Нейтрализация вредных веществ

Рассмотрим некоторые  основные типы. Нейтрализаторы ОГ –  устройства, в которых реализуется  способность вредных веществ  ОГ окисляться или восстанавливаться  до безвредных диоксида углерода, воды и азота. Нейтрализаторы выделяют трех типов:  
- каталитические (могут совмещать функции окисления и восстановления),  
- термические (основаны на ускорении окисления продуктов горения, нейтрализует оксид углерода, альдегиды, частицы сажи) и  
- жидкостные (ОГ пропускают через слой жидкости, как правило, воды, поглощаются сажа, бензапирен, окислы серы, формальдегид).  
Как правило, применяют каталитические нейтрализаторы.

Нейтрализация вредных веществ  – качественный способ снижения токсичности. Этот способ имеет большое преимущество: он не требует вмешательства в  конструкцию двигателя. И при  этом никакого влияния на конструкцию  и регулировки двигателя не происходит. Единственный показатель, требующий  внимания – сопротивление потоку отработавших газов.

Фильтры твердых частиц. Нацелены на снижение содержания в  ОГ дизелей частиц сажи, твердых  сульфатов. Фильтры, как и катализаторы устанавливаются на пути выхода отработавших газов из камеры внутреннего сгорания.

Таким образом, существуют эффективные  системы снижения токсичности для  обоих типов двигателей. Посмотрим  на практическое применение нейтрализаторов  и фильтров сажи в России.

Сегодня и на подавляющее  большинство отечественных и  на импортные автомобили катализаторы устанавливаются еще при производстве.

Однако со временем, в  том числе и из-за применения некачественного  топлива нейтрализаторы выходят  из строя, что приводит к превышению допустимых значений выбросов, причем это может сопровождаться сбоями в двигателе, снижением мощности, увеличением расхода бензина, что  выяснится при прохождении техосмотра. Кстати, зачастую автовладелец только на этом этапе узнает о существовании  такого устройства в его автомобиле.

Далее человек оказывается  перед выбором: «вырезать» катализатор  за 1-2 тыс. руб. или установить новый. В России представлен большой  спектр различных систем снижения токсичности  стоимостью от 5000 руб. Так, например, на модель АвтоВАЗа десятой серии установка  катализатора обойдется в 7000-8000 руб., а на машину марки «мазда» – 35 000 - 45 000 руб. Выбор большинства автовладельцев очевиден.

Сегодня использование нейтрализаторов  и фильтров зависит от личной ответственности  водителя, а не от мер, предпринятых органами власти на каком-либо уровне. Итог: применение систем снижения токсичности  происходит в массе своей только в первые несколько лет эксплуатации автомобиля.

1.3. Технические неисправности  автотранспортного средства.

Для уменьшения загрязнения  атмосферного воздуха отработанными  газами необходим повседневный технический  контроль состояния автомобилей. Низкий уровень технического обслуживания, отсутствие контроля приводят к расстройству систем автомобиля, а выбросы вредных  веществ в атмосферный воздух возрастают. В результате усилия автомобильной  промышленности по совершенствованию  двигателей для обеспечения требований экологических стандартов, высокое  качество топлива, применение нейтрализаторов  сводятся на нет. Поэтому сегодня  особенно актуальной становится задача не только совершенствовать конструкцию  автомобиля с точки зрения ограничения  токсичности, но и повышать уровень  технического обслуживания и совершенствовать контроль за их техническим состоянием.

Одна из основных проблем  заключается в том, что региональные органы экологического контроля полномочны контролировать лишь состояние муниципального транспорта, автобусных парков. А ведь более 90% автомобильного парка находится  в личной, частной и смешанной  собственности. Это уже сфера  федеральных полномочий, а именно органов Госавтоинспекции, у которых  нет соответствующей приоритетной задачи оценки уровня выбросов автотранспорта.

2. Качество применяемого  топлива.

Несмотря на введение новых  норм к выпускаемым двигателям, постепенному переходу на Евро-3 и в ближайшем  будущем на Евро-4, большинство специалистов говорит о том, что качество топлива  остается прежним.

В Таблице 6 представлены соотношения  выбросов от автотранспорта в России и Европе.

Таблица 2.  
Превышение в России выбросов легковыми автомобилями норм Евро-3 в 2006 году.

Эти данные свидетельствуют  о резком отставании России в решении  проблемы повышения экологичности  автомобилей. Так, например, по уровню содержания оксидов азота выбросы  одной единицы автотранспорта в  России в среднем в 12 (!) раз превышает  нормы среднестатистического автомобиля в Европе.

С 2008 года в России вступил  в силу технический регламент  «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для  реактивных двигателей и топочному  мазуту». Нормы в регламенте соответствуют  высокому уровню, ярко выражено стремление соответствовать современным европейским  показателям. Производство автомобильного бензина и дизельного топлива  для автомобильной и иной техники  разбито на классы: 2, 3, 4, 5. Новым техрегламентом утверждается, что топливо класса 2 может производиться до 31 декабря 2008 г., топливо класса 3 - до 31 декабря 2009 г., топливо класса 4 - до 31 декабря 2012 г. т.е. с 2013 года мы должны выпускать  топливо исключительно 5 класса, который  по базовым показателям соответствует  уровню Евро-5.

Так, например, в недалеком  будущем мы навсегда должны будем  отказаться от 76 бензина. Вместе с тем  важно помнить, что, не обеспечив  должное техническое состояние, мы не сможем соответствовать нормам выброса даже при потреблении  топлива соответствующего качества.

В тоже время российская нефтеперерабатывающая промышленность не готова к столь быстрому переходу на производство топлив более высокого класса. Отсюда можно сделать вывод, что власти не вели политику планомерного повышения классности производимого  топлива и сейчас в срок вдвое  меньше, чем выделяли в свое время  европейские правительства, пытается совершить этот переход. Однако на экспорт  очень многие российские компании поставляют бензин, и даже отдельные компоненты для биотоплива (в частности, биоэтанол), соответствующие евростандартам. Нефтеперерабатывающие  компании давно работают по двойным  стандартам: на внутренний рынок и  на внешний. Достижение новых стандартов внутреннего рынка зависит уже  от принципиальной позиции властей. Для нефтепереработчиков – это  вопрос вложений в быстрое перепроизводство линии для внутреннего рынка  (касательно крупных компаний) и вопрос ухода с рынка (касательно малых операторов).

Примечание: в июле стало известно, что в ходе своего выступления в Совете Федерации заместитель министра финансов России Сергей Шаталов заявил об отсрочке введения новых технических регламентов по моторному топливу. По его словам, переход производства топлива на стандарты "Евро-3" невозможен с 1 января 2009 года из-за неготовности нефтеперерабатывающих заводов. Именно поэтому правительство и предложило отложить на два года введение жестких требований, которые бы унифицировали российские порядки с европейскими, в том числе и в таком важном пункте, как уровень выхлопов.  
Стоит отметить, что против нововведений выступали региональные НПЗ, которые, в отличие от гигантов, неспособны производить качественное топливо. Недовольны и некоторые автопроизводители, для которых повышение стандартов связано с необходимостью улучшения качества продукции.

3. Развитие транспортной  инфраструктуры и организация  дорожного движения

Даже при условии соответствия двигателей и топлива соответствующим  стандартам, при интенсивном движении автомобилей уровни ПДК веществ  в воздухе будут сильно превышены. Проблема упирается в высокую  концентрацию автомобилей, на что влияет архитектурная планировка города, эффективность  регулирования дорожного движения, наличие, адекватных уровню автомобилизации, дорожных развязок.

Во время стояния в  пробках, в момент увеличения скорости на старте, а именно при передвижении небольшими участками, резко возрастает и доля углеводородов и доля наиболее токсичного компонента – оксида азота. Именно в момент старта выделяется примерно в 10 раз больше несгоревших  частиц, чем при работе двигателя  в обычном режиме. В отработавших газах двигателя, работающего на качественном бензине и при нормальном режиме, содержится в среднем 2,7% оксида углерода. При снижении скорости, эта  доля увеличивается до 3,9 %, а на малом  ходу - до 6,9 %.

В Санкт-Петербурге ситуация располагает даже без результатов  мониторинга признавать сильное  превышение норм ПДК. Транспортные потоки на многих улицах и магистралях города в утренние и вечерние часы превышают  пропускную способность в несколько  раз. Через центральную часть  города идут транзитные автомобили. В  городе не хватает транспортных развязок. Это многократно способствует усилению загрязнения атмосферы продуктами неполного сгорания топлива. В связи  с этим необходимо уделять повышенное внимание эффективности организации  дорожного движения, с целью увеличения пропускной способности дорог, делать акцент на развитии комфортного и  быстрого общественного транспорта, ограничивать в разумных пределах использование  личного транспорта в наиболее проблемных зонах, в частности – в центре города.

4. Использование  альтернативных видов транспорта/топлива.

Сейчас более всего  обсуждается вопрос по использованию  биотоплива, а именно биоэтанола для  добавления в бензин и рапса для  производства биодизеля. Здесь используются возобновляемые источники, такие, как  зерновые культуры (пшеница, кукуруза, соя, подсолнечник и др.) и отходы лесоперерабатывающего комплекса (остатки  лесозаготовки, низкокачественная  древесина, опилки, стружка и т.д.). Причем интересно, что по эффективности  этанол, произведенный из целлюлозы, лишь на 10% уступает бензину, тогда как  этанол, произведенный из кукурузы – на 30%. Это говорит в пользу перспективы целлюлозного биоэтанола, который к тому же не будет упираться  в социальные проблемы, а именно в обострение вопроса продовольственного обеспечения.

Комиссия Евросоюза видит  в биотопливе и биодизеле путь снижения объема парниковых газов. Так, к 2020 году комиссия предложила достичь 10% использоватия биотоплива для наземного транспорта. В Бразилии значительная часть машин ездит на этиловом спирте из сахарного тростника.

Однако, безусловно, для Европы – это промежуточный этап на пути развития новых возобновляемых источников энергии, т.к. древесина и, в особенности, зерновые культуры могут использоваться более эффективно не в качестве топлива.

Недостатки использования  биотоплива (т.е. бензина с добавлением  биоэтанола) в России:

• в силу большой гигроскопичности этанола, в нашем климате могут возникнуть сложности с запуском двигателя в холодное время,
• оборот биоэтанола регулируется законом об обороте алкогольной продукции и спиртосодержащих жидкостей. Соответственно, вместо субсидий на его производство российские власти, противоположно своим европейским коллегам, взимают акциз с продаваемого этанола, на какие бы цели он ни шел.

В Европе популярны продукты переработки биомассы и органики с получением биогаза. Одним из ярких  примеров является Швеция. Так, Правительство  Швеции утвердило программу полного  отказа страны от нефти к 2020 году и  предполагает перейти на биоэтанол  и природный газ. Для общественного  транспорта осуществляется переход  на биогаз.

Теоретически биогаз способен заменить собой до 20% общеевропейского потребления природного газа (им также  можно разбавлять природный газ). Безусловно, это требует соответствующей  инфраструктуры, на что нужны колоссальные инвестиции. Тем не менее, Правительство  Швеции считает, что для обеспечения  устойчивого развития и собственной  энергетической безопасности необходимо принять политическое решение и  постепенно распространять эту практику по всей Европе. Так, в Швеции уже 4500 машин (в основном муниципальных  автобусов), которые ездят на биогазе  в пропорции 45% биогаз и 55% природный  газ. К 2020 Шведы хотят довести  количество биогазовых автомобилей  до 200 тыс.

В России эти технологии внедряются лишь в отдельных прогрессивных  сельских хозяйствах, птицефермах, как  правило, за счет иностранных инвесторов.

В качестве альтернативных топлив могут применяться аммиак и водород. У них отсутствует  в составе углерод. Особо интересен  водород. Он и по энергоемкости превосходит  углеродные топлива, и является абсолютно  нетоксичным газом, что позволяет  снизить выбросы оксидов азота  практически до нуля. К сожалению, производство водорода пока очень энергоемко и дорого.

Наиболее часто среди  альтернативных видов топлива в  России, и в Санкт-Петербурге рассматривается  сжатый природный газ.