Развитие зон пониженных экологических выбросов и мер по их реализации



Рассмотрено развитие зон пониженных экологических выбросов как мера снижения отрицательного воздействия транспорта на окружающую среду. Изложены тенденции по расширению экологических требований в зонах к различным видам транспортной техники, а также применения катализаторов для повышения ее экологического класса.

Ключевые слова: экология, транспорт, катализаторы

Keywords: ecology, transport, catalysts

В соответствии с подписанным Россией 22 апреля 2016 г. Парижским климатическим соглашением к 2020 году российская сторона обязана разработать и представить свою национальную программу мер, направленную на снижение темпов потепления климата и ограничение роста средней температуры на планете до 1,5 град.С. к концу столетия. Данное соглашение должно заменить Киотский протокол после 2020 года.

При разработке соглашения на Конференции ООН по климату в Париже (COP21), проходившей в Ле-Бурже во Франции в декабре 2015 года Россия озвучила свои предварительные обязательства сократить к 2030 г. выбросы СО₂ на 30 % по сравнению с 1990 годом.

Поставленные Киотским протоколом, подписанным в декабре 1997 года, задачи по уменьшению выбросов в окружающую среду оказались недовыполненными. Намеченное снижение суммарного объема выбросов по сравнению с уровнем базисного 1990 года не произошло. Более того с 2004 г. происходит рост ежегодного суммарного объема выбросов на планете [1]. Все это побудило Конференцию ООН продлить действие Киотского Протокола до 2020 года. Подведение промежуточных итогов исполнения Киотского протокола показало, что с качественно предпринятые меры не способны сдержать дальнейшее потепление климата и его последствия. Целесообразна разработка более широкого спектра мер, способствующих достижению заявленной цели.

Одной из ряда отмеченных мер является формирование зон пониженных экологических выбросов (Low Emission Zones, или LEZ) в регионах с повышенным загрязнением и высоким уровнем выбросов парниковых газов. Экологические исследования показывают, что точечные выбросы в экологически неблагополучных районах Земли оказывают более пагубные последствия на климат, экологию планеты и развитие катастрофических явлений (ураганов, засухи, наводнений и иных стихийных проявлений), чем эквивалентное повышение среднего уровня фона. Реализация экологических мероприятий требует определенных, часто значительных затрат. Отдельные меры — мало эффективны. Соответственно, актуально дальнейшее развитие и реализация концепции зон пониженных выбросов в экологически загрязненных регионах мира, которыми являются крупные города и индустриальные центры.

В России существует большое количество городов, где сосредоточены предприятия металлургической, химической и добывающей промышленности, и поэтому экологические проблемы нарастают [2]. В десятку самых грязных городов России, по информации Федеральной службы государственной статистики, входят Норильск, Москва, Санкт-Петербург, Череповец, Липецк, Асбест, Новокузнецк, Омск, Ангарск и Магнитогорск. Так, годовой объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу Норильска, по данным 2013 года, составил 1959,5 тысяч тонн, для сравнения, в Москве этот показатель равнялся 995 тыс. тонн. При этом в Москве и С-Петербурге основным загрязнителем является транспорт [3,4].

Зонами пониженного выброса (LEZ) обычно являются густонаселенные города, куда въезд автомобилей со старыми и наиболее загрязняющими дизельными двигателями запрещен или является платным. Допускается использование в зоне техники, прошедшей модернизацию системы газового выхлопа, основным мероприятием которой обычно является установка катализатора или же сажевого фильтра.

Исторически первой следует считать созданную в 1996 году Экологическую зону в Швеции. Затем с использованием шведского опыта, зоны с низким уровнем выбросов были реализованы в нескольких городах в Германии, Нидерландах, Северной Италии, а также в Лондоне в 2007–2008 годах. В настоящее время только в странах ЕС функционируют более 200 зон LEZ. В границах зон экологические требования к транспорту планомерно ужесточаются.

Так, Амстердам с 1 января 2017 года включил в зону LEZ автофургоны Евро 3. С 1 января 2018 года требования зоны LEZ будут также применяться к такси и туристическим автобусам. Городские автобусы, задействованные в общественном транспорте, к 2026 году должны быть без выбросов. Амстердам также планирует изучить возможность включить в экологические зоны мотоциклы и скутеры.

Роттердам расширил площадь зоны LEZ с 1 января 2016 года, эта экологическая зона будет включать в себя дизельные автофургоны и легковые автомобили Евро 3, автофургоны, работающие на бензине и легковые автомобили Евро 1. Экологические требования станут более строгими с 1 января 2018 года, когда будут введены нормативы для дизельных транспортных средств Евро 4.

В России также начата проработка введения зон LEZ, что требует внесения изменений в законодательство [5,6]. Минтранс РФ разработал поправки в Правила дорожного движения: предложено ввести новые знаки. Они запретят въезд неэкологичных автомашин в определенные зоны. Информационная табличка, которая будет вешаться под знаком «кирпич», означает запрет на въезд машинам, экологический класс которых ниже того, что нарисован на знаке, например, 3 или 4 или 2 в зеленом кружочке. Также добавится разновидность зональных знаков. Они запретят движение неэкологичного автотранспорта не на конкретной улице, а в целой зоне — например, микрорайоне.

В соответствии с соглашениями о международных автомобильных перевозках, введение новых дорожных знаков возможно только по всей стране. Местные администрации должны обеспечить такую расстановку знаков, чтобы исключить возможность проезда автотранспорта в зону минуя информационные таблички, включая второстепенные проезды.

Так как ограничение зоны LEZ новыми знаками довольно дорогостоящее мероприятие, необходима разработка методики обоснования самой зоны, класса вводимых в ней ограничений, а также методики определения границ зоны [7, 8]. Кроме того, исходя из зарубежного опыта, приходится ограничивать в зоне LEZ реализацию на бензоколонках топлива низкого экологического класса. Ведь достаточно заправки автомобиля топливом с высоким содержанием серы, чтобы вывести из строя дорогостоящий катализатор, являющийся неотъемлемым элементом современных систем газовыхлопа [9,10].

Это вынуждает работать на более дорогом топливе повышенного экологического класса не только автотранспорт, но и прочую внедорожную, строительную, коммунальную, перегрузочную и другую технику [11]. Что экономически наименее эффективный вариант, так как техника прошлых лет имеет высокий расход топлива. Соответственно необходимы меры, стимулирующие обновление и этой группы техники. В обоснованных случаях, более жесткие экологические требования в зонах LEZ предлагается распространять и на смежные виды транспорта с двигателями внутреннего сгорания –маломерные и малотоннажные суда, маневровые тепловозы, эксплуатируемые в зоне [12].

Введение зоны LEZ являются оправданным, прежде всего, для ряда крупных городов России, таких как Москва и С-Петербург, в которых имеются окружные автодороги или можно подразделить город на районы. Из-за недостаточной проработанности мер по введению предложений по LEZ, в настоящее время в Государственной Думе России введение новых экологических положений откладывается. При этом отдельные положения отрабатываются экспериментально в Москве, где кольцевая градостроительная планировочная структура наиболее подготовлена.

Создание зон LEZ дает возможность собственникам транспорта и иной подвижной техники приспособится к новым более высоким экологическим требованиям. Обновление техники стимулируется налоговым законодательством, а также ставками утилизационного сбора, которые снижаются для более современной техники [13].

По состоянию на 1 января 2014 года почти половина всего легкового автопарка России (17 млн автомобилей) относится к классу «Евро-0» и «Евро-1», еще 5,1 млн машин — к классу «Евро-2». В Москве автомобилей класса «Евро-0» и «Евро-1» примерно треть — около 1 млн. При введении зон LEZ необходимо создать собственникам условия повысить экологический класс. Это требует реализации целого комплекса мероприятий:

1. Развертывания системы оказания услуг автомастерских по повышению экологического класса техники, путем ее модернизации.
2. Создание системы сертификации техники на более высокий экологический класс. Что требует оснащения специализированных пунктов соответствующей контрольно-измерительной аппаратурой измерения содержания вредных частиц и газов в выхлопе.
3. Система контроля въезда в зону LEZ должна отслеживать фактическое значение класса средства, с учетом проведенной модернизации. Что достигается путем выдачи специальных наклеек (под ветровое стекло) класса техники и формированием информационной базы по номерным знакам [14].

Достижение более высокого экологического класса новой или модернизируемой техники повсеместно связано с широким применением катализаторов выхлопных газов, а для дизельной техники — сажевых фильтров. Катализаторы выхлопных газов представляют собой устройства, в которых, на каталитическом покрытии происходит доокисление газов выхлопа до менее вредных [8]. Средний срок службы катализатора достигает 100 тыс. км, после чего они теряют свою каталитическую способность и требуют замены [15]. Кроме того, катализатор может выйти из строя при использовании некачественного сернистого топлива, или же при попадании в катализатор воды. Как результат, за срок службы современного транспортного средства катализаторы приходится менять несколько раз.

Активной каталитической массой в катализаторах служит покрытие, содержащее металлы платиновой группы или их соли. Такие катализаторы составляют более 90 % от общего количества. Отдельные производители используют в катализаторе ванадий и его соединения. Ванадий обладает меньшей каталитической активностью и, соответственно, в изделии его больше по массе. Зато этот метал значительно дешевле платиноидов [16].

Металлы платиноиды являются крайне дорогостоящими и редкими в природе. В тоже время, при надлежащем развертывании системы их сбора и переработки извлеченный вторичный металл по своим свойствам мало отличим от первичного. Соответственно, рециклинг отработанных катализаторов становится в сложившихся условиях необходимым элементом устойчивого развития транспортной машиностроительной отрасли [17, 18]. Пока сбор отработанных катализаторов составляет порядка 10 % от их образования в стране.

Необходимо развертывания системы сбора отработанных катализаторов от автомастерских, автоцентров, индивидуальных владельцев транспорта, которую рационально организовать в структуре предприятий по переработке лома и отходов металлов, а также создать специализированный участки извлечению из них ценных металлов на основе передовых технологий [19, 20]. Весьма важна отработка методов экспресс-анализа содержания ценных металлов в этих, отслуживших свой ресурс, изделиях [21, 22]. Отсутствие данных об остаточном содержании драгметалла крайне сдерживает товарно-денежные отношения между сдатчиками и переработчиками. Используемые прогрессивные технологии переработки должны быть экологичными [18, 23].

В целом, реализация зон пониженных экологических выбросов в России требует проведения комплекса взаимоувязанных мероприятий. В соответствии с принятыми обязательствами при подписании Парижского климатического соглашения в России к 2020 году должна быть сформирована национальная программа мер, в которой экологическим зонам целесообразно отвести достойное место.

Литература:

1. Гагарский Э. А., Кириченко С. А., Кириченко А. С. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания транспорта и повышение требований к катализаторам выхлопных газов и их рециклингу // Транспорт: наука, техника, управление. 2013. № 7. С. 22–25.
2. Yusfin Yu.S., Chernousov P. I. RESOURCE AND ECOLOGICAL PROBLEMS IN MODERN WORLD AND METALLURGY // Металлург. 1998. № 2. С. 25–34.
3. Короткий В. В. Очистим Петербург от автохлама // Рынок вторичных металлов. 2004. № 3. С. 38.
4. Серегин А. Н., Кириченко А. С. Авторециклинг в московском регионе // Вторичные металлы. 2013. № 5. С. 41.
5. Анисимов А. П., Чаркин С. А. Правовой режим территорий с особым эколого-правовым статусом и проблемы его совершенствования // Аграрное и земельное право. 2013. № 3 (99). С. 4–9.
6. Храмова И. С., Андреева М. С. Зоны экологического бедствия: сложности правового регулирования и необходимость модернизации законодательства // Новая наука: Современное состояние и пути развития. 2015. № 6–3. С. 219–222.
7. Трофименко Ю. В., Комков В. И., Трофименко К. Ю. Обоснование зон ограниченного доступа автомобилей низких экологических классов в крупном городе (на примере Москвы) // Автотранспортное предприятие. 2013. № 8. С. 34–38.
8. Серегин А. Н., Кириченко А. С. Рециклинг автомобильных катализаторов // Вторичные металлы. 2013. № 1. С. 44.
9. Трофименко Ю. В. Экологические проблемы при эксплуатации автомобильного транспорта // Экология и промышленность России. 2002. С. 24.
10. Кириченко А. С. Актуальные проблемы рециклинга автомобильных катализаторов // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 3. С. 43.
11. Кириченко А. С., Букин А. В., Алексахин А. В. Прогрессивные технологии и организационные схемы авторециклинга — утилизации строительной техники // Техника и технология: новые перспективы развития. 2014. № XV. С. 135–141.
12. Кириченко С. А., Кириченко И. С. Утилизация локомотивов. Проблемы и зарубежный опыт // Вторичные металлы. 2012. № 6. С. 44.
13. Герасимов В. С., Игнатов В. И., Соловьев С. А., Трофименко Ю. В. Методика формирования величины утилизационного сбора для формирования системы сельхозрециклинга // Рециклинг отходов. 2014. № 6. С. 26.
14. Донченко В. В., Кунин Ю. И., Гусаров А. П. Зарубежный опыт идентификации экологических характеристик автотранспортных средств в системах организации движения в городах // Автотранспортное предприятие. 2015. № 12. С. 19–23.
15. Гагарский Э. А., Кириченко А. С. Ужесточение экологических требований к автомобильным катализаторам и их утилизации // Бюллетень транспортной информации. 2013. № 4 (214). С. 003–007.
16. Серегин А. Н., Кириченко А. С. Рециклинг ванадия из отработанных катализаторов // Вторичные металлы. 2008. № 4. С. 70.
17. Гагарский Э. А., Кириченко И. С. Концепция устойчивого развития и новые подходы в сфере рециклинга металлов и техногенного сырья // Вторичные металлы. 2013. № 3. С. 34. 18. Бобина М. А., Ермолов В. М. Экологичность — основа современных технологий авторециклинга // Молодой ученый. 2014. № 11. С. 40–44.
18. Кириченко А. С. Опыт переработки катализаторов на “ПЗЦМ-ВТОРМЕТ” // Вторичные металлы. 2013. № 2. С. 50.
19. Kirichenko A. S., Seregin A. N., Volkov A. I. Developing a technology for recycling automotive exhaust-gas catalysts // Metallurgist. 2014. Т. 58. № 3–4. С. 250–255. DOI:10.1007/s11015–014–9897-z.
20. Федюнина Н. Н., Кириченко А. С., Серёгина И. Ф., Волков А. И., Серёгин А. Н. О некоторых методах определения содержания металлов платиновой группы в отработанных автомобильных катализаторах и продуктах их переработки // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2014. № 1. С. 1.
21. Серегин А. Н., Кириченко А. С. Определение платиновых металлов в отработанных автомобильных катализаторах // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2013. № 7–1. С. 67–71.
22. Кириченко А. С. Новое в авторециклинге // Вторичные металлы. 2013. № 4. С. 42.