Экологические нормы.

Всемирную известность приобрели европейские экологические нормы по токсичности выхлопных газов – Евро 1, Евро 2, Евро 3, Евро 4. Начиная с 1995 г., всем продаваемым в Европе автомобилям полагалось отвечать нормам Евро 1, в которых оговаривались такие важные условия, как соответствие нормам не только нового, но и бывшего в использовании автомобиля.

Принятые требования стали тем стимулом, который привел к весьма заметным изменениям в конструкции автомобилей. Прежде всего, это поголовная установка каталитических нейтрализаторов. Их внедрению предшествовало запрещение вредного этилированного бензина, что, по сути, стало фактором реорганизации нефтеперерабатывающей промышленности. Впервые был оговорен уровень испарений топлива из топливной системы автомобиля.

Переход к новым нормам Евро 1 оказался не слишком болезненным. Но полутора годами позже автомобильные компании были вынуждены менять характеристики и механизмы моторов, чтобы они удовлетворяли новым требованиям – Евро 2. К 2000 г., когда состоялся переход к Евро 3 (они действуют в Европе и в настоящее время), автогиганты подошли с новым багажом научных идей и наработок.

Многие компании пытаются решать проблему быстрого прогрева каталитического нейтрализатора до рабочей температуры. Этого требует новая методика контроля выбросов: если раньше диагностическое оборудование подключали спустя 40 секунд после холодного старта, то теперь контроль начинают непосредственно с пуском мотора, причем с недавних пор – при температуре -7°С. Нейтрализатор же, как известно, вполне эффективен, лишь при разогреве до нескольких сотен градусов.

Более жесткие “правила игры” заставили конструкторов сначала перенести нейтрализатор ближе к выпускному коллектору, а затем озаботится теплопроводностью самого коллектора. И все же основное направление работ – доводка двигателей. Конструкторы стремятся заложить в них запас интеллектуальной “прочности”, чтобы потом избежать дорогостоящей модернизации после введения еще более суровых экологических норм. Очередные нормы Евро 4, согласно плану, вступят в действие в Европе уже в 2005 г.

При сжигании единицы топлива, в пересчете на углерод, выделяется в 3,7 раза больше диоксида углерода. Кроме того, образуются оксиды азота, серы, другие вредные вещества, а также значительное (34,1 МДж на 1 кг углерода) количество теплоты, которая является тепловым загрязнением. Общий же объем извлекаемых из недр Земли энергетических ресурсов, по данным Международного газового союза, составляет 1083,5 млрд. т условного топлива, из которых 65,5 % — уголь, 12,6 — нефть, 10 — природный газ, 11,9% — сланцы, битумы, тяжелые нефти. Автомобильный транспорт потребляет -50 % нефтепродуктов, т. е. на его долю приходится лишь 6,3 % энергоресурсов. Соответственно и объем выбрасываемых в атмосферу вредных веществ при его эксплуатации не превышает 5 % суммарных выбросов, образующихся в результате сжигания добываемого органического топлива.

Поэтому становится очевидным: удовлетворение АТС экологическим нормам — лишь часть более сложной общей проблемы, для решения которой необходим целый комплекс мер. И в первую очередь мер, которые можно назвать производственными, т. е. связанные с созданием и изготовлением АТС. Причем производственными в самом широком смысле этого слова.

Дело в том, что на изготовление автомобилей, запасных частей к ним и производство конструкционных и эксплуатационных материалов расходуется-20 % производимых в мире черных металлов, 7 — меди, 13 — никеля, 35 — цинка, 50 — свинца, 50 % — натурального каучука и т. д. В итоге для изготовления 1 т элементов, деталей и узлов, используемых в автомобиле, перерабатывается 150 т природного вещества, т. е. из каждой 1 т последнего в автомобиле остается -0,7 %. Остальные 99,3 % тратятся впустую. Но их добыча и переработка оказывают значительные (даже больше, чем автомобиль) негативные экологические последствия. А ведь автомобилестроение, по расчетам, потребляет -10 % добытых и переработанных материалов. Значит, на его долю приходится и столько же загрязнений от стационарных промышленных источников. То есть в процессе производства автомобиля загрязнений получается в 2 раза больше, чем в процессе эксплуатации.

Между тем при экологической оценке автомобиля и других технических изделий большая часть этой оценки (производственные загрязнения) вопреки здравому смыслу никак не учитывается ни государственными, ни международными (ISO) стандартами качества продукции. Другими словами, в век экологического императива, когда перед человечеством остро стоит проблема "быть или не быть", производственная экологичность изделий, на 95 % определяющая загрязнение окружающей среды, пока так и не стала строго регламентируемым показателем качества. Во многом поэтому потребление природных ресурсов прогрессивно увеличивается, ухудшая без того критическое состояние нашей планеты. Хотя все должно быть "с точностью до наоборот": в первую очередь следовало бы учитывать те загрязнения, которые дает изготовление автомобиля, а не только добиваться снижения токсичности отработавших газов на несколько процентов.

 

Таблица 1. Количество вредных выбросов.

 

Таковы исходные соображения. Если же говорить о конкретных путях повышения производственной эко-логичности автомобиля, то начать, как следует из сказанного выше, нужно с его материалоемкости: пока, скажем, руда превратится в стальной лист, окружающая среда получит очень много отходов. И даже так называемые экологически чистые технологии тоже требуют природных ресурсов и решают только некоторые частные вопросы экологической чистоты производства. Так что чего-либо значительного такие технологии дать не могут. Остается одно — реновация автомобилей и их составных частей, отслуживших свой регламентный цикл.

Потеря массы на износ автомобиля, как известно, не превышает 0,5 %, а по деталям прецизионной группы — 0,1 %. То есть свыше 99 % материала, производство которого уже привнесло значительные загрязнения в окружающую среду, можно сохранить с минимальными экологическими потерями.

В самом деле: у автомобилей, поступающих в капитальный ремонт, как показывает многолетняя мировая практика, только 20 % деталей подлежат выбраковке и утилизации, 20 — пригодны для дальнейшей работы без восстановления, а 60 % можно восстановить. Тем не менее в настоящее время у многих автомобилистов (от автолюбителей до ученых), в том числе научно-технических работников и работников сферы государственного управления, сохранилось довольно устойчивое мнение о неэффективности капитального ремонта автомобилей. Отождествляя понятия "необходимость" и "качество ремонта", они ратуют за создание "равнопрочного" надежного автомобиля, который после одного регламентного пробега необходимо отправить в утиль.

Так, конечно, проще. Вспомним, к примеру, начало производства автомобилей ВАЗ-2101: при каждом ДТП, связанном, скажем, с повреждением, даже незначительным, задней части, ее отрезали и приваривали новую. Для этой цели фирменные СТО автозавод даже оснастил специальными стапелями и организовал выпуск соответствующих элементов кузова.

То же самое можно сказать и о капитальном ремонте: он зачастую сводится к замене изношенных деталей и узлов. Но даже такой ремонт, например двигателя, снижает, по сравнению с изготовлением нового ДВС, вредное воздействие на окружающую среду, как это доказали В. Н. Луканин и Ю. В. Трофименко, в 200—250 раз (см. таблицу). И только промышленная реновация автомобилей и их сборочных единиц (даже с учетом выбраковки некоторой их части) позволяет гораздо больше, чем капитальный ремонт, повысить производственную экологичность АТС.

Вывод напрашивается сам собой: реновационное производство автомобилей нужно развивать, причем как можно быстрее. Однако среди их производителей и потребителей по-прежнему господствует "одноразовая" психология. Достаточно посмотреть, с каким энтузиазмом первые организуют всевозможные автосалоны, выставки, презентации новых моделей АТС и т. д., а вторые их посещают. И практически никто не занимается проблемами реновации. Хотя основы ее технологии давно существуют. Это — технологии восстановления деталей и узлов. Остается лишь организовать кооперацию автозаводов со специализированными предприятиями по восстановлению деталей. Тем более, что технико-экономически эту концепцию К.Т. Кошкин довольно четко и полно обосновал еще в 1960-хгодах. Правда, тогда она не нашла должного понимания в правительстве и научно-технической среде: экологические проблемы хотя и существовали, но не столь остро, как сейчас, когда они стали проблемами самого существования человеческой цивилизации.

Конечно, наивно думать, что при нынешней низкой стоимости природных ресурсов производители начнут менять отлаженные технологии. Поэтому здесь все зависит от государственных органов власти: именно они" должны создать необходимую нормативно-правовую базу, стимулирующую производство экологически чистых автомобилей и других изделий.

Сейчас в мире насчитывается около 1 млрд. АТС. Их ежегодный прирост составляет -8 %, причем все они изготовляются из первичных не возобновляемых ресурсов. В то же время примерно столько же (7—8 %) АТС ежегодно списывается, и каждый имеет значительные остаточную стоимость и ресурс. Небольшая их часть (главным образом, автомобили из Европы, США и Японии) после незначительного ремонта поставляется на рынки СНГ и других стран. Однако это делается стихийно, исходя из конъюнктурных соображений и не всегда качественно. Большинство же утилизируется. Появился даже термин "полный жизненный цикл автомобиля", под которым, к сожалению, понимается только непосредственное его изготовление, эксплуатация и утилизация. Однако при утилизации теряется до 50 % металла (плавка и последующая технологическая обработка), создавая дополнительные выбросы и потребляя многомиллиардные финансовые средства. Доказано: если из полученного вторичного сырья изготовить автомобили по полному технологическому циклу (от плавки металла до сборки), то загрязнения окружающей среды снизятся, по сравнению с изготовлением АТС традиционным способом, на 50—60 %. То есть утилизация, если ее рассматривать в плане сбережения природных ресурсов и улучшения экологического состояния планеты, не может коренным образом изменить сложившуюся ситуацию в лучшую сторону.

Выход — только в реновации. Она потребует, с учетом упоминавшихся выше 20 % выбракованных деталей, по крайней мере на порядок меньше материалов, энергии. Значит, в такой же мере снизит загрязнение окружающей среды. При этой технологии заготовкой становится изношенная деталь, которую необходимо восстановить и обработать под номинальные параметры. И современные способы восстановления (нанесение высокоэффективных покрытий на изношенные поверхности, обработка — на существующем оборудовании) вполне решают эту задачу.

Концепция реновационного автомобилестроения, очевидно, требует особого подхода к созданию новых моделей автомобилей. Подхода, который предполагает конструктивно-технологическую их наследственность, многократность использования деталей и узлов, реновационную пригодность автомобиля и отдельных сборочных единиц, а также решение многих других проблем производственной экологии. В частности, оптимального учета морального изнашивания АТС, их дизайна, комфортности, моды. Причем все оригинальные решения должны быть достаточно обоснованы технико-экономически и социально-экологически, но обязательно с учетом главного критерия — минимального расхода первичного материала. Следует пересмотреть и уточнить понятия "капитальный ремонт" и "реновация автомобиля". Первое предполагает замену изношенных деталей и узлов, небольшой объем слесарно-механической обработки, второе — промышленное восстановление деталей, узлов, агрегатов на специализированных предприятиях.

Производственной базой реновации АТС могут быть автозаводы, заводы по выпуску комплектующих, а также предприятия по ремонту автомобильной техники. И это при том, что значительная часть их загружена не более чем на 30—40 %. Поэтому больших затрат на реализацию реновационного производства не потребуется. Кроме того, будут созданы дополнительные рабочие места, что в условиях рыночной экономики имеет немаловажное значение.

Таким образом, в стране (да и за рубежом) есть научно-технический потенциал и производственная база, для задействования которых необходимы соответствующие условия. Например, проработка вопросов создания реновационного фонда, очистки и дефекта-ции деталей, организации технологических процессов их восстановления в промышленных масштабах и др. Но главное — решить на государственном уровне правовые вопросы по научно обоснованным экологическим налогам на природные ресурсы и технические изделия, которые в настоящее время, по сравнению с экологическим ущербом от производства автомобилей и другой техники, несоизмеримо малы. Необходимы налоговые льготы действительно экологически чистым технологиям и стандарты качества изделий, реально отражающие экологические показатели. Это автоматически "запустит" реновационную технологию, для которой сегодня нет альтернативы.

Экологическая проблема — это прерогатива государства, потому что, как уже упоминалось, ни производитель, ни потребитель ею никогда заниматься не будет. У них другая задача: получить прибыль. Значит, чтобы обеспечить экологичность производства, нужно организовать "экологический коридор" деятельности в виде законодательных актов. Он обеспечит давно назревший переход от мониторинга экологических проблем к их практическому решению.