при давлении 350 бар. Дальность пробега на одной заправке составляет примерно 400 км. Чешская компания Tatra также занимается разработкой данного вида транспорта. Итогом решения грузового автомобиля на водородном топливе в 2023 году стал самосвал Tatra Force e-Drive, имеющий два топливных элемента мощностью 100 кВт каждый [13].
В отдельную категорию выделяют транспорт на водородном топливе. Такие автомобили питаются от сжатого газообразного водорода, который подается в бортовую батарею топливных элементов, которая не сжигает газ, а вместо этого преобразует химическую энергию топлива в электрическую энергию. Это электричество затем приводит в действие электродвигатели автомобиля.
По такому же принципу работает тяжелый водородный грузовик компании «Hyundai Motor» - Xcient Fuel Cell (рис. 4), мощностью силовой установки 190 кВт, которая включает в себя два топливных элемента мощностью 95 кВт каждый [12]. Семь специальных резервуаров вмещают
суммарно 32,09 кг жидкого водорода, хранящегося при давлении 350 бар. Дальность пробега на одной заправке составляет примерно 400 км. Чешская компания Tatra также занимается разработкой данного вида транспорта. Итогом решения грузового автомобиля на водородном топливе в 2023 году стал самосвал Tatra Force e-Drive, имеющий два топливных элемента мощностью 100 кВт каждый [13].
Рис. 4. Схема устройства транспорта с приводом на водородной тяге на примере тягача Xcient Fuel Cell [12]
Ограничением при эксплуатации такого транспорта является сложность транспортировки и хранения топлива: чтобы обеспечить потребности автомобиля в энергии, придется сначала сжать и затем хранить водород в резервуаре под большим давлением. На это нужна дополнительная энергия, а также высокопрочный резервуар. Отмечается, что водород обладает высокой летучестью и легко воспламеняется. Смесь водорода с воздухом является взрывоопасной, называется «гремучим газом» и способна к детонации.
Результаты оценки сокращения выбросов парниковых газов при реализации мероприятий представлены в таблице 2. Расчет выполнен по приказу Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 27.05.2022 № 371 «Об утверждении методик количественного определения объемов выбросов парниковых газов и поглощений парниковых газов».
Результаты оценки сокращения выбросов парниковых газов при реализации мероприятий представлены в таблице 2. Расчет выполнен по приказу Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 27.05.2022 № 371 «Об утверждении методик количественного определения объемов выбросов парниковых газов и поглощений парниковых газов».
Табл. 2. Варианты сокращения выбросов парниковых газов на транспорте
Таким образом, согласно выполненной оценке наибольший эффект по сокращению выбросов ПГ отмечается при эксплуатации электротранспорта (до 100 % сокращения выбросов ПГ при потреблении «зеленой электроэнергии») и транспорта на водородном топливе; на втором месте — эксплуатация транспорта с гибридной силовой установкой, снижающей выбросы ПГ на 44,58 %. При эксплуатации транспорта на СУГ и КПГ отмечается меньший эффект среди обозреваемых технологий — 37,35 и 10,84 % соответственно. Следует отметить, что в условиях РФ стабильно растет спрос на транспорт, работающий на газомоторном топливе.
По состоянию на 2023 год ПАО «НК «Роснефть» обладает сетью из более чем 3 000 заправок, из которых 21 уже осуществляют заправку газомоторного топлива, 55 оснащено электрозаправочными станциями, из них 45 — быстрые (50–150 кВт). Оснащение электрозаправками ведется совместно с группой «Россети», под управлением которой находятся более 260 зарядных станций [14, 15].
Также рассмотрены возможные мероприятия по сокращению выбросов Охвата 2: выбросов парниковых газов от потребления электрической энергии. В качестве примера была принята одна из автозаправочных станций в Оренбургской области, ежедневно потребляющая свыше 460 кВт·ч в сутки, или 170 000 кВт·ч в год, электроэнергии, закупаемой у регионального поставщика.
Первым рассмотренным способом сокращения выбросов ПГ был перевод АЗС на потребление «зеленой электроэнергии» путем заключения дополнительного соглашения с региональным поставщиком. Данное решение позволяет сократить выбросы ПГ в зависимости от региона расположения от 2 до 179 тонн СО2-экв. год.
Также был оценен эффект от установки солнечных панелей на доступной для их размещения площади — крыше здания и навесе топливораздаточных колонок. Общая площадь крыш в данном случае составляет 400 м2, что в идеальном варианте позволяет выполнить установку 207 единиц солнечных панелей с максимальной мощностью 280 кВт·ч (рис. 5). Оценка производилась согласно данным сайта компании ООО «Гелиос Хаус» для расчета солнечной энергии [16].
По состоянию на 2023 год ПАО «НК «Роснефть» обладает сетью из более чем 3 000 заправок, из которых 21 уже осуществляют заправку газомоторного топлива, 55 оснащено электрозаправочными станциями, из них 45 — быстрые (50–150 кВт). Оснащение электрозаправками ведется совместно с группой «Россети», под управлением которой находятся более 260 зарядных станций [14, 15].
Также рассмотрены возможные мероприятия по сокращению выбросов Охвата 2: выбросов парниковых газов от потребления электрической энергии. В качестве примера была принята одна из автозаправочных станций в Оренбургской области, ежедневно потребляющая свыше 460 кВт·ч в сутки, или 170 000 кВт·ч в год, электроэнергии, закупаемой у регионального поставщика.
Первым рассмотренным способом сокращения выбросов ПГ был перевод АЗС на потребление «зеленой электроэнергии» путем заключения дополнительного соглашения с региональным поставщиком. Данное решение позволяет сократить выбросы ПГ в зависимости от региона расположения от 2 до 179 тонн СО2-экв. год.
Также был оценен эффект от установки солнечных панелей на доступной для их размещения площади — крыше здания и навесе топливораздаточных колонок. Общая площадь крыш в данном случае составляет 400 м2, что в идеальном варианте позволяет выполнить установку 207 единиц солнечных панелей с максимальной мощностью 280 кВт·ч (рис. 5). Оценка производилась согласно данным сайта компании ООО «Гелиос Хаус» для расчета солнечной энергии [16].
Рис. 5. Пример размещения солнечных панелей на крыше павильона АЗС
Схожие результаты по оценке эффективности установки солнечных панелей и вспомогательного оборудования были получены словенской компанией Petrol Group, которая ввела в эксплуатацию первые две солнечные электростанции на крышах своих автозаправочных станций в рамках проекта Petrol Green [17]. К концу 2023 года компания была намерена установить
102 фотоэлектрических объекта в своих точках продаж, тем самым обеспечив автозаправочные станции «зеленой» энергией, способствуя сокращению выбросов СО2 и обеспечивая до 50 %
от общего потребления электроэнергии на АЗС (рис. 6) [17].
102 фотоэлектрических объекта в своих точках продаж, тем самым обеспечив автозаправочные станции «зеленой» энергией, способствуя сокращению выбросов СО2 и обеспечивая до 50 %
от общего потребления электроэнергии на АЗС (рис. 6) [17].
Рис. 6. Использование солнечной энергии (солнечных панелей) на АЗС компании «Petrol Group» [17]
Солнечные батареи состоят из набора солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей), которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую. Большинство солнечных элементов производят из кремния, который имеет довольно высокую стоимость. Этот факт определят относительно высокую стоимость электрической энергии, которая получается при использовании солнечных батарей. Распространены два вида фотоэлектрических преобразователей: сделанные из монокристаллического и поликристаллического кремния. Они отличаются технологией производства. Первые имеют КПД до 17,5 %, а вторые — 15 %.
Наиболее важным техническим параметром солнечной батареи, которая оказывает основное влияние на экономичность всей установки, является ее полезная мощность. Она определяется напряжением и выходным током. Эти параметры зависят от интенсивности солнечного света, попадающего на батарею (панель) [18, 19]. Технико-экономическая эффективность солнечных панелей и солнечных коллекторов также ограничена количеством солнечных дней в году.
Отмечается, что в районах с инсоляцией менее 3 кВт·ч/м2 солнечные панели могут применяться как вспомогательный источник генерации исключительно в сочетании с другими источниками энергии (ВЭС, ДЭС, сети). В районах с инсоляцией 3 кВт·ч/м2 и более солнечные панели применяются в качестве вспомогательного или базового источника энергии в составе с другими источниками электрической энергии. Для Северного и Центрального регионов Российской Федерации пик вырабатываемой на солнечных панелях электроэнергии приходится на весенний период.
Также в работе рассмотрен вариант установки ветрогенератора мощностью 100 кВт·ч
со вспомогательным оборудованием (рис. 7):
Наиболее важным техническим параметром солнечной батареи, которая оказывает основное влияние на экономичность всей установки, является ее полезная мощность. Она определяется напряжением и выходным током. Эти параметры зависят от интенсивности солнечного света, попадающего на батарею (панель) [18, 19]. Технико-экономическая эффективность солнечных панелей и солнечных коллекторов также ограничена количеством солнечных дней в году.
Отмечается, что в районах с инсоляцией менее 3 кВт·ч/м2 солнечные панели могут применяться как вспомогательный источник генерации исключительно в сочетании с другими источниками энергии (ВЭС, ДЭС, сети). В районах с инсоляцией 3 кВт·ч/м2 и более солнечные панели применяются в качестве вспомогательного или базового источника энергии в составе с другими источниками электрической энергии. Для Северного и Центрального регионов Российской Федерации пик вырабатываемой на солнечных панелях электроэнергии приходится на весенний период.
Также в работе рассмотрен вариант установки ветрогенератора мощностью 100 кВт·ч
со вспомогательным оборудованием (рис. 7):
- инверторы;
- аккумуляторы;
- мачта для ветрогенератора;
- фотоэлектрические модули;
- рамка крепления ФЭМ.
Рис. 7. Схема работы и основной принцип действия ветрогенераторной установки
На основании представленного примера АЗС с использованием вышеперечисленных технологий, помимо расчетов эффективности сокращения выбросов ПГ на базе данной АЗС, были рассмотрены варианты сокращения выбросов в регионах с иными энергосистемами.
Свод по рассмотренным технологиям представлен в таблице 3.
Свод по рассмотренным технологиям представлен в таблице 3.
Табл. 3. Способы сокращения косвенных выбросов по
Охвату 2 от потребления электрической энергии
Охвату 2 от потребления электрической энергии
На основании выполненных расчетов установлено, что наименьший эффект для конкретного региона показала технология применения солнечных панелей — 49,84 %. В первую очередь это связано с пониженной солнечной активностью в данном регионе (Оренбургская область), поскольку в среднем солнечная радиация составляет 4,5 кВт·ч/м2 в сутки. К тому же площадь поверхности, на которую возможно установить панели, ограничена крышами сооружений
и зданий (400 м2). На остальную территорию АЗС в данном случае установка солнечных панелей не рассматривалась.
Более эффективно показали себя следующие технологии и решения: приобретение «зеленой энергии» (100 %) и установка ветрогенератора со вспомогательным оборудованием (100 %). Эффективность применения ветрогенератора объясняется тем, что в данном регионе господствуют ветра средних и повышенных скоростей (от 4 м/с и выше). Однако у такой установки имеются ограничения в соответствии с пособием пользователя — необходимость зоны отчуждения при установке. При аномально сильных ветрах генераторы могут нести большую опасность жизни людей, в связи с этим перед монтажом необходимо выделить зону отчуждения для ветроэлектростанции (ВЭС). Данная зона представляет из себя участок вокруг станции, к которому не следует допускать людей либо животных во время работы турбины. Она определяется следующим образом: к высоте всей конструкции ВЭС прибавляется 15 метров — эта длина по радиусу вокруг ВЭС и является зоной отчуждения [20].
и зданий (400 м2). На остальную территорию АЗС в данном случае установка солнечных панелей не рассматривалась.
Более эффективно показали себя следующие технологии и решения: приобретение «зеленой энергии» (100 %) и установка ветрогенератора со вспомогательным оборудованием (100 %). Эффективность применения ветрогенератора объясняется тем, что в данном регионе господствуют ветра средних и повышенных скоростей (от 4 м/с и выше). Однако у такой установки имеются ограничения в соответствии с пособием пользователя — необходимость зоны отчуждения при установке. При аномально сильных ветрах генераторы могут нести большую опасность жизни людей, в связи с этим перед монтажом необходимо выделить зону отчуждения для ветроэлектростанции (ВЭС). Данная зона представляет из себя участок вокруг станции, к которому не следует допускать людей либо животных во время работы турбины. Она определяется следующим образом: к высоте всей конструкции ВЭС прибавляется 15 метров — эта длина по радиусу вокруг ВЭС и является зоной отчуждения [20].
Авторами работы рассмотрены основные источники выбросов парниковых газов объектов коммерции и логистики ТЭК по Охватам 1 и 2. В рамках сокращения выбросов ПГ по Охвату 1 рассмотрен следующий транспорт — грузовые автомобили, работающие на дизельном топливе (тягачи) для перевозки нефтепродуктов. Охват 2 представлен выбросами от потребления электрической энергии из локальной энергосети, используемой автозаправочными станциями.
Согласно выполненному анализу мирового опыта в настоящее время существуют следующие способы сокращения выбросов парниковых газов для автотранспорта: перевод на газомоторное топливо (КПГ — компримированный природный газ, СУГ — сжиженный углеводородный газ); использование транспорта с гибридными силовыми установками; перевод на электротранспорт (в том числе с использованием «зеленой электроэнергии»); автомобили на водородном топливе.
Рассмотрены возможные мероприятия по сокращению выбросов Охвата 2 — выбросов парниковых газов от потребления электрической энергии: перевод АЗС на потребление «зеленой электроэнергии» путем заключения дополнительного соглашения с региональным поставщиком, установка солнечных панелей на доступной для их размещения площади — крыше здания и навесе топливораздаточных колонок, рассмотрен вариант установки ветрогенератора для питания АЗС.
Согласно выполненному анализу мирового опыта в настоящее время существуют следующие способы сокращения выбросов парниковых газов для автотранспорта: перевод на газомоторное топливо (КПГ — компримированный природный газ, СУГ — сжиженный углеводородный газ); использование транспорта с гибридными силовыми установками; перевод на электротранспорт (в том числе с использованием «зеленой электроэнергии»); автомобили на водородном топливе.
Рассмотрены возможные мероприятия по сокращению выбросов Охвата 2 — выбросов парниковых газов от потребления электрической энергии: перевод АЗС на потребление «зеленой электроэнергии» путем заключения дополнительного соглашения с региональным поставщиком, установка солнечных панелей на доступной для их размещения площади — крыше здания и навесе топливораздаточных колонок, рассмотрен вариант установки ветрогенератора для питания АЗС.
По результатам расчета ожидаемой эффективности технологий сокращения выбросов ПГ по Охвату 1 (выбросы от грузового транспорта) установлено, что наиболее эффективным способом является использование электротранспорта с зарядкой «зеленой» электроэнергией и транспорта на водородном топливе (до 100 % сокращения выбросов ПГ). На втором месте по эффективности сокращения выбросов ПГ — использование транспорта с гибридной силовой установкой, снижающей выбросы ПГ до 44,58 %, согласно расчету. Применение транспорта на СУГ и КПГ также способствует сокращению выбросов ПГ с эффективностью — до 37,35 и 10,84 % соответственно. Отмечается, что в условиях РФ стабильно растет спрос на использование транспорта на газомоторном топливе.
Для сокращения выбросов по Охвату 2, который в данном случае связан с потреблением электрической энергии из локальной энергосети, также оценена эффективность решений по сокращению косвенных выбросов ПГ. На первом месте — перевод АЗС на потребление «зеленой» электроэнергии (до 100 % сокращение выбросов ПГ) или использование ветрогенератора необходимой мощности со вспомогательным оборудованием (100 % сокращение выбросов ПГ). На втором месте — установка солнечных панелей с рассчитанной эффективностью от 49,8 до 54,7 % сокращения выбросов ПГ в зависимости от локальной энергосистемы. Отмечается, что для размещения солнечных панелей необходима площадь больше имеющейся площади крыш на АЗС.
Для сокращения выбросов по Охвату 2, который в данном случае связан с потреблением электрической энергии из локальной энергосети, также оценена эффективность решений по сокращению косвенных выбросов ПГ. На первом месте — перевод АЗС на потребление «зеленой» электроэнергии (до 100 % сокращение выбросов ПГ) или использование ветрогенератора необходимой мощности со вспомогательным оборудованием (100 % сокращение выбросов ПГ). На втором месте — установка солнечных панелей с рассчитанной эффективностью от 49,8 до 54,7 % сокращения выбросов ПГ в зависимости от локальной энергосистемы. Отмечается, что для размещения солнечных панелей необходима площадь больше имеющейся площади крыш на АЗС.
1. Никитин А.В., Рощин П.В., Савельев А.А., Огородникова Е.М., Изотенко Е.В., Рашевская Ю.А., Гилаев Г.Г. Углеродный след продукции в современных условиях. Нефть. Газ. Новации. 2023. № 7. С. 11–17.
2. Коротков М.В. Сравнительный анализ использования КПГ и СУГ в качестве моторного топлива. Продуктовая конкуренция или взаимное дополнение? //
Транспорт на альтернативном топливе. 2017. №. 2. С. 7–20.
3. Газомоторная техника КАМАЗ. URL: https://www.truck-holding.ru/gazomotornaya-technika-kamaz/ (дата обращения 09.02.24).
4. Урал Next CNG-LNG и КАМАЗ на пропане. URL: https://autoreview.ru/articles/gruzoviki-i-avtobusy/ural-next-cng-lng-i-kamaz-na-propane?ysclid=lsebxyaiw4305815111 (дата обращения 09.02.24).
5. Салыков Б.Р., Мурзагалеева М.М. Перспективы перевода автомобилей на газомоторное топливо // Устойчивое развитие науки и образования. 2018.
№. 3. С. 210–216.
6. Алексеев С.Г., Авдеев А.С., Барбин Н.М., Гурьев Е.С. Методы оценки взрывопожароопасности топливовоздушных смесей на примере керосина марки РТ. VII. BST-методы // Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. № 12. С. 23–30.
7. Ильин Р.А., Ильин А.К. Эффективность использования эксергии топлива в котлах различного назначения // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2006. № 3. С. 253–256.
8. Суркин В.И., Русанов М.А., Васильев И.М. Оптимальные параметры подшипников с плавающей втулкой уравновешивающего механизма двигателя Д-160 // Вестник Челябинского государственного агроинженерного университета. 1999. Т. 30. С. 31.
9. Сравнение автомобилей с бензиновым и гибридным двигателями. URL: https://farcopoff.ru/sravnenie-avtomobiley-s-benzinovym-i-gibridnym-dvigatelyami-kak-vybrat-idealnyy-variant/ (дата обращения 14.02.24).
10. КАМАЗ-3373 «Челнок». Электрический грузовик без водителя и кабины. URL: https://dzen.ru/a/X7RD0faHL0N-t7VF (дата обращения 09.02.24).
11. Электрозаправки электрозарядные станции, ЭЗС. URL: https://www.tadviser.ru/index.php/ (дата обращения 16.02.24).
12. Водородный грузовик Hyundai XCIENT Fuel Cell выходит на дороги Калифорнии. URL: https://www.hyundai.ru/news/vodorodnyj-gruzovik-hyundai-xcient-fuel-cell-vyhodit-na-dorogi-kalifornii?ysclid=lsmsh67bti970103480 (дата обращения 15.02.24).
13. Tatra готовит грузовик с водородным топливным элементом. URL: https://www.tircentrum.cz/en/2021/11/16/tatra-is-preparing-a-loader-with-a-hydrogen-fuel-cell (дата обращения 15.02.24). (In Eng).
14. Отчет в области устойчивого развития за 2022 год. URL: https://www.rosneft.ru/upload/site1/document_file/Rosneft_CSR2022_RUS.pdf (дата обращения 12.02.24).
15. «Роснефть» сегодня. URL: https://www.rosneft.ru/about/Glance/ (дата обращения 12.02.24).
16. On-line калькулятор солнечной, ветровой и тепловой энергии. URL: https://www.helios-house.ru/on-line-kalkulyator.html (дата обращения 09.02.24).
17. Petrol targets 120 PV facilities on gas stations by end of 2023. URL: https://balkangreenenergynews.com/petrol-targets-120-pv-facilities-on-gas-stations-by-end-of-2023/ (дата обращения 14.02.24). (In Eng).
18. Как устроены и работают солнечные батареи. URL: https://electrik.info/main/news/401-kak-ustroeny-i-rabotayut-solnechnye-batarei.html (дата обращения 15.02.24).
19. Добрынин Е.В., Крылов А.Н., Батищев А.М. Оценка эффективности использования накопителей энергии // Экспозиция Нефть Газ. 2020. № 6. С. 110–113.
20.Ветрогенератор 60 кВт. URL: https://greentec-group.ru/catalog/vetrogeneratory/vetrogeneratory-condor-air/vetrogenerator-60-kvt/ (дата обращения 09.02.24).
2. Коротков М.В. Сравнительный анализ использования КПГ и СУГ в качестве моторного топлива. Продуктовая конкуренция или взаимное дополнение? //
Транспорт на альтернативном топливе. 2017. №. 2. С. 7–20.
3. Газомоторная техника КАМАЗ. URL: https://www.truck-holding.ru/gazomotornaya-technika-kamaz/ (дата обращения 09.02.24).
4. Урал Next CNG-LNG и КАМАЗ на пропане. URL: https://autoreview.ru/articles/gruzoviki-i-avtobusy/ural-next-cng-lng-i-kamaz-na-propane?ysclid=lsebxyaiw4305815111 (дата обращения 09.02.24).
5. Салыков Б.Р., Мурзагалеева М.М. Перспективы перевода автомобилей на газомоторное топливо // Устойчивое развитие науки и образования. 2018.
№. 3. С. 210–216.
6. Алексеев С.Г., Авдеев А.С., Барбин Н.М., Гурьев Е.С. Методы оценки взрывопожароопасности топливовоздушных смесей на примере керосина марки РТ. VII. BST-методы // Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. № 12. С. 23–30.
7. Ильин Р.А., Ильин А.К. Эффективность использования эксергии топлива в котлах различного назначения // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2006. № 3. С. 253–256.
8. Суркин В.И., Русанов М.А., Васильев И.М. Оптимальные параметры подшипников с плавающей втулкой уравновешивающего механизма двигателя Д-160 // Вестник Челябинского государственного агроинженерного университета. 1999. Т. 30. С. 31.
9. Сравнение автомобилей с бензиновым и гибридным двигателями. URL: https://farcopoff.ru/sravnenie-avtomobiley-s-benzinovym-i-gibridnym-dvigatelyami-kak-vybrat-idealnyy-variant/ (дата обращения 14.02.24).
10. КАМАЗ-3373 «Челнок». Электрический грузовик без водителя и кабины. URL: https://dzen.ru/a/X7RD0faHL0N-t7VF (дата обращения 09.02.24).
11. Электрозаправки электрозарядные станции, ЭЗС. URL: https://www.tadviser.ru/index.php/ (дата обращения 16.02.24).
12. Водородный грузовик Hyundai XCIENT Fuel Cell выходит на дороги Калифорнии. URL: https://www.hyundai.ru/news/vodorodnyj-gruzovik-hyundai-xcient-fuel-cell-vyhodit-na-dorogi-kalifornii?ysclid=lsmsh67bti970103480 (дата обращения 15.02.24).
13. Tatra готовит грузовик с водородным топливным элементом. URL: https://www.tircentrum.cz/en/2021/11/16/tatra-is-preparing-a-loader-with-a-hydrogen-fuel-cell (дата обращения 15.02.24). (In Eng).
14. Отчет в области устойчивого развития за 2022 год. URL: https://www.rosneft.ru/upload/site1/document_file/Rosneft_CSR2022_RUS.pdf (дата обращения 12.02.24).
15. «Роснефть» сегодня. URL: https://www.rosneft.ru/about/Glance/ (дата обращения 12.02.24).
16. On-line калькулятор солнечной, ветровой и тепловой энергии. URL: https://www.helios-house.ru/on-line-kalkulyator.html (дата обращения 09.02.24).
17. Petrol targets 120 PV facilities on gas stations by end of 2023. URL: https://balkangreenenergynews.com/petrol-targets-120-pv-facilities-on-gas-stations-by-end-of-2023/ (дата обращения 14.02.24). (In Eng).
18. Как устроены и работают солнечные батареи. URL: https://electrik.info/main/news/401-kak-ustroeny-i-rabotayut-solnechnye-batarei.html (дата обращения 15.02.24).
19. Добрынин Е.В., Крылов А.Н., Батищев А.М. Оценка эффективности использования накопителей энергии // Экспозиция Нефть Газ. 2020. № 6. С. 110–113.
20.Ветрогенератор 60 кВт. URL: https://greentec-group.ru/catalog/vetrogeneratory/vetrogeneratory-condor-air/vetrogenerator-60-kvt/ (дата обращения 09.02.24).
Рощин П.В., Давыдов М.А., Бодоговский С.В., Савельев А.А., Огородникова Е.М.,
Логинов А.А., Рашевская Ю.А., Никитин А.В., Гилаев Г.Г.
ООО «СамараНИПИнефть» (ОГ ПАО «НК «Роснефть»), Самара, Россия;
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет», Самара, Россия;
ФГБОУ УВО «Кубанский государственный технологический университет», Краснодар, Россия
roschinpv@samnipi.rosneft.ru
Логинов А.А., Рашевская Ю.А., Никитин А.В., Гилаев Г.Г.
ООО «СамараНИПИнефть» (ОГ ПАО «НК «Роснефть»), Самара, Россия;
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет», Самара, Россия;
ФГБОУ УВО «Кубанский государственный технологический университет», Краснодар, Россия
roschinpv@samnipi.rosneft.ru
Выполнен обзор и обоснование технологий сокращения выбросов парниковых газов на автозаправочных станциях и транспорте (на дизельном топливе) для доставки топлива к ним и дальнейшей розничной реализации. Охват 2 представлен выбросами от потребления электрической энергии из энергосети, используемой автозаправочными станциями. Расчеты выбросов ПГ по обоим Охватам выполнены за период 1 год.
парниковые газы, автозаправочная станция, декарбонизация, сокращение выбросов, углеродный менеджмент, углекислый газ, солнечная панель, ветрогенератор
Рощин П.В., Давыдов М.А., Бодоговский С.В., Савельев А.А., Огородникова Е.М., Логинов А.А., Рашевская Ю.А., Никитин А.В., Гилаев Г.Г. Обзор существующих технологий и опыта сокращения выбросов парниковых газов на примере объектов розничной реализации нефтепродуктов // Экспозиция Нефть Газ. 2024. № 5. С. 107–113. DOI: 10.24412/2076-6785-2024-5-107-113
28.06.2024
УДК 504.3.054+504.38
DOI: 10.24412/2076-6785-2024-5-107-113
DOI: 10.24412/2076-6785-2024-5-107-113
Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88