ТЕМА НОМЕРА
На глобусе все глобальное. И автомобилизация - тоже
Статья подготовлена по материалам, предоставленным Сергем и Еленой Пащенко, УСГО, а так же из электронной рассылки ENWL-inf и журнала "Эксперт".
Охлаждение земной поверхности из-за большой концентрации аэрозолей, вызывающее одновременное нагревание атмосферы, может нарушить циркуляцию воздуха и изменить привычные сроки и режимы выпадения осадков. Это может привести к масштабным стихийным бедствиям - вроде недавних наводнений в Европе или засухи в Австралии и США. Исследования, основанные на спутниковых данных и наземных экспериментах, говорят о том, что выброс в атмосферу производимых человеком аэрозолей пагубно влияет не только на природный и климатический баланс, но и на здоровье человека. "Именно из-за повышенной концентрации аэрозолей в атмосфере ежегодно во всем мире фиксируется около миллиона преждевременных смертей, - утверждает работающий в NASA профессор Джеймс Хансен. - Очевидно, что эта ситуация должна быть кардинальным образом изменена". По словам г-на Хансена, одним из основных источников аэрозолей является дизельное топливо, и его выхлоп в атмосферу можно снизить на 90%, если использовать двигатели улучшенной конструкции и обеспечить их правильное техническое обслуживание.
Что принес нам двигатель внутреннего сгорания
Одна из примечательных черт нашего времени - охватившая планету автомобилизация. Только за последние 50 лет мировой автопарк увеличился более чем в 12 раз и превысил 630 миллионов машин. Особенно бурно этот процесс протекал в Европе, где за полвека произошел 30-кратный скачок - с 7 до 230 миллионов автомобилей. По данным журнала "Motor Vehicle", их производство в 1995 году составило: в США - 12 миллионов, в Японии - 10,2, в Германии - 4,7, во Франции - 3,5, в Великобритании - 1,8, в Италии - 1,7 миллиона автомобилей. Всего же в мире с конвейеров автозаводов ежегодно сходит больше 40 миллионов машин.
В развитых странах, таких, как Канада, Германия, Италия, Япония, Франция, Великобритания, на 1000 жителей приходится 500-700 автомобилей, в США - около 800. Эти впечатляющие по нашим меркам цифры (в России около 150 автомобилей на 1000 жителей) продолжают расти, так что, скорее всего, до полного удовлетворения автомобильных потребностей жителей планеты еще далеко. Во всяком случае по зарубежным прогнозам рост мирового автомобильного парка будет продолжаться и в первой четверти XXI века. Гиперавтомобилизация (слишком большое количество машин) - это проблема глобальная. Автотранспорт разрушает биосферу планеты, саму среду жизнедеятельности человека. Каждый день автомобиль "убивает" более 3000 человек. Каждую секунду в мире на свет появляется новый "убийца" - таковы темпы производства автомобилей. И эти темпы продолжают расти: автомобиль находится на третьем месте среди самых рекламируемых товаров после алкоголя и табака.
По мере роста автомобильного парка все больше стал проявляться существенный недостаток двигателя внутреннего сгорания - он оказался причиной значительного загрязнения атмосферного воздуха, особенно в крупных городах. При большом скоплении автомобилей количество выбрасываемых с выхлопными газами вредных веществ становится недопустимо большим. В Лондоне, например, уже в шестидесятые годы из-за смога, образованного выхлопными газами автомобилей, отмечались случаи резкого роста смертности людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. В семидесятых годах загазованность улиц Токио была так велика, что регулировщики движения часто стояли на посту в противогазах. Из общего количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу крупных городов, большая часть приходится на автомобильный транспорт - 60%. Промышленные предприятия выбрасывают 18%, электростанции 13%, системы городского отопления 6% и другие источники - 3%. Автомобильные выхлопы и побочные продукты промышленных предприятий небезопасны для здоровья - об этом знают все. Но, оказывается, наибольший вред наносится не взрослым, а детям. И если взрослый человек, живущий около крупной магистрали, в худшем случае заболеет бронхитом, то ребенок может погибнуть от неизлечимого респираторного заболевания. Английские пульмонологи при обследовании 22-х внешне здоровых детей, проживающих в маленьком городке около оживленной автотрассы, обнаружили в их легких скопления дымовых частиц, образующихся при работе дизельных двигателей. Эти частицы, попадавшие в легкие с вдыхаемым воздухом, поглощались макрофагами легких и так и оставались "замурованными" в глубине тканей. Из-за крохотного размера они проникали даже в мельчайшие альвеолы, нанося легким непоправимый вред. И, скорее всего, в будущем эти дети заболеют альвеолитом - смертельно опасным воспалительным заболеваем легких. По информации Министерства здравоохранения Великобритании, ежегодно от постоянной ингаляции продуктов работы автомобильных двигателей погибают около 24000 человек. Раньше считалось, что умирают только те люди, которые постоянно живут около магистралей. Но теперь стало ясно, что даже переезд в район с чистым воздухом не может спасти человека, если еще в детстве он надышался выхлопами. А это значит, что лечить таких людей надо "смолоду".
Тревогу впервые забили в Соединенных Штатах, где проблему загазованности в крупных городах с высокой степенью автомобилизации ощутили уже после второй мировой войны. Но реакция на исследования по уменьшению токсичности автомобильных выхлопов, проведенные в 1952 году в Лос-Анджелесе, тогда была нулевой - газеты посмеивались, что дешевле перенести город из чашеобразной низины на другое место, чем совершенствовать автомобили.
Однако от проблемы уйти не удалось. В конце 60-х годов, когда мегаполисы Америки и Японии стали буквально задыхаться от смога, инициативу взяли на себя правительственные комиссии. Именно законодательные акты об обязательном снижении уровня токсичных выхлопов новых автомобилей вынудили промышленников усовершенствовать двигатели и разрабатывать системы нейтрализации. Правительства разных стран начали вводить законодательные ограничения в виде правил и стандартов. Были установлены нормы выброса оксида углерода, углеводородов и оксидов азота для каждого транспортного средства, для дизелей регламентированы еще выбросы твердых частиц и дымность.
Наиболее жесткие ограничения на выброс вредных веществ первыми ввели США и Япония, где экологическая обстановка становилась все более напряженной. В Европе соответствующие Правила установлены в 1972 году Европейской Экономической Комиссией ООН. С 1993 года действуют новые Правила, в которых вредные выбросы нормируются в зависимости от категории автомобилей (легковые полной массой до 2,5 тонны, легковые от 2,5 до 3,5 тонны и легкие грузовики и автобусы полной массой до 3,5 тонны). Так, например, для автомобилей типа ВАЗ ужесточены нормативы по оксиду углерода с 15 г/км в 1991 году до 2,2 г/км в 1996 году, по сумме углеводородов и оксидов азота - с 5,1 г/км до 0,5 г/км. С 2005 года в странах ЕС вступают в силу более жесткие экологические нормы для автомобилей Евро-4, а в США существуют перспективные нормы для автомобилей со сверхнизкой и даже нулевой токсичностью.
И в России автомобильный транспорт стал одним из главных загрязнителей атмосферы. Его вредные выбросы во многих городах в 4-5 раз превышают загрязнение воздуха промышленными предприятиями и доходит до 70% от суммы загрязнений, а в Москве - даже до 90%.
В настоящее время проблема атмосферных загрязнений от автотранспорта имеет огромное значение для всех городов России. Из графиков видно, как смоговые ситуации в Новосибирске повышают "Быструю Смоговую Смертность" в Новосибирске, в основном, конечно, среди людей пожилого возраста.
Несмотря на многочисленные попытки заменить двигатель внутреннего сгорания каким-либо другим, не выделяющим токсичные вещества, альтернативы ему пока нет. Вместе с тем уже сейчас человечество подошло к той черте, когда без экологически чистого автомобиля просто не обойтись. И выход пока видится один - надо если не полностью исключить, то во всяком случае свести к минимуму вредные выбросы ДВС.
Шаги к решению проблемы
Все крупные автомобильные компании, особенно в последние годы, заняты поиском решений экологических проблем, связанных с автомобильным двигателем. Они постоянно совершенствуют действующие и предпринимают шаги к созданию новых моторов с наиболее полным сгоранием топлива. Результат этой работы налицо. Современные автомобили ведущих фирм Европы и США выбрасывают в атмосферу в 10-15 раз меньше вредных веществ, чем автомобили восьмидесятых годов. И все же полностью удалить токсичные вещества из отработавших газов не удается.
Больше двадцати лет назад возникла идея ликвидировать вредные вещества, устанавливая уже в выпускной системе автомобиля каталитические нейтрализаторы - специальные устройства, в несколько раз уменьшающие токсичность выхлопных газов.
Чтобы химические реакции в нейтрализаторе протекали быстро, применяют катализаторы на основе благородных металлов: платины, палладия и родия. Каталитические нейтрализаторы бывают двух видов: окислительные и трехкомпонентные (их еще называют бифункциональными). Первые уменьшают выбросы оксидов углерода и углеводородов на 80-90%, вторые снижают количество оксидов углерода, углеводородов и оксидов азота на 70-80%.
Использование систем нейтрализации связано со значительными материальными затратами, техническими и организационными проблемами. Во-первых, их можно устанавливать на автомобили, работающие только на неэтилированном бензине. Достаточно всего раз заправиться этилированным топливом, чтобы нейтрализатор полностью вышел из строя. Во-вторых, увеличивается расход топлива. Словом, стоимость автомобиля неизбежно возрастает. Например, в современных автомобилях, выпускаемых в США и Европе, на системы нейтрализации и электронные устройства "экологического назначения" приходится до 15% стоимости всей машины. Цена одного каталитического нейтрализатора достигает 150 долларов, его хватает в среднем на 80 тысяч километров пробега автомобиля. Тем не менее все промышленно развитые страны давно используют нейтрализаторы, их годовой выпуск достиг 50 миллионов.
Поскольку закон, еще ужесточающий нормы загрязнений, начнет действовать в 2005 году, в Германии, например, готовится закон о налоговых льготах для владельцев дизельных машин с сажевыми фильтрами на выхлопе. По словам министра охраны окружающей среды Германии Юргена Триттина, новые налоги должны начать действовать уже с начала 2005 года. Дополнительная сумма, которую покупатель платит за сажевый фильтр, составляет 600-700 евро. Нужно создать условия, чтобы за счет налоговых льгот вернуть эти деньги покупателю в течение 1-2 лет. В Европе пока нет серийного дизеля, который отвечал бы этим стандартам. Сложность заключается в невозможности устранить из выхлопа частицы сажи, которые превышают новые нормы по выбросу твердых частиц.
В нашей стране разработкой стандартов, сертификацией автомобилей, в том числе по экологическим показателям, и исследованиями в области усовершенствования двигателей занимается Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт. У нас до сих пор действует ряд государственных и отраслевых стандартов с нормами восьмидесятых годов, значительно ниже тех, что введены в девяностые годы в Европе. Сейчас отечественные стандарты пересматриваются и приводятся в соответствие с европейскими. Но даже введение жестких американских норм по токсичности не сможет в перспективе обеспечить должного снижения вредных выбросов при существующих двигателях внутреннего сгорания. Пока, если судить по опыту Запада, самым эффективным средством снижения токсичности выхлопных газов стали системы каталитической нейтрализации. Их с успехом применяют на совсем новых и на старых автомобилях. В России экологическая обстановка такова, что медлить с внедрением нейтрализаторов непозволительно, особенно в крупных городах. Однако внедрять их в наших условиях особенно сложно - здесь целый клубок проблем. Наряду с неэтилированным бензином в больших количествах производится этилированный. Он попадает даже в Москву и Санкт-Петербург, хотя эти города по закону должны снабжаться только неэтилированным топливом. Чтобы добиться прекращения выпуска этилированного бензина, нужны очень большие материальные вложения. И еще один фактор, чрезвычайно важный: российский автомобильный парк, в отличие от западного, в значительной мере изношен, культура его эксплуатации низка и техническое состояние машин оставляет желать лучшего.
Некоторая работа по облегчению экологической ситуации путем уменьшения вредных автомобильных выбросов ведется и в Сибири, в частности учеными из общественного института "Ученые Сибири за гражданскую ответственность" (УСГО). Сейчас УСГО заканчивает разработку нового автомобильного фильтра, в котором применена новая экологическая концепция - не дожигать выбросы автомобиля, превращая их в другие вредные выбросы, а собирать все в сажеуловительные фильтры и сдавать "эти мусорные пакеты" на автозаправках в специальные сажеприемники. "Такой подход требует, конечно, пересмотра нашего и экомировоззрения в этом вопросе и нашей экологической законодательной базы, - считает Сергей Пащенко, директор УСГО, - но его решение позволит избежать огромных и часто не нужных затрат, двигаясь по пути западного автостроения - создание дорогих фильтров-катализаторов, цена которых намного превышает 1000 долларов США".
Хотя в мире есть и альтернатива безудержному росту числа автомобилей. Например, отказ от использования легкового транспорта, где это возможно. Активисты движения "Россия без машин" считают: это иллюзия, что строительством новых дорог и развязок можно нормализовать движение в городе. Опыт многих городов мира свидетельствует, что строительство новых дорог приводит только к увеличению числа автомобилей. Поэтому введение локальных улучшений дорожной сети - тупиковый путь решения транспортных проблем мегаполисов. Нужен коренной пересмотр транспортной политики крупных городов, таких, как Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск. Большинство жителей (80%) в своих поездках по городу по-прежнему пользуется общественным транспортом. Но они попадают в те же пробки (хотя общественный транспорт по всем показателям на порядки более эффективен, чем личный автомобиль).
В Лондоне транспортную проблему решают достаточно радикально с 2002 года. По решению мэра Лондона, который сделал решение этой проблемы ключевым направлением своей политики, был введен платный проезд автомобилей в центр города. Проезд через центральную часть Лондона обходится теперь 5 фунтов в день. Эта мера снизила транспортную нагрузку центра на четверть. Деньги от введения платного проезда, 480 млн. долларов в год, инвестируются в общественный транспорт. Лондонские власти собираются расширить зону платного въезда вдвое. И это - помимо поминутной (!) оплаты времени стоянок в центре.
К сожалению, ничего подобного нет в городах России. Наша страна, похоже, пребывает в эйфории от доступности личного авто, их свободной купли-продажи и владения.
"Все градостроительные решения в Москве сейчас принимаются исходя из нужд автомобильного меньшинства, что приближает день транспортного коллапса, когда город неминуемо встанет, - говорит Алексей Чарыков, руководитель электронного издания "Транспорт в России". - Если же отдать приоритет общественному транспорту нового поколения (более комфортабельному, быстрому и удобному), проблема пробок решится сама собой. Автовладельцы обязательно пересядут в те же трамваи, на которых быстро, недорого и без нервов доедут до работы, дома или магазина".
Крупные города Европы сокращают использование автомобилей для поездок по городу в пользу трамвая, троллейбуса, автобуса, метро и других видов общественного транспорта, а также велосипедов и пеших маршрутов. Активно создаются "зеленые коридоры", системы велодорожек и пешеходные зоны.
22 сентября 2004 г. 1100 городов мира и более 117 млн их жителей стали участниками Международного дня без автомобилей. Аргентина, Бразилия, Канада, Тайвань и Европа очистили центры своих городов от машин. Европа целиком с 16 по 22 сентября проводила Неделю мобильности под лозунгом "Безопасные дороги - для наших детей".
В России примеру Европы последовал лишь Белгород, где День без автомобилей отмечают официально.
Подготовила Наталья Чубыкина