Зеленая энергия - популярно об экологии, химии, технологиях

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Библиотека Экология и человек Влияние транспорта на окружающую среду

Влияние транспорта на окружающую среду

Почти половина автомобилей сосредоточена в США. Здесь от автокатастроф и аварий погибает около 40 тыс. людей в год (в десять раз больше, чем от кораблекрушений, авиа- и железнодорожных катастроф, вместе взятых). В ФРГ ежегодно погибает около 15 тыс., в Японии — 7, а на всем земном шаре — 250 тыс. человек. Различных животных под колесами машин погибает в США около 350 млн особей, в ФРГ — более 250. В Австрии подсчитали, что всей моторизованной техникой зайцев уничтожается больше, чем отстреливается охотниками. А пробежавшим 10 тыс. км автомобилем сбивается более 1,5 млн насекомых. Все это только видимый ущерб, наносимый автомобилем органической жизни. Неявные потерн (от заболеваний, вызванных загрязнением среды) еще не подсчитаны. Известно лишь, что автотранспортом «производится» большая часть загрязнений воздуха углеводородами, углекислым газом и окислами азота. Много привносит он в среду и свинца. А от стирания покрышек каждая машина ежегодно выбрасывает в воздух около 10 кг пыли. В пересчете на мировой автопарк — более 3,5 млн т в год. Такого количества пыли не дает никакой другой подвижной источник, кроме разве человека (с нашей кожи ежеминутно опадает около 50 тыс. невидимых частичек, которые, к примеру, составляют 9/10 комнатной пыли). Добавим, что при движении автомобиль «похищает» из воздуха и самую ценную его часть — кислород. А уж если он остановился и не выключил двигателя, то хищение это совершается в особо крупных размерах: на холостом ходу двигатель сжигает около 60 л кислорода в час.

В сумме загрязнений воздуха доля «транспортных» различна в разных странах. В городах США она составляет около двух третей. Объемы загрязнений зависят в основном от грузоподъемности автомобиля, типа двигателя, режима его работы. Автомобиль средней грузоподъемности с карбюраторным двигателем за год выбрасывает в 10 раз больше углекислого газа, углеводородов и окислов азота, чем легковой автомобиль малого класса. Массовые выделения от карбюраторного двигателя в два с лишним раза больше, чем от дизельного, который, однако, больше выбрасывает окислов азота и сажи, «богатой» канцерогенными веществами. Последний отличается и повышенной шумностью рабочего процесса.

При работе двигателей на холостых оборотах или при небольших скоростях увеличиваются выбросы углекислого газа, углеводородов, но снижаются — окислов азота. Оттого в центральных частях городов загрязненность воздуха первыми компонентами в 3 — 4 раза большая, чем на скоростных магистралях, где в 1,5 раза больше загрязненность азотом.

Снижение загрязнений оптимизацией работы двигателей, скоростями автотранспорта затруднено тем, что в центрах крупных городов интенсивность движения удваивается примерно каждые 10 — 15 лет. Автомобили начинают мешать друг другу: чем их больше, тем медленнее их движение. А потенциально возможные их скорости все возрастают. Сотни, тысячи инженеров, техников, рабочих небезуспешно трудятся над тем, чтобы конечная, обозначающая предельную скорость цифра на спидометре была все больше и больше. А у аналогичных цифр на дорожных знаках — тенденция противоположная. Они все больше сдерживают стремительный бег машины. В Швейцарии, например, проведя исследование, установили, что уменьшение скорости на 10 км приводит к сокращению автопроисшествий на 10%. И снизили допустимую в городах скорость автотранспорта с 60 до 50 км/ч.

Такой вот получается парадокс. И не один. Другой — в том, что, чем чаще наращиваем мы скорость, тем чаще приходится ее гасить. Тормозить, стирая резину, сжигая колодки, загрязняя воздух пылью, теплом, шумом и выбрасывая затраченные на достижение скорости топливно- энергетические ресурсы. А. Кабаков, автор книги «В поисках потерянных сокровищ», подсчитал, что тормозящий каждую секунду мировой автопарк выбрасывает в воздух столько же энергии, сколько производит ее за тот же срок страна, подобная Англии.

Мелеет море жидкого топлива... Оно мелеет и от тешащих наше самолюбие скоростей, и от примитивных тормозных систем. Последние были бы идеальными, если бы собирали гасимую при торможении энергию, запасая ее впрок. Как, например, в автопогрузчиках, созданных шведской фирмой «Вольво пента». Аккумулятором служит там маховик, энергии которого хватает на перемещение 25-и тонного контейнера на расстояние в 70 м. Однако применение этого известного нам по игрушечным машинам принципа в автомобилях «взрослых» связано с определенными трудностями. Одна из них в том, что крутящийся маховик запасет энергии тем больше, чем больше скорость его вращения. А энергии для автомобиля нужно гораздо больше, чем, скажем, для гончарного круга, где пять тысячелетий назад и был впервые применен принцип маховика. Но чем быстрее маховик вращается, тем больше растет и центробежная сила, стремящаяся его разорвать, превратить в осколочную бомбу. Ставить же на него защитный кожух — а делать его придется из толстой брони — невыгодно: существенно увеличится вес машины. Так что пока маховик не может служить единственным источником энергии для дальнего транспорта. Но вполне может входить в так называемый «гибридный агрегат», являя собой часть при обычном двигателе. Часть весьма существенную, позволяющую сократить его, двигателя, объем за счет накапливаемой в маховике энергии. Маховик, например, величиной со среднюю сковородку (20 — 30 кг весом) может снизить мощность двигателя «Жигулей» более чем в два раза. Не нужно, наверное, объяснять, какую выгоду дало бы это в экономии энергии, чистоте воздуха, уменьшении металлоемкости и в безопасности движения. (Раскручиваясь при торможении, маховик, забирая энергию, исключает и инерционный «занос» автомобиля.) Все эти выгоды очевидны, и ряд фирм (известная нам «Вольво», западногерманская «Ман» и другие) уже приступили к выпуску «гибридных агрегатов» для автобусов, разгоны и торможения в рейсах которых особенно часты. Готовится серийный выпуск и легковых машин аналогичного типа. (Специалисты подсчитали, что экономия топлива в подобных двигателях составит от 25 до 50%.)

«А почему, — подумает, быть может, читатель, — говоря о невозможности автодвигателей на одних лишь маховиках, автор употребил слово «пока»?» Потому, что советским ученым Н. В. Гулиа изобретен новый тип маховика — «супермаховик». Он навивается из тонкой ленты (или проволоки), скрепленной определенным клеем, что резко повышает его прочность, а значит, и безопасность. Подобный «супермаховик», по мнению профессора Н. Гулиа, гораздо выгоднее таких энергонакопителей, как электроаккумуляторы.

Совсем недавно — всего 50 лет назад, символизируя победное шествие прогресса, художники изображали на своих полотнах густые живописные дымы, исходящие из труб заводских или гордо бегущих паровозов. Теперь эти дымы используются живописцами как символ регресса. За 50 лет в нашем сознании произошла резкая переоценка иных ценностей. Через какое-то время то же произойдет и в отношении нашем к автомобилю с традиционным, сегодняшним двигателем. С подобным же недоумением будем рассматривать мы плакаты, рекламирующие машины со «старым, добрым, бензиновым мотором». Однако время это еще не настало, высок еще тот психологический барьер в умах иных автомобилестроителей, что вместе с трудностями технологическими сдерживает приближение принципиально новых двигателей и аккумуляторов энергии. Во всяком случае — для автомобилей. Для рельсового электротранспорта этой проблемы не существует. Здесь при торможении двигатель начинает работать как генератор, возвращая энергию в сеть. И во многих городах мира на маршруты, недавно завоеванные автобусом, вновь выходит трамвай, сберегающий и чистоту воздуха, и дорогую энергию.

Сказанное можно отнести и к транспорту железнодорожному: скоростное вождение составов сопровождается порой и нерациональной перевозкой грузов, и простоями вагонов под разгрузкой.

Вспомним, что прирост единицы скорости требует увеличения расхода энергии почти в квадрате. Энергоносителей же — еще больше. Вот и получается еще один парадокс: наращивая скорости, сжигая топливо, тратя природную среду, мы эти же скорости гасим неважно организованными конструкциями. Не только тормозными. Вес, скажем, транспортных наших средств, будь то автомобиль или железнодорожный вагон, в 15 — 20 раз больше веса перевозимых им пассажиров. И выходит, что главная часть энергоресурсов сжигается для доставки из пункта А в пункт Б собственной массы транспортного средства. И это бездарная трата не только энергоресурсов, но и сырья и материалов. Ведь на одни лишь автомобили ежегодно расходуется около половины мирового производства металла. Не слишком ли дорогое удовольствие?

Несовершенство автомобилей стало в последнее время настолько очевидным, что улучшение их началось по всем статьям сразу. Совершенствуется моторное топливо, начиная от добавок к нему различных присадок и кончая заменой нефтяного топлива этиловым или газообразным. Автоматизируется система управления движением, позволяя сокращать задержки транспорта на перекрестках (а стало быть — и расход горючего, и загрязнения); в ряде стран штрафуются, даже лишаются прав, водители, двигатели машин которых работают «вхолостую» более 3 — 4 минут. Совершенствуются и сами конструкции машин, осваиваются новые малолитражные формы с расходом топлива до 1,5 — 2 л на 100 км, с изготовленными из облегченных материалов кузовами, рессорами, дисками колес.

Появляются грузовые машины с моторами из... глины. Двигатели изготовлены из керамики, состоящей из материалов со строго заданным составом и ультрамалыми частицами, спекаемыми определенным образом. Вес двигателей меньше в два-три раза, они мощнее, гораздо тише работают, легче заводятся в холодное время и долгоcрочнее в работе за счет повышенной термостойкости и сопротивляемости агрессивным химическим реагентам. Модифицируются и старые дизельные грузовики — снижаются объемы выбрасываемых ими газов, рабочие шумы двигателей понижаются до такой степени, что пешеходы не слышат приближения машины, и на некоторых из них даже устанавливают колокольчики.

Для повышения безопасности «железных хищников» разработаны автоматизированные системы, которые при включении зажигания быстро проверяют состояние основных агрегатов, выдавал на специальную приставку «список» всех неисправностей, а при неожиданных поломках в движении сами выключают двигатель.

Искушенный читатель, наверное, думает: когда же автор заговорит о новом автомобиле — электромобиле? Но быть может, не все знают, что электромобиль в принципе не нов и еще в начале нашего века большая часть автодвигателей приводилась в действие электричеством. И первым автомобилем, изображенным на американской почтовой марке, был именно электромобиль. Но его быстро вытеснил бензиновый двигатель; потребность в чистом воздухе была тогда, очевидно, меньшей, чем в повышенной скорости и увеличении дальности пробега. Ныне же, как и в случае с парусами, вновь обращаются с надеждой к автомобилю, «работающему на электричестве». Появилось даже мнение о том, что благодаря новому аккумулятору электромобиль скоро станет реальностью, «возвращение» его предсказывается в конце нашего столетия. Новый аккумулятор, состоящий из сотен металлических трубок, в которых идет реакция между жидким натрием и серой, способен накапливать энергию вчетверо большую, чем современный. И, как утверждают его создатели. Достаточно, чтобы четырех пассажиров и груз в четыреста килограммов промчать со скоростью 100 км/ч на расстояние в 250 км. «Дозаправку» аккумулятора можно произвести в любое время; нет недостатка и в «горючем»: ...натрия и серы, — как пишут авторы, — будет достаточно еще и тогда, когда уголь, нефть и природный газ станут достоянием истории».

Однако все сказанное не должно заслонять и другого. Ведь для того, чтобы принципиально новые машины прочно вошли в нашу жизнь, потребуется время. А его не так-то и много, и дорожает оно с каждым днем. От ежечасно сокращаемой автомобилем жизни — людей, зверей, насекомых, ухудшения воздуха и неукротимого роста автотранспортных перевозок. Несмотря на явную их одну только экономически высокую стоимость, превышающую, скажем, стоимость железнодорожных перевозок вдвое, втрое, а порой и в пять раз.

Даже если сбудутся предсказания о том, что к началу нового века «аппетиты» большей части автомобилей снизятся до 4 — 5 л горючего на 100 км пробега, то вряд ли это (при их росте) существенно облегчит тяжесть той «дани», которой «обложили» нас машины. Вряд ли освободимся мы от нее, не перестроив всего своего транспортного хозяйства, еще и еще раз осмотрев его неудовлетворенным взором. Не заменив, например, часть колесно-рельсовых железных дорог на линии с магнитной подвеской. В нашей стране уже ходят поезда, «проглатывающие» в час до 200 — 250 км. Но преодолеть за этот срок 500, скажем, километров им не по силам. Для этого нужны принципиально новые, «бесколесные», «подвешенные» транспортные средства. И они уже создаются. Этот промежуточный между железнодорожным и авиационным вид транспорта безвреден для природной среды, почти бесшумен и не требует много энергии. «Суперэкспресс» проносится над землей по линии на опорах, поддерживаемый на весу силой регулируемых электромагнитов. Менее часа потребуется пассажиру, чтобы преодолеть расстояние, которое обычный поезд проходит за 8, автобус — за 7, индивидуальный автомобиль — за 5 часов. А профессор Ф. Девидсон продемонстрировал на проходившем не так давно в Массачусетсе Международном симпозиуме по подземному транспорту модель метро XXI в. Суть заключается в том, что поезд движется в вакуумном пространстве тоннеля под действием электромагнитных сил. Подобный состав может пересечь всю Америку от Тихого до Атлантического океана за 21 минуту, а расстояние от Нью-Йорка до Западной Европы — за один час, что не под силу даже сверхзвуковому самолету.

Кардинально отличным путем «улучшения» транспорта является перестройка всей нашей коммуникационной системы в сторону увеличения видеотелефонной связи, развития объемного телевидения, сокращающих необходимость поездок к друзьям, коллегам, в неведомые края и страны, сокращающих нагрузки на транспорт. Все это, конечно, не ново, читателю известно и уже осуществляемо. Однако - не скоро, быть может, еще и от неотрывной привязанности нашей к автомобилю, рассказ о котором мы закончим словами американского писателя Артура Кларка: «Миллионы автомашин, каждая из которых - чудо сложности (зачастую излишней), несутся во всех направлениях, приводимые в движение двигателями мощностью до двухсот лошадиных сил. Многие из этих автомашин размером с небольшой дом содержат в себе пару тонн всяких хитроумных сплавов, однако везут они зачастую всего лишь одного человека. Они могут достигать скорости порядка 150 — 160 км/ч, но им редко удается развивать даже 60 км. За жизнь одного поколения они израсходовали больше невозместимого горючего, чем все человечество за всю свою предшествующую историю. При всем несовершенстве дорог они стоят примерно столько же, во сколько обходится небольшая война; аналогия эта вполне уместна, потому что людей на них гибнет не меньше.

 

Интересно знать

Департамент энергетики США отобрал 37 исследовательских проектов в области хранения энергии, энергии биомассы, захвата диоксида углерода и ряда других направлений. Среди них - новые металловоздушные батареи на основе ионных жидкостей с плотностью энергии превышающей в 6-20 раз плотность энергии обычных литиевых аккумуляторов, а так же проект по получению бензина непосредственно из солнечного света и CO2 используя симбиоз двух микроорганизмов.

купить автомасла mobil автомасла mobil интернет магазин автомасел
 
Емблема купить запчасть 6K5853601B01C Skoda Audi Volkswagen Seat
 
http://myhitmp3.top/mp3/audio+vine
 
btc fog