Модернизация городского пассажирского транспорта с использованием инновационных экологичных технологий.

В своей работе я рассказываю о возможных модернизациях городского общественного транспорта с целью повышения его экологичности и рентабельности. На сегодняшний день очень остро встал вопрос использования новых экологически чистых технологий на многих производствах и даже в целых отраслях индустрии и промышленности. Общественный транспорт в нынешнем своем состоянии уже не соответствует экологическим требованиям нового времени, а практически все предложения по его модернизации или даже полной замене крайне нерентабельны и далеки от реального воплощения. Проведя исследования, я нашел универсальный способ модернизации общественного городского транспорта, экологичный и одновременно экономически выгодный. В этом заключается его уникальность и новизна. ...

Я поставил перед собой следующие задачи:
• Найти возможные пути модернизации общественного городского транспорта.
• Произвести расчеты:
 экономии энергии при использовании предлагаемых модернизаций.
 экономии средств при использовании предлагаемых модернизаций.
 периода окупаемости транспортных средств при использовании предлагаемых модернизаций.

Городской пассажирский транспорт (ГПТ) является одним из основных элементов социальной инфраструктуры города, обеспечивающим потребность населения в городских, пригородных и междугородных перевозках. Надежная и эффективная работа городского общественного транспорта является важнейшим показателем экономической и социально-политической стабильности для города.
Из-за географических особенностей нашей страны, общественный транспорт, играет важнейшую роль в процессе перевозок пассажиров. Однако, сегодняшнее состояние городской транспортной сети не всегда отвечает требованиям современной жизни города и порой накладывает негативный отпечаток на жизнь россиян.
Современный транспортный комплекс является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Интенсивное развитие транспорта, при заметном отставании природоохранительного законодательства и экологического образования, вызвало нарушения природной среды до такой степени, которая характеризуется как «экологическое бедствие», «экологическая катастрофа» и тому подобное. В устрашающем темпе загрязняются воздух, поверхностные и подземные воды, сокращаются лесные территории, разнообразие животного и растительного мира. И самое главное, однозначно установлено негативное воздействие загрязненной природной среды на здоровье человека и в первую очередь на детей.
Целью моей работы является поиск путей модернизации общественного городского транспорта, а также повышение экологичности и рентабельности существующего общественного городского транспорта.

Сегодня, уже во многих городах России следуют по своим маршрутам первые троллейбусы с аккумуляторами, способные ездить без контакта с электропроводами. Пока они работают в тестовом режиме и главной их особенностью, является возможность проезжать некоторые участки, с опущенными токоприемниками, таким образом специалисты смогут оценить надежность и дорожные характеристики новых машин. Сотрудники одной из фирм «Сибэлекранссервис», заверяют что автономный ход нового гибридного троллейбуса составит около 60км, это возможно благодаря установленной под полом литий-ионной батареи, состоящей из 144 аккумуляторов, их общий вес превышает тонну, однако даже при таком весе, машина способна разгоняться до 70 км/ч и брать с собой на борт до 120 пассажиров.Глава администрации Барнаула (одного из первыхгородов испытавших новый вид транспорта) Игорь Савинцев называет две основные причины, по которым городу потребовались троллейбусы нового вида: проблемы с экологией и развитие спальных районов, которые необходимо связать транспортом с другими районами города. «Цена одного такого троллейбуса – 9 млн рублей. Обычный троллейбус стоит 7 млн. Разница небольшая, а на отсутствии необходимости строить новые контактные сети сэкономятся гораздо большие суммы», — отмечает сити-менеджер. Сейчас главная задача – посмотреть, как литий-ионные батареи выдержат морозы. Как заявил Игорь Савинцев, если результаты тестирования будут положительными, то город готов закупить целую партию таких троллейбусов. Сколько их будет куплено всего – пока неизвестно. Ранее речь шла примерно о 40 вагонах. Впервые на отечественных троллейбусах автономный ход появился ещё в 80-ых годах. Комплектом высоковольтных аккумуляторных батарей оснащались привычные нам ЗиУ-682 в экспортной модификации 682УА. Эти троллейбусы поставлялись преимущественно в Болгарию, однако попадали и в Санкт-Петербург, и в Черкассы, и в Алма-Ату. Однако, эти машины могли проползти без сети всего несколько сотен метров.В середине 2000-ных автономный ход стал устанавливаться на многие отечественные модели. Конечно, его характеристики не дают возможность широко использовать эту опцию для маршрутного движения - троллейбусы могут проползти в среднем от 300 метров до километра со скоростью 7-10км/ч. Такая опция даёт возможность объезда ДТП или места повреждения сети, но это ещё совсем не гибридный транспорт.Первый по-настоящему универсальный отечественный троллейбус вышел на российские улицы в апреле 2011 года. Тогда предприятие "Сибирский троллейбус" создало ставшую тогда сенсацией машину - СТ-6217М. В первоначальной версии троллейбус был оснащён литий-ионными аккумуляторными батареями. Они позволяли проехать без подключения к сети 33 километра. Все последующие машины оборудованы блоками литий-ионных аккумуляторов и имеют возможность автономного хода до 60 километров. Литий-ионные аккумуляторы в конструкции троллейбуса дают возможность выйти за пределы контактной сети, экономить электроэнергию до 50%, доходить до самых отдаленных районов и преодолевать небольшие препятствия, не создавая заторы на городских магистралях. Такие троллейбусы могут стать идеальным решением для отдаленных, спальных, районов города и даже ближайшего пригорода. Использование подобного вида транспорта значительно сэкономит затраты на инфраструктуру, так как возведение электрической контактной сети повсеместно будет не обязательным. Автономный ход дает возможность объединить нескольких троллейбусных маршрутов в один. За два года выпущено семь таких троллейбусов, которые уже работают в трёх городах России: Челябинске, Барнауле и Новосибирске. Более того, сейчас активно ведутся работы над созданием аккумуляторных машин, которые уже и троллейбусом-то назвать трудно. Всего пары минут зарядки батарей будет хватать на прохождение десятка километров. Разработкой таких машин занимаются ведущие мировые транспортные компании. Часть II. Практическая.Я предлагаю заменить или модернизировать устаревшие троллейбусы и неэкологичные автобусы в крупных городах страны. Предложенная мной идея кажется фантастикой, однако она намного реальнее чем кажется на первый взгляд. Если обратиться к данным МКП «Горэлектротранспорт» г. Новосибирска, «потребление на 1 км пробега у троллейбуса составляет 3,2 кВт*час при наличии всего лишь 20% подвижного состава с энергоэффективными электронными приводами. Учитывая, что троллейбус с энергоэффективным приводом потребляет на 30% электроэнергии меньше, чем троллейбусы с реостатно-контакторной системой управления, можно сказать, что троллейбус с электронной системой управления потребляет с учётом потерь в линиях 2,4 кВт*час на 1 км пробега. Следовательно, при максимально благоприятном стечении обстоятельств троллейбус с ЛИА может экономить дополнительно 0,6 кВт*час на 1 км пробега. То есть, затраты у троллейбуса с ЛИА с учётом потерь в линиях на 1 км 1,8 кВт*час, без учёта потерь — 1,2 кВт*час. »50 000 * 0,6 * 2руб. 50 коп. = 75 000 руб.Рассчитав, что троллейбус в год проходит 50-60 тыс. км, я прихожу к выводу, что дополнительная экономия на одной только электроэнергии составит 75тыс. рублей в год.Я считаю, что экономия энергоресурсов за счёт замены части автобусов на троллейбусы с большим автономным ходом, экономична по следующим факторам:позволяет экономить на энергетической составляющей себестоимости перевозки пассажиров;позволяет увеличить плотность подвижного состава на фидере и за счёт этого увеличивает экономию электроэнергии путём увеличения потребления рекуперированной электроэнергии при торможении;повышает энергоэффективность в целом существующих энергосистем;снижает эксплуатационные затраты за счёт большей надежности и долговечности троллейбуса.Согласно норм расхода бензина и дизельного топлива, установленных распоряжениями Минтранса России №АМ-23-Р от 14 марта 2008 г., расход топлива у автобусов марки ЛиАЗ-5256 равен в среднем 45 литров на 100 км. Расход электроэнергии у троллейбуса с учётом расхода энергии на заряд ЛИА составляет 1,8 кВт*час на 1 км пробега.Энергетическая составляющая на 1 км пробега у автобуса составляет 45 л * 25 руб. / 100 км = 11 руб. 25 коп.Энергетическая составляющая у троллейбуса на 1 км пробега составит 1,8 кВт*час * 2,5 руб. = 4 руб. 50 коп.Таким образом, я делаю вывод, что экономия в год на одном транспортном средстве составит: (11,25 – 4,5) * 50 000 км = 337 500 руб.Хочу подчеркнуть, что только за счёт сэкономленной электроэнергии аккумуляторы окупятся за 2,6 года, а общие затраты на удорожание троллейбуса за счёт установки ЛИА в размере 1,6 млн. руб. окупятся за 4,75 года.Приведённые мой расчётные величины не учитывают экономии, достигаемой за счёт повышения эффективности использования энергосистем и основных производственных фондов.