Top.Mail.Ru
Технологии

Прибавь газу, машинист: что такое СПГ-поезд и зачем ему гигантский «холодильник»

Слушать аудиоверсию 05:06
Локомотив на сжиженном природном газе
Фото «Газпром СПГ технологий»
Антон Жарков

Автор

Антон Жарков

Опубликовано

16 сентября 2024

Опубликовано

16 сентября 2024

Первый локомотив на газовом топливе построил и протестировал в 1887 году немецкий инженер-конструктор Готтлиб Даймлер. В то время поезда ходили на угле, позже перешли на дизельное топливо и электричество. Природный газ стал возвращаться на железную дорогу с середины XX века. Самые современные газовые локомотивы ездят на СПГ — сжиженном природном газе.

От гибридов до мирового рекорда

Потенциал СПГ как топлива для локомотивов исследуют с середины 1970-х. В 1987 году в СССР построили первые три магистральных тепловоза с газодизельными двигателями — они могли работать на дизельном топливе и СПГ. Довести первые СПГ-тепловозы до серийного производства не удалось.

Первый в современной России магистральный СПГ-газотурбовоз — тепловоз с турбинными двигателями — создали в 2008 году. Спустя год он установил мировой рекорд: провел грузовой состав из 159 вагонов массой более 15 тысяч тонн. Газотурбовоз попал в книги рекордов России и Гиннесса как самый мощный в мире, работающий на СПГ: его мощность составила 8,3 тысячи киловатт.

В 2013 году российские инженеры побили рекорд и построили СПГ-локомотив мощностью 8,5 тысячи киловатт. На сегодня это самый мощный газотурбовоз такого типа в мире.

Маневровый тепловоз на сжиженном природном газе
Маневровый тепловоз на сжиженном природном газе. Фото с сайта wikimedia.org

Наряду с магистральными тепловозами на СПГ, которые возглавляют грузовые составы, в России строят и маневровые — те, что работают на станциях. Опытные образцы газодизельных маневровых тепловозов появились в нашей стране в конце 1990-х. В 2013-м изготовили первый в мире маневровый СПГ-тепловоз с газопоршневым двигателем, а в 2022-м выпустили аналогичный тепловоз с двумя поршневыми двигателями.

СПГ-тепловозы оснащают газотурбинными и газопоршневыми двигателями внутреннего сгорания. Первые называют газотурбовозами, вторые — газотепловозами. В газотурбинном двигателе работу производит турбина, которая использует энергию нагретого газа. В газопоршневом механическую работу производит поршень: он совершает поступательное движение в цилиндре за счет расширения продуктов сгорания топлива.

Сжиженный газ хранят под давлением около 4,5 атмосферы в охлаждающих цистернах — температура в них должна быть не выше минус 161 градуса. Цистерну с холодным топливом встраивают прямо в железнодорожный состав — она занимает одну из секций. Внутрь помещается 17–20 тонн СПГ. Из-за работы охлаждающей системы СПГ-тепловозы отличаются большей шумностью.

Сбоку у цистерны есть специальные заправочные краны, куда подключают шланг. Заправлять поезда можно из привозных автоцистерн с СПГ или на железнодорожных заправочных пунктах, куда топливо поступает с газораспределительных станций. На таких станциях природный газ сжижают на месте с помощью криогенного оборудования. Подобная инфраструктура есть под Екатеринбургом, и для повсеместного использования СПГ-поездов ее недостаточно.

Российские инженеры продолжают разрабатывать новые СПГ-поезда. В планах развернуть серийное производство маневровых локомотивов, создать еще по два типа магистральных и маневровых тепловозов и подготовить существующие локомотивы для перехода на СПГ.

СПГ в море и в космосе

Жидкий природный газ подходит не только для заправки поездов. СПГ можно использовать для легкового и грузового транспорта — при этом его превращают в компримированный (сжатый) природный газ. Такое топливо в три раза менее плотное и хранится под давлением около 200 атмосфер: для этого подходят баллоны с толстыми стенками и не нужна охлаждающая система на борту автомобиля.

СПГ-бункеровщик «Дмитрий Менделеев»

На СПГ ходят морские и космические суда. Чтобы заправлять корабли не с берега, а в море, в России создали плавучую СПГ-АЗС «Дмитрий Менделеев». Сжиженные газы, в том числе метан, применяют как ракетное топливо.

Еще одна сфера применения СПГ — питание энергоустановок предприятий и объектов энергетики в труднодоступных районах. Для этого компактное жидкое топливо доставляют на место, превращают в обычный по плотности газ и используют, как природный: например, направляют по трубопроводам.

21
Haha
Haha
4
2
Love
Love
3
4
7
Читайте также
Энергоша наблюдает за переработкой отходов в нефтепродукты
  • Картинка

Как пластиковые бутылки, картофельные очистки и фритюрное масло превращают в топливо и электричество

3 мин. чтения
Единственный СПГ-бункеровщик в России
  • Картинка

Потребление газового топлива в России может вырасти в шесть раз к 2035 году

3 мин. чтения
Вид на Восточно-Мессояхское месторождение
  • Картинка

Новая компактная установка поможет получать ценное химическое вещество прямо на нефтепромыслах

3 мин. чтения
Ученый в лаборатории работает за микроскопом
  • Картинка

Похожий состав компонентов помог топливному элементу работать дольше

3 мин. чтения
Нефтяник открывает подарки в свой профессиональный праздник
  • Картинка

На носу День нефтяника, что же подарить? Мы спросили об этом самих нефтяников

3 мин. чтения
Специалисты Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения
  • Картинка

Россия воспроизведет запасы нефти и газа к концу 2025 года

3 мин. чтения
  • Картинка

Инновационный бартер: как автоспорт и энергетика обогащают друг друга передовыми технологиями

3 мин. чтения
Специалист «Газпром нефти» за работой
  • Картинка

Эксперт рассказал о перспективах применения первого в России низкоуглеродного авиатоплива

3 мин. чтения
Специалист «Газпром нефти» по заправке самолетов
  • Картинка

В России выпустили первую партию авиатоплива с низким углеродным следом

3 мин. чтения
Сотрудник нефтепромысла «Газпром нефти» в ЯНАО
  • Картинка

Эксперты выяснили, что нефть и газ останутся основой мировой энергетики минимум до 2050 года

3 мин. чтения
X 1