Автомобильный транспорт: переход от нормирования расхода топлива к учёту выбросов парниковых газов

В мире в настоящее время действует несколько различных норм выбросов вредных веществ автотранспортом: европейские EURO, североамериканские EPA и японские NLT, и их региональные вариации, которые каждая страна при введении в свое законодательство самостоятельно корректирует в сторону смягчения или ужесточения. В Российской Федерации (и ЕАЭС) с некоторым отставанием от Евросоюза последовательно вводятся в действие правила Европейской экономической комиссии ООН. В частности, в ЕС с 2015 года по настоящее время действует экологический стандарт Евро-6 , в то время как в РФ c 2016 года по настоящее время действует ещё предыдущий стандарт Евро-5 [1, 2].

С 2019 года в Евросоюзе законодательно начато нормирование расхода топлива и прямо пропорционального ему выброса углекислого газа (CO 2 , признанного основным парниковым газом) автотранспортом с целевым снижением расхода топлива на 15 % к 2025 году и на 30 % к 2030 году [3].

Ввиду тесной промышленной кооперации производителей автомобильной техники РФ и ЕС, а также постепенной гармонизации нормативных документов в области выбросов вредных веществ является очевидным, что в ближайшие годы РФ (и странам ЕАЭС) также предстоит внедрение норм выбросов СО2 и расхода топлива.

Теория

В структуре себестоимости перевозок в России на первом месте по величине затрат находятся расходы на топливо, на втором месте – расходы на оплату труда. В странах Северной Америки (США, Канада) и Европейского союза в структуре затрат преобладают именно расходы на оплату труда, а расходы на топливо идут на следующем месте. Поэтому введение с 2019 года в Евросоюзе нормирования расхода топлива преследует в первую очередь не экономическую цель, а социальную. Нормирование происходит в соответствии с решениями Парижского Соглашения по климату 2015 года.

С 1988 года по 2015 год в странах ЕЭС (позднее Европейского Союза) последовательно вводились стандарты, регулирующие содержание вредных веществ в выхлопных газах транспортных средств: от Евро-0 до Евро-6. При разработке и введении в действие стандарта Евро-6 была проведена работа по гармонизации нормативов по всему миру [4], и он практически идентичен другим самым строгим действующим стандартам: EPA10 США [5] и Post NLT Японии [6]. Дальнейшего ужесточения норм выбросов вредных веществ автотранспортом не планируется.

В отличие от Евро-1 и Евро-2, для последовательного достижения более строгих норм Евро-3, Евро-4, Евро-5, Евро-6 уже было недостаточно только оптимизации режимов работы двигателей и установки систем очистки выхлопных газов автомобилей. Потребовалось также проводить крупные модернизации нефтеперерабатывающих заводов для улучшения характеристик топлива (снижение содержания соединений серы и других примесей). Однако производителям автотранспорта при переходе на производство более экологичных автомобилей удавалось лишь удерживать расход топлива на прежнем уровне: как правило, существенного повышения экономичности у новых моделей не происходило.

Углекислый газ CO 2 в настоящее время признан наиболее опасным парниковым газом, прямо влияющим на повышение температуры атмосферы. Его основными источниками являются промышленность, энергетика и транспорт. Согласно исследованиям Евросоюза, по состоянию на 2016 год на долю всех видов транспорта приходилось 20 % всех выбросов CO₂ в ЕС, из них 73 % составила доля автотранспорта. Несмотря на значитель-

Логистика и управление транспортными системами

ное снижение расхода топлива транспортными средствами за прошедшие 25 лет, общее количество выбросов парниковых газов транспортом (в отличие от всех остальных секторов экономики ЕС) не снизилось с 1990 г. по причине увеличения общего числа транспортных средств и увеличения объемов перевозок грузов в экономике.

Выделение углекислого газа автотранспортом прямо пропорционально количеству израсходованного топлива. Для автопроизводителей в Евросоюзе период с 1 июля 2019 года по 30 июня 2020 года был принят за базовый. Относительно данного актуального уровня расхода топлива производимых автомобилей, установлен целевой показатель снижения расхода топлива для новых автомобилей к 2025 году на 15 %, и к 2030 году на 30 %. (Данное требование не относится к автобусам и коммунальной технике). Снижение планируется достичь за счет массового внедрения на всех производимых моделях автомобилей гибридных технологий, систем глушения двигателя на светофорах, отключения цилиндров под неполной нагрузкой, рекуперации энергии, аэродинамической оптимизации и других мер.

В отдаленной перспективе запланировано (но пока ещё не закреплено законодательно) к 2050 году перейти в Евросоюзе к производству автотранспорта с нулевым выхлопом, то есть только электрических автомобилей на аккумуляторных батареях или водородных топливных элементах.

Согласно Директиве ЕС 2017/2400 с 1 января 2019 года каждый выпускаемый в Евросоюзе грузовой автомобиль полной массой свыше 16 т с колёсной формулой 4х2 или 6х2 должен поставляться с завода-изготовителя со специальным сопроводительным документом Customer Information File (CIF). Данный документ сопровождает транспортное средство всё время его эксплуатации до списания. В нём содержится информация о выбросах СО2 (как основного парникового газа) и расходе топлива данным транспортным средством по циклу VECTO. Без этого документа такой грузовой автомобиль нельзя будет поставить на учет в странах Евросоюза с 1 июля 2019 года. C 1 января 2020 года данный документ необходим для постановки на учет грузовых автомобилей с колесной формулой 4х2 полной массой менее 16 т. С 1 июля 2020 года Customer Information File будет необходим и для грузовых автомобилей с колёсными формулами 6х4 и 8х4. Грузовые автомобили со всеми другими колёсными формулами пока освобождены от необходимости иметь данный документ [7].

Цикл VECTO разработан для производителей автотранспорта в Объединенном Исследовательском центре Ispra Еврокомиссии ЕС. Постоянно обновляемая бесплатная для всех программа для расчета расхода топлива по циклу VECTO всегда находится в свободном доступе на сайте Еврокомиссии ЕС. Цикл разработан с использованием аналитических экспертных методов и показал высокую точность результатов, рассчитанных по электронной модели, значениям фактических замеров, неоднократно проведенных при натурных испытаниях на маршрутах в северной Италии. Программа рассчитывает только расход топлива в л/100 км, величина выброса углекислого газа в г/км вычисляется по полученному значению расхода топлива [8].

Для дизельного топлива на каждый литр на 100 км выброс CO 2 составит 26,39 г/км. В качестве примера для усредненного по Евросоюзу двухосного тягача с трехосным полуприцепом (разрешенная максимальная масса 40 т) со средневзвешенной массой груза 19,3 т по циклу VECTO Long Haul расход дизельного топлива составит 33,6 л/100 км, что в пересчете даст значение выбросов CO₂ 886,74 г/км или 45,945 г/100 т∙км [9]

По мнению Еврокомиссии ЕС преимущество расчетного метода перед фактическими испытаниями состоит в том, что при натурном измерении расхода топлива и выбросов CO 2 трудно обеспечить полный сбор выхлопных газов, одинаковые при нескольких измерениях режимы движения, а полученные данные необходимо будет приводить к базовым условиям температуры, силы и направления ветра и др. Кроме этого, при натурных испытаниях будет трудоемко и дорого получить данные по каждой модели и модификации автомобиля.

Существуют три версии цикла, в зависимости от типа грузового автомобиля:

• 1)    цикл для автомобиля, используемого на междугородных перевозках: VECTO Long Haul;

• 2)    цикл для автомобилей, используемых на пригородных перевозках (завоз грузов со складских терминалов в магазины и др.) VECTO Regional;

• 3)    цикл для коммунальной городской техники VECTO Urban.

В этом разработчики видят преимущества перед универсальным всемирным циклом WHVC, где расчет расхода топлива (и выбросов CO 2 ) ведется по усредненному теоретическому маршруту, на котором кроме междугороднего присутствуют и городской режим движения, и пригородный, из-за чего расчетные значения расхода топлива выше реально измеренных.

Цикл VECTO Long Haul для междугородных перевозок производит расчет среднего расхода топлива на маршруте протяженностью 100 км со средней скоростью движения 80 км/ч в переменных условиях движения с двумя остановками в пути общей продолжительностью 67 с.

При расчете вводятся значения полной и снаряженной массы, размеры, коэффициент аэродинамического сопротивления, а также значения стендовых испытаний компонентов: внешняя скоростная характеристика двигателя, значения передаточ- ного отношения главной передачи, передаточные отношения ступеней КПП, КПД трансмиссии, сопротивление качению устанавливаемых производителем моделей шин, параметры пневматической системы, системы охлаждения, усилителя руля, моторного тормоза и других систем автомобиля.

Расход топлива по циклу VECTO рассчитывается для каждого грузового автомобиля индивидуально. Если два технически одинаковых автомобиля будут отличаться только отсутствием и наличием аэродинамических элементов, то расчет по программе покажет, насколько немного более тяжелый автомобиль с этими дополнительными элементами, снижающими сопротивление воздуха, несмотря на большую массу, будет экономичнее стандартного.

Расчетное значение СО 2 по каждому выпущенному автомобилю производителя передается для обработки в специально назначенный орган исполнительной власти Евросоюза – Европейское Агентство Окружающей среды. Если среднее значение по модельному ряду за год превышает установленный уровень, то производитель обязан оплачивать соответствующий сбор в бюджет Евросоюза. При значении ниже установленного производитель, наоборот, получает субсидию. Данная мера позволяет стимулировать производителей электрических и гибридных транспортных средств.

Обсуждение

Внедрение норм Евросоюза в области выбросов вредных веществ и расхода топлива грузовым автотранспортом в законодательство РФ (и ЕАЭС) является необходимым для обеспечения роста экономики РФ. Так, по настоянию АСМАП с 21.12.2019 в России (и ЕАЭС) был введен в законодательство «шестой экологический класс» транспортных средств, соответствующий Евро-6 [10]. С этого момента Евро-6 ещё не стал обязателен для российских производителей автомобилей и топлива, но у международных автоперевозчиков появилась возможность указать в ПТС и международном сертификате технического осмотра соответствие их автомобилей нормам Евро-6. Это было остро необходимо, поскольку количество выдаваемых разрешений на въезд грузовых автомобилей в ЕС строго ограничено в зависимости от экологического класса, а до 21 декабря 2019 года в России перевозчики не могли подтвердить документально, что их техника выполняет не только действующие в РФ нормы Евро-5, но и более строгие, действующие в ЕС. Недостаток разрешений ограничивал объем перевозок внешнеторговых грузов (поставки из РФ титана, алюминия, цинка, меди, ввоз в РФ высокотехнологичной продукции машиностроения и медицинского оборудования, лекарств и др.), что прямо влияло на рост экономики всей страны. Также соответствие классу Евро-6 позволяет получить скидку на оплату проезда грузовых автомобилей по автодорогам Германии и Австрии.

Поскольку с 2019 года начат переход на нормирование расхода топлива и выбросов СО 2 в Евросоюзе, то в РФ также в самом ближайшем времени будет необходимо создать следующее:

• 1)    систему информирования покупателей автотранспортных средств, производимых в РФ, об уровне расхода топлива в л/100 км и выбросах CO₂ в г/км по утвержденному циклу (VECTO, WHVC либо специально разработанному российскому), аналогичную CIF;

• 2)    систему сбора и хранения данных по расходу топлива и выбросам CO 2 о каждом выпущенном на автозаводах РФ грузовом автомобиле для собственных нужд производителей и государственного регулирования;

• 3)    законодательно внести изменения в формы ПТС, свидетельства о регистрации ТС для обозначения в них значений расхода топлива и выбросах CO 2 ;

• 4)    внести изменения в систему инструментального контроля и документального оформления Технического Осмотра для контроля параметра выбросов CO₂;

• 5)    совместно с ведущими зарубежными производителями подготовить инфраструктуру для эксплуатации техники, разработанной по новым стандартам экономии топлива и снижения выбросов парниковых газов (сеть зарядных электрических станций, газовых заправочных станций, станций технического обслуживания) на основных магистралях и в крупных городах.

Выводы

По причине большой связанности экономики Евросоюза и РФ (доля ЕС во внешнеторговом обороте РФ превышает 50 %), гармонизации законодательства в области перевозок и производства транспортных средств, Российской Федерации в ближайшее время предстоит провести ряд мероприятий для организации учета выбросов углекислого газа и расхода топлива, разработать собственные нормы с учетом климатических условий и особенностей эксплуатации.