Разработка альтернативных видов автотранспорта

Курсовая работа

Сравнительная экологическая эффективность от использования электротранспорта в г.Челябинске.

Выполнила студентка

Кокатнева А.А.

Факультет экологии группа ЭЭ-201

Научный руководитель:

Двинин Д.Ю

Дата сдачи:_______________

Дата защиты:_____________

Оценка:__________________

Челябинск

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Во всем мире насчитывается более 500 млн. автомобилей, они являются не только причиной ежегодной гибели около 500 тысяч, 10 млн. раненых, но и причиной ухудшения здоровья миллиардов людей.

На сегодняшний день российское автомобилестроение отстает в техническом отношении от мирового уровня. В серийном производстве находятся автомобили, которые проектировались 20-30 лет назад. Технологический уровень производства не позволяет достичь требуемой точности сборки и обработки деталей. Свой вклад в загрязнение ОС вносит низкое качество топлива: около 70% - этилированного бензина.

По оценкам специалистов ежегодные суммарные автомобильные выбросы в СНГ составляют 400 млн. т., среди которых:

- 27 млн.т. окиси углерода;

- 2.5 млн.т. углеводородов;

- 9 млн.т. окислов азота;

- 200-230 млн.т. углекислого газа.

Среди всех видов транспорта автомобильный наносит наибольший ущерб окружающей среде. В России в местах повышенного загрязнения воздуха проживает около 64 млн. человек, среднегодовые концентрации загрязнителей воздуха превышают предельно допустимые более чем в 600 городах России.

Государственные затраты на охрану природы составляют доли процента бюджета, что в десятки раз меньше аналогичного показателя для развитых стран. Несмотря на обвальное сокращение производства, состояние окружающей природной среды Российской Федерации постоянно ухудшается.

Наиболее значимые факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду следующие:

1. Загрязнение окружающей среды;

2. Шум, вибрация;

3. Загрязнение воздуха;

4. Выделение тепла (рассеяние энергии).

В настоящее время идет борьба с автомобильной опасностью. Конструируются фильтры, разрабатываются новые виды горючего, содержащие меньше свинца. Сокращение добавок и переход к бессвинцовому бензину породит ряд технических проблем. Итак, в перспективе можно устранить рассеивание свинца ДВС. Но останутся другие вредные компоненты ОГ – угарный газ, окислы азота, канцерогенный бенз(а)пирен и т.п.

В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается более 2 млрд. т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды.

Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат около 200 химических соединений:

1. оксид углерода и углеводороды (бензол, формальдегид, бенз(а)пирен) образуются при неполном сгорании топлива в условиях нехватки кислорода или слишком низких температурах горения, а также при испарении топлива;

2. оксиды азота образуются при горении топлива; их количество сильно возрастает при повышении температуры сгорания;

3. сажа выбрасывается преимущественно дизельными, а также газотурбинными двигателями; выброс зависит от типа двигателя, срока эксплуатации и от регулировки системы впрыскивания топлива;

4. диоксид серы образуется при работе дизельных двигателей, поскольку дизельное топливо содержит серу;

5. свинец добавляется в бензин в качестве антидетонатора, в год один автомобиль выбрасывает около 1 кг свинца;

6. при работе автомобиля в атмосферу поступает также резиновая пыль, образующаяся при истирании покрышек [1].

Рис. 1 Виды воздействия транспортных объектов на окружающую природную среду

(по В.Н. Луканину, А.П. Буслаеву, Ю.В. Трофименко,1998).

По данным Ростехнадзора по Челябинской области на территории региона объем выбросов от автотранспорта в период с 2007 по 2011год не значительно, но начал снижаться.

Согласно информации Управления государственной инспекции безопасности дорожного движения по Челябинской области количество автотранспортных средств, зарегистрированных в Челябинской области, по состоянию:

· на 01.01.2008 г. количество автотранспорта составляло 899222, в том числе: легкового автотранспорта 677470, грузового 108460 [5];

· на 01.01.2009 г. составило 964614, в том числе: грузового транспорта – 112989, легкового – 737333 [6];

· на 1 января 2010 года количество автотранспорта составляло 971 557 единиц, в том числе легкового автотранспорта – 746 579, грузового – 111 086 [7];

· на 1 января 2011 года составило 1 060 502 единицы, в том числе грузового транспорта – 116 942, легкового – 819 546.

В 2009 году выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта составили 382,031 тыс. тонн/год - это 32 % от общего объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по Челябинской области. Объемы выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта по Челябинской области представлены в таблице 1.2. Объемы выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта по Челябинской области и городу представлены в таблице 1.3.- 1.4. [8].

Таблица 1.2

Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта,

зарегистрированного в Челябинской области, за 2008 г., тонн/год

Объемы выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта за 2009 год, тыс. тонн

Таблица 1.3.

Выбросы загрязняющих веществ за 2009 год от автотранспорта, зарегистрированного в Челябинской обл., тонн.

Таблица 1.4.

Выбросы загрязняющих веществ за 2009 год от автотранспорта, зарегистрированного в городе Челябинске, тонн/год

За 2008-2009 года количество выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта по Челябинской области увеличилось на 918,9 тыс. тонн/год.

В промежуток времени с 2009 по 2011 год по данным Росприроднадзора по Челябинской области, согласно новой с 2011 года методике расчёта выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, объём выбросов в атмосферу загрязняющих веществ автомобильным транспортом в 2010 году составил 321,3 тыс. тонн. Количество выбросов сократилось в 3 раза.

Основными мероприятиями по снижению выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в эти годы явились:

1. снижение выбросов от каждого автотранспортного средства;

2. снижение количества автотранспортных средств, работа которых сопровождается вредными выбросами.

Реализация названных мероприятий определяется федеральной политикой в этой сфере и может осуществляться по следующим направлениям:

1. прекращение производства бензина с содержанием свинца;

2. переход на иные виды топлива;

3. принципиальное улучшение экологических характеристик двигателей за счет перехода на более жесткие стандарты или даже на новые виды двигателей.

Имеются данные характеризующие динамику выбросов в атмосферу за 2004–2007 гг., следует отметить увеличение рассматриваемого показателя для стационарных источников и уменьшение для передвижных источников [4].

Рис. 1.2. Линии тренда динамики выбросов в атмосферу от стационарных и передвижных источников по годам.

Приоритетными направлениями снижения загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом являются:

1. применение новых видов автотранспорта, минимально загрязняющих окружающую среду (например, электромобиль);

2. рациональная организация и управление транспортными потоками;

3. использование более качественных или экологически чистых видов топлива (например, газ);

4. применение совершенных систем – катализаторов топлива и систем шумоглушения – глушителей шума.

К технологическим мероприятиям по снижению выбросов автотранспорта относятся замена топлива и двигателя; совершенствование рабочего процесса двигателя; техническое обслуживание.

Разработка альтернативных видов автотранспорта.

Идеальный автомобиль для города – электромобиль. Он приводится в движение электродвигателем, который, в свою очередь, получает энергию от аккумуляторных батарей. Электромобиль почти не дает выбросов вредных веществ, у него большой крутящий момент на малых скоростях вращения, кроме того, он предпочтительнее с точки зрения удельной мощности и более компактен, он требует меньше регулировок, не потребляет много масла, проще система охлаждения, а топливная – вообще отсутствует, кроме того, он излучает значительно меньше шума, чем автомобили с дизельным или

бензиновым приводом. Шведские автостроители разработали гибридную модель автомобиля, у него два двигателя – электрический, питаемый от аккумулятора, и газотурбинный, потребляющий дизельное топливо.

В городских условиях весьма перспективным считается использование полуавтономных троллейбусов. Такой троллейбус оснащен аккумуляторами, позволяющими преодолевать до 10 км автономно.

Солнечный электромобиль представляет собой комплекс, включающий электрический автомобиль и солнечный коллектор, который обеспечивает перезарядку аккумуляторной батареи во время его движения или стоянки.

В автомобиле с инерционным двигателем в качестве накопителя энергии используется маховик. Такое нововведение позволяет обойтись без двигателя, коробки скоростей, радиатора, стартера и выхлопной трубы. Электроток от стационарного источника используется для раскрутки супермаховика из легких, но прочных на разрыв углеродных волокон. Когда он наберет обороты, напряжение отключается. Однако вращение продолжается несколько часов,

поскольку супермаховик заключен в герметичную капсулу, из которой выкачан воздух, а магнитный подвес устраняет трение в подшипниках [1].