Внутригородской транспорт

Жизнь современного города немыслима без транспорта, потребляющего значительное количество ТЭР, включая высококачественные нефтепродукты. Транспорт более других отраслей экономики чувствителен к перебоям в снабжении энергией. Однако именно в этом секторе экономики имеются широкие возможности для повышения эффективности использования энергии. Следует различать краткосрочные и долгосрочные программы мероприятий по эффективному энергоиспользованию в транспортном секторе.

Краткосрочные программы направлены на производство и распространение транспортных средств, потребляющих минимальное количество энергии, требующих меньших расходов на их содержание и эксплуатацию. Причем, транспорт – это та область общественной деятельности, в которой может быть наиболее успешно использовано правовое нормативное регулирование для повышения энергоэффективности. Это объясняется значительным числом производителей взаимозаменяемых видов транспорта и еще большим числом его потребителей - владельцев транспортных средств, каждое из которых потребляет относительно небольшое количество энергии. Опыт европейских стран показывает эффективные способы стимулирования энергосбережения на транспорте. Краткосрочные программы включают также комплекс мер по улучшению организации движения в городе.

Долгосрочные программы имеют стратегическую направленность, учитывают перспективы развития города, ожидаемые изменения в структуре источников энергии в будущем и наиболее прогрессивные тенденции в области разработки транспорта. В частности, речь идет о создании транспортных средств, работающих на возобновляемых энергоресурсах, могущих переключаться при эксплуатации с одного вида энергии на другой, о создании современных подземных или надземных видов городского транспорта. Такие тенденции диктуются, с одной стороны, целями энергосбережения, с другой – экологическими требованиями по сохранению чистоты воздушной среды и дефицитом земли в городах.

Рассмотрим возможности энергосбережения на транспорте посредством изменений его структуры и видов потребляемого топлива. В этой связи проектировщик городских транспортных систем может руководствоваться тремя принципами:

· выбирать наиболее функционально подходящие виды транспорта;

· использовать облегченные транспортные средства;

· обеспечить максимальное увеличение полезной нагрузки транспортных средств.

Чем меньше масса автомобиля, тем меньше расходуемая им энергия. В некоторых европейских странах в течение ограниченных периодов времени применялись субсидии или налоговые скидки для улучшения структуры транспортных средств. Так, в Греции была введена налоговая скидка на новые небольшие автомобили с низким уровнем выбросов при условии вывода из обращения старых машин. Регулированием налогов на покупку, импорт автомобилей, ежегодной пошлины на них можно стимулировать спрос потребителей на машины с высокоэффективным использованием топлива, что косвенно ориентирует производителя на выпуск таких машин. Для информирования потребителей в ряде стран применяется маркировка новых автомобилей по расходу топлива, к примеру, она обязательна в Великобритании.

Распространенным инструментом влияния на конъюнктуру автомобилей служат также налоги на топливо для двигателей. Цены на топливо влияют на решение потребителя о выборе того или иного автомобиля и, в свою очередь, стимулируют производителя на выпуск соответствующих машин. Известно, что транспортные средства на дизельном топливе имеют меньший расход топлива, чем транспортные средства на бензине, особенно при работе в городском режиме. Для их большего распространения в Европе было применено дифференцированное налогообложение на бензин и дизельное топливо. Имели значение и более низкие цены на дизельные автомобили.

В городах все большее развитие будет получать электрифицированный транспорт как более экологически чистый. Перспективными с точки зрения сбережения нефтепродуктов и экологии являются электромобили, использующие электрическую энергию, которая может быть получена как от аккумуляторов, так и в результате прямого преобразования возобновляемых видов энергии, например, солнечной. КПД тяговой установки электромобиля составляет 25-30%, в то время как КПД двигателя внутреннего сгорания – 15-20%. Научно-экспериментальные изыскания по разработке электромобилей активно проводятся во многих странах.

Проблемы ценности городской земли и загрязнения воздуха выбросами автомобилей при сжигании органического топлива заставляют думать о развитии подземного транспорта. Его создание требует 10-20 лет, начиная с этапа технико-экономического анализа до начала эксплуатации, еще 10-20 лет необходимо для выхода транспортной системы на полную проектную мощность. Поэтому оценка эффективности использования энергии при принятии решений о сооружении подобных крупнозатратных транспортных систем должна производиться в стратегическом контексте с учетом располагаемых городом в перспективе видов энергоресурсов, роста их потребления и дальнейшего развития города. В качестве меж- и внутригородского вида современного транспорта может рассматриваться вертолетное движение.

Значительный потенциал энергосбережения содержится в организации движения транспорта в городе, в ее оптимизации. Объем потребления энергии на транспорте непосредственно связан с планировкой города, его компактностью, расположением его районов, объектов наибольшего посещения. Поэтому важно оптимально организовать систему магистралей, главных и второстепенных дорог, транспортных развязок, регулирования скоростей с помощью светофоров и дорожных знаков, предусмотреть возможности рациональных проездов, хорошее состояние дорог, качественное техническое обслуживание транспортных средств.

Ограничения скорости существуют во всех странах практически для всех типов дорог. Они нужны по условиям безопасности, но, кроме того, позволяют экономить топливо. С учетом максимальной экономии топлива должны организовываться в современных городах системы стоянок транспортных средств, гаражей, маршрутов и остановок городского общественного транспорта, станций технического обслуживания и бензозаправочных станций.

Энергоэффективность использования транспортного средства в городских условиях сильно зависит от индивидуального умения и навыков вождения с наименьшим расходом топлива. В некоторых европейских странах при проведении экзамена на получение водительских прав осуществляется проверка качества вождения с позиций эффективного использования топлива. Важно, чтобы каждый водитель регулярно наблюдал и вел учет потребления топлива. Это позволяет ему оценить возможную экономию денежных средств и стимулирует на рациональное пользование транспортным средством.

Директива ЕС требует ежегодной проверки состояния транспортных средств, в том числе определения характеристик выбросов. В некоторых случаях национальные требования включают и оценку качества и эффективности использования топлива.

Системы освещения. На освещение расходуется 10-13% от общего потребления электроэнергии. Анализ структуры потребления по отраслям показывает, что на промышленность приходится 29%, жилищный сектор – 26%, административные и общественные здания – 20%, уличное освещение – 12% всего объема потребления. Таким образом, 80-90% электроэнергии на нужды освещения расходуется на территории городов и населенных пунктов. В организации энергоэффективного освещения городских объектов производственной и непроизводственной сферы, жилых зданий, территории городов, имеется значительный потенциал энергосбережения за счет перехода к энергоэффективному освещению.

Энергоэффективное освещение означает устройство систем освещения и организацию их функционирования таким образом, чтобы при обеспечении требуемых нормами количественных и качественных характеристик освещения потреблялось минимальное количество электроэнергии. Исполнение этих условий закладывается в первую очередь при проектировании освещения путем рационального сочетания естественного света через световые проемы и искусственного – от осветительных установок, общего и локального освещения, выбора оптимальной схемы электрической сети освещения, количества, типов и мощности источников света, их размещения, выбора светильников и пускорегулирующей аппаратуры. Сочетание хорошего естественного освещения за счет оптимальных количества, размещения, размеров оконных проемов, фонарей в потолочных перекрытиях и регулируемого искусственного освещения может обеспечить энергосбережение до 30-70%. Потребность в искусственном освещении уменьшается при светлых интерьерах в помещениях, которые создают ощущение более светлого пространства.

Необходимо подчеркнуть взаимосвязь между нормами на уровни освещения и потенциалом энергосбережения. Нормы устанавливаются по условиям зрительной работы в результате санитарно-гигиенических исследований, зачастую не являются оптимальными и периодически подвергаются изменениям. Совершенствование действующих норм в направлении более точной адаптации к психофизиологическим характеристикам человека, его практическим нуждам и учета современных конструктивных решений систем освещения содержит значительный резерв экономии энергоресурсов.

Все более широкое применение находят системы автоматического управления включением, отключением светильников и автоматического регулирования освещенности, а также энергоэкономичные источники света. Зарубежный опыт свидетельствует, что автоматизация освещения позволяет снизить энергопотребление на 30-50%. В Республике Беларусь налажено и развивается производство электронных и электромагнитных пускорегулирующих аппаратов для люминисцентных ламп, энергоэкономичных ламп и осветительной арматуры, устройств автоматического управления освещением: фотореле, приборов регулирования светового потока, инфракрасных датчиков.

В табл. 3 перечислены применяемые сегодня типы ламп и даны их некоторые характеристики.

Совокупность осветительной арматуры с лампами называется светильником. Известны недостатки люминесцентных ламп: холодное свечение, стробоскопический эффект, шумы, значительные конструктивные габариты. С появлением около десяти лет назад электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) возникла возможность создания более энергоэкономичных светильников с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Сокращение расхода электроэнергии и повышение КПД лампы происходит в результате повышения напряжения питания частотой 20 кГц; многократное увеличение светоотдачи поверхности осветительного прибора позволяет уменьшить его габариты. Срок службы лампы достигает 8000 часов. Компактная лампа мощностью 10 Вт обеспечивает такую же освещенность, что и обычная лампа накаливания мощностью 50 Вт. Срок окупаемости ККЛ составляет 1–2 года.

Значительную экономию электроэнергии, на 10–30% могла бы дать широкая замена ламп накаливания люминесцентными в жилых домах, общественных и промышленных зданиях. В промышленности массовая замена люминесцентных ламп натриевыми лампами высокого давления могла бы снизить электропотребление на освещение на 20-50%. Безусловно, эти мероприятия требуют определенных инвестиций и могут быть осуществлены постепенно в течение 15-20 лет.

Таблица 3

Типы ламп и их характеристики

Количество энергии, используемой для освещения улиц, площадей города, подъездов жилых зданий, можно сократить в два раза за счет его регулирования в зависимости от времени суток и присутствия людей, оптимального подбора количества, типов и мощности светильников. Очевидно, в 2-3 часа ночи город не должен освещаться так же как в 10-11 вечера. В подъездах посредством автоматических выключателей свет может отключаться сам через определенное время после включения. Для автоматического включения и выключения осветительных устройств на запрограммированный промежуток времени применяются электронные управляющие устройства – таймеры. До 50% электроэнергии позволяет сэкономить использование датчиков движения, чувствительных к инфракрасному излучению человека, в системах управления освещением жилых и вспомогательных помещений: коридоров, лестничных площадок. С точки зрения энергосбережения, важна оптимизация рекламного освещения городов.

Правильная эксплуатация систем освещения: своевременные ремонт и профилактика, периодическая замена ламп, мытье оконных стекол и чистка светильников, отключение их в светлое время суток и в отсутствии людей – весьма существенна для экономии электроэнергии. Потребление энергии на освещение можно сократить на 10-15% путем своевременного отключения неиспользуемых ламп, уменьшением их числа и заменой.

Утилизация мусора. Городской мусор, твердые бытовые и промышленные отходы - неизбежный спутник существования городов. В среднем на одного жителя в год в городах России, Беларуси накапливается 200-300 кг мусора, а США, Швеции, других западных стран – 480-700 кг. Резко растут площади отчуждения под санкционированные и несанкционированные свалки. Природные системы уже не способны поглощать естественным образом городские отходы. Появились международные отношения купли-продажи отходов, в том числе токсичных и радиоактивных, что чревато не только экономическими, но и политическими осложнениями. Обычное сжигание и вывоз отходов в отвалы, хвостохранилища, на свалки – опасный источник загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхностных и подземных вод, растений, угроза инфекционных заболеваний. Это угроза здоровью как настоящего, так и будущих поколений. Во всех странах стараются решить проблему утилизации мусора. На международном уровне усиливается движение за устойчивое развитие окружающей среды. Решение проблемы осуществляется по следующим направлениям:

· минимизации образования отходов по количеству и вредности, т.е. создание малоотходных и безотходных технологий;

· разработка и внедрение эффективных технологий обезвреживания и переработки отходов, включая их утилизацию для производства топлива, тепловой и электрической энергии;

· организация контроля и мониторинга влияния отходов на состояние окружающей среды и здоровье населения.

Это задачи, которые решают ученые и инженеры, городские власти, власти отдельных государств на законодательном и исполнительном уровнях. Это задачи, требующие согласованных действий на международном уровне.

Процессы переработки городских отходов начинаются с организации их сбора и сортировки. Здесь представляют практический интерес домашние мусоросборники с отделением органических отходов и мусоропровод с сортировкой и уплотнением мусора, герметичные устройства для сжигания мусора в домашних условиях с последующим уплотнением золы, вакуумные системы, автоматически удаляющие отходы из отдельных зданий в центральные приемные пункты.

Предлагается двухступенчатая система сбора, переработки отходов: доставка на расположенные в черте города перерабатывающие заводы (производительностью 25-30 тыс. т мусора в год на 300 тыс. жителей), где отходы сортируются, измельчаются, прессуются, из них извлекаются полезные продукты, остатки отходов отправляются на свалки или последующую утилизацию.

Утилизация отходов для энергетических целей может осуществляться в установках по получению биогаза (в результате анаэробного разложения органических) и последующего его сжигания для производства тепловой и электрической энергии непосредственно на свалках городских отходов или на специальных заводах. Так, 1 тонна твердых бытовых отходов (ТБО) может дать городу около 1 Гкал тепловой энергии, т.е. сэкономить 150 кг топлива. Объем остатков после сжигания не превышает 5% первоначального объема мусора. Разработано много отечественных и зарубежных технологий термической переработки ТБО: слоевое сжигание, сжигание в топке с кипящим слоем, сжигание при высокой температуре, гидрогенизация, пиролиз. Однако стоимость сжигания городского мусора с учетом очистки отходящих газов и утилизации их тепла пока обходится весьма дорого, что затрудняет внедрение этих технологий. На сегодня наиболее экономичным признано сжигание отходов в топках котлов ТЭС в качестве присадки к основному топливу (предпочтительна доставка в спрессованном виде с близ расположенных заводов по переработке мусора) и в городских теплофикационных котельных для выработки низкотемпературного пара, непосредственного обогрева зданий и кондиционирования воздуха. На части мусороперерабатывающих заводов основное производство заключается в переработке ТБО в органическое сельскохозяйственное удобрение (компост), попутно крупная фракция ТБО сжигается в котлах как топливо для получения тепловой энергии и используется теплота уходящих дымовых газов.

Энергосбережение в быту

Коммунально-бытовой сектор экономики является одним из крупнейших потребителей топлива, тепловой и электрической энергии. Современный быт немыслим без энергетических услуг:

· комфортные условия жизни людей обеспечиваются освещением, отоплением, вентиляцией, бытовыми электрическими приборами и устройствами, кондиционированием и т.п.;

· бытовые коммуникации, информационно-развлекательный сервис осуществляются с помощью телефонов, телевизоров, магнитофонов, компьютеров и т.д.

Энергетический комфорт во многом определяет качество жизни населения той или иной страны. В современном мире оценка качества жизни все больше смещается от материало- и энергоемких бытовых приборов и устройств: нагревательных печей, ламп накаливания, энергоемких холодильников – к энергоэкономичным приборам: микроволновым печам, газоразрядным осветительным установкам, батарейной радио-, телеаппаратуре и т.п.

Таким образом, очевидны наличие значительного потенциала энергосбережения на бытовом уровне, прежде всего, по тепловой энергии, и необходимость его активной реализации как с целью экономии ТЭР, так и для повышения качества жизни белорусов. Для решения этих задач, согласно Государственной программе «Энергосбережение», предусмотрен и проводится целый комплекс долгосрочных и краткосрочных мероприятий. Обязательными условиями успеха их решения являются следующие:

· психологическая настроенность и желание населения экономно расходовать энергоресурсы;

· знание способов энергосбережения и умение их использовать в повседневной жизни;

· людей рачительное отношение людей к пользованию энергетическим комфортом на подсознательном уровне, внутренняя дисциплина бережного энергопотребления.

Если первые два условия могут быть обеспечены в относительно короткие сроки благодаря государственному экономическому и организационно-административному стимулированию, информационно-образовательным мерам, то осуществление последнего условия требует длительного времени, так как предполагает формирование у человека с самого детства определенных культуры поведения и привычек, обусловленных заботой о будущем энергетическом и экологическом благополучии нашей планеты. Именно поэтому в республике организована и совершенствуется многоступенчатая система образования в области энергосбережения, постоянно проводится информационно-рекламная работа.

В значительной мере существующий потенциал энергосбережения в жилищно-бытовом секторе может быть реализован за короткое время самими жильцами с помощью простых, недорогих и эффективных способов, представленных в таблице 4. Реальный потенциал экономии теплопотребления в жилых зданиях составляет 40-50%, причем половина этой экономии осуществима за счет снижения потерь тепла непосредственно в квартирах и приводит к улучшению микроклимата в них.

Таблица 4