Тренд развития общества – улучшение показателей экологичности транспорта

Проблема глобального потепления, вызванного ростом углекислого газа в атмосфере, постоянно звучит в речах видных деятелей и организаций, занимающихся экологией. Несмотря на то что данная идея ставится под сомнение, зачастую вполне аргументированно, наличие масштабного загрязнения окружающей среды различными транспортными средствами стоит весьма остро.

Да, факты говорят, что углекислый газ, вырабатываемый всей промышленностью и автомобилями, может оцениваться всего в несколько процентов от уровня вреда, который наносится извержением среднего вулкана. Но проблему других выбросов человечество не может игнорировать. Чтобы снизить вред для природы, разрабатывается экологический транспорт, удобный для людей и безопасный для экосферы.

В чем проблема существующих двигателей внутреннего сгорания

Современные двигатели могут называться верхом экологичности, если проводить сравнение с их предшественниками полувековой давности. Использование биодизеля, постоянное снижение уровня вредных веществ в выхлопе, задаваемое стандартами безопасности, положительно влияет на атмосферу городов.

Однако постоянный рост количества автомобилей на дорогах не ведет к снижению вреда для окружающей среды. К самым заметным опасным чертам современного транспорта относятся:

• наличие в выхлопе угарного газа, смертельно опасного для человека и других живых организмов;
• присутствие солей тяжелых металлов, осаждаемых в почву;
• наличие активных веществ кислотной, щелочной групп, которые при растворении в атмосферных осадках воздействуют на почву, конструкции зданий, загрязняют грунтовые воды.

Экологические проблемы транспорта не ограничиваются только выбросами и опасностями, связанными с работой двигателей. К области вредных воздействий относятся протечки масел, топлива, выбросы сажи, неизбежные у дизельных двигателей. Ущерб природе наносит и добыча исходного сырья для производства бензина и дизеля, а также его переработка.

Чем характеризуется экологический транспорт

Экологичные автомобили минимизируют до предела все выбросы в окружающую среду. Современные инженерные идеи, реализованные «в металле» и используемые на дорогах, знакомы многим, например, в виде общественного транспорта. Другие экологически чистые автомобили работают либо на гибридном принципе, используя меньшее количество топлива, либо построены без применения двигателей внутреннего сгорания.

Общественный транспорт

Знакомые всем экологически чистые виды транспорта – общественные троллейбусы, трамваи, метро. Эта часть инфраструктуры городов, если оценивать конкретное средство передвижения, кажется идеальной. В воздух не выбрасывается вредных веществ, нет сажи, нет масштабных задымлений атмосферы. Экология транспорта этого типа привлекательна, но несколько спорна.

1. Общественный транспорт используется в дневное время суток.
2. Необходимые мощности энергетической сети весьма высоки.
3. Существуют большие утечки энергии из-за повреждений сетей, коротких замыканий, различных аварийных ситуаций.

В результате происходит рост нагрузки на производителей электроэнергии. Тепловые станции сжигают больше топлива, увеличивая выбросы в атмосферу. Регулировать нагрузку по времени суток с помощью общественного электрического транспорта весьма трудно. Поэтому человечеству необходим другой выход.

Гибридные автомобили

Популярные и знакомые всем гибриды представляют собой автомобиль, у которого двигатель внутреннего сгорания работает в стабильном, контролируемом режиме. Часть нагрузки берет на себя вторичная электрическая система привода. Экологический транспорт такого рода действует по следующей схеме:

• во время движения по трассе с крейсерской скоростью или с малым диапазоном ее изменения работает двигатель внутреннего сгорания;
• в городском режиме, когда скорость не нужна, а требуются постоянные разгоны и торможения, автомобиль приводится в движение электродвигателем;
• во время нахождения в городе, двигатель внутреннего сгорания обеспечивает только работу кондиционера, а также электрогенератора, подзаряжающего аккумуляторы автомобиля.

Экологичный транспорт гибридного типа значительно снижает выбросы вредных веществ в атмосферу. Общее потребление топлива падает до 50% (для автомобилей, которые большей частью двигаются в городском цикле). Но при дальних поездках по трассе преимущества гибридов сходят на нет.

Аккумуляторные электромобили

Электромобили, которые питаются только от аккумулятора, признаются множествами экспертов как самое удобное и рациональное решение. Сегодня серийно выпускается широкий ряд моделей – от пикапов, например, торговой марки «Шевроле», способных пройти с одной зарядки под грузом до 240 км, до небольших автомобилей для индивидуального или семейного пользования. Такие экологические виды транспорта решают сразу несколько проблем:

• у электромобилей нет выброса вредных веществ в атмосферу;
• тактико-технические характеристики инженерных решений весьма привлекательны: модели
• «Ниссан», способные заряжаться даже от обычной электросети квартиры, могут пройти с одного заряда до 400 км;
• восстановление емкостей аккумуляторов происходит в ночное время суток, что дает возможность балансировать нагрузку на инфраструктуру производства электроэнергии.

Становится ясно, почему все больше компаний предлагают на рынке свои разработки электромобилей. Распространение такого вида транспорта ограничено – в некоторых странах не приняты системы стандартов и законов, регламентирующие налогообложение, правила использования и обслуживания таких индивидуальных средств передвижения.

Но в целом ряде государств электрический автомобиль стал привычным транспортом, предусмотрена даже инфраструктура для быстрой зарядки аккумуляторов от мощных источников энергии.

Транспорт на солнечных батареях и индукционных движителях

Автомобиль на солнечных батареях давно присутствует в произведениях фантастов и различных фильмах о будущем. Такой вид транспорта существует. Его развитие пока тормозится несомненным недостатком:

• движение автомобиля может происходить только днем;
• аккумуляторы, способные обеспечить тягу вечером и ночью, утяжеляют инженерное решение, удорожают автомобиль, снижают общую динамику.

Индивидуальные средства передвижения на солнечных батареях не предлагаются на рынке. Но общественный транспорт уже функционирует. К серийным, существующим и используемым решениям относятся автобусы на солнечных батареях, двигающиеся по маршрутам в городах Австралии.

Другой пример – мини-поезда для туристов, запущенные в Венгрии. Реализует проекты общественного транспорта, движимого энергией солнца, Китай и другие страны с высоким промышленным потенциалом.

Еще один интересный тип экологичного средства передвижения питается так же, как смартфоны с беспроводной зарядкой. Источником энергии служит кабель, проложенный под дорогой. С помощью индукции электричество передается на двигатели. Такие автобусы курсируют по улицам Парижа (проект Jeweline), в парках Америки, Японии.

Другую схему применения индукции нашли шведские инженеры. Рейсовые автобусы Scania Citiwide построены как электромобили. Они оснащены аккумуляторами и движутся свободно. Станции подзарядки на индукционном принципе располагаются прямо в зонах остановок общественной сети. Это дало транспорту мобильность и одновременно возможность двигаться как угодно долго, не привязываясь к проложенной под дорогой линии энергопитания.

Индукционные автобусы, не оснащенные аккумуляторами, предлагают еще одно преимущество. Им не нужен водитель. Маршрут четко выверен, проходит там, где проложен силовой кабель под дорогой. При этом скорость транспортного средства легко контролировать, возможно даже отслеживание положения конкретной машины в пути, организуя безопасный режим.

Но в масштабах большого города, где присутствует множество участников дорожного движения, систему слежения сложно реализовать. Поэтому автобусы с кабельным питанием двигаются пока только в зонах туристических маршрутов в парках или четко локализованных областях городов.