6. Примеры научно-практических разработок, направленных на снижение негативного воздействия автотранспортного комплекса на окружающую среду

6.1. Демонстрируемые транспортные технологии промышленно развитых стран

Демонстрируемые технологии занимают важное место в структуре международного информационного обмена по проблематике «Транспорт, энергетика и окружающая среда», поддерживаемого Российским отделением ГРИНТАЙ (GREENTIE) Международного энергетического агентства (МЭА) и Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) и представляемого Институтом промышленного развития «Информэлектро». В рамках соответствующих программ (greentie,caddet,eetic) к настоящему времени накоплена информация об около 400 технологиях, демонстрируемых в транспортном секторе США, Канады, Японии, Австралии, Великобритании, Нидерландов, Швеции, Норвегии, Дании, Германии и других промышленно развитых стран [19].

Демонстрируемая технология в контексте данных программ оп-

ределяется как технология, успешно внедренная в одной стране - участнице МЭА и рекомендованная экспертами к внедрению в других странах-участницах МЭА. Чтобы получить такую рекомендацию, технология должна способствовать энергосбережению и сокращению атмосферных выбросов с одной стороны, и быть пригодной к внедрению в достаточно широком спектре условий различных промышленно развитых стран - с другой. Демонстрируемой технологии может быть присвоен статус «Демо» или «Результат». Статус «Демо» присваивается, если технология успешно протестирована в рамках своего целевого назначения и имеет потенциал к международному применению. Статус «Результат» означает, что технология рекомендуется к распространению в других (заинтересованных) странах, которые могут сэкономить свои ресурсы, заимствовав эту технологию. Проводится мониторинг технологий. При наличии соответ­ствующих подтверждений статус «Демо» может быть изменен на статус «Результат». В большинстве случаев подобное изменение требует нескольких лет и более. Совершенствуемая технология может находиться в статусе «Демо» значительный период времени. В статусе «Результат» технология находится до тех пор, пока не признается устаревшей. Таким образом, демонстрация здесь содержательно и хронологически не вполне совпадает с демонстрацией как стадией жизненного цикла технологии и не сводится к публичным представлениям экспериментальных установок.

Применительно к проблематике городского транспортного хозяйства ука­занные демонстрируемые технологии распределяются по направлениям: электротранспорт, транспорт на газе, подготовка и применение различных видов биотоплива, топливные элементы, энергоэффективные шины, заправочные станции, интеллектуалные транспортные системы, гибридные двигатели, оптимизация использования транспорта, городские транзитные системы, транспорт и отходы, аэропорты, другие технологии. Описания технологий с указанием их статуса можно найти на основном веб-сайте http://www.eetic.org, а введение на русском языке - на локальном веб-сайте http://www.rsci.ru. Описание демонстрируемой технологии включает ее целевое назначение, краткую техническую характеристику (часто со схемами и графиками), имеющиеся применения (обычно с иллюстрациями), показатели энергосбережения, экологические показатели, в т.ч. по сокращению выбросов парниковых газов (если может быть применена одна из имеющихся методик расчета такого сокращения), затраты на внедрение, срок окупаемости, контактные данные держателей технологии. Кроме того, основной веб-сайт содержит базы данных, включающие сведения о технологиях и оборудовании, предлагаемых компаниями (организациями) промышленно развитых стран, заинтересованными в международном сотрудничестве.

Интересно сделать некоторые сравнения информетрического характера. Раздел «Транспорт» в общей структуре проблематики «Транспорт, энергетика и окружающая среда» по количеству демонстрируемых технологий с большим отрывом занимает последнее место после разделов «Здания/сооружения», «Промышленность», «Коммунальное хозяйство», «Управление отходами», «Сельское и лесное хозяйство». В то же время по количеству компаний (организаций), предлагающих научно-технологические достижения, транспорт находится примерно на одном уровне с коммунальным, сельским и лесным хозяйством. В структуре демонстрируемых технологий около 60% составляют технологии возобновляемой энергетики, - всплеск предложений в области альтернативных видов топлива приходится как раз на этот период. Заявляются различные транспортные средства на топливных элементах, солнцемобили. Вместе с тем, большая часть компаний (организаций) промышленно развитых стран работает в области газо­вого транспорта. Это (в том числе) приводит к появлению демонстрируемых технологий на сжатом природном и сжиженном нефтяном газе в статусе «Результат». Демонстрируемые технологии с использованием топливных элементов, солнцемобили и большинство технологий на этаноле переходят в следующий временной период в статусе «Демо».

В рамках второго периода (2000…2004 гг.) пропорции в отражении раздела «Транспорт» в общей структуре демонстрируемых технологий и компаний (организаций), предлагающих научно-технологические достижения, примерно сохраняются, хотя удельный вес компаний (организаций) несколько увеличивается, а удельный вес демонстрируемых технологий уменьшается. Половина технологий находится в статусе «Демо», причем значительная их часть «перешла» из предыдущего временного периода. Компании (организации) наиболее активно работают над электротранспортом (на перезаряжаемых электрических батареях с повышенными характеристиками, гибридным транспортом, электромобилями на топливных элементах). Далее идут разработки в области газовых двигателей, повышения эффективности и экологичности бензинового и дизельного топлива (своеобразный «ренессанс»), затем - энергоэффективные шины. Другие направления характеризуются существенным уменьшением показателей активности. В 2002 г. направление «Технологии, применяемые на транспорте» отнесено к технологиям энергоэффективности в принципе. Вводится такое понятие как «негаватт» - сэкономленный мегаватт, в т.ч. в сфере транспорта. Энергосбережение и энергоэффективность рассматриваются в качестве основного ресурса улучшения качества окружающей среды. Транспортной инфраструктуре уделяется постоянное внимание и в первом, и во втором временных периодах. Три конкретных примера.

Канада. Еще в 1997 г. демонстрируемая технология подготовки и использования сжатого природного газа для транзитных автобусов получила статус «Результат». Транзитный автобус на водородном топливном элементе, получивший в 1997 г. статус «Демо», остался в этом же статусе и в 2004 г. Вместе с тем, в Канаде образуются ассоциации, независимые фирмы-разработчики, призываю-щие «побороться» за двигатели внутреннего сгорания. Большинство из них ориентированы на сотрудничество с российскими компаниями (организациями).

Упомянутые водородные топливные элементы для транзитного автобуса разрабатывались компанией Ballard. Автобусы с запасом пробега 160 км перевозили пассажиров уже в 1997 г. Однако соответствующим проектом предполагалось увеличение запаса пробега до 550 км при снижении стоимости «водородного автобуса» до конкурентоспособной на мировом рынке.

Компанией Tadger Group International разработан вихревой распылитель для повышения эффективности сжигания любого бензинового, газового, дизельного топлива. При этом сокращение выбросов NO_Х может достигать 60% и выше, а СО - 100%. Применение данного устройства для биодизельного топлива существенно улучшает свойства последнего.

Швеция. Из всех транспортных средств, работающих на этаноле и получивших статус «Демо» в период 1995…1999 гг. или в период 2000…2004 гг. только грузовой транспорт для города и технология получения биоэтанола из пшеницы перешли в статус «Результат». Технология получения этанола из целлюлозы статуса демонстрируемой в рассматриваемом значении пока не имеет.

Топливные элементы в целом. Соответствующие демонстрируемые технологии в период до 2004 г. включительно из статуса «Демо» не вышли. Немного и самих демонстрируемых технологий, несмотря на то, что в сети отслеживаемых компаний (организаций) со всеми своими направлениями: Тоуota ,Skania и другие известные корпорации. Вместе с тем, обращает на себя внимание присвоение статуса «Демо» заправочной станции для городских автобусов на во­дородных топливных элементах (вариант сжатого газообразного водорода), разработанной норвежскими, шведскими и немецкими специалистами и находящейся в опытной эксплуатации в Гамбурге (и Берлине) в рамках программы cute-clean Urban Transport for Europe. С момента открытия проекта до момента присвоения статуса прошло чуть более года, что является весьма редким случаем. По крайней мере, с этой позиции технология представляется обещающей.

В последние годы проявляется интерес к диметиловому эфиру. Демонстрируемых технологий (в рассматриваемом смысле), в т.ч. по линии Тоуота, пока не зарегистрировано. Однако японская компания Kawasaki Heavy Industries сообщила о значительных успехах по введению в эксплуатацию газовой турбины на сжиженном диметиловом эфире (7 МВт). Компания отличается хорошим прогностическим чутьем и полагает, что диметиловый эфир - топливо следующего поколения.

В прогнозе развития устойчивой энергетики в Европе на период до 2030 г. (научный прогноз по линии 5-й Рамочной программы Европейского Союза, представленный в ноябре 2004 г.) по разделу «Транспорт» говорится о том, что простых решений не ожидается. Однако мнения экспертов сошлись в следующем. Доля транспортных топливных элементов на рынке увеличится, т.к. они обеспечивают сочетание высокого КПД и хороших экологических показателей. Топливные элементы могут развиваться независимо от парадигмы водородной экономики, и их развитие сдерживается не столько недостаточностью исследований и разработок, сколько отсутствием соответствующих стимулирующих механизмов. В транзитных целях перспективным полагается использование транспорта на природном газе. На рынке грузового транспорта возрастет доля железнодорожного транспорта (по некоторым оценкам, как минимум, на 7%).

Прогноз Вio-alcohol fuel foundation (Швеция). На протяжении ближайших 10…15 лет в Европе будет построено около 500 станций по производству этанола из целлюлозы, на основе которого, в свою очередь, будет генерировано энергии порядка 150 ТВтч. Данный прогноз коррелирует с видением Европейской Комиссии.

Швеция является лидером европейских программ, связанных с продвижением транспортных средств на биоэтаноле (или традиционных топлив с добавлением биоэтанола). Активный интерес к данному виду транспорта проявляют и другие европейские страны, а также Бразилия и Китай.

В итоге, перспективными направлениями в области демонстрируемых и предлагаемых новых технологий промышленно развитых стран, актуальных для большого города, считаются:

• общественный транспорт на биогазе, получаемом из сточных вод и других муниципальных отходов: Здесь имеются демонстрируемые технологии со статусом «Результат», предполагающие получение сжатого биогаза, не уступающего сжатому ископаемому природному газу высокого качества (норвежские и шведские технологии). Соответствующий транспорт мог бы подойти для отдельных районов большого города. Кроме того, такой биогаз можно использовать не только на транспорте. Использование биогаза в качестве моторного топлива часто ассоциируется только с сельскохозяйственными регионами. Это справедливо по отношению к биогазу, получаемому из навоза или птичьего помета. Однако биогаз, производимый из других видов биомассы, применяется и на городском транспорте;

• утилизация изношенных шин для генерации тепла и электричества. В Великобритании на изношенных шинах работают даже электростанции. Например, при переработке 94000 т/год изношенных шин генерируют 175000 МВт-ч/год электроэнергии, при этом в качестве побочных продуктов получают: 15000 стальной проволоки, 2000 оксида цинка, 6500 кальция и кальциевых солей. В Японии из изношенных шин научились производить топливные чипы, энергетическая ценность которых выше чем у угля;

• автоматизированные городские транзитные системы с использованием подвесных монорельсовых дорог. Новые технологии в основном предлагаются компаниями США. В направлении «Городские транзитные системы» такие технологии доминируют;

• освобождение дорог от снега и льда на основе тепловых насосов;

• Утилизация низкопотенциального тепла грунтовых вод и (или) подземных коммуникаций. Интересные технологии имеются у Японии.

В сотрудничестве с российскими структурами заинтересованы около 30% фирм промышленно развитых стран, работающих в сфере транспорта. В связи с реконструкцией веб-сайтов рассматриваемых программ и реформированием самих программ (их существенным расширением) при возникновении проблем с поиском (и анализом) информации можно обращаться в Российское отделение ГРИНТАЙ.