На каком топливе будет летать авиация XXI века

Коллектив создателей экспериментального «газового» вертолета Ми-8ТГ на выставке на Красной Пресне в 2001 году. Фото автора

В авиационном сообществе нарастают споры и вопросы на тему, связанную с ухудшением результатов экономической деятельности авиакомпаний России. Актуальность темы объясняется постоянным ростом цены на авиационный керосин, которая достигла в 2018 году критической величины. По итогам девяти месяцев, несмотря на увеличение количества авиарейсов, а также принимаемые правительством меры налогового администрирования и субсидирования авиаперевозок, в результате роста на 43% расходов на горюче-смазочные материалы (ГСМ), российские авиакомпании понесли убытки на 19 млрд руб. (по материалам Ассоциации эксплуатантов воздушного транспорта России (АЭВТ)). 

По прогнозу Международной ассоциации воздушного транспорта (IATA), к 2040 году цены на авиатопливо могут вырасти на 100%. При этом вместе с основным фактором роста стоимости авиаперевозок нарастают риски, связанные с качеством авиатоплива и увеличением выбросов двуокиси углерода в атмосферу. 

В декабре 2017 года на заседании госсовета по вопросам повышения инвестиционной привлекательности регионов президент РФ подтвердил большое значение внедрения газотопливной технологии на транспорте, подчеркнув, что газомоторное топливо (ГМТ) более экологичное, дешевое и для России с ее запасами газа очень перспективное. Он подчеркнул, что внутри страны ГМТ будет создавать конкурентные преимущества с большим экономическим эффектом, и призвал глав регионов поддержать развитие рынка газомоторного топлива. Больше того, 25 декабря 2017 года он утвердил поручение (Пр-2699) по итогам совещания о развитии проектов производства сжиженного природного газа. Необходимость перевода транспорта на ГМТ президент России подтвердил в ежегодном Послании в феврале 2019 года. Таким образом, перевод различных видов отечественных транспортных средств, включая авиационный, на газомоторное топливо определен как стратегическая задача для России.

В России поиском решений по альтернативным видам топлива еще в советское время занимались авиаконструкторы Туполев, Тищенко, Кузнецов, Изотов и др. Технические решения, проведенные экспериментальные и испытательные полеты воздушных судов (ВС) подтвердили возможность, высокую эффективность и безопасность использования различных видов сжиженных газов в качестве авиационного газомоторного топлива (ГМТ). 

Речь идет о нескольких типах построенных в конце прошлого века экспериментальных ВС, самолете Ту-155 с двигателем НК-88, работавшем на жидком метане (СПГ) и вертолете Ми-8ТГ с двигателем ТВ2-117ТГ работавшем на пропан-бутановом топливе (АСКТ). Оба прошли программу испытательных полетов. В 90-е годы на МАКСе был продемонстрирован полет опытно-промышленного экземпляра вертолета Ми-8ТГ, оба двигателя которого работали на керосине, АСКТ или их смеси.

Остается загадкой, почему мы не используем полученный ранее опыт, а также богатство, подаренное природой, в виде огромных запасов дешевого природного и нефтяного попутного газа. Не пользоваться данным преимуществом по меньшей мере недальновидно.

Смысл идеи – создание двухтопливных ВС, использующих традиционное и ГМ топливо, – реален, прост и очень эффективен с экономической точки зрения, и ее осуществление не вызывает сложных технических решений. Она опирается только на российскую технологию и может быть реализована в относительно короткие сроки. 

Технология позволяет заливать в баки как штатное, так и газомоторное топливо, смешивать их в любых пропорциях. Причем конструкция газотурбинных и поршневых двигателей не вызывает серьезных изменений. Доработки требует только система подачи топлива и топливная автоматика. На газомоторное топливо – АСКТ (авиационное сконденсированное топливо) – разработаны и согласованы ТУ39-1547-91, а технология его производства и себестоимость не отличается от автомобильного пропана.

По своей сути проект является прорывным и решает одновременно несколько проблем.

Во-первых, снижает стоимость летного часа с учетом того, что цена АСКТ составляет около 20 тыс. руб. за тонну,  а керосина – 50–80 тыс. руб. за тонну, то есть ГМТ в 2–4 раза дешевле.

Во-вторых, сырьем для ГМТ является попутный нефтяной и «жирный» природный газ, часть которого, особенно на промыслах, расположенных в Заполярье, Арктике и на Дальнем Востоке, сжигается в факелах из-за сложности транспортировки и отсутствия возможностей по утилизации на месте добычи. В этих регионах авиация является доминирующим, часто единственным транспортным средством, а керосин и бензин приходится доставлять туда из промышленно развитых регионов, увеличивая их цену. 

Газолет – вертолет на газовом топливе. Фото автора

В-четвертых, ГМТ является более экологичным в отличие от традиционных видов топлива, вырабатываемых из нефти, так как в своем составе не содержит серы и свободной воды и при разливе испаряется, не загрязняя почву.

Еще раз следует подчеркнуть, что решающим преимуществом АСКТ является стоимость, она в 2–4 раза меньше стоимости керосина и в 4–6 раз меньше стоимости биотоплива (предлагаемого зарубежными компаниями). Технология не требует создания новых ВС, а модернизация ВС и двигателя технически проста и может быть выполнена на любом авиаремонтном предприятии во время регламентных или ремонтных работ. Заправка ВС АСКТ почти не отличается от обычной заправки керосином на ТЗК. Для развития региональной авиации, которая сможет получить модернизированные вертолеты Ми-8ТГ и самолеты Ан-2 в ближайшие пять лет при внедрении данной технологии, это может быть спасением. Это сможет облегчить эксплуатационные затраты авиакомпаний и уменьшить расходы госбюджета на субсидирование авиаперевозок.

На Западе также ведутся разработки различных видов биотоплива и уже выполнен семичасовой коммерческий полет на самолете Boeing-787 авиакомпании Etihad Airways из Абу-Даби в Амстердам на смеси биотоплива и керосина (50х50). Однако известные в настоящее время биотоплива минимум в 3 раза дороже керосина, и для их производства необходимо создать заводы и вырастить сырье. На Международном экономическом форуме, недавно прошедшем в Давосе, был предложен новый вид биотоплива на основе масла, остающегося от коммерческого пищевого производства, из отходов «Макдоналдса», КFС и иных фастфудов. К общим недостаткам биотоплива относят отсутствие массового производства, особенности физических свойств и цену, превышающую цену керосина, добавляется сложность организации сбора отходов, что потребует дополнительных затрат.

Ситуация, создавшаяся в гражданской авиации России, внимательно изучалась экспертами Совета Федерации РФ. В 2017 году первый заместитель председателя комитета по бюджету и финансовым рынкам Сергей Иванов инициировал работу по поиску решений, направленных на поддержку региональных авиакомпаний. Работа проводилась совместно со Счетной палатой РФ и Росавиацией. В 2018 году были направлены письма в Минпромторг и Минэнерго РФ за подписью сенатора Андрея Епишина с целью обратить внимание на недопущение дискриминационных решений в отношении технологического развития авиационного транспорта. В январе 2019 года состоялось заседание Комитета по бюджету и финансовым рынкам под председательством сенатора Сергея Рябухина с обсуждением инновационной программы «Внедрение и использование газомоторного топлива на авиационном транспорте». 

Комитет рассмотрел вопросы включения авиатранспорта в проект госпрограммы «Энергоэффективность и развитие энергетики» (подпрограмма «Развитие рынка газомоторного топлива»). А также готовность науки и промышленности к модернизации основных типов авиадвигателей и ВС российского производства, эксплуатируемых в ГА, с целью перевода их на ГМТ. Особое внимание СФ привлекло то обстоятельство, что в 2005 году в ходе реализации госпрограммы развития гражданской авиации до 2015 года, содержащей создание серийного Ми-8ТГ (на АСКТ), работы были прекращены с формулировкой «ввиду неперспективности». 

К работе комитета были привлечены представители ведущих КБ, разработчиков авиадвигателей ОДК, «АК им. С.В. Ильюшина», «Туполев», «МВЗ им. М.Л. Миля», Росавиации и научные эксперты, которые подтвердили актуальность и перспективность использования ГМТ в авиации. В результате были направлены обращения в Минэнерго, Минтранс, Минэкономразвития и Минпромторг РФ, в которых подчеркнута необходимость корректировки госпрограммы и важность внедрения ГМТ на авиатранспорте, а разработчикам авиатехники (ПАО «ОДК», «АК им. С.В. Ильюшина», «МВЗ им. М.Л. Миля», ПАО «Туполев», Московский АРЗ (МАРЗ)) – предложения провести оценку затрат на доработку самолетов Ил-112/114, Ту-136 с двигателями ТВ7-117СТ, Ан-2 с двигателем АШ-62ИР и вертолета Ми-8/17 с двигателями ТВ3-117/ВК-2500 в двухтопливный вариант. В осуществлении инновационной программы принимает участие подразделение «Арктические транспортные системы и технологии» Российского университета транспорта (МИИТ). Ранее заинтересованность в производстве ГМТ (АСКТ) подтвердила компания ПАО «СИБУР».

Представители комитета по бюджету и финансовым рынкам СФ считают, что внедрение программы перевода ВС на ГМТ давно могло бы сэкономить государственные средства, значительно снизить стоимость авиаперевозок, увеличить транспортную доступность населения и бизнеса арктических, северных и дальневосточных регионов, диверсифицировать топливные возможности наших авиакомпаний и стать предметом выгодного экспорта газотопливной авиатехники. Более того, при стоящих перед Россией амбиционных планах по освоению Арктики внедрение ГМТ и технологии использования его на авиационном транспорте будет практически вне конкуренции ввиду явных преимуществ.

Главным механизмом стимулирования развития сектора ГМТ авиации должна стать государственная поддержка и льготы для авиакомпаний на закупку таких воздушных судов по аналогии с автомобильным транспортом.