Экологическая безопасность

«Металлические» автомобильные газотурбинные двигатели  рассматриваемого класса мощности разрабатывают многие фирмы («Дженерал моторс», «Вольво», ITI, MTU, ГАЗ). Пробег опытных газотурбинных автомобилей и автобусов с такими двигателями измеряется многими миллионами километров. Поэтому оценить их перспективы можно достаточно уверенно.

Электромобили являются самым радикальным средством  борьбы за чистоту атмосферы, особенно в больших городах, так как  они не выбрасывают в воздух токсичные  выхлопные газы.

В настоящее  время в мире эксплуатируются  несколько десятков тысяч электромобилей (только в Англии их около 30тыс.). Видимо и в дальнейшем парк будет расти. Поэтому вопросы надежности таких автотранспортных средств, безусловно представляют значительный интерес для практики. Данные по надежности различных электромобилей, эксплуатирующихся в различных странах мира уже имеются, хотя их и не так много.

Например, американская электромобильная ассоциация провела  опытную 26-месячную эксплуатацию 74 электромобилей. При этом было установлено, что средняя  наработка на отказ (при среднем  числе рабочих дней в месяце - 26) составила 136,2 дня, но 80% всех отказов зарегистрировано в первый год эксплуатации. Наработка на отказ для электромобилей с годовым пробегом до 3600км составила около 600км, а с пробегом более 3600км - 1800км.

 

Таблица 14 Надежность основных систем электромобилей

Элементы конструкции  ОтказыЧисло %Все электрооборудование40373,8Импульсный преобразователь9317Тяговая аккумуляторная батарея6211,4Бортовое зарядное устройство285,1Предохранители 336Счетчик энергии тяговой аккумуляторной батареи7714,1Тяговый электродвигатель 51Преобразователь (вторичный источник питания)10519,2Механические узлы14326,2

Таким образом, было зафиксировано три наименее надежных системы на электромобилях: электронный преобразователь вторичного источника питания, импульсный тиристорный преобразователь и электронный счетчик энергии тяговой аккумуляторной батареи.

При эксплуатации в Англии в течение двух лет  пассажирских автобусов «Лукас»  было определено, что коэффициент  технической готовности этих машин  составил 0,26-0,52 против 0,8-0,85 для дизельных автобусов, обслуживающих те же маршруты. Эксплуатация аккумуляторных и гибридных (имеющих двигатель внутреннего сгорания и тяговую аккумуляторную энергоустановку) электробусов осуществлялась также в Германии и Японии. Испытания в Германии, где гибридные электробусы в городских перевозках использовались достаточно широко, показали, что их техническое состояние характеризуется высоким коэффициентом технической готовности. Срок службы тяговых свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, работающих в составе гибридной энергоустановки составил циклов «заряд-разряд» (для обычного электромобиля - 300 циклов).

В последние  годы в мире ведутся настойчивые  попытки найти замену для свинцовых  аккумуляторов, используемых на электромобилях. Работы ведутся по различным новым типам аккумуляторов, особенно по железоникелевым, цинкохлорным, натриевосерным, а также по алюминиево-воздушному топливному элементу, который является одной из перспективных систем электропитания - в нем электрическая энергия образуется за счет химической реакции металлического алюминия с кислородом атмосферного воздуха в присутствии электролита. Восстановление работоспособности истощенного алюминиево-воздушного топливного элемента осуществляется не путем медленного заряда от сети, а доливкой воды в электролит через каждые 400-600км пробега и заменой анодных алюминиевых пластин через каждые 1600-4800км пробега. При этом алюминий в качестве топлива способен выделить в 2 раза больше энергии на единицу массы, чем бензин при его сгорании в двигателе внутреннего сгорания. Несмотря на очевидность и несомненность преимуществ электромобильного транспорта перед автомобильным с точки зрения экологии и защиты окружающей среды, основным фактором, сдерживающим широкое применение электромобилей является ограниченный запас их хода, обусловленный низкой удельной энергией существующих типов аккумуляторных батарей. Кроме того, в настоящее время на электромобилях лишь 40% энергии, запасенной в аккумуляторных батареях, затрачивается на преодоление сопротивления движению, а остальная ее часть бесполезно теряется в электроприводе, батареях и механических тормозах. Некоторые из электромобилей снабжаются прицепами для запасных аккумуляторов, но лишний груз создает неудобства и ограничивает скорость движения.

 

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

 

.1 Экономические  показатели применения газового  транспорта

 

В больших городах  весьма остро стоит проблема состояния  окружающей среды, здоровья населения  и связанное с этим сокращение выброса загрязняющих веществ автотранспортом.

Исходя из важности проблемы, в марте 2001 года правительствами  стран СНГ было подписано Межправительственное Соглашение «О сотрудничестве в области  использования природного газа в  качестве моторного топлива для  транспортных средств». На Украине  для комплексного решения проблемы в сентябре 2001 года Министерство энергоресурсов разработало программу, предусматривающую расширение использования альтернативных видов топлива для транспорта.

В настоящее  время наиболее перспективными альтернативными  видами топлива признаны: компримированный (сжатый) природный газ - метан, сжиженный нефтяной газ - пропан-бутан, сжиженный природный газ - метан.

По объему замены бензина газом Украина занимает первое место среди стран СНГ.

Исходя из изложенного, на Львовском автобусном заводе на базе автобуса ЛАЗ-695Н с двигателем с искровым зажиганием с 1985 года была разработана конструкция и начато производство автобуса ЛАЗ-695НГ, работающего на компримированном природном газе и бензине. Только за первые десять лет производства было выпущено 7725 таких автобусов, массовая эксплуатация которых в различных условиях показала их существенные преимущества. Экономичность автобуса, исходя из затрат на топливо за единицу пробега автобуса при работе на бензине А-76 и на природном газе иллюстрируется в нижеследующей таблице.

Кроме экономичности, важным преимуществом двигателя, работающего  на газе является низкая токсичность.

Очевидно, что  при использовании природного газа в качестве моторного топлива  возникают дополнительные затраты, связанные с приобретением и установкой газобаллонного оборудования. По результатам технико-экономического обоснования цены и эксплуатационных показателей газобаллонного автобуса ЛАЗ-695НГ, в сравнении с базовым автобусом ЛАЗ-695Н можно сделать следующие выводы:

Автобус ЛАЗ-695НГ дороже базового автобуса ЛАЗ-695Н ориентировочно на 50590тг, в основном за счет высокой  цены газовых баллонов.

Себестоимость транспортной работы автобуса ЛАЗ-695НГ составляет 0,183тг/пасс-км, что на 37% меньше себестоимости ЛАЗ-695Н, в основном за счет существенной разницы затрат на топливо.

Годовые эксплуатационные затраты также меньше на 40% и составляют 295130тг.

 

Таблица 15. Расход топлива

Скорость движения км/чРасход топлива и его стоимость  на 100км.Бензин, л.Стоимость тг.КПГ  м3Стоимость тг.4029,0145031,5652,55030,1150528,5677,256032,9164531,7740,257035,6178033,9801

Таблица 16 Выбросы  СО

Частота оборотов коленчатого вала мин-1Содержание СО %Без нейтрализатора С нейтрализаторомБензин  Газ Бензин Газ6001,30,50,030,01219000,60,080,03Не выявлено

Таблица 17 Выбросы  газов

ВыбросыМасса  газов, мкг/кмБез нейтрализатора С  нейтрализаторомБензин Газ Бензин ГазСО217,271,117,37,5СпНм12,54,696,30,5NOx12,67,28,96,5

Окончательная цена автобуса ЛАЗ-695НГ - 780590тг.

Годовой экономический  эффект от использования автобуса ЛАЗ-695НГ - 346824тг.

Окупаемость некоторого увеличения себестоимости автобуса ЛАЗ-695НГ вследствие снижения годовых  эксплуатационных затрат при прочих равных показателях составляет 2 месяца эксплуатации автобуса.

Наряду с производством серийных газовых автобусов на ЛАЗе разработаны конструкции перспективных моделей автобусов, переоборудованных для работы на газовом топливе. Одно из их преимуществ заключается в возможности компактно разместить газовое оборудование и газовые баллоны внизу под полом в багажных нишах автобусов.

Однако, наиболее эффективно работают на компримированном природном газе автобусы с двигателями  с зажиганием от искры. Газодизельные  автобусы из-за наличия запальной  дозы жидкого моторного топлива  и использования его при работе на малых оборотах - несколько менее эффективны. Поэтому можно полагать, что современные большие газобаллонные автобусы, оснащенные газовыми двигателями с воспламенением от искры, могут составить серьезную конкуренцию парку автобусов с двигателями с воспламенением от сжатия как по экономическим, так и по экологическим показателям.

Тем не менее, при  переходе на газодизельный цикл мощность двигателя увеличивается более  чем на 10%, а расход дизельного топлива  составляет всего 17-20% от требуемого объема, остальное расход газа.

Поэтому на ОАО  ЛАЗ ведется конструкторско-технологическая  подготовка производства газодизельных  автобусов в первую очередь модели ЛАЗ-1414, которая сменит устаревшую модель ЛАЗ-695Н, и планируется к производству в наибольших количествах как основная базовая модель завода.

Это семейство  газодизельных автобусов типа ЛАЗ-1414-03 универсального назначения (пригородные  второго класса) имеет 35-39 мест для  сидения при общем количестве 55-66 пассажиров. Их снаряженная масса 9260-9360кг, объем багажников 2,0-2,8м3, линейная норма расхода топлива на 100км: дизельного - 10,4л, газового - 24,5м3.

На автобусе установлены двигатели с зажиганием от сжатия российского производства ЯМЗ-236А, ЯМЗ-236НЕ и ЯМЗ-236НЕ2, переоборудованные  для работы по газодизельному циклу. Это двигатели с V-образным размещением шести цилиндров номинальной мощности 143 (195) - 169 (230) кВт (л.с.)

Шесть газовых  баллонов украинского производства размещены в багажном отсеке в  базе автобуса под полом. Предпусковой подогреватель модели «Webasto» или «Ржев». КПП - механическая, 5-ступенчатая модели ЯМЗ-236Л.

Одно из преимуществ  нового газодизельного семейства в  сравнении с базовым заключается  в том, что при аналогичных  показателях по годовому пробегу (81,4тыс.км.) и производительности автобусов (3,15 млн.пасс/км), себестоимость транспортной работы значительно снижена за счет уменьшения затрат на топливо с 2,65тг./км до 1,95тг./км и смазочные материалы с 0,24тг./км до 0,17тг./км, несмотря на некоторое увеличение затрат на зарплату водителя и амортизацию с 2,76тг./км до 2,96тг./км. В результате стоимость 1км. пробега в эксплуатации уменьшена с 6,84тг./км до 6,33тг./км и себестоимость 1 пасс.км. - с 0,18 тг./км до 0,16тг./км, что позволило значительно уменьшить годовые эксплуатационные затраты с 557205тг. до 515735тг.

По результирующему  показателю автобус ЛАЗ-А1414-03 конкурентоспособен в диапазоне цен 1647060-1972550 тенге без НДС и годовому экономическому эффекту в эксплуатации ориентировочно 392118 тенге на один автобус. Окупаемость инвестиции при стоимости дополнительного газового оборудования 112350 тенге составит 2,8 года.

Аналогичные результаты получены в процессе конструкторско-технологической  подготовки производства среднего пригородного автобуса ЛАЗ-42078G с двигателем ЯМЗ-236А  мощностью 195л.с., переоборудованным  под газодизельный цикл, на 39-43 места  для сидения.

 

.2 Экономические  методы оценки здоровья граждан

 

Специалисты в  области экономики природопользования полагают, что оценка последствий  загрязнения окружающей среды для  здоровья человека может включать расходы  на лечение, на профилактику болезни  и расходы, связанные с ограничением видов жизнедеятельности.

В США и Великобритании исследуется готовность населения  платить за предотвращение риска  преждевременной смерти из-за профессиональной деятельности или в связи с  дорожно-транспортными происшествиями.

Из исследований американского экономиста Джона  А.Диксона и других следует, что  ценность статистической жизни нельзя сопоставить со стоимостью жизни  отдельного человека. Ценность статистической жизни представляет собой стоимость  незначительного изменения степени риска, связанного с гибелью некоего безымянного члена большой группы людей. Определение финансового выражения степени риска, травмы или заболевания в отношении большой группы людей является той задачей, которую общество обязано решать в процессе повседневной деятельности, в том числе и при снижении степени загрязнения окружающей среды.

Стоимость статистической жизни в США, рассчитанной на основе дифференцированной надбавки к заработной плате, колеблющейся в пределах от 100 до 800 долларов, при величине годового риска смерти, равной 0,0001. Эта величина составляет от 1 до 8 млн. долларов, в расчете на статистическую жизнь.

Другим методом  оценки полученных выгод в результате предупреждения преждевременной смерти является проведение опроса с целью  определения стоимости сохранения одной жизни. Этот способ можно считать разновидностью анализа «затраты-эффективность» применительно к статистической жизни. Американские специалисты считают, что превентивные мероприятия для спасения одной жизни бывают очень дорогими - до 52 млн. долларов, для спасения одной жизни от заболевания раком при работе с пестицидами и 49 млн. долларов при работе с асбестосодержащей продукцией.

Оценка стоимости  жизни конкретного человека поднимает  острые моральные и этические  проблемы. Разброс значений всегда достаточно велик, среднее значение составляет примерно 3 млн. долларов (в Великобритании - до 1 млн. фунтов стерлингов).

В каждом конкретном случае оценка зависит от уровня медицинского обслуживания в стране. Так, в США  при госпитализации лиц с респираторным заболеванием учитываются следующие показатели:

средняя продолжительность  госпитализации - 10-13 дней;

средняя стоимость  пребывания - 26898 долларов;

«потерянная»  ежедневная заработная плата - 125 долларов.

Каждый случай заболевания дыхательных путей у детей обходится в 326 долларов, день ограниченной деятельности - 58 долларов, каждый случай обращения за неотложной помощью - 258 долларов.

Как правило, стоимость  человеческой жизни тем выше, чем  выше прожиточный уровень и степень  экономического развития государства.

Для реализации социально-экономических программ на территории Республики Казахстан, в  том числе для определения  ущерба, наносимого здоровью населения  неблагоприятной экологической  обстановкой, можно прибегнуть к  следующим методологическим подходам.