Научная статья на тему 'ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ВЫБРОСОВ САЖИ ОТ ТРАНСПОРТНЫХ СУДОВ В АРКТИКЕ'

ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ВЫБРОСОВ САЖИ ОТ ТРАНСПОРТНЫХ СУДОВ В АРКТИКЕ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
91
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АРКТИКА / ARCTIC / ТРАНСПОРТНЫЕ СУДА / VESSELS / ВЫБРОСЫ САЖИ / ОЦЕНКА ВЫБРОСОВ / SOOT'S EMISSION / EMISSION ESTIMATION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Плотникова В.Н., Сухарева Д.С.

В работе рассмотрены проблемы влияния «чёрного углерода» - сажи на окружающую среду. Анализируются документы международной организации «Арктического совета», которая проводит инвентаризацию источников выбросов сажи в Арктических районах. В перечень источников среди других входят транспортные суда. Авторами приведён количественный расчёт выбросов сажи от отечественного двигателя

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DESCRIPTION AND ANALYZE PROBLEM OF "BLACK CARBON" EMISSION FROM VESSELS IN THE ARCTIC REGION

Description the problem of «black carbon» (also known as soot) emissions on environment is given. In this paper was analyzed international legislation in the field of soot’s emissions problem. «Arctic council» is an international organization which deals with harmful substances in Arctic region. The one from other sources of black carbon are vessels. The quantitative calculation of «black carbon» from vessels for one ship’s engine type is given.

Текст научной работы на тему «ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ВЫБРОСОВ САЖИ ОТ ТРАНСПОРТНЫХ СУДОВ В АРКТИКЕ»

В.И. Любимов, В.С. Щеглова, А.В. Панкратьев

Анализ тенденций развития и сфер использования основных типов скоростных...

[4] Панченков А.Н., Драчев П.Т., Любимов В.И. Экспертиза экранопланов.- Н. Новгород: Поволжье, 2006.

[5] Любимов В.И., Гаккель А.А., Барышев В.И. «Мы не плаваем, мы летаем!» - девиз компании «Элиен». - Н. Новгород: Поволжье, 2007.

[6] Маскалик А.И. и др. Экранопланы - транспортные суда XXI века. - СПб.: Судостроение, 2005.

[7] Любимов В.И., Варакосов Ю.Г., Барышев В.И. Современные концепции и перспективные сферы использования транспортных экранопланов // Вестник ВГАВТ. Вып. 22. - Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2007.

[8] Смердов В.Н., Любимов В.И. Пассажирские скоростные суда - важные составляющие транспортного комплекса Ленского бассейна // Речной транспорт XXI век, 2014. № 2.

ANALYSIS OF TRENDS AND AREAS OF USE OF THE MAIN TYPES OF HIGH-SPEED TRANSPORT SHIPS

V.I. Lubimov, V.S. Scheglova, A. V. Pankratev

Keywords: passenger high-speed ship, hydrofoil, cushioncraft, vessel fir cavity, ground effect vehicle, architectural - constructor type, technical and operational characteristics, comparative analysis.

The article presents the analysis of the current state of development, construction and operation of the main types of domestic high-speed transport vessels. Discusses the advantages and disadvantages of various type of high-speed ships, the prospects of their development and sphere of use.

УДК 502:628.395

В.Н. Плотникова, к.х.н., доцент, ФГБОУВО «ВГУВТ» Д.С. Сухарева, студентка ФГБОУ ВО «ВГУВТ» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ВЫБРОСОВ САЖИ ОТ ТРАНСПОРТНЫХ СУДОВ В АРКТИКЕ

Ключевые слова: Арктика, транспортные суда, выбросы сажи, оценка выбросов.

В работе рассмотрены проблемы влияния «чёрного углерода» - сажи на окружающую среду. Анализируются документы международной организации «Арктического совета», которая проводит инвентаризацию источников выбросов сажи в Арктических районах. В перечень источников среди других входят транспортные суда. Авторами приведён количественный расчёт выбросов сажи от отечественного двигателя

Арктика - это северная полярная область Земли, включающая окраины материков Евразии и Северной Америки, почти весь Северный Ледовитый океан с островами. В современном международном праве закреплено разделение Арктики на 5 секторов [1]:

- Северные границы России (большая часть Арктики);

- Аляска (США);

- Северные границы Канады;

- Гренландия (Дания);

- Северные границы Норвегии.

Для климата Земли Арктика играет роль «планетарного кондиционера»: снег и лёд отражают тепловое излучение Солнца, которое в других частях планеты в разной степени поглощается. Но климат Арктики претерпевает изменения: повышение температуры в этой области происходит более высокими темпами, чем в других районах. Так за последние 50 лет среднегодовые значения температуры воздуха на Аляске и Северной Сибири выросла на 2-3 градуса, а на остальных частях планеты - только на 0,7 градуса. Динамика повышения среднегодовых температур в Арктике по годам представлена на рис. 1 [2, 3].

Рис. 1. Динамика глобального потепления, зафиксированная метеостанциями

Изучением состояния климата, выявлением источников, влияющих на их изменение, выработкой требований по ограничению воздействия на Арктику занимаются в настоящее время различные международные организации: «Арктический совет», совет Баренцева/Евроарктического региона, «Конференция парламентариев Арктического региона», «Северный совет», «Северное измерение» Евросоюза» и др. Ведущую роль среди этих организаций играет «Арктический совет», в состав которого входят 8 северных стран. Рабочая группа этой организации в 2012 году представила доклад по Арктике, в котором особое внимание было уделено «чёрному углероду» - саже. В докладе отмечено, что аэрозольные компоненты сажи занимают втрое место после углекислого газа по антропогенному воздействию на глобальный климат. Частицы сажи, оседая на снег и лёд, способствую большему поглощению солнечного тепла и, как следствие, таянию Арктических льдов. В результате снижается отражательная способность морей, что способствует усилению «парникового эффекта» и изменению климата Земли.

«Арктический совет» выявил основные источники антропогенных выбросов сажи в северном регионе. К ним относятся: нефтегазовый сектор, природные и промышленные пожары, стационарные и плавучие установки, работающие на мазуте, дизельный транспорт и др. Рабочие группы этой организации в настоящее время проводят инвентаризацию источников выбросов «чёрного углерода» по странам Арктики с целью создания национальных кадастров по выбросам сажи.

В докладе Арктического совета отмечается, что вклад в общие объёмы выбросов сажи от морских перевозок в полярном регионе на сегодняшний день невелик. Однако ожидается его рост по мере увеличения добычи природных ресурсов в этом секторе и за счёт открытия Россией Северного Морского пути (СМП).

Северный морской путь - это кратчайший путь между Европейской частью России и Дальним Востоком. Он проходит по морям Северного Ледовитого океана: Кар-

В.Н. Плотникова, Д.С. Сухарева

Обзор и анализ проблемы выбросов сажи от транспортных судов в Арктике

скому, Лаптевых, Восточно-Сибирскому, Чукотскому и, частично, Тихого океана -Беренгову.

Расстояние от Санкт-Петербурга до Владивостока по СМП составляет чуть выше 14 тыс. км, для сравнения, через Суэцкий канал - свыше 23 тыс. км.

Организационно СМП делится на: западный сектор Арктики - от Мурманска до Дудинки, который обслуживается ледоколами Мурманского пароходства, и восточный сектор - от Дудинки до Чукотки, который обслуживается ледоколами Дальневосточного морского пароходства. [1]

Северный Морской путь был открыт для международного судоходства в 1991 году. Однако, только недавно, вследствие таяния льдов Арктики, количество транспортных судов и объёмов перевозок грузов стало увеличиваться (табл. 1). [4]

Таблица 1

Динамика возрастания судов на СМП

Год Количество судов Количество перевезённых грузов (тысяч тонн)

2010 4 110

2011 34 820

2012 46 1260

Для сравнения: через Суэцкий канал проходит 18 000 судов в год.

Подсчитано, что с 2012 по 2019 годы грузопоток может увеличиться примерно в 10 раз, а в перспективе - в 20 раз. Движение по трассе СМП обеспечивается 41-м ледоколом, из которых 6 - атомные, остальные 35 - дизельные. Главными пользователями СМП в России являются: «Норильский никель», «Газпром», «Лукойл», «Роснефть», «Росшельф» и др.

В настоящее время на транспортных судах в качестве топлива применяется арктическое дизельное топливо, а в котлоагрегатах - мазут. Применение «тяжёлых сортов» топлива в совокупности с фактом увеличения числа судов влечёт за собой несколько экологических рисков:

- выбросы сажи в атмосферу, оседание её на поверхность льдов, помимо влияния на изменение климата, оказывает токсичное действие на живые организмы;

- возможность аварийных разливов топлива, ликвидация которых в условиях Арктики невозможна, а самоочищение северных морей в силу низких температур происходит крайне медленно.

Именно поэтому в начале 2011 года Европейский парламент обратился к Международной Морской организации (ИМО) с предложением о запрете использование мазута на судах, заходящих в воды Арктики. Этот запрет вступил в силу с 1 августа 2011 года.

Авторами работы была выполнена количественная оценка массы выбросов сажи от отечественных дизелей с целью сравнения их с европейскими нормативами. В качестве примера был взят двигатель марки 16ДПН23/2х30 с номинальной мощностью (Ы) = 3300 кВт, с удельным расходом топлива (ц) = 225 г/кВт-час, время работы двигателей (т) = 1 час.

Расход топлива рассчитывается:

б = Ы-ц-т = 3 300 кВт-225г/кВт-час-1час = 742,5кг/час

Как известно [5], продуктами горения дизельного топлива являются: примерно 90% - углекислый газ (СО2), а остальные 10% приходится на: угарный газ (СО), оксиды серы (80х), оксиды азота (N0^, углеводороды (-СН) и сажу (С). Выбросы сажи приняли как 1/5 часть от 10%, т.е. « 2%, тогда доля выбросов сажи от массы сгораемого топлива «0,2%.

Расчёт массы сажи (М):

Мсажи = Q-0,002 = 742,5 кг/час-0,002 = 1,485 кг/час

Мсажи = 1,485 кг/час-8 часов = 12 кг/сут.

Мсажи = 12 кг/сут-100 сут = 1,2т/навиг.-1судно

Согласно ГОСТа Р 51249-99 оценка выбросов сажи производится по удельным средневзвешенным выбросам (есажи):

есажи = 225 г/кВт-час-0,002 = 0,45 г сажи/кВт-час.

По европейским стандартам (Резолюция №61 ЕЭК от 2011 года) для судов внутреннего водного транспорта предельно допустимое значение удельных средневзвешенных выбросов (ПДЗ УСВ) сажи в зависимости от мощности двигателя составляют 0,2-0,5г/кВт-час.

Таким образом, наши расчёты входят в европейский коридор нормативов. Однако нами не учтены следующие факторы: двигатели на морских судах более мощные, при использовании мазута, как более «тяжёлого» вида топлива, % сажи может быть значительно выше, чем 0,2%. С учётом возрастающего количества судов в Арктике масса выбросов сажи будет только возрастать.

Анализируя литературные источники [6-8], решениями это проблемы может быть:

- применение экологически чистых видов топлива (природный газ, биотопливо, комбинированные виды, улучшенные виды дизельного топлива и др.);

- улучшение эксплуатационных характеристик двигателей (рациональный расход топлива, создание замкнутых систем газовых выбросов и др.);

- экономическое стимулирование (возрастание платы за выбросы, введение экологических коэффициентов, поощрение компаний за сокращение выбросов и др.);

- внедрение рыночных методов регулирования выбросов продуктов горения (в том числе сажи) (создание международного фонда по выбросам парниковых газов с судов и введение системы торговли квотами на выбросы в Арктике).

Список литературы:

[1] Ольшевский А. Организация плавания судов в акватории Северного морского пути.-http://www.transarctica-from.com/-12.03.2015 г. Москва.

https://wikipedia.ru/ Свободная энциклопедия.

[2] Рекомендации по снижению выбросов чёрного углерода и метана для замедления изменения климата Арктики. - http://www.arctic-council.org./index.php/ru/ 2015 г.

[3] Олерский В. Комплексный проект развития Северного морского пути - государственная стратегия развития Арктики. 2015 г.

[4] http://www.transarctica-from.com/-12.03.2015 г. Москва.

[5] Толшин В.И. Режим работы и токсичные выбросы отработавших газов судовых двигателей. Учебное пособие для вузов./В.И. Толшин, В.В. Якунчиков - М - МГАВТ, 1999 г., - 191 с.

[6] http://www.ansc.ru/Rus/Fleet/PosR.asp Сайт ОАО «Северное морское пароходство» 2015 г.

[7] http://www.youtube.com/watch?v=Dthal-cm-Kk Свободное общение в Чате 2015 г.

[8] http://geographyofrussia.ru/morya-severnogo-ledovitogo-okeana-2/ Свободное общение в Чате 2015 г.

DESCRIPTION AND ANALYZE PROBLEM OF «BLACK CARBON» EMISSION FROM VESSELS IN THE ARCTIC REGION

V.N. Plotnikova, D.S. Suckhareva

Key words: Arctic, vessels, soot's émission, émission estimation

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.