CC BY
10
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ В
ГРАЖДАНСКОЙ авиации
Н.Ю. Слепцов, магистрант
Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации имени Главного маршала авиации А.А. Новикова (Россия, г. Санкт-Петербург)
DOI:10.24412/2411-0450-2023-8-167-170
Аннотация. Проблема поиска замены источников углеводородного сырья, используемых в двигателях внутреннего сгорания, иссякающих со временем, привела к тому, что одним из самых перспективных источников энергии для автомобилей признано электричество. В данной статье были рассмотрены экологические аспекты использования электромобилей в России. Был проанализирован международный опыт внедрения электрического транспорта в гражданской авиации. Были проанализированы преимущества и недостатки электромобилей. Было проведено сравнение автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и электромобилей.
Ключевые слова: аэропорт, электродвигатель, электромобиль, двигатель внутреннего сгорания, наземное обслуживание воздушных судов.
На сегодняшний день экологические проблемы включены в повестку дня современного общества и широко дебатируются в научной литературе [1-2]. Человек своей деятельностью сильно загрязняет окружающую среду и продолжает все с возрастающими темпами оказывать негативное воздействие на нее.
Выделяют следующие экологические проблемы: глобальное потепление, пищевые, утрата биоразнообразия, пластиковое загрязнение, вырубка лесов, загрязнение воздуха, таяние ледников и повышение уровня моря, чрезмерный вылов рыбы, деградация почвы [3]. Решение проблемы загрязнения воздуха заключается в поиске замены источников углеводородного сырья, используемых в двигателях внутреннего сгорания. В свою очередь, это привело к тому, что одним из самых перспективных источников энергии для автомобилей признано электричество [4].
В эпоху стремительного роста цен на топливо аэропорты изо всех сил пытаются контролировать свои расходы. Переход с дизельного или бензинового на электрическое наземного оборудование позволит аэропорту сэкономить на топливе и снизить затраты на техническое обслуживание.
Под термином электромобиль имеется в виду автомобиль, у которого для привода ведущих колес используется электрическая энергия, получаемая от химического источника тока. Общий принцип конструирования электромобилей - использование электрического двигателя для преобразования электрической энергии в механическую. Электродвигатель отличается малыми габаритами и повышенной мощностью. Для работы электромобилям не требуются сложные системы подачи топлива, карбюраторы, инжекторы. Следует замкнуть цепь и регулировать протекающий по ней электрический ток. Электромобили имеют более простую конструкцию, более высокую надежность и долговечность [5].
Основными преимуществами электромобиля над автомобилем с двигателем внутреннего сгорания являются:
- экологичность и отсутствие выбросов выхлопных газов;
- экономичность (коэффициент полезного действия электродвигателей достигает 90-95%);
- низкий расход энергии;
- высокий ресурс работы и надежность электродвигателя; низкий уровень шума, за счёт меньшего количества движимых частей и механических передач;
- упрощенное техническое обслуживание;
- возможность торможения самим электродвигателем, отсутствие трения и, соответственно, износа тормозов [6].
В свою очередь, к главным недостатками электромобилей, которые препятствуют их экспансии на современном автомобильном рынке, относятся следующие. Во-первых, сравнительно малый пробег электромобиля, определяемый ограниченным запасом энергии на его борту. Во-вторых, низкая удельная энергоемкость аккумуляторов и большой вес батареи, а также ограниченный срок службы и высокая
Nissan Leaf производства 2018 года имеет электрический двигатель мощностью 150 лошадиных сил или 110 кВт, емкость батареи 40 кВт-ч. Запас хода на электротяге 320 км. Расход электроэнергии на 100 км: в городском цикле -21 кВт-ч, на трассе - 26,5 кВт-ч, смешанный цикл - 23 кВт-ч [10]. Электромобиль является наиболее эффективным с точки зрения расхода энергии, но при использовании данного автомобиля на большие расстояния снижается его средняя эксплуатационная скорость из-за простоя на зарядных станциях, это от 30 минут на быстрых зарядных станциях и до 5-6 часов на обычных зарядных станциях [11].
стоимость аккумуляторов. Так, в среднем электромобиль проходит примерно от 160 до 240 км без подзарядки. При этом в зависимости от типа используемых батарей, их необходимо менять каждые 3-10 лет [7]. И в-третьих, необходимость создания особой инфраструктуры, необходимой для обслуживания электромобилей [8].
В таблице ниже представлено сравнение энергетических характеристик автомобилей с разными силовыми установками, таких как Ford Focus, Renault Logan с традиционным бензиновым двигателем и электромобиль Volkswagen e-Up, Nissan Leaf [9-13].
На сегодняшний день все больше современных аэропортов используют электромобили. Например, автопарк международного аэропорта Гамбурга в основном состоит из транспортных средств с альтернативными двигателями, в том числе электрическими. В 2019 году было приобретено 8 электрических тягачей для перевозки багажа. В 2019 году автопарк международного аэропорта Вены насчитывал 380 электромобилей. Международный аэропорт в Ванкувере в 2017 г. приобрел 8 полностью электрических автобусов e.Cobus [14]. В свою очередь, международный аэропорт Штутгарта использует 6 электромобилей наземного обслуживания,
Таблица. Сравнение автомобилей и электромобилей
Показатели Ford Focus Renault Logan Volkswagen e-Up 2019 Nissan Leaf
Первичное топливо АИ95 АИ95 Электроэнергия Электроэнергия
Высота (м) 1,500 1,520 1,623 1,540
Ширина (м) 1,840 1,730 1,994 1,790
Длина (м) 4,340 4,350 3,493 4,480
Вес брутто (кг) 1 307 1 065 1 229 1 490
Вид двигателя Бензиновый Бензиновый Электрический Электрический
Мощность двигателя (Вт) 91,910 75,000 60,000 110,000
Допустимый Общий Вес (кг) 1 835 1 560 1 530 1 765
Средний расход топлива на 100 км в весенне-летний период (л/100км), для электромобилей (кВт-ч/100км) 9,985 13,396 12 11,100
Средний расход топлива на 100 км в осенне-зимний период (л/100 км), для электромобилей (кВт-ч/100км) 11,29 14,044 12 16,7
Стоимость топлива на 100 км пробега в весенне-летний период (руб.) 488,2665 655,0644 57,84 53,502
Стоимость топлива на 100 км пробега в осенне-зимний период (руб.) 552,081 686,7516 57,84 80,494
6 электробусов (eCobus3000) и установил 6 точек зарядки электромобилей и оборудо-зарядных станций, также были приобрете- вания [17].
ны, поэтому все их автобусы питаются от В этой связи можно отметить, что уве-
электричества. Это дало возможность личение использования электромобилей в аэропорту сократить выбросы CO2 от ав- аэропортовой деятельности может стать томобилей на перроне более чем на тенденцией, вызванной новыми экологи-80% [15]. На сегодняшний день около 20% ческими нормами и стандартами, к кото-погрузочно-разгрузочных транспортных рым вынужден будет адаптироваться каж-средств, машин и оборудования, эксплуа- дый хозяйствующий субъект рынка воз-тируемых в аэропорте Мюнхена, являются душных перевозок. Это приведет к тому, электрическими. Кроме того, около 100 что современные аэропорты в будущем электромобилей используются внутри зда- постепенно будут заменять традиционные ний аэропорта [16]. Международный аэро- автомобили с двигателем внутреннего сго-порт Лос-Анджелеса приобрел 20 электри- рания на электромобили или, в качестве ческих автобусов. В рамках проекта на временной альтернативы, другими транс-всех терминалах установлено почти 300 портными средствами с альтернативной
силовой установкой.
Библиографический список
1. Vasileva-Tcankova Global Ecological Problems of Modern Society / Radostina Strahilova. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022AcSN....9b..63V/abstract, свободный (дата обращения 10.07.2023).
2. Ибадуллаев, А.Д. Глобальные экологические проблемы / А.Д. Ибадуллаев, А.Ю. Санжаровский // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2022): Материалы XVIII Международной научно-технической конференции. В 2-х томах, Уфа, 01-15 мая 2022 года. Том 1. - Уфа: Уфимский государственный авиационный технический университет, 2022. - С. 58-64. - EDN DKOQUY.
3. 15 Biggest Environmental Problems of 2023. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://earth.org/the-biggest-environmental-problems-of-our-lifetime/, свободный (дата обращения 10.07.2023).
4. Семенькова, М.А. Экологические аспекты использования электромобилей в России / М.А. Семенькова // Безопасность жизнедеятельности: наука, образование, практика: Материалы VII Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием: сборник научных статей, Южно-Сахалинск, 23-24 ноября 2016 года / Под редакцией О.А. Фёдорова, В.В. Моисеева. - Южно-Сахалинск: Сахалинский государственный университет, 2017. - С. 170-173. - EDN YQNBEF.
5. Тойлыбаев, А.Е. Электромобиль - транспорт будущего / А.Е. Тойлыбаев, С. Сешмхан // Universum: технические науки. - 2018. - № 5(50). - С. 34-37. - EDN XONZRJ.
6. Сравнительный анализ альтернативных источников энергии автомобильного транспорта / Е.В. Устюжина, А.В. Дубровская, Д.И. Красов, А.У. Жумагулова // Передовые инновационные разработки. Перспективы и опыт использования, проблемы внедрения в производство: Сборник научных статей по итогам шестой международной научной конференции, Казань, 31 июля 2019 года. Том Часть 1. - Казань: Общество с ограниченной ответственностью "КОНВЕРТ", 2019. - С. 205-211. - EDN ABBHZA.
7. Электромобили: преимущества и недостатки / В.О. Прокопова, А.А. Рябыкин, Р.О. Карпиков, Л.В. Моргунов // Поколение будущего: Взгляд молодых ученых - 2017: Сборник научных статей 6-й Международной молодежной научной конференции. В 4-х томах, Курск, 09-10 ноября 2017 года / Ответственный редактор А.А. Горохов. Том 4. -Курск: Закрытое акционерное общество "Университетская книга", 2017. - С. 138-140. -EDN YBIBAU.
8. Горбунова, А.Д. Анализ научных подходов к обоснованию расположения зарядной инфраструктуры для электромобилей / А.Д. Горбунова, И.А. Анисимов // Прогрессивные технологии и процессы: сборник научных статей 6-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Курск, 25-26 сентября 2019 года. - Курск: Юго-Западный государственный университет, 2019. - С. 66-68. - EDN IFKMDY.
9. Бажинов, А.В. Сравнительный анализ энергозатрат автомобилей с разными силовыми установками / А.В. Бажинов, О.Ю. Ткачев // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. - 2020. - № 89. - С. 105-111. -DOI 10.30977/BUL.2219-5548.2020.89.0.105. - EDN DIDRMH.
10. Основные характеристики легкового электромобиля Nissan Leaf 2017. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://hevcars.com.ua/nissan/leaf-40kwh-2018/, свободный (дата обращения 10.07.2023).
11. Основные характеристики легкового электромобиля Nissan Leaf 2017. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ev-database.Org/car/1106/Nissan-Leaf#charge-table (дата обращения 10.07.2023).
12. Основные характеристики легкового электромобиля Volkswagen e-Up. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://electromobili.ru/katalog/elektromobili/elektromobil-volkswagen-e-up, свободный (дата обращения 12.07.2023).
13. Основные характеристики легкового электромобиля Volkswagen e-Up. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://hevcars.com.ua/volkswagen/e-up-18kwh/, свободный (дата обращения 12.07.2023).
14. Ambroz Hajnika Use of electromobility and autonomous vehicles at airports in Europe and worldwide / Veronika Harantovaa, Alica Kalasovaa // 14th International scientific conference on sustainable, modern and safe transport. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352146521003537, свободный (дата обращения 10.07.2023).
15. Электромобили в аэропорту Штутгарта. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.flughafen-stuttgart.de/the-fairport/klimaschutz-ressourcen/elektromobilitaet/, свободный (дата обращения 10.07.2023).
16. Электромобили в аэропорту Мюнхена. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://hevcars.com.ua/volkswagen/e-up-18kwh/, свободный (дата обращения 12.07.2023).
17. Airport Electrifi cation Strategy at the Los Angeles International Airport.
ENVIRONMENTAL ASPECTS OF THE USE OF ELECTRIC VEHICLES
IN CIVIL AVIATION
N.Yu. Sleptsov, Graduate Student
St. Petersburg State University of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation A.A. Novikov (Russia, St. Petersburg)
Abstract. The problem of finding replacement sources of hydrocarbon raw materials used in internal combustion engines, which run out over time, has led to the fact that electricity is recognized as one of the most promising sources of energy for cars. This article examined the environmental aspects of the use of electric vehicles in Russia. The international experience of introducing electric transport in civil aviation was analyzed. The advantages and disadvantages of electric vehicles were analyzed. A comparison was made between internal combustion engine vehicles and electric vehicles.
Keywords: airport, electric motor, electric car, internal combustion engine, ground handling of aircraft.
