Экологические аспекты использования электромобилей в гражданской авиации

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 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].

Таблица. Сравнение автомобилей и электромобилей

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].

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,

6 электробусов (eCobus3000) и установил 6 зарядных станций, также были приобретены, поэтому все их автобусы питаются от электричества. Это дало возможность аэропорту сократить выбросы CO2 от автомобилей на перроне более чем на 80% [15]. На сегодняшний день около 20% погрузочно-разгрузочных транспортных средств, машин и оборудования, эксплуатируемых в аэропорте Мюнхена, являются электрическими. Кроме того, около 100 электромобилей используются внутри зданий аэропорта [16]. Международный аэропорт Лос-Анджелеса приобрел 20 электрических автобусов. В рамках проекта на всех терминалах установлено почти 300

точек зарядки электромобилей и оборудования [17].

В этой связи можно отметить, что увеличение использования электромобилей в аэропортовой деятельности может стать тенденцией, вызванной новыми экологическими нормами и стандартами, к которым вынужден будет адаптироваться каждый хозяйствующий субъект рынка воздушных перевозок. Это приведет к тому, что современные аэропорты в будущем постепенно будут заменять традиционные автомобили с двигателем внутреннего сгорания на электромобили или, в качестве временной альтернативы, другими транспортными средствами с альтернативной силовой установкой.