138
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Автомобили на сегодняшний день являются одним из
главных перевозчиков людей и грузов. При этом они же
являются
и
основным
источником
загрязнения
окружающей среды. Кроме того, топливо для них
получают из не возобновляемого природного ресурса –
нефти. Одной из альтернатив таких автомобилей являются
электромобили, главным достоинством которых является
отсутствие
загрязнения
атмосферного
воздуха
выхлопными газами.
На сегодняшний день все больше стран выражают
намерения запретить продажу на своей территории в
обозримом будущем автомобилей с двигателями
внутреннего сгорания (ДВС) на бензине, дизельном
топливе или газу. А ряд стран даже определились с
конкретными сроками, когда этот запрет будет введен
(Норвегия – 2025 год, Швеция – 2030 год). На территории
этих стран эксплуатация в дальнейшем будет разрешена
только электромобилям. В качестве основных мотиваций
приводятся два аргумента в поддержку электромобиля:
улучшение экологической обстановки в мире и
постепенный уход от углеводородного сырья.
Однако имеются важные проблемы на пути широкого
применения электромобилей [1].
Согласно исследованию международной компании
Deloitte многие стартапы по выпуску электромобилей и
комплектующих к ним не выживут из-за крайне высокой
стоимости оборудования и производства. Гиганты типа
GM, Mercedes-Benz или Fiat Chrysler покрывают
убыточность своих электропроектов доходами от продаж
обычных автомобилей с ДВС.
Однако существуют государства, для которых
подобный переход невыгоден экономически. России, как
экспортеру нефти и газа, невыгоден массовый отказ от
бензина. В Международном энергетическом агентстве
сделали вывод: масштабная электрификация легкового
транспорта спровоцирует снижение спроса на нефть.
Полный отказ от автомобилей с ДВС может
спровоцировать рост цен и нехватку электроэнергии.
Согласно исследованию Bloomberg NEF, повсеместное
распространение электромобилей приведёт к росту
электропотребления по всему миру на 6,8% уже к 2040 г.,
а в Великобритании – на 20% к 2050 г. Кроме того,
необходима электроэнергия для добычи редкоземельных
металлов и производства аккумуляторов.
С точки зрения влияния на парниковый эффект
электромобиль
не
является
предпочтительным.
Исследования, проведенные Мюнхенским Институтом
экономических
исследований
(IFO),
бензинового
Mercedes-Benz и электрической Tesla показали, что
углеродный след, включающий выбросы CO₂ при добыче
лития, марганца и кобальта и производстве аккумуляторов
в 1,5 раза выше, чем у бензинового Mercedes-Benz.
Целью
исследования
является
проведение
экологического сравнения автомобиля с ДВС и
электромобиля с точки зрения загрязнения атмосферного
воздуха при их эксплуатации. Для этого были выбраны
автомобили, имеющие аналогичную мощность и массу.
Расходы электроэнергии на электромобиле и бензина
на автомобиле с ДВС были приняты для условий
движения по городу. Производство электроэнергии на
ТЭС, необходимое для зарядки электромобиля, было
рассчитано с учетом потерь при зарядке в 15%, потерь в
сетях 9,6% (по статистическим данным), собственные
нужды 15% составит 7159 кВт*ч/год. Согласно данным
аналитического агентства «Автостат», средний пробег
легкового автомобиля в России составляет 16,7 тыс. км в
год. Данные для экологического анализа приведены в
табл. I.
Таблица I.
Т
ЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Электромобиль
Автомобиль с ДВС
Пробег за год
16700 км/год
16700 км/год
Удельный расход
280 Вт·ч/км
12 л/100 км
Расход за год
4676 кВт·ч/год
2004 л/год
1503 кг/год
Производство
электроэнергии на ТЭС
7159 кВт·ч/год
Энергия топлива
103,2 ГДж
66,1 ГДж
II.
З
АГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Наибольшее количество веществ поступает в
атмосферу с отработанными газами автомобилей.
Концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе
пагубно сказывается на состоянии всех участников
дорожного движения, а в первую очередь на здоровье
населения, проживающего вблизи от проезжей части.
Основными вредными веществами, содержащимися в
дымовых газах ТЭС являются: оксиды серы, оксиды азота,
оксид углерода, соединения ванадия, зола.
A.
Автомобиль с ДВС
Состав и количество отработанных газов автомобилей
с ДВС определяются: качеством, видом и условиями
сгорания топлива, масел; типом, конструкцией, качеством
регулировки и режимом работы ДВС; моделью,
техническими параметрами и степенью изношенности
автомобиля; параметрами улично-дорожной сети и др.
Всего в составе выхлопных газов обнаружено более
200 химических веществ. Выбросы вредных веществ от
автомобильного транспорта включает в себя: оксид и
диоксид углерода, летучие органические вещества, оксиды
азота, взвешенные вещества.
Расчет выбросов от движущегося автотранспорта
каждого вредного вещества с учетом типа автотранспорта
и скорости движения [2]. Значение выбросов
i
-го
загрязняющего вещества
i
M
от движущегося автомобиля
на автодороге протяженностью
L
(км) определяется по
формуле:
i
L
i
i
V
M L M r
=
(1)
где
L
- протяженность автодороги, км;
L
i
M
, – удельный пробеговый выброс
i
-гo вредного
вещества, (табл. II), г/км;
i
V
r
– поправочный коэффициент, учитывающий
зависимость изменения количества выбрасываемых
загрязняющих веществ от средней скорости движения
