Энергосбережение на Транспорте: Авто • ЖД • Авиа • Вода • Труб

Введение

По приросту потребления энергии 
в последние семь лет транспорт 
занимает второе место после промышленности.
Потребление энергии в транспортном
секторе выросло за этот период на
43% – до 136,5 млн т. н.э., что составило
31,5% конечного потребления энергии.

Основные причины быстрого роста
– увеличение потребления жидкого 
топлива на личном автомобильном 
транспорте. В структуре грузооборота
доля железнодорожного транспорта повысилась
с 38 до 43% на фоне снижения доли трубопроводного 
с 53 до 50%. Доля экономичных морского
и внутреннего водного транспорта
также снизилась с 5,4 до 3,1%.

В структуре пассажирооборота транспорта
резко выросла доля личных автомобилей,
что привело к существенному 
снижению энергетической эффективности 
пассажирских перевозок. Если в 2006-2021 гг.
пассажирооборот сократился в целом на
6%, то число автомобилей в личном пользовании
граждан увеличилось на 45%.

По оценкам ЦЗНЭФ, потребление 
энергии парком легковых автомобилей 
выросло за этот же период на 43%.

Повышение энергоэффективности автомобильного
транспорта может быть достигнуто снижением 
веса автомобилей через замену материалов
из металла на полимерные во внутренней
отделке и в элементах кузова,
использованием менее энергоемкого
топлива, а также повышением качества
дорог путем использования полимеров 
для дорожного строительства.

1
Уменьшение веса автомобиля

Расширение области применения
различных полимерных материалов в 
производстве автомобилей позволит
в итоге повысить энергоэффективность 
использования автотранспорта и 
добиться экономии до 7-9 млн т. н.э. различных 
топливно-энергетических ресурсов в 
год.

Три четверти потребности автомобиля
в движущей энергии обусловлено 
его весом. Таким образом, производство
автомобилей радикально меньшего веса
позволяет экономить существенное
количество топлива. Так, по данным Европейской 
ассоциации автопроизводителей (ЕАА),
сокращение веса автомобиля на 100 килограммов 
позволяет экономить в год 
около 160 л. топлива.

Меньший вес прежде означал такие 
дорогостоящие материалы, как алюминий
и магний. Теперь сверхлегкая сталь 
может в два раза повысить эффективность 
автомобиля без дополнительных затрат
или снижения безопасности. Современные 
полимерные материалы могут вдвое 
уменьшить вес автомобиля и расход
топлива и повысить безопасность,
поскольку композиционные материалы 
из углепластика поглощают при столкновении
до 12 раз больше энергии на килограмм,
чем сталь.

До недавних пор широкому использованию 
полимерных материалов в машиностроении
препятствовали низкие, по сравнению 
с марочными сталями, прочность 
и теплостойкость. Решить эти проблемы
помог переход к композиционным
материалам, главным образом стеклу
и углепластикам.

Почти три четверти внутренней отделки 
салонов легковых автомобилей, автобусов,
самолетов, речных и морских судов 
и пассажирских вагонов выполняется 
из декоративных пластиков, синтетических 
пленок, тканей, искусственной кожи.
Для авто – и авиапромышленности
использование полимеров обеспечивает
существенное уменьшение веса машины,
следовательно – сокращение расхода 
топлива и большую безопасность.
По сравнению с выполненным из
традиционных материалов современный 
автомобиль весит в 2 раза меньше.

В современном автомобиле Peugeot 207 содержится
до 152 кг полимеров: 32% в подкапотном 
пространстве, 32% в интерьере, 18% – бампер,
11% – панель приборов, 7% – экстерьер.

2
Перспективы роста применения пластиков
в автомобилях

Уникальные физические свойства современных 
полимерных материалов позволят в дальнейшем
еще больше уменьшить вес автомобиля,
снижая вес различных его частей.

Так, применение:

• полипропилена
  (компаундов) позволит снизить массу:

крыльев передних – примерно на 2 кг;

крыльев задних – примерно на 2,4 кг;

корпуса водяного насоса – примерно на
0,3 кг.

• АБС-пластика и
  поликарбонатов позволит снизить массу:

багажника/задней двери – примерно на
2 кг;

наружных боковин дверей – примерно
на 4,8 кг.

• поликарбонатов
  позволит снизить массу:

стекол боковых – примерно на 2,4 кг;

стекол задних – примерно на 2 кг;

люка – примерно на 0,4 кг.

2 альтернативное топливо

Общую энергоэффективность (с учетом
того, что средний экономический 
эффект от перевода 1 автомобиля на газ 
составляет около 0,3 т. н.э.) при переводе
около 30% (около 9,3 млн. автомобилей) белорусского
легкового автопарка на использование
сжиженных углеводородных газов в качестве
газомоторного топлива можно оценить
в 2,7 млн т. н.э.

По данным Международного энергетического 
агентства (МЭА), на производство бензина 
и дизельного топлива в мире расходуется
1514,5 млн тонн нефти в год. Применяя
новые технологии, повышающие энергоэффективность 
автомобиля, можно добиться значительной
экономии традиционного топлива, используемого 
автотранспортом.

Стоимость нефтегазовых ресурсов растет,
запасы дешевой нефти приближаются
к исчерпанию, загрязнение окружающей
среды продуктами, содержащимися 
в бензиновом выхлопе, приобретает 
все более масштабный характер, а 
темпы роста автомобильного парка 
остаются на высоком уровне.

Поэтому 
проблема перехода на альтернативные
виды моторных топлив приобретает все 
большую актуальность. Из списка технологий,
рассматриваемых как возможные 
решения этой проблемы, таких как 
метанол, биогаз, электромобили, синтетический 
бензин, на сегодняшний день можно 
говорить о двух практически освоенных 
направлениях – это сжиженные углеводородные
газы и сжиженный природный газ.

Сжиженные углеводородные газы (СУГ).
В широком обиходе под СУГ 
понимают пропан-бутановую смесь. СУГ 
является продуктом переработки 
нефти и нефтяного попутного 
газа (ПНГ). СУГ обладает важным преимуществом 
перед другими видами газового моторного 
топлива (например, природного газа, биогаза 
и т.д.): пропан-бутановая смесь 
при нормальной температуре и 
давлении 1,6 МПа переходит в жидкое
состояние, что позволяет использовать
для ее хранения и перевозки баки
и цистерны, предназначенные для 
хранения и перевозки жидкого 
топлива. Следует отметить также 
и более низкую по сравнению с 
бензинами стоимость производства
этого топлива.

Подъем рынка газомоторного 
топлива (ГМТ) в нашей стране начался 
с 1998 года, когда резко увеличился
спрос на пропан-бутановую смесь.
Сегодня в Беларуси насчитывается
более 1 млн газобаллонных автомобилей
(примерно 3% от общего числа автомобилей),
из которых около 90% работают на СУГе.

На рынке моторных топлив пропан-бутан 
успешно конкурирует по цене с 
автомобильными бензинами. И, несмотря
на то, что доля пропан-бутана на рынке 
моторных топлив сегодня невелика,
данная сфера применения СУГ быстро
развивается.

В настоящее время 20 млн тонн сжиженного
пропан-бутана в год (что составляет
приблизительно 9% от общемирового годового
потребления СУГ} используется в 
мире в качестве топлива для автотранспорта.
Основными регионами мира, потребляющими 
СУГ в качестве автомобильного топлива,
являются страны АТР и Европы – на их долю
приходится порядка 70% всего потребляемого
в мире автомобильного сжиженного пропан-бутанов.

Основные факторы, стимулирующие 
развитие потребления СУГ в качестве
автомобильного топлива таковы:

• Экологичность
  СУГ по сравнению с используемыми бензинами
  и дизтопливом: по сравнению с бензином
  на 50% меньше выбросов окиси углерода,
  на 40% меньше углеводородов, на 35% меньше
  окиси азота и на 50% меньше озона.
• Эффективность
  использования. Пропан (основа СУГ) практичное
  топливо, точка его кипения составляет
  – 42о С. Даже при очень низких температурах
  оно быстро испаряется, стоит лишь извлечь
  его из герметичного контейнера. Это означает
  возможность полного сгорания топлива
  без многочисленных приборов для выпаривания
  и смешивания с воздухом.
• Возможность многоцелевого
  использования СУГ. Так, при недостаточном
  спросе на СУГ в качестве моторного топлива
  его можно использовать для различных
  целей коммунального хозяйства, а также
  в нефте – и газопереработке.
• Меньший износ двигателя
  и, соответственно, уменьшение затрат
  на проведение капитального ремонта автотранспорта.
• Безопасность хранения
  и транспортировки. По сравнению с другими
  видами топлива жидкие газы весьма безопасны.
  Пропан имеет высокую температуру воспламенения
  (около 450-510о С) по сравнению с бензином
  (257о). Этот факт снижает вероятность самопроизвольного
  возгорания. Кроме того, из-за давления,
  необходимого для поддержания пропана
  в жидком виде, баллоны, используемые для
  хранения пропана, прочнее бензобаков.
  Специальный клапан отсечки топлива в
  баке также увеличивает коэффициент безопасности.

В сравнении с бензином и дизельным 
топливом СУГ выигрывает по стоимости 
даже с учетом того, что на одинаковое
расстояние придется израсходовать 
на 10% литров пропан-бутановой смеси 
больше, чем бензина.

3 “зеленые” шины

Общая экономия топливных ресурсов
при повсеместном переходе на использование 
автотранспортом “зеленых” шин 
в РБ может составить 0,9-1 млн. т. н.э.

По данным компании Michelin, использование
“зеленых” шин, при среднем годовом 
пробеге автомобиля около 20 тыс. км,
позволяет сократить годовое 
потребление топлива на 40 литров.
С учетом того, что белорусский легковой
автопарк в настоящее время превышает
30 млн. автомобилей, использование “зеленых”
шин при оснащении этого автопрака позволит
ежегодно экономить порядка 1 млн. т. топливных
ресурсов.

Отрицательное воздействие шин 
на воздух, почву, растения, животных и 
людей обусловлено их сопротивлению 
качению, которое, в свою очередь, определяет
расход топлива двигателем и, следовательно,
количество выбрасываемых в атмосферу 
выхлопных газов, содержащих такие 
опасные компоненты, как свинец,
углеводороды, сернистый, углекислый,
угарный газы.

В результате проведенных НИИ шинной
промышленности РБ исследований было
выявлено, что основной вклад в перечисленные
негативные явления вносит протектор
– наружный резиновый слой покрышки. На
его долю у легковых машин приходится
35-50%, у грузовых – 50-70% сопротивления шины
качению, а также практически весь объем
продуктов их стирания.

Решение возникших проблем может 
быть найдено в использовании 
так называемых “зеленых” шин.
Производство “зеленой” шины предусматривает 
улучшение экологических показателей 
производства и сокращение потерь энергии 
на качение при эксплуатации. Это,
в свою очередь, уменьшает расход
топлива автомобиля и выброс им выхлопных 
газов в окружающую атмосферу.

Сопротивление качению выражается
в механических потерях и образовании 
тепла при циклическом нагружении
шины. Для снижения потерь по этой причине 
протекторы шин необходимо делать из
соединений технического углерода с 
коллоидным диоксидом кремния (КДК).

Проведенные опыты показали, что 
замена 45-75% первого из них на второй
снижает гистерезисные потери на
30-50%. Правда, непременным условием получения 
таких результатов является дезагрегация
частиц КДК и взаимодействие между 
их поверхностями и каучуком резиновой 
смеси, для чего в последнюю вводят
специальные добавки.

Зеленые шины

Использование «зеленых» шин позволяет

Как это работает.

Каждый автомобиль подвергается воздействию сил трения и сопротивления качению.

Для уменьшения сопротивления качению производители шин меняют углевод, придающей черный цвет шинам на кремний.

Кремний сокращает сопротивление качению по сравнению с углеродом примерно на 20%.

Таким образом автомобиль расходует меньше энергии и, соответственно, потребляет меньше горючего.

Исследовательская работа на тему “энергосбережение в быту” | образовательная социальная сеть

Уменьшение веса автомобиля

Исследования производителей транспортных средств показывают, что снижение веса легковых и грузовых машин за счет все большего использования полимерных материалов позволяет добиться большой экономии.

Если ранее снижение веса достигалось за счет использования дорогостоящего магния и алюминия, сейчас им на смену пришли композитные материалы, например, углепластик.

Причем, использование композитных материалов не сказывается на безопасности.

Например, тот же карбон поглощает больше энергии удара при столкновении в сравнению со сталью.

Энергетическое обследование зданий и организаций • консультация • 8(499)490-60-60

Вас может заинтересовать:

Энергосберегающие технологии на авиатранспорте

Перевозка пассажиров и грузов авиационным транспортом занимает не слишком большую долю в общем пассажиропотоке или грузопотоке в сравнении с железнодорожным и автомобильным транспортом.

Однако ввиду того, что летательные аппараты потребляют больше дорогостоящего топлива, внедрение энергосберегающих технологий на авиатранспорте позволяет добиться значительной экономии в денежном эквиваленте.

Все энергосберегающие технологии, которые внедряются в этой сфере, можно условно разделить на две группы:

1. Энергосбережение в аэропортах и при обслуживании летательных аппаратов.
2. Энергосбережение во время полета самолета.

Сократить затраты энергии в аэропорту можно следующими способами:

1. Использование энергосберегающего осветительного оборудования. Замена обычных галогенных ламп на светодиодные позволяет сократить затраты электроэнергии на освещение. Большой срок службы ламп и прочность дают возможность уменьшить периодичность замены освещения. Обследование освещения – узнать подробно.
2. Увеличение эффективности обслуживания самолетов. Сокращение ручного труда и использование автоматизированных технологий обслуживания летательных аппаратов позволяет уменьшить простои, количество электроэнергии и топлива на проведение этих операций.
3. Оптимизация воздушного трафика. Правильно составленные схемы движения самолетов при посадке в аэропорту и взлете позволяют уменьшить время нахождения в воздухе и руление по дорожкам и взлетно-посадочным полосам с включенными двигателями. Это напрямую влияет на количество сжигаемого топлива и энергоемкость полетов.

Рассмотрим энергосберегающие технологии, связанные с самими самолетами:

1. Увеличение КПД авиационных двигателей и снижение потребления топлива на перевозку 1 кг груза или 1 пассажира.
2. Увеличение соотношения полезной нагрузки к общему весу летательного аппарата.
3. Совершенствование технологий взлета и посадки для уменьшения энергозатрат на совершение этих операций.
4. Разработка альтернативных видов топлива, в том числе использование возобновляемых энергоресурсов.

Энергосберегающие технологии на трубопроводах

Трубопроводный транспорт используется в основном для транспортировки энергоносителей.

Следовательно, внедрение технологий энергосбережения в этой сфере позволит снизить себестоимость нефтепродуктов и газа для крупных промышленных потребителей и частных лиц, что окажет положительный эффект для экономики страны в целом.

Для уменьшения затрат энергии на транспортировку жидких и газообразных сред в трубопроводах возможно внедрение следующих технологий:

1. Использование насосных станций с более высоким КПД для уменьшения затрат электричества, необходимого для перекачки жидких и газообразных средств.
2. разработка специальных материалов, в том числе полимерных, для строительства трубопроводов. Применение композитов позволяет избежать коррозии стальных труб и уменьшить затраты на поддержание трубопроводов в рабочем состоянии.
3. Использование более эффективных методов очистки трубопроводов от внутренних отложений, что дает возможность сохранить их пропускную способность в течение всего срока эксплуатации.

Энергосбережение в быту

Энергосбережение на водном транспорте

Морские и речные перевозки необходимы для транспортировки объемных и тяжелых грузов на большие расстояния.

Кроме того, водный транспорт используется для перевозки большого количества пассажиров.

Ввиду высокой мощности судовых силовых установок они потребляют относительно много топлива.

Поэтому внедрение энергосберегающих технологий напрямую отражается на себестоимости перевозки 1 кг груза или 1 пассажира, что влияет и на рентабельность работы транспортных компаний.

Для уменьшения затрат энергоресурсов на водном транспорте применяются такие меры:

1. Разработка и установка на суда двигателей внутреннего сгорания с большим КПД, перевод силовых агрегатов на газообразные виды топлива.
2. Разработка судов с оптимальным соотношением размеров и грузоподъемности с целью экономии топлива на перевозке контейнеров или других грузов на большие расстояния.
3. Производство судов с конфигурацией корпуса, которая уменьшает сопротивление воды и позволяет набрать большую скорость с использованием менее мощных судовых двигателей.
4. Разработка и реализация эффективного плана морских и речных перевозок, который исключает простой судов во время погрузочно-разгрузочных операций, при заходе в порт и выходе из него, во время швартовки и других подобных операций.
5. Использование более эффективных инструментов прогнозирования погоды с целью недопущения выхода в море судов при неблагоприятных условиях, что увеличивает затраты топлива.
6. Установка на судне бортового оборудования с меньшим энергопотреблением, что дает возможность уменьшить выработку электроэнергии судовыми генераторами.
7. Разработка более эффективных маршрутов движения с использованием современных средств спутниковой навигации и отслеживания позиции судна.
8. Оснащение корпусов судов необрастающими покрытиями.
9. Внедрение на речных судах двигателей с трубонаддувом.
10. Использование новых систем топливоподготовки.
11. Оптимизация работы судового оборудования за счет АСУ.

Энергосбережение на транспорте

Энергосбережение транспорте – подводим итог

Энергосбережение на транспорте позволяет снизить стоимость транспортировки грузов и пассажиров и увеличить рентабельность практически всех сфер экономики.

Однако для реализации перечисленных технологий необходим комплексный подход и законодательное регулирование со стороны государственных органов.

В противном случае приложенные усилия не дадут нужного эффекта.