Конкретные возможности мероприятий платформы

№6 (95) 2015
28
Экология
УДК 629.331
КОНКРЕТНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ПЛАТФОРМЫ
«ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ» И ПРОГРАММЫ «ЗЕЛёНАЯ ШИНА»
В. А. Петрушов, д. т. н., проф. / ФГУП «НАМИ»
Росгидромет в настоящее время информирует, что содержание кислорода в атмосфере глобально составляет около
21 % и снижается не более чем на 0,025 % в год. В России выгорание кислорода в автомобильных двигателях
(161 млн т/год) многократно (в 209 раз) компенсируется ещё
сохранившимся лесным богатством страны (см. табл. 4).
Это не значит, однако, что многие мегаполисы
мира не преследует опасность кислородного голода.
В отдельных критических по условиям загазованности
точках мира наблюдаются колебания содержания O2
с падением его до 17–18 %, а при неблагоприятных условиях — до 12–15 %.
В Москве, например, двигатели внутреннего сгорания (ДВС) 5,5 млн автомобилей ежегодно сжигают
примерно 14 млн т кислорода, тогда как все её лесопарковые массивы выделяют только 390 тыс. т этого газа,
поэтому в Москве часты падения содержания кислорода до уровня ниже нормы.
Что касается роста содержания углекислого газа (CO2)
в атмосфере, то, по данным Международного энергетического агентства (IEA), ежегодный выброс диоксида
углерода в атмосферу антропогенных источников превышает 34,5 млрд т. Постепенное повышение концентрации
этого парникового газа в среднем ежегодно увеличивается на 0,5 % в течение последних пятидесяти лет.
Среди мероприятий платформы «Зелёный автомобиль» следует отметить поисковые исследования в об-
Таблица 4. Некоторые экологические показатели лесных массивов
Показатели лесов Площадь,
млн га
Выделение О2,
млрд т/год
Поглощение
СО2, млрд т/год
в Мире
51001
229,90
260,233
в России
809
36,47
41,20
в США
304
13,70
15,51
в Китае
217
9,78
11,07
в Германии
11
0,49
0,55
в Москве2
9,3·10-3
0,39·10-3
0,48·10-3
В т.ч. 1700 млн га древесно-кустарниковой растительности.
Площадь лесопарков.
3
Это поглощение компенсируется перегниванием органического материала с выделением 220 млрд т CO2, океаны выделяют 330 млрд т О2.
1
2
Окончание статьи «“ЗЕЛЁНЫЙ” АВТОМОБИЛЬ И “ЗЕЛЁНАЯ” ШИНА.
ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ».
Начало в № 4 (93), 2015 и № 5 (94), 2015.
ласти применения водородной энергетики для автомобилей будущего. В свою очередь, среди многочисленных
направлений исследований в этой области радикальной
замены обычных автомобилей на водородные можно
ожидать лишь по линии устранения главных недостатков водорода (таких, как взрывоопасность, дозаправка,
проблемы хранения на борту автомобиля).
Если обратиться к прогнозам специалиста по редкозёмам Джека Лифтона [1], то для варианта роста парка
электромобилей (ЭМ), способного радикально вытеснять обычные автомобили, надо отбросить вариант
автомобиля на топливных ячейках: не хватит платины
(и не виден её заменитель). Поэтому перспективным
следовало бы считать автомобиль с ДВС на водороде.
Остальные недостатки водорода могли бы быть преодолены, если будет изобретён способ импульсного получения водорода на борту в дозах единичного впрыска в цилиндр, что избавило бы от проблем хранения
и дозаправки взрывоопасного газа. В качестве вектора
такого поиска может служить способ Вудолла — получение водорода реакцией между водой и алюминием
в присутствии малых доз галлия. Мечтать об этом приходится только потому, что все остальные пути радикального сокращения парка обычных автомобилей
упираются в ограничения глобальных ресурсов редкозёмов.
Ближайшее будущее мероприятий платформы «Зелёный автомобиль» и международной программы «Зелёная шина» связано с отходом от соревнований участников в формулировках «общих тенденций и направлений
решения проблемы» и заменой их конкретными инженерными, научными разработками и мерами интенсивного пополнения парка ЭМ на фоне ввода системы правительственных льгот для производителей и покупателей
и развития инфраструктуры. На это направлены программы и конкретные действия подкомитета по стратегическим инновациям в автомобильной сфере ТПП РФ и Национальной ассоциации водородной энергетики (НАВЭ).
Волжский автомобильный завод разработал, изготовил
и проводит испытания электромобилей Ellada в расчёте
определить их оптимальный годовой выпуск.
Ведущие шинные заводы Российской Федерации
организовали производство шин с применением крем-
Журнал автомобильных инженеров
незёма и прогрессивных каплинг-агентов полимерных
цепочек, что позволяет им подготавливать выпуск легковых моделей мирового уровня, каковыми являются
бренды с коэффициентом сопротивления качению
Cr = 6–7 H/кH. Шинами такого уровня должны комплектоваться отечественные электромобили, так как это
при прочих равных условиях и одинаковых остальных
параметрах на 30–40 % снижает расход запасённой
электроэнергии и на столько же повышает механическую энергию, подводимую к электрогенератору в режиме электрического торможения.
В настоящее время рабочими группами GRRF и GRB
Всемирного форума WP.29, в которых принимают участие российские специалисты, совершенствуются стандарты на методы определения сопротивления качению
автомобильных шин и нормы на их предельные значения. Эта работа проводится в русле развития производства «зелёных» шин, пионером которого является фирма
Michelin, первой значительно снизившая коэффициент
сопротивления качению своих шин, в том числе за счёт
применения кремнезёма взамен чёрной сажи. Требования к точности, повторяемости и воспроизводимости
измерений возросли в связи с уменьшением величин
измеряемых сил и вводом в регламент процедуры установления коэффициента корреляции между данными
лабораторий, находящихся в различных точках земного
шара и применяющих сейчас четыре разных метода измерений.
Метод НАМИ, утверждаемый сейчас Всемирным форумом WP.29 в качестве международного [2–4], имеет
большое значение для контрольных испытаний на внутреннем рынке России, где эксплуатируется значитель-
ное количество шин, в том числе импортных, которые
уступают уровню современных брендов, не встречая
этому сертификационных препятствий. Для того чтобы активно влиять на структуру парка шин, эксплуатируемых на внутреннем рынке, и тем самым добиться
экологических сдвигов, описанных выше, необходимо
применять предусмотренные Женевским соглашением
процедуры выборочных контрольных испытаний сертифицируемых шин по параметрам сопротивления качению.
Эксперты ФГУП «НАМИ», представляя РФ в рабочих
группах WP.29, ещё в 2004 году предложили взамен
консервативной и неповоротливой практики нормирования коэффициента Cr применять обязательную
информацию изготовителей шин о значении этих показателей при сертификации. Аргумент: современный
потребитель (индивидуальный или заводской) прекрасно разбирается в том, что ему покупать. Предложение
было отклонено, но в 2009 году ЕС принял Директиву
1222/2009 об обязательном применении с 1 ноября
2012 года наклеек на продаваемых шинах с градацией
по их характеристикам на 9 уровнях (рис. 9), худший
из которых совпадает с максимально допустимым уровнем, принятым в 2012 году в Правилах ЕЭК ООН № 117.
Целесообразно добиваться принятия аналогичной
практики по линии Правил ООН № 117 [5] с заменой выборочных контрольных испытаний по нормам 2012 года
на выборочный контроль соответствия шкале ЕС. В России эта работа должна быть одной из самых результативных по критерию экологического вклада в рамках
платформы «Зелёный автомобиль», по разделу «Зелёная шина».
Рисунок 9. Коэффициенты сопротивления качению шин, Н/кН. Точки — шины на рынке 2005 года; жёлтые линии — нормы ЕЭК ООН (2012 и 2020);
A, B, C… G — градации Cr по нормам ЕС 1222/2009
29
30
№6 (95) 2015
Экология
ВЫВОДЫ
1. Весомые в экологическом отношении результаты
с применением ЭМ могут быть получены при их парках, сконцентрированных на ограниченных территориях. При планируемых в зарубежных странах на 2020
и 2035 годы парках электромобилей, не превышающих
4 % от парков автомобилей с поршневыми ДВС, экологические эффекты снижения расходов нефтяных топлив,
тепловых и токсических выбросов будут измеряться
аналогичными малыми по величине процентами.
2. На фоне 35-летней интенсивной разработки проблем
водородных и альтернативных топлив, комбинированных силовых установок в Европе, США и России, как показывают приведённые данные, был утрачен контроль
над гипермасштабным ростом реальных автомобильных парков с бензиновыми и дизельными двигателями. В результате тепловые выбросы 1,2 млрд обычных
автомобилей в 4 млрд кВт превысили таковые от работы всей промышленности в 1,5–2 раза, потребление
автомобильных топлив достигло 2,9 млрд т, эмиссия
CO2 — 9,2 млрд т, а выгорание атмосферного кислорода — 6,7 млрд т.
3. Автомобильные парки обычных автомобилей с поршневыми ДВС как в мире, так и в основных странах продолжают расти с темпами годового прироста, в семь раз
превышающими темпы прироста парков электромобилей, что предельно осложняет задачу радикального
улучшения экологической ситуации за счёт электромобилей. В РФ эта задача является особо сложной в связи
с зачаточным состоянием парка электромобилей (около
1 тыс. импортных ЭМ).
4. В связи с опасностью неполучения в обозримый период переломных экологических результатов по линии «Электромобиль», являющейся центром тяжести
существующей редакции экологической платформы,
целесообразно более равновесное планирование мероприятий по всем остальным компонентам. Как наиболее эффективные следует планировать мероприятия
по линии активно развивающейся международной
инициативы «Зелёная шина», в которой ФГУП «НАМИ»
принимает активное участие, а также разработку национальных и международных регламентов аэродинамических сопротивлений движению автомобилей и автопоездов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.
Лифтон Д. ДВС будет жить очень
долго // Популярная механика — новости науки и техники [Электронный
ресурс]. www.popmech.ru.
2.
Предложение РФ по дополнению 6 к
поправкам серии 02 к Правилам №
117 // КВТ ЕЭК ООН, Всемирный
форум WP.29, рабочая группа GRB
[Электронный ресурс]. Систем. требования: Adobe Acrobat Reader. —
URL:
http://www.unece.org/trans/
main/wp29/wp29wgs/wp29grb/
grb2014.html
(дата
обращения:
24.12.2015).
3.
Решение сессии GRB-60, пункт
VIII // КВТ ЕЭК ООН, Всемирный
форум WP.29. — Р. 5 [Электронный
ресурс]. Систем. требования: Adobe
Acrobat Reader. — URL: http://www.
unece.org/fileadmin/DAM/trans/
doc/2014/wp29grb/ECE-TRANSWP29-GRB-58e.pdf (дата обращения:
10.10.2015).
4.
Method of Deceleration Measuring
and Data Processing for Tyre Rolling
Resistance Determination // Testing and
Evaluation of the Variant Method Using
the dω/dt Form (UTAC-NAMI) [Электронный ресурс]. Систем. требования: Adobe Acrobat Reader. — URL:
http://www.unece.org/fileadmin/
DAM/trans/doc/2014/wp29grb/ECETRANS-WP29-GRB-59-inf7e.pdf (дата
обращения: 10.10.2015).
5.
Правила ЕЭК ООН № 117, дополнение 6.