Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Колесные и гусеничные машины

Диссертационная работа:

Петров Роман Леонидович. Экологическая безопасность автомобилей ВАЗ в полном жизненном цикле : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 Москва, 2006 147 с. РГБ ОД, 61:06-5/2155

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Терминология 2

Введение. 4

Глобальные аспекты автомобилестроения.

Глава 1. 21

Методы оценки негативного влияния автомобилей на окружающую среду в полном жизненном цикле.

Глава 2. 32

Методика комплексной экологической оценки легковых автомобилей в полном жизненном цикле

Глава 3. 42

Стадия производства автомобилей.

Анализ экологического воздействия АО «АВТОВАЗ» на окружающую среду.

Глава 4. 60

Стадия эксплуатации автомобилей.

Глава 5. 102

Стадия утилизации автомобилей. Анализ демонтажа автомобилей ВАЗ

Глава 6. 118

Стадия утилизации автомобилей. Анализ рециклинга автомобилей ВАЗ

Заключение 138

Литература  

Введение к работе:

Парк легковых автомобилей в мире устойчиво растет (Рис.1). По данным официальной статистики ООН количество стран, в которых среднее число легковых автомобилей превышает 500 на каждую тысячу жителей, достигло почти двух десятков [48].

С учетом продолжающейся тенденции объединения автомобилестроительных компаний в глобальные автомобильные кластеры с целью уменьшения затрат на НИОКР, сокращения количества автомобильных платформ, объединения дилерских и сервисных центров, - все большее количество автомобилей будет производиться всего лишь десятью ведущими автомобильными группами. Такие компании, имеющие единую структуру управления и консолидированные финансовые и производственные результаты, типа: General Motors, Daimler-Chrysler, Renault-Nissan Group, Volkswagen Group, Ford Group вместе с другими крупнейшими лидерами будут занимать все более доминирующие позиции, занимая 92-95% мирового рынка автомобилей.

Автомобиль, являясь продуктом промышленного производства и предназначенный для удовлетворения человеческих потребностей, имеет несколько особенностей, которые в совокупности выделяют его среди других товаров, предлагаемых на потребительском рынке :

• Многократно отмечалось, что автомобиль является самым сложным из всех продуктов массового производства и самым массовым из сложных.

• Предоставляя человеку индивидуальную мобильность, автомобиль дает ему новую свободу и новые возможности совершенствования качества жизни.

• Традиционно автомобилестроение и сам продукт - автомобиль - являются полигоном опытного и серийного внедрения и применения самых новейших научных открытий, достижений, технологий.

• Исторически сложилось, что автомобилестроение имеет важный политический статус, являясь как бы лицом государства, отражающим его научно-техническое могущество и технологические достижения.

• Автомобильная промышленность часто служила локомотивом для экономики многих стран при выходе из кризисов, и зачастую определяла роль страны в мировой экономике. Государства, лидирующие в производстве автомобилей, занимают, как правило, ведущие места по объемам производства и потребления, валовому национальному продукту.

• Являясь источником многочисленных аварий, автомобиль относится к числу основных факторов смертности и травматизма человека.

• Автомобиль является неотъемлемой составляющей локальной среды обитания человека и оказывает значительное экологическое воздействие на человека и окружающую среду при его производстве, эксплуатации и утилизации.

• Автомобильная экспансия 20 века привела человечество к принятию целого ряда законов, нормативов и требований, сформировав сложную многоуровневую правовую систему тестирования, верификации, сертификации транспортных средств. Ни один продукт массового производства не регламентируется при его производстве таким количеством законов, норм и требований, не характеризуется таким повышенным вниманием при его эксплуатации, и не утилизируется с такой организованностью и тщательностью, как автомобиль.

• Автомобиль часто рассматривается как продолжение личности его хозяина и зачастую наделяется личностными характеристиками, присущими живому одухотворенному организму.

«Мы привыкли относиться к автомобилю как к средству самовыражения, как к продолжению нашей личности».

«С момента начала массового производства автомобилей они сделались олицетворением нашего образа жизни. И у нас не осталось никакого выбора. Ведь мы обретаем в мире, где автомобильность приобрела статус закона, и никакой другой образ жизни просто немыслим».

С.Н. Паркинсон [50] Огромная инфраструктура автомобильной промышленности и транспорта во всем мире, широкое взаимодействие и взаимопроникновение сетей поставщиков материалов и комплектующих, а также энергетических ресурсов, развитие и расширение дилерских сетей продаж и техобслуживания, станций заправки топливом, центров ремонта и утилизации автомобилей, продажи запчастей, организаций, связанных со строительством и ремонтом дорог и т. д. - все это и многое другое позволяет отчетливо сформулировать вывод о глобальной роли автомобилестроения в развитии современной цивилизации и огромном влиянии автомобиля на образ жизни современного человека [51,166-167].

В автомобильной промышленности Европы (АСЕА) занято 1,1 млн. человек. Оценки показывают, что с учетом поставщиков комплектующих изделий эта цифра составляет уже около 2 млн. человек, а включая транспортную инфраструктуру и сервис техобслуживания доходит до 12 миллионов. По статистическим оценкам в США в 2002 году в автомобильной промышленности было занято более 620 тысяч человек. Включая индустрию поставок и смежных областей промышленности, это количество увеличивается до 14 миллионов человек, что составляет 1/7 часть всех рабочих мест США. И хотя Россию пока нельзя отнести в разряд основных автомобильных стран мира, тем не менее, почти каждый десятый работающий в нашей стране, так или иначе, связан с автомобилестроением, а каждый седьмой из всего населения страны имеет легковой автомобиль. Несмотря на трудности, переживаемые отечественным автопромом, доля объемов налоговых поступлений в федеральный бюджет только от российской автомобильной промышленности составляет ежегодно 3%. А в общем объеме продукции машиностроения доля автомобилестроения составляет одну треть [55].

В Концепции развития автомобильной промышленности России приводятся следующие положения и цифры: «Автомобильная промышленность - ведущая отрасль машиностроения, влияющая на процессы экономического и социального развития Российской Федерации. Наличие развитой автомобильной промышленности является важным элементом обеспечения национальной безопасности государства. В отрасли объединено около 250 крупных и средних предприятий и организаций, занято более 800 тысяч человек. Производство автомобильной техники осуществляется в тесной кооперации с предприятиями электротехнической, металлургической, химической, электронной, легкой и других отраслей промышленности, что обеспечивает занятость около 5 млн. человек из числа трудоспособного населения» [56].

Для большинства развитых стран мира автомобильная промышленность является своего рода барометром, показывающим общее состояние промышленного сектора государства. Автомобильные компании ежегодно выплачивают различные налоги, таксы, платежи в бюджеты разного уровня и делают значительные финансовые отчисления в бюджеты своих государств. Автомобильная промышленность в развитых странах мира также лидирует по финансовым затратам на научные исследования и разработки, на охрану окружающей природной среды, оказывает многостороннюю финансовую и организационную поддержку благотворительным программам, общественным и некоммерческим организациям, спонсирует многочисленные научные и исследовательские гранты [57-68]. Все это подтверждает тот факт, что в современном мире автомобилестроение носит глобальный характер, оказывая значительное воздействие как на цивилизацию и развитие стран, итак и на природу всей Земли.

Наконец, следует отметить тот факт, что именно автомобилестроительные компании во всем мире оказались бесспорными лидерами в реализации применения современных систем менеджмента качества и экологического менеджмента, основанных на международных стандартах серии ИСО 9000 и ИСО 14000. Имея значительную и развитую сеть поставщиков материалов и комплектующих изделий, автомобильные фирмы продвинули высокие стандарты экологии и качества во многие отрасли промышленности, помогая своим поставщикам организовать и сертифицировать системы экологического управления и тотального управления качеством.

Однако автомобилестроение, а также эксплуатация автомобильного транспорта, наряду со своими многочисленными положительными моментами имеют и оборотную сторону медали с не менее многочисленными проблемами. Завершившийся XX век со всей очевидностью показал, что человеческая деятельность достигла такого глобального масштаба, что запасы экологической прочности нашей планеты оказались не безграничны, а последствия экологических катастроф, причиной которых явился человек и плоды его усилий, могут быть необратимыми. Возникло понимание того, что двигатели внутреннего сгорания и автомобилестроение в целом имеют не только локальный экологический эффект в пределах небольшой территории, но и эффект глобального воздействия на природу с очень значительными последствиями. Выбросы соединений серы и азота оказывают влияние на озера, реки, леса не только рядом, но и на значительных расстояниях, а также на другие страны. Индустриальные химикаты попадают и аккумулируются в почве, растениях, рыбе, наземных животных. Антропогенно обусловленные парниковые газы, приводящие к потеплению климата, и вещества, влияющие на озоновый слой Земли, приводят к глобальному эффекту воздействия на планету в целом и ощутимы для населения каждой страны [19,69-72].

Негативные воздействия на окружающую среду приводят к ее изменению, ухудшение жизненных условий и существенно влияют на человека. Во всем мире производится около 80 тысяч видов различных химических продуктов, ежегодно используется около 250 млн. т органических химических продуктов, значительная часть которых после использования бесконтрольно попадает в окружающую среду [177].

По мнению многих ученых во всем мире, хозяйственная деятельность человека становится доминирующей силой, способной изменить мир, поставив его на грань глобальной экологической катастрофы.

Факторов экологического воздействия автомобилей на окружающую среду и организм человека чрезвычайно много на всех этапах полного жизненного цикла - при производстве, эксплуатации и завершающей утилизации. Каждый из них имеет определенную цену - те затраты, которые необходимы для определенного улучшения его показателей, а также ценность - те выгоды, которые организация может получить при их достижении. И те, и другие не всегда являются однозначными и просто определяемыми. И, тем не менее, эти факторы начинают играть все большую роль в мировом автомобилестроении. Правительства многих стран уже дотирует покупку "экологичных" автомобилей (имеющих низкие показатели расхода топлива, выбросов диоксида углерода, токсичности отработавших газов) и предоставляют покупателям дополнительные долгосрочные льготы по оплате налогов, а также требуют от производителей выполнения норм по содержанию вредных веществ в материалах, обеспечения утилизации отслуживших автомобилей. При сравнительном анализе факторов экологической безопасности автомобилей все чаще учитывают все стадии полного жизненного цикла, используя для расчетов разработанные методы, методики и компьютерные программы. Тема экологической безопасности становится в последнее время все более и боле значимой во всем мире. Так, по данным международного центра экологической политики (Environment Policy Centre) из 2 тысяч новых правительственных инициатив и требований, принятых во всем мире 42 странами на 4 континентах в 2002 году, 865 относились к вопросам экологии, безопасности и здоровья, из которых более 55% были собственно связаны с вопросами защиты окружающей среды [69]. А из 10 главнейших направлений, сформулированных ведущими японскими специалистами для автомобилей будущего на ближайшие 2 десятилетия, половина связана с экологической безопасностью автомобилей и снижением их воздействия на человека и окружающую среду. 

Негативное экологическое воздействие оказывает не только автомобиль сам по себе, но и вся сопутствующая инфраструктура его производства и обслуживания, транспортно-дорожный комплекс в целом. Поэтому необходимо рассматривать и детально анализировать воздействие на окружающую среду всего комплекса автомобилестроительных компаний, транспортных предприятий, центров ремонта и техобслуживания автомобилей, сети автомобильных дорог и др. Это касается как загрязнения почвы и водоемов, так и атмосферы. Мойка автомобилей, заправка топливом, слив эксплуатационных жидкостей, замена изношенных и сломавшихся деталей, ремонтная окраска и многое, многое другое - все это оказывает определенное воздействие на окружающую природную среду.

Бурный рост населения и развитие индустрии вступают в глобальный конфликт с природой и ресурсами планеты. Население Земли уже превышает 6 миллиардов и увеличивается на 6 млн. человек ежемесячно. По прогнозам, через 25 лет население на планете будет составлять 8 миллиардов, а к 2050 году более 10 миллиардов человек. Однако темпы роста числа автомобилей на планете в 2 раза превышают темпы роста населения, и к 2050 году ожидается, что автомобилей будет более 1,5 миллиарда штук [70].

Сегодня автомобильный транспорт потребляет половину всей добываемой в мире нефти. И эта доля будет расти. Темпы расходования природных ресурсов планеты становятся просто катастрофическими. По оценкам многих международных организаций мировых запасов нефти хватит только на 40 лет, природного газа на 60 лет, угля на 220 лет [51,70]. На сегодняшний день более 80% всей потребляемой в мире энергии извлекается из ископаемых видов топлива, при этом выделяется огромное количество диоксида углерода - СС 2. Обусловленная деятельностью человека глобальная техногенная эмиссия диоксида углерода увеличилась на 65% за последние 30 лет и составляет около 30 Гигатонн в год. Концентрация СОг в атмосфере Земли за этот же период увеличилась на 15 % и составляет 365 ррт [71].

Повышение уровня СОг в воздухе может привести к глобальным изменениям климата, так как способствует увеличению средней температуры на планете, усиленному испарению влаги и повышению концентрации водяных паров. Повышение средней температуры воздуха на планете ведет к подъему уровня мирового океана, сокращая площадь поверхности суши и приводя к еще большему испарению воды. Научно обоснованные прогнозы, составленные с помощью компьютерных моделей, показывают возможное удвоение содержания СОг в атмосфере Земли к середине 21 века, что приведет к увеличению средней температуры вблизи поверхности Земли на 3-5 градусов. Причем, в полярных регионах планеты увеличение температуры может быть существеннее, чем в среднем, что значительно скажется на таянии полярных льдов.

Согласно данным Всемирной метеорологической организации 1998, 2001 и 2002 годы были самыми теплыми по уровню среднегодовых температур поверхности Земли за весь период 160 летнего систематического наблюдения. Проблема глобального потепления в настоящее время считается наиболее важной среди всех экологических проблем, с которыми столкнулось человечество [69]. Так например, в зоне Рурского бассейна Европы с очень интенсивным уровнем транспорта и промышленности - климат в среднем теплее на 1,5 градуса, чем в других окружающих областях за счет повышенного содержания СОг. В некоторые зимние дни в центре крупных городов разница температур по сравнению с пригородом может достигать 10 градусов. Именно диоксид углерода СОг является доминирующим среди выбросов всех парниковых газов, ответственных за потепление. Поэтому сокращение выбросов СОг является первостепенной задачей.

Как показывают оценки - на период эксплуатации автомобиля приходится 80-85% всех энергетических затрат в полном жизненном цикле, примерно 12-16% приходится на процессы его изготовления и около 2-5% на процессы вторичной переработки и утилизации [72-77]. Стадия эксплуатации является доминирующей в обеспечении экологической безопасности на протяжении всего жизненного цикла автомобиля, поэтому столь важными являются любые шаги, направленные на снижение токсичности отработанных газов, сокращение потребления топлива автомобилями.

В составе отработавших газов двигателей внутреннего сгорания содержатся сотни вредных компонентов [72, 78]. Наиболее существенными из них являются оксиды азота, твердые частицы, углеводороды, соединения свинца и серы, оксид и диоксид углерода, альдегиды. Они оказывают негативное воздействие на экосистемы - происходит загрязнение воздушной среды, почвы и водоемов вредными веществами отработавших газов. Значительное отрицательное воздействие оказывается и на организм человека.

Мировой парк легковых автомобилей в количестве около 600 млн. единиц сегодня выбрасывают в атмосферу более 3 миллиардов тонн СОг ежегодно. Оценки показывают, что за полный период эксплуатации один легковой автомобиль в среднем потребляет более 14 тысяч литров топлива, более 200 литров масла, образует более 3 тонн твердых отходов и около 200 кг жидких отходов, выделяет суммарную эмиссию в атмосферу более 40 тонн отработавших газов, в том числе около 120 кг SO2, 80 кг NOx и 40 кг мелкодисперсных частиц сажи [36]. Выбросы СОг зависят непосредственно от расхода топлива. При полном сжигании одного литра дизельного топлива образуется 2,6 кг СОг, при сжигании бензина 2,3 кг (дизельное топливо имеет большую плотность) [79]. Ни один существующий катализатор, ни один фильтр не уменьшают выбросов углекислого газа в атмосферу. Только транспортным сектором США каждую секунду сжигается 22 тысячи литров топлива, 75% которого приходится на легковые автомобили.

Природа требует грамотного и бережного отношения к себе, а усилия по сохранению среды обитания являются обязанностью каждого разумного человека. И это очень характерно, что последние годы ознаменовались переосмыслением человечеством важности задач по защите окружающей среды, сохранению природных ресурсов и обеспечению устойчивого развития. Осознание хрупкости природы и ее ограниченной способности восстанавливаться после широкомасштабных и все усиливающихся антропогенных воздействий, начало за последние десятилетия принимать форму вполне конкретных программ, мероприятий, соглашений и постановлений. Обеспокоенность мирового сообщества, правительств многих государств темпами технического развития цивилизации отразилась в ряде важных международных, европейских и национальных документов по обеспечению экологической безопасности.

Международным сообществом во главе с Организацией Объединенных Наций были разработаны и приняты ряд глобальных документов в области защиты окружающей природной среды, большинство из которых непосредственно затронуло автомобильную промышленность (таб. 8) [69]. За прошедшие 100 лет в США было принято более 50 различных законов, касающихся защиты окружающей среды, 2/3 из которых приняты за последние два десятилетия. Очень важными были шаги по исключению свинца из топлива и снижению токсичности выхлопных газов автомобилей. По данным специалистов США за 25 лет с момента подписания первого Акта о чистоте воздуха в 1970 году эмиссия двигателями автомобилей основных вредных веществ (СО, СН, NOx) была сокращена более, чем на 96%, то есть в 25 раз. Современные автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) становятся все лучше и чище [54, 80]. За последние 40 лет в Европе выхлопы легковых автомобилей с ДВС стали чище в 30-35 раз. К 2010 году они станут чище еще в несколько раз по сравнению с сегодняшними. И основная заслуга в этой позитивной тенденции принадлежит введенным нормам и директивам, установившим высокие требования к производителям автомобилей и топлива. Таблица 8.0сновные Международные Конвенции и Соглашения в области защиты окружающей среды

Год Город Название документа

1985 Вена Венская Конвенция об охране озонового слоя Земли

1987 Монреаль Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой.

1992 Рио-де-Жанейро Декларация Всемирной конференции по окружающей среде и устойчивому развитию

1992 Нью-Йорк Конвенция ООН об изменении климата

1992 Базель Базельская Конвенция о контроле за образованием, перевозкой и удалением опасных отходов

1997 Киото Киотский Протокол, устанавливающий порядок, последовательность и обязательства стран по снижению выбросов 6 парниковых газов, ответственных за глобальное потепление климата

1998 Роттердам Роттердамская Конвенция о процедуре применения в международной торговле предварительного согласования в отношении опасных химических веществ

1998 Орхус Орхусская Конвенция по обеспечению доступности экологических данных для общественности и процедуре их предоставления и отчетности.

2001 Стокгольм Стокгольмская Конвенция о стойких органических загрязнителях, установившая запрет на использование, производство и транспортировку 12 особо опасных для природы и человека веществ.

2002 Амстердам Международное соглашение - Global Reporting Initiative (GRI), рекомендующее всем компаниям публиковать корпоративные экологические отчеты в соответствии с разработанным стандартом

2003 Киев Протокол о регистрах выбросов и переносе загрязнителей (Pollutant Release and Transfer Register - PRTR), в который вошли 86 веществ, обязательных для публичного декларирования.

Удовлетворение нормативных требований по токсичности США, Канады, ЕЭКООН, стран Западной Европы (Евро-1 и Евро-2) в 90-х годах 20 века потребовало от производителей автомобилей значительного снижения выбросов токсичных компонентов за счет применения распределенного электронного впрыска топлива, трех-компонентного каталитического нейтрализатора и кислородного датчика. Разработка и применение для новых моделей автомобилей электронных систем управления двигателем, систем снижения токсичности и, в первую очередь, каталитических нейтрализаторов, содержащих платину и родий, - позволили обеспечить оптимальные режимы работы двигателей и протекания окислительных и восстановительных процессов преобразования токсичных компонентов отработавших газов.

Новые требования к токсичности отработавших газов и испарениям автомобилей, получившие название Евро-3 и Евро-4, заставили выполнить гораздо более жесткие нормы по выбросам. Для выполнения Евро-3 требуется снижение выброса СО на 30%, СН и NOx на 40% по сравнению с Евро-2. В директиве содержится ряд принципиально новых требований. Например, контроль токсичности отработавших газов начинается с момента запуска двигателя, изменена процедура контроля токсичности испарения топлива, сформулированы требования к токсичности в отношении выделения СО и углеводородов при низкой температуре окружающего воздуха, предусмотрена индикация неисправности в случае превышения установленных значений выбросов вредных веществ. 

Для выполнения перспективных, более жестких, требований по токсичности (Евро-5, LEV-2, ULEV, SULEV и др.) всеми автомобилестроительными компаниями проводятся научно-исследовательские, опытно-экспериментальные и доводочно-испытательные работы по оптимизации конструкции и материалов автомобиля и его систем.

Многие вопросы экологии рассматриваются мировым сообществом как глобальные, то есть не имеющие территориальных границ. Существующая в Европе практика показывает, что для импортируемых товаров, обращающихся на европейском рынке, действует так называемое расширенное понятие «производитель», когда всю полноту ответственности производителя несут на себе импортеры или продавцы данных товаров на территории ЕС. За последние годы в странах Евросоюза были приняты ряд документов, касающихся повышения экологической безопасности предприятий, выпускаемой ими продукции и оказываемых услуг. В силу определенных особенностей автомобиля как высокотехнологичного, сложного и крупного объекта массового производства, к производителям данного продукта предъявляются еще более высокие нормативы и требования.

Среди документов Евросоюза [81], регламентирующих экологические нормы и правила, и непосредственно затронувших автомобильную промышленность можно отметить следующие.

• Директива 1999/94/ЕС, установившая требования о доступности и обязательности информации по выбросам СОг и расходу топлива для всех автомобилей, продаваемых на рынках ЕС.

• Решение 1753/2000/ЕС, устанавливающее требования к обязательному мониторингу СОг для легковых автомобилей и предоставлению ежегодного отчета каждым производителем.

• Решение 2001/677/ЕС, устанавливающее формат отчетности для выполнения директивы 1999/94/ЕС.

• Решение 1999/125/ЕС, установившее цели достижения 140г/км эмиссии СОг к 2008 году для новых легковых автомобилей АСЕА.

• Решение 2000/3 03/ЕС, установившее цели достижения 140 г/км эмиссии СОг к 2009 году для новых легковых автомобилей КАМА.

• Решение 2000/3 04/ЕС, установившее цели достижения 140 г/км эмиссии СОг к 2009 году для новых легковых автомобилей JAMA.

• Решение2002/358/ЕС о ратификации положений и целей, сформулированных в Киотском протоколе.

• Директива 2003/96/ЕС, установившая дополнительные экологические налоги на энергоносители (в том числе на автомобильные топлива).

Целый ряд документов ЕС определяет механизмы мониторинга, контроля и отчетности предприятий за эмиссией парниковых газов (в первую очередь СОг), потреблением топлив и других невозобновляемых ресурсов (Директива 2003/87/ЕС, Решение 280/2004/ЕС, Решение2004/156/ЕС и др.)

• Директивой 2003/96/ЕС введен дополнительный экологический налог на топлива.

• Решение 1600/2002/ЕС установило приоритетные экологические цели на десятилетний период 2002-2012:

1. Предохранить изменения климата.

2. Сохранить биологические виды животных и растений.

3. Обеспечить качество окружающей среды для здоровья и жизни человека.

4. Сохранить природные ресурсы и уменьшить отхода.

• Постановление ЕС № 761/2001 определяет ответственность и обязанности всех организаций по экологическому управлению и аудиту, а также анализу и улучшению экологических характеристик предприятия и продукции. В постановлении приводятся требования к параметрам экологического менеджмента, а также необходимость публиковать не реже 1 раза в 3 года полный экологический отчет.

• Рекомендация 2001/680/ЕС, развивающая Постановление ЕС № 761/2001, устанавливает правила и требования для подготовки публичного экологического отчета. Среди положений содержится указание необходимости проводить экологическую оценку выпускаемой продукции в полном жизненном цикле, учитывая вопросы ее разработки, изготовления, а также упаковки, транспортировки до потребителя и заключительной утилизации.

• Рекомендация 2003/532/ЕС устанавливает руководящие принципы оценки и учета экологических характеристик предприятия и выпускаемой продукции, в числе которых -обязательный учет всех потребляемых ресурсов, энергии, а также образуемых отходов, стоков и выбросов. Необходимо отметить, что согласно приведенным руководящим принципам необходимо вести учет всем выбросам СОг, а также давать характеристики предприятию, как источнику образуемого шума и выделяемого в окружающую среду тепла.

• Директива 2000/53/ЕС по утилизации отслуживших автомобилей устанавливает с 1 января 2006 года выполнение норматива по утилизации в 85% от массы снаряженного » автомобиля, в том числе 80% за счет вторичной переработки (рециклинга), а также требует

организацию в странах ЕС сети центров приемки и демонтажа старых автомобилей. Эта же директива, а также развивающее ее:

• Решение 2002/525/ЕС устанавливают ограничение на применение в легковых автомобилях тяжелых металлов (свинца, ртути, 6-валентного хрома, кадмия).

• Директивы 2002/95/ЕС и 2002/96/ЕС устанавливают ограничения (за некоторым исключением, практически полный запрет) на использование в составе электрооборудования и электроники тех же 4 тяжелых металлов, а также таких вредных веществ как РВВ (полиброминатбифенил) и PBDE (полиброминатдифенилэфир).

В странах Евросоюза уже введен дополнительный экологический налог на топлива, и сейчас обсуждаются проекты новых законов, согласно которым будут изменены оплата регистрации автомобиля (registration tax) и ежегодный налог за пользование автомобилем (annual circulation tax), которые станут учитывать выбросы СОг [57]. Следует отметить, что установленная перспективная норма в 140 г/км эмиссии СОг распространяется не только на вновь проходящие одобрение типа новые модели автомобилей, а является средним нормативом. За расчет берется среднее арифметическое по всем зарегистрированным новым автомобилям, изготовленным конкретным производителем и проданным в странах ЕС за текущий год. Эмиссия СОг в 140 r/км соответствует среднему расходу топлива в 5,9 л/100км для бензинового двигателя.

Известно, что практически все автопроизводители Европы и США входят а Ассоциацию АСЕА, производители легковых автомобилей Японии входят в Ассоциацию JAMA, производители легковых автомобилей Кореи входят в Ассоциацию КАМА, поэтому установленные перспективные цели являются обязательными практически для всех легковых автомобилей, которые будут продаваться на рынках Евросоюза в будущем.

В Германии и других странах ЕС реализуется активная реклама, ориентирующая покупателей делать выбор в пользу более экологичных автомобилей, а также автопроизводителей, имеющих лучшие показатели аудиторской оценки системы экологического менеджмента и экологической политики. Ежегодно в Германии публикуется экологический рейтинг для всех легковых автомобилей, продаваемых на немецком рынке [82-85].

Ведущие промышленные страны формулируют все более жесткие требования к производителям продукции с целью минимизации негативного воздействия на природу на протяжении полного жизненного цикла товара, включая все процессы его производства, распространения, потребления и завершающей утилизации. Разработчики и изготовители автомобилей оказались под прессом новых экологических требований и обязаны учитывать вопросы защиты окружающей среды и обеспечения экологической безопасности автомобилей еще на стадии проектирования новых моделей.

Реализация принятых международных соглашений, и в первую очередь, решений Монреальского протокола 1987 г. по сокращению эмиссии фреонов, разрушающих озоновый слой планеты, и Киотского протокола 1997 г. по снижению выбросов парниковых газов для всех стран мира, являются конкретными шагами для защиты окружающей среды в соответствии с принципами устойчивого развития, сформулированными во всемирной декларации в Рио де Жанейро. Киотский протокол юридически обязывает страны ограничить и снизить поступление парниковых газов в атмосферу. Ограничение коснулось выбросов шести парниковых газов: СО2, N2O, СН4, HFC, PFC, SF6. Причем последние 5 газов пересчитываются в так называемый "СОг - эквивалент", и их выбросы измеряются уже в килограммах СОг. Согласно протоколу, страны должны в целом к 2008-2012 годам сократить свои выбросы парниковых газов не менее, чем на 5 % от уровня 1990 года. Для развитых стран определен более высокий процент сокращения. Например, для стран ЕС он составляет 8 % [86].

Киотский протокол - первый международный документ, использующий рыночный механизм для решения глобальных проблем. В самом протоколе нет ограничений или запретов на какие-либо виды производственной деятельности. Каждая страна сама решает, как именно снижать или ограничивать выбросы своей промышленности. Кроме того, каждая страна имеет право, в случае затруднений с выполнением требований протокола, покупать необходимые ей квоты (в тоннах углекислого газа) на выбросы парниковых газов у любой другой страны, согласной их продать. В конце 2004 года Россия ратифицировала Киотский протокол, и все его решения в 2005 г вступили в силу. Безусловно, это соглашение затрагивает автомобилестроительную отрасль, устанавливая целевые задачи поэтапного снижения выбросов парниковых газов при производстве автомобилей и сокращения эмиссии ССЬ при их эксплуатации. И уже появились в продаже легковые автомобили, имеющие средний расход потребления топлива в 3 литра на 100 км пути, что соответствует эмиссии СОг примерно в 90 г/км. А в Европе установлены требования достичь к 2012 году для парка новых легковых автомобилей среднего значения выбросов СОг в 120 г/км.

Но с существованием автомобилей связана еще одна не менее острая и сложная проблема. Из всех систем, с которыми людям приходится сталкиваться повседневно, системы дорожного движения являются наиболее сложными и наиболее опасными. По оценкам, ежегодно в мире в дорожных авариях погибают 1,2 млн. человек (то есть в среднем по 3300 человек ежедневно) и около 50 млн. получают травмы разной степени тяжести [48]. В 2002 г. глобальный показатель смертности в результате дорожно-транспортных происшествий составил 19 человек на 100 000 населения, 73% всех погибших - мужчины. Прогнозы показывают, что эти цифры увеличатся примерно на 65-80% за последующие 10-15 лет, если не будет проявлена решительная приверженность делу предупреждения. Все эти смерти, все эти страдания, жертвами которых в особенности становится молодежь, не обходят стороной ни одно государство. 

До недавнего времени дорожно-транспортный травматизм являлся, пожалуй, наиболее игнорируемой проблемой общественного здравоохранения, для предупреждения которой требуются значительные эффективные и устойчивые усилия. Поэтому неслучайно Всемирная организация здравоохранения объявила 2004 год годом безопасности дорожного движения и впервые посвятила Всемирный день здоровья, проведенный 7 апреля 2004 года, безопасности дорожного движения.

Системы наземных видов транспорта стали важнейшим компонентом современной жизни. В результате повышения скорости транспортных связей и перевозки товаров и людей они коренным образом преобразили нынешние экономические и социальные отношения. И хотя, недавно проведенные исследования показали, что пассажиры и водители новых легковых автомобилей, изготовленных в Европе и США, подвергаются в три раза меньшему риску дорожно-транспортного травматизма, нежели пассажиры и водители автомобилей выпущенных 20 и более лет назад, совершенно очевидно, что на сегодняшний день борьба за безопасность дорожного движения - это одна из важнейших задач здравоохранения в масштабах всего мира.

Статистика показывает, что по показателям аварийности, смертности и травмоопасное™ автомобильный транспорт с большим отрывом лидирует среди альтернативных пассажирских перевозок : водных, воздушных и железнодорожных. По данным специалистов Великобритании при железнодорожных перевозках пассажиров используется в среднем в 2 раза меньше топлива на 1 км пути на человека, чем при автомобильных и в 5 раз меньше, чем при авиаперевозках. Безопасность железнодорожных путешествий выше в 200 раз, чем путешествий на автомобилях [87].

Печальные данные статистики дорожно-транспортных аварий и травматизма в России показывают, что страна находится по этому показателю наравне с такими азиатскими странами, как Индия, Китай, Таиланд, Индонезия и не имеет пока тенденций к улучшению. Ежегодно в результате ДТП в России погибает около 40 тысяч человек, сотни тысяч получают серьезные травмы и увечья [48]. Коэффициент смертности в результате дорожно-транспортных происшествий на 100 000 населения для России вдвое выше, чем для стран Западной Европы, притом, что количество автомобилей на тысячу жителей примерно в 4 раза меньше. Неблагополучно и соотношение числа погибших людей к общему числу, получивших травмы в результате ДТП. Если для стран ЕС такой коэффициент составляет 1/30 - 1/60, то для России он составляет 1/6.

В стране, где автомобили LADA, несмотря на развивающуюся экспансию иномарок, все еще составляют более половины общего парка легковых автомобилей, Волжский автозавод несет большую ответственность за безопасность и экологию выпускаемых автомобилей, в том числе и значительную долю моральной ответственности за дорожно-транспортный травматизм.

По данным, приведенным в докладе Госстандарта России, автомобильный транспорт в Российской Федерации лидирует по степени экологического ущерба во всех видах негативных воздействий на окружающую среду. Его доля составляет в загрязнении атмосферного воздуха - 71%, воздействии на климат - 68%, шуме -50% [88]. Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобилей в стране продолжали увеличиваться все последние годы.

В России экологическая безопасность автотранспорта традиционно оценивается с точки зрения токсичности отработавших газов, то есть рассматривается только несколько локальных экологических аспектов стадии эксплуатации автомобиля. Однако современный взгляд на автомобиль в его полном жизненном цикле требует уделять не меньшее внимание, как процессам его производства, так и завершающей стадии - утилизации и рециклингу (вторичной переработке) отслуживших автомобилей, а также анализу глобальных аспектов воздействия автомобиля на природу и человека. Более того, подробный Total Life Cycle Analysis (LCA-анализ) - должен проводиться еще на стадии проектирования и разработки нового автомобиля. В настоящее время экологическая безопасность по полному жизненному циклу является одним из основных показателей, определяющих качество и конкурентоспособность автомобилей на современных мировых рынках.

АВТОВАЗ - крупнейший в России производитель автомобилей, на долю которого приходится около 70-75% всех выпускаемых отечественной промышленностью легковых автомобилей и около 50% автомобильного парка страны. За три с половиной десятилетия завод произвел более 23 миллионов легковых автомобилей, около 60% которых до сих пор находятся в эксплуатации. Поэтому, анализ экологического влияния на окружающую среду Волжского автозавода и выпускаемых им автомобилей является очень актуальным для нашей страны [26,27,40].

Существует много способов и критериев оценки и анализа показателей экологической безопасности продукта и технологий его производства. Современный подход, сформулированный в Международных стандартах по экологическому управлению серии ISO 14000, определяет комплексное и наиболее полное рассмотрение различных экологических аспектов на основе анализа жизненного цикла продукции. LCA-анализ автомобиля включает в себя подробное рассмотрение всех основных стадий: концептирование и разработку проекта, производство, эксплуатацию, техобслуживание и завершающую утилизацию автомобиля. При выполнении такого анализа должна проводиться инвентаризация всех потребляемых энергетических и материальных ресурсов, прямых и косвенных факторов воздействия на окружающую среду, связанных с существованием автомобиля на протяжении стадий его жизненного цикла [89-93].

LCA-анализ сложный и многостадийный процесс. За последние годы в мире проводятся многочисленные конференции, а также имеется уже много публикаций, посвященных применению LCA-анализа в автомобильной промышленности. Однако подробному рассмотрению, как правило, подвергались лишь отдельные компоненты и узлы автомобилей для определения более эффективного выбора при различных альтернативных вариантах. В силу значительной сложности автомобиля как объекта рассмотрения, анализ целого автомобиля по методикам полного жизненного цикла проводился очень редко, с учетом многочисленных допущений и упрощений [73]. Чаще всего анализ проводился лишь по расходу энергии или по суммарным выбросам некоторых вредных веществ и СОг- В отечественной практике опыт применения LCA-анализа пока очень незначителен. Можно отметить работы В.А. Звонова, А.С. Теренченко, А. В. Козлова, В.Ф. Кутенева из ГНЦ НАМИ по сравнительному анализу дизельных двигателей и альтернативных топлив в полном жизненном цикле [72, 94-97].

До недавних пор LCA-анализ не применялся в АО «АВТОВАЗ». Именно рассмотрению всех вопросов LCA-анализа для автомобилей ВАЗ посвящена диссертационная работа.

Цель работы. Разработка эффективной и удобной в применении методики экологической оценки легковых автомобилей в полном жизненном цикле и проведение на ее основе сравнительного анализа экологической безопасности автомобилей ВАЗ и аналогов. Для достижения поставленной цели в данной работе решались следующие задачи :

1. Анализ и оценка существующих и применяемых в мировой практике методов и методик оценки экологического влияния автомобилей на окружающую среду и человека. Обоснование их достоинств и ограничений, а также возможностей адаптации и применения в отечественной практике.

2. Рассмотрение факторов экологического воздействия автомобилей на природу и человека на всех основных стадиях жизненного цикла: производство, эксплуатация, утилизация. Анализ и оценка значимости этих факторов. Обоснование важности комплексного учета факторов экологического воздействия для всех стадий полного жизненного цикла автомобиля.

3. Сравнительные сопоставления, анализ и оценка различных моделей автомобилей ВАЗ на разных стадиях жизненного цикла на основе наиболее эффективных существующих методик.

4. Разработка удобной для практического применения, простой и эффективной методики сравнительной экологической оценки легковых автомобилей на стадии эксплуатации.

5. Разработка комплексной методики экологической оценки легковых автомобилей в полном жизненном цикле. Проведение расчетов экологического воздействия автомобилей ВАЗ на основе разработанной методики. Применение разработанной методики для сравнительного анализа экологической безопасности автомобилей ВАЗ и аналогов.

6. Разработка практических рекомендаций, определение основных приоритетных направлений и формирование целевых задач для улучшения экологических показателей выпускаемых и проектируемых автомобилей ВАЗ и процессов их производства.

7. Совершенствование системы экологического менеджмента в АО «АВТОВАЗ», разработка корпоративной нормативно-технической и экологической документации, обеспечивающей улучшение показателей экологической безопасности автомобилей ВАЗ и удовлетворение существующих и перспективных международных экологических требований.  

Подобные работы
Омран Кахтан
Прогнозирование вибрационной безопасности автомобиля с вторичной системой подрессоривания кузова из полимерных композиционных материалов
Голубев Юрий Анатольевич
Метод оценки эффективности применения автоматического регулировочного рычага с целью повышения безопасности автомобилей
Дыгало Владислав Геннадьевич
Разработка средств и методов лабораторной оценки активной безопасности автомобиля с АБС с учетом действий водителя
Карпов Валерий Владимирович
Разработка методов оценки безопасности маневра автомобиля
Тумасов Антон Владимирович
Разработка методики расчетной оценки пассивной безопасности кузовов и кабин автомобилей при опрокидывании
Орлов Лев Николаевич
Комплексная оценка безопасности и несущей способности кабин, кузовов автомобилей, автобусов
Коротков Максим Владиславович
Управление техническим состоянием автомобилей ВАЗ по критериям экологической безопасности
Серебряков Владимир Валерианович
Обоснование радиационно-экологической безопасности демонстрационного замкнутого топливного цикла реактора БОР-60
Теренченко Алексей Станиславович
Экологическая безопасность автомобильных дизелей в полном жизненном цикле
Шуберт Менян
Экологическая безопасность малогабаритных двигателей внутреннего сгорания в жизненном цикле

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net