Европейские требования к выбросам загрязняющих веществ

Пассажирские легковые автомобили и малотоннажные грузовые автомобили, работающие на бензине
Тип топлива	Топливо с содержанием свинца		Топливо без содержания свинца
Регулиру­ющие Пра­вила	70/220/ЕЕС ЕСЕ-R15/00	83/351 /EEC ЕСЕ-R15/04 ЕСЕ-R83/00	91/441/ЕЕС (категория М) ECE-R83/01	93/59/ЕЕС ЕСЕ-R83/02	94/12/ЕЕС (категория М) ECE-R83/03	96/69/ЕЕС	"Предло­жения 2000" (стадия 3)		"Предло­жения 2005" (стадия 4)
Выбросы вредных веществ	(г/тест)*	(г/тест)*	(г/км)	(г/тест)*	(г/км)	(г/тест)*	(г/км)**		(г/км)**
Окись уг­лерода (СО)	100-220	58-110	2.72	2.72-6.9	2.2	2.2-5.0	2.3		1.0
Углеводо­роды (СН)	8.0-12.8	–	–	–	–	–	0.2		0.1
Окислы азота (NОх)	–	–	–	–	–	–	0.15		0.08
CH+NOx	–	19-28	0.97	0.97-1.7	0.5	0.5-0.7	–		–
Твердые частицы (РМ)	–	–	0.14	0.14-0.25	–	–	–		–
СО и СН при -7°С	–	–	–	–	–	–	Предстоит установить
Пассажирские легковые автомобили и малотоннажные грузовые автомобили, работающие на дизельном топливе
Выбросы вредных веществ	(г/тест)	(г/тест)*	(г/км)	(г/тест)*	(г/км)	(г/тест)*	(г/км)**	(г/км)**
Окись уг­лерода (СО)		58-110	2.72	2.72-6.9	1.0	1.0-1.5	0.64	0.5
Углеводо­роды (СН)	–	–	–	–	–	–	–	–
Окислы азота (NОх)	–	–	–	–	–	–	0.5	0.25
СН+NОх		19-28	0.97	0.97-1.7	0.7 (01 0.9)	0.7-1.2 (0.9-1.6)	0.56	0.30 1
Твердые частицы (РМ)			0.14	0.14-0.25	0.08 (010.10)	0.08-0.17 (0.1-0.2)	0.05	0.025

* - предельное значение зависит от массы автотранспортного средства 1 тест (цикл)  4.05 км

** - при модифицированном ездовом (испытательном) цикле 1км = 1.61 миля

По результатам анализа нормативно-правовые методы обеспечения экологичиской безопасности АТС можно разделить на следующие группы

Сбор, переработка, утилизация автомобилей и их отходов.

Автомобильная промышленность и автомобильный транспорт создает очень серьезные экологические проблемы как крупные потребители природных ресурсов и наиболее существенные источники отрицательных воздействий в окружающую среду. В решении этих проблем весомое место по значимости занимает переработка (утилизация) автомобилей по окончании срока их службы.

В июле 1997 г. Совет Европейского Союза опубликовал Директиву 97/337/02 «Транспортные средства, вышедшие из эксплуатации», (далее стандартами ISO 14000 и Директивой 2000/53 ЕС) которая формулирует единые для Европы требования по защите ОС от последствий переработки старых автомобилей. Эта директива в частности, предусматривает следующее: на автомобилях, изготовленных после 1.01.2003 г., в деталях, утилизация которых требует технологий размельчения (дробления), сжигания или удаления в ОС (выбросы, отходы, отправление на свалку (хранение), не должно быть свинца, ртути, кадмия и шестивалентного хрома. После 1.01.2005 г. все автомобили, вышедшие из эксплуатации, должны как минимум на 85% своей массы повторно использоваться, перерабатываться и утилироваться (включая сжигание), причем не менее чем на 80% массы – именно повторно использоваться и вторично перерабатываться. После 1.05.2015 г. для всех автомобилей, вышедших из эксплуатации, эти цифры возрастают до 95 и 85% соответственно.

В 1997 г. ведущие Европейские производители автомобилей опубликовали проект единой Международной информационной системы по демонтажу автомобилей (IDIS), которая описывает последовательность и технологию демонтажных работ на любом автомобиле позволяет заранее оценить их трудоемкость и затраты с учетом выполнения всех требований по экологической безопасности.

Другое важное направление, принятое многими Европейскими Странами, это омологирование эксплуатируемых автомобилей на соответствие новым экологическим нормам. Владельцам АТС прошедших омологирование предоставляются налоговые льготы.

Вопросы экологической безопасности в настоящее время учитываются и при конструировании новых образцов автомобилей. Например, при разборке автомобиля в среднем 32.5 %операций связано с отвинчиванием резьбовых соединений, а это составляет примерно 54%от общего времени. В этой связи разработчики стараются уменьшить число соединений; применять одинаковые размеры и совместимые материалы; использовать крепежные элементы, которые находятся непосредственно в деталях.

Компании ВМW,VOLVO,FORD,FIATи другие давно включили требования концепции устойчивого развития своих государств в процесс разработки новой экологически безопасной продукции. В результате этого увлечения (путем сортировки и утилизации отходов производства) доля материалов, повторно используемых в производстве автомобилей, возрастает. В соответствии с международными требованиями все пластмассовые детали, имеющие массу более 50гмаркируются, намечена тенденция снижения энергопотребления при производстве автомобилей (5МВтч), практически на все выпускаемые автомобили разработаны руководства по разработке и утилизации по окончании срока их службы, а также улучшена технология разборки автомобиля, увеличена до 20…40кгна автомобиль доля пластмассовых деталей, которые подлежат переработке для повторного использования.

Фирма FORDежегодно затрачивает около 125 млн. долларов на исследования, связанные с экологией, работники которой проходят обучение по проектированию новой техники с учетом экологических требований на все этапы жизненного цикла.

Многие компании планируют использовать в качестве наполнителя для пластмасс стекло, которое в настоящее время подлежит захоронению в земле, это позволит уменьшить загрязнение почвы твердыми отходами; заменить экологически опасные материалы более безопасными: асбест – углеродными (кевларовыми) волокнами, соединения хрома – органическими пигментами, кадмий – алюминием и цинкам, а также избегать использования хлорфторуглеродных соединений.

Наиболее активно работают компании Nissan,Fiatв рамках проектаAutoRecycling, направленный на рециклирование отслуживших свой срок автомобилей, которые имеют опытный (плотный) завод по разборке, утилизации автомобилей, отслуживших свой срок службы (рис.6.2).

Рис. 6.2. Схема завода по рециклированию старых автомобилей

Завод по рециклированию старых автомобилей реализует следующие этапы технологических процессов:

1. Сортировка автомобилей по моделям, сортировка частей, которые повторно используются и тех, которые пойдут на рециклирование.

2. Слив остатков топлива, удаление шин, аккумуляторных батарей и др.

3. Слив рабочих жидкостей (масла, охлаждающей и тормозной жидкости, хладагента из кондиционера, их соответствующая переработка с целью обезвреживания).

4. Разборка автомобиля (снимается двигатель и конструкции, которые могут быть повторно использованы).

5. Удаление неметаллических материалов, которые рециклируются.

6. Сортировка и измельчение металлических деталей с последующей отправкой их на переработку, включая и кузова.

В США в производстве по рециклированию автомобилей работают свыше 40 тыс. человек и более 7 тысяч предприятий, в Европе практически рециклируется около 95 %алюминия, применяемого в автомобилях.

Во многих Европейских странах разработана новая концепция минимизации количества отходов (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Пути минимизации отходов

Рециклинг – это использование материалов отходов при изготовлении других видов продукции идентичной или подобной природы (промышленная переплавка резиновых крошек для использования в новых шинах).

Утилизация материалов использования материалов отходов таким образом, что как тождественность первоначального продукта (форма продукта), так и начальная структура материала теряется, но структура материала остается такой, что он все еще может быть использован различным образом (применение металлических отходов для выплавки чугуна или стали).

Утилизация энергии – использование энергии, содержащейся в материалах отходов с/без предварительной переработки.

Отходы АТС можно разделить на различные группы и подгруппы (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Отходы автотранспортных средств в процессе эксплуатации.

Особенно следует обратить внимание на отработанные масла (рис. 6.5), которые могут перерабатываться в соответствии с различными технологиями.

Как правило, при составлении различных проектов к ним разрабатываются экологические планы управления (Приложение 6).

Рис. 6.5. Схема процесса Recyclon

II

Рис. 6.6. Схема резервуара для хранения отработанных нефтяных масел (Германия):

1 – стенка; 2 – сигнализатор переполнения; 3 – уровнемер; 4 – ловушка

масла; 5 – уп­лотнение; 6 – фундамент; 7 – насос для откачки дождевой

воды; I- заполнение;II-слив.

3.4. ОРГАНИЗАЦИОННО-АДМИНИСТРАТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Как показывает зарубежный опыт, борьба с автотранспортными загрязнениями должна, в основном, вестись за счет улучшения экологических характеристик парка эксплуатируемых автотранспортных средств (АТС). Такого улучшения можно добиться: через поэтапное обновление эксплуатируемого парка путем замены выводимых из эксплуатации АТС на более «экологически безопасные» или путем модернизации эксплуатируемых АТС за счет оснащения их нейтрализаторами, газовой аппаратурой и т.д.

Специалистами по вопросам загрязнения воздуха – Великобритании, Бельгии, Италии, Франции, Германии, Чехии и Швеции с участием представителей Постоянного Международного Бюро предприятий автомобильной промышленности, Международной организацией по стандартизации (ИСО), Всемирной туристической и автомобильной организации (ТАО), Европейского координирующего Совета по изучению эксплутационных свойств топлив по двигателям (ЕКС) приняты Правила 15 ЕЭК ООН и другие последующие правила.

В настоящее время разрабатываются и вводятся в действие НДТ и ГОСТ в области ООС НТ, ОСТ, Инструкций, Методики, ТУ и др.

Например, во многих государствах вводится комплекс стандартов «Ресурсосбережение» в развитие положений Закона «О стандартизации», проектов закона о ресурсосбережении и Закона «Об энергосбережении». Это соответствует и зарубежным, и международным тенденциям совершенствования систем стандартизации, что подтверждается наличием требований ресурсосбережения в международных стандартах ИСО серии 9000.

Требования ресурсосбережения присутствуют во всех международных стандартах ИСО серии 9000, при этом обеспечивается заданное качество при меньших затратах ресурсов, что содействует жизнеспособности производителей.

Однако более комплексно и четко термины, принципы, цели, задачи, требования, показатели и порядок их установления в документации на продукцию стандартизованы в двух стандартах:

ГОСТ 30166-95 «Ресурсосбережение. Основные положения»;

ГОСТ 30167-95 «Ресурсосбережение. Порядок установления показателей ресурсосбережения в документации на продукцию».

До настоящего времени требования ресурсосбережения, как правило, устанавливают на отраслевом уровне.

Из стадии жизненного цикла изделий нормативами частично охвачена только стадия эксплуатации, для которой в 80-е годы были созданы отдельные отраслевые документы по установлению требований экономного использования сырья, материалов, топлива, энергии и трудовых ресурсов.

В области терминологии на государственном уровне действует только ГОСТ 27782-88 «Материалоемкость изделий машиностроения. Термины и определения», что пока явно недостаточно для терминологического обеспечения проблемы ресурсосбережения в целом.

Стандарт «Ресурсосбережение» должен охватить единые наименования и несколько основополагающих стандартов нормативно-методических документов различных категорий и видов, уже разработанных, а также разрабатываемых в настоящее время и перспективе нормативно-методических документов.

Цель введения нового комплекса стандартов «Ресурсосбережение» – установление общих направлений и порядка стандартизации требований ресурсосбережения на стадиях жизненного цикла изделий (веществ, материалов, продукции), а также технологических процессов и услуг, оказываемых населению, что в целом должно обеспечить принятие обоснованных решений при внесении показателей в документацию и на объекты стандартизации.

Основными задачами в обеспечении поставленной цели являются:

- разработка основных направлений нормативного обеспечения ресурсосбережения               (рационального использования и экономного расходования материальных и               энергетических ресурсов при создании изделий, реализации процессов и оказании               услуг);

- уточнение объектов стандартизации, требований ресурсосбережения с учетом               стадий жизненного цикла изделий различных видов (уровней разукрупнения);

- установление классификационных групп комплекса стандартов;

- установление основных принципов стандартизации требований                            ресурсосбережения;

- классификация требований ресурсосбережения по группам с учетом стадий               жизненного цикла изделий, включая утилизацию;

- установление номенклатуры основных показателей, определяющих рациональное               использование и экономное расходование материальных и энергетических               ресурсов (как первый этап учета в дальнейшем всех видов ресурсов – трудовых,               финансовых, информационных и т.д.);

- установление порядка внесения (записи) показателей ресурсосбережения в               техническую документацию.

Полностью ликвидировать отрицательные последствия автомобилизации невозможно, поэтому необходимо применять эффективные меры для их строгой охраны и разумного регулирования.

В последние годы уровень изолированного рассмотрения вопросов ограничения отрицательных последствий автомобилизации по отдельным направлениям уже не отвечает требованиям, диктуемым масштабами воздействия, поскольку оптимизация по одному из параметров нередко не обеспечивает оптимума по другим.

Комплексное решение проблемы представляет собой сложную задачу, связанную с разработкой и реализацией ряда технических, организационных, экономических и управленческих мероприятий.

Решение, о котором идет речь, заключается в создании транспортной системы, сочетающей высокую эффективность с минимальным воздействием на ОС. Решение проблемы возможно только при согласованном развитии и совершенствовании элементов транспортной системы Водитель–дорога–автомобильи управляющих воздействий:Управление перевозками–организация дорожного движения–транспортное градостроительство.

Водитель – активный элемент системы. От его психологических характеристик, подготовленности к управлению автомобилем в конечном итоге зависят безопасность и безвредность поездки.

Причем расход топлива во многом зависит от профессионального уровня водителя.

В этом смысле подготовка и обучение водителя рациональным приемом управления имеет также важное значение.

Экономичное управление режимами работы.

Рациональный стиль езды позволяет сэкономить 15 % топлива. Однако даже опытному водителю трудно выбрать экономный режим езды без специального прибора. Такие приборы, называемые эконометрами, сегодня существуют. Предлагаем водителям один из простых эконометров, принцип действия, которого основан на непрерывном измерении разрежения во впускном коллекторе.

Эконометрами называют приборы, обеспечивающие выбор и количественную оценку экономичных режи­мов движения автомобиля. Конструкции их весьма разнообразны от простейших указателей до сложных электронных схем. Простейшие указатели-эконометры управляются разрежением во впускном трубопроводе. Эконометры, разработанные на основе сложных элект­ронных схем, оснащают компьютером и множеством датчиков, преобразующих физические параметры ре­жимов работы автомобиля в электрические сигналы.

Основное преимущество пневмомеханических эко­нометров связано с широкой их доступностью и про­стотой конструктивного решения. Принцип работы этих приборов основан на использовании адекватной зависимости между величиной разрежения, расходом топлива и мощностью двигателя (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Зависимость между величиной разрежения во впускном трубопроводе и расходом топлива: 1 –без груза; 2 – с грузом

Методологическую основу этой группы составляет рациональный выбор стратегии, тактики движения и оперативных методов управления режимами работы. Сюда входят:

- эффективный пуск, прогрев двигателя, трогание автомобиля и начало      движения;

• правильное управление рейкой ТНВД или дроссельной заслонкой карбюратора,     сцеплением, своевременным переключением передач;

• рациональный выбор соответствия передач и скорости движения;

• рациональное выполнение режимов разгона и замедления;

• правильный выбор экономичной скорости движения;

• эффективное использование потенциальных топливно-скоростных и    экологических качеств автомобиля;

- обучение водителя экономо-экологическим режимам управления автомобилем.

Это позволяет:

• сократить трудовые затраты до 5 %;

• уменьшить расход запасных частей и материалов до 10 %;

• снизить расход топлива на 8 … 25 %;

• уменьшить износ шин до 2 %.

В этой связи организационно-административные методы обеспечения экологической безопасности АТС схематично можно изобразить в следующем виде.

Особенно следует выделить значимость экологического аудита – проверка/мониторинг деятельности организаций, направленная на сбор и оценку информации о процессах, вызывающих загрязнение ОС.

Экологический аудит имеет государственный, ведомственный, региональный, проблемный уровни и проводится для различных целей, например, для экологического страхования, разработки экологических программ, экологической экспертизы и оценки воздействий, приватизации и продажи объектов и др.

Основными методами экологического аудита являются анкетирование, картографирование, расчеты и т.д.

Экологическая экспертиза проводится с целью предупреждения/прогнозирования возможных неблагоприятных воздействий какой-либо деятельности на ОС.

При планировании каких-либо мероприятий по улучшению экологической безопасности АТС важен также анализ структуры режимов движения транспортных средств, например, в Москве (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Режимы движения и их продолжи-тельность в общем балансе времени, %	Автомобили		Автобусы	Удел. выброс ОГ,%	СО		СН
	легко-вые	грузо-вые			г/км	%	г/км	%
Холостой ход	22	17	29	9,0	5.5	20.9	0.30	12
Ускорение	37	42	38	39.0	12.7	48.3	1.40	58
Постоянная скорость	12	16	9	48.0	6.9	26.6	0.45	19
Замедление	29	25	24	4.0	1.2	4.8	0.28	11

Установлена корреляционная связь между концентрацией СО в атмосфере и интенсивностью движения автомобилей. При повышении интенсивности движения от 600 до 1200 автомобилей в 1 ч. увеличивается расход топлива до 3.5 % и содержание СО с 2 до 5.85 мг/м³, т.е. практически в 3 раза.

Управление автомобилем в условиях города, обеспечивающее минимальное воздействие автомобиля на ОС является реальным резервом оздоровления среды городов, использующимся пока недостаточно полно.

Характеристики дороги оказывают существенное влияние на загрязнение ОС и потребность ресурсов. От рационального выбора профиля, типа и ровности покрытия, условий видимости во многом зависит расход топлива, выброс токсичных компонентов ОГ, уровень шума, число ДТП, ухудшение ландшафта и другие факты.

Q

км/ч

Va

Рис. 7.2. Изменение эксплутационного расхода топлива легковым автомобилем среднего класса на городской магистрали (2) и участке загородной дороги (1) от скорости.

Мероприятия:

• сокращение числа пересечений транспортных и пешеходных потоков;

• снижение уровня загрузки магистрали;

• оптимизация состава транспортного потока;

• оптимизация скоростного режима;

• оптимизация цикла регулирования;

• внедрение АСУД.

В период эксплуатации особенно следует обратить внимание на работу легковых автомобилей (ЛА), которые составляют 78…80 % от общего количества автомобилей. При этом особенно следует выделить группу ЛА индивидуального пользования с учетом их технического состояния и вида используемого топлива (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Количество суммарных вредных выбросов легковым автомобилем в период его эксплуатации при работе на различных топливах.

Особенности работы легкового автомобиля (преимущественно индивидуального пользования в условиях эксплуатации):

• сравнительно низкая профессиональная классификация владельцев автомобилей;

• сезонный характер годового пробега;

• неравномерный характер прохождения ТО и Р;

• производство большинства затрат по ТО и Р вне СТО;

• стремление владельцев к выборочному произвольному объему ТО по сравнению с рекомендациями заводов-изготовителей;

• стоянка, чаще открытого типа.

При этом особую роль играет наличие эколого-диагностических центров (ЭДЦ).