Сколько углекислого газа выделяет автомобиль

Сколько углекислого газа выделяет автомобиль

Категории

Метки

Партнеры

Углекислый газ и автомобили

28 ноября 2012 admin

Задумывались ли Вы, сколько один автомобиль поглощает кислорода и выделяет углекислого газа СО2 в год?
А сколько нужно деревьев, чтобы переработать это количество CO2 обратно в кислород? Давайте подсчитаем в качестве «математического» интереса…

Что мы знаем об углекислом газе CO2?

Растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ.

Люди и животные вдыхают кислород, а выдыхают углекислый газ. Это поддерживает постоянное количество кислорода и углекислого газа в воздухе.

Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.

В воздухе всегда содержится небольшое количество углекислого газа, около 1 литра в 2560 литрах воздуха. Т.е. концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет в среднем 0,038 %.

При концентрации СО2 в воздухе более 1 % его вдыхание вызывает симптомы, указывающие на отравление организма – «Гиперкапния»: головная боль, тошнота, частое поверхностное дыхание, усиленное потоотделение и даже потеря сознания.

Как видно на диаграмме сверху концентрация углекислого газа на Земле растёт (обращаю ваше внимание, что это измерения не в городе, а на Горе Мауна Лоа в Гаваи) – доля углекислого газа в атмосфере с 1960г по 2010г год выросла с 0,0315% до 0,0385%. Т.е. стабильно растёт на +0,007% за 50 лет. В городе концентрация углекислого газа еще выше.

Концентрация углекислого газа в автмосфере:

• в доиндустриальную эпоху – 1750 г :
  280 ppm (частиц на миллион) суммарная масса – 2200 триллионов кг
• в настоящее время – 2008 г :
  385 ppm, суммарная масса – 3000 триллионов кг

Деятельность, сопровождаемая выбросами CO2 (некоторые бытовые примеры):

• Езда на автомобиле (20 км) – 5 кг CO2
• Просмотр телевизора в течение часа – 0.1 кг CO2
• Приготовление пищи в микроволновой печи (5 мин) – 0,043 кг CO2

Фотосинтез является единственным источником атмосферного кислорода.

В целом, химический баланс фотосинтеза может быть представлен в виде простого уравнения:

Первым обнаружил, что растения выделяют кислород, английский химик и философ Джозеф Пристли около 1770 г. Вскоре было установлено, что для этого необходим свет и что кислород выделяют только зеленые части растений. Затем исследователи нашли, что для питания растений требуется диоксид углерода (углекислый газ СO2) и вода, из которых создается большая часть массы растений. В 1817 французские химики Пьер Жозеф Пелатье (1788–1842) и Жозеф Бьенеме Каванту (1795–1877) выделили зеленый пигмент хлорофилл.

К середине 19 в. было установлено, что фотосинтез является процессом, как бы обратным дыхательному. В основе фотосинтеза лежит превращение электромагнитной энергии света в химическую энергию.

Фотосинтез, являющийся одним из самых распространенных процессов на Земле, обуславливает природные круговороты углерода, кислорода и других элементов и обеспечивает материальную и энергетическую основу жизни на нашей планете.

Экологическая арифметика

В течение одного года обычное дерево выделяет объем кислорода, необходимый для семьи из 3 человек. А автомобиль поглащает это же количество кислорода при сжигании 1 бака бензина 50 л.

• 1 дерево в среднем в течение 1 года поглащает 120 кг СO2, и примерно столько же выделяет кислорода
• 1 автомобиль поглащает этот же объем кислорода (120 кг) примерно при сжигании около 50 литров бензина, и вырабатывает различные выхлопные газы (их состав указан в таблице)

* Токсичные компоненты ** Канцерогены

• за год в 1 автомобиль заправляют 1500 литров бензина (при пробеге 15000 км и расходе 10л/100км). Это значит, что необходимо 1500 л/50л в баке = 30 деревьев, которые выработают поглощенный объем кислорода.
• 1 автоцентр в Москве продает порядка 2000 автомобилей в год (размер одного паркинга). Т.е. 30 деревьев умножить на 2000 автомобилей в год получается = 60 000 деревьев на 1 автоцентр.
• Начнём с малого: 2000 деревьев (1 дерево за 1 автомобиль) – это много или мало? На одном футбольном поле можно посадить не более 400 деревьев (20шт х 20шт через 5 метров – рекомендуемое расстояние). Получается что 2000 деревьев займут территорию — 5 футбольных полей!
• Сколько по вашему стоит посадить 1 дерево? – можно отписываться в комментариях.

Наиболее активными поставщиками кислорода являются тополя. 1 га таких деревьев выделяет в атмосферу кислорода в 40 раз больше, чем 1 га еловых насаждений.

Пути снижения выбросов и токсичности

• Колоссальное влияние на количество выбросов (не считая сжигания топлива и времени) играет организация движения автомобилей в городе (значительная часть выбросов происходит в пробках и на светофорах). При удачной организации возможно применение менее мощных двигателей, при невысоких (экономичных) промежуточных скоростях.
• Существенно снизить содержание углеводородов в отходящих газах, более чем в 2 раза, возможно применением в качестве топлива попутных нефтяных (пропан, бутан), или природного газов, при том, что главный недостаток природного газа — низкий запас хода, для города не столь значим.
• Кроме состава топлива, на токсичность влияет состояние и настройка двигателя (особенно дизельного — выбросы сажи могут увеличиваться до 20 раз и карбюраторного — до 1,5—2 раз изменяются выбросы окислов азота).
• Значительно снижены выбросы (снижен расход топлива) в современных конструкциях двигателей с инжекторным питанием стабильной стехиометрической смесью неэтилированного бензина с установкой катализатора, газовых двигателях, агрегатах с нагнетателями и охладителями воздуха, применением гибридного привода. Однако подобные конструкции сильно удорожают автомобили.
• Испытания SAE показали, что эффективный способ снижения выбросов окислов азота (до 90 %) и в целом токсичных газов — впрыск в камеру сгорания воды.
• Предусмотрены нормативы на выпускаемые автомобили. В России и европейских странах приняты стандарты ЕВРО, задающие как токсичность, так и количественные показатели (см. таблицу выше)
• В некоторых регионах вводятся ограничения на движение большегрузного автотранспорта (например в г.Москва).
• Подписание Киотского протокола
• Различные экологические акции, например: Посади дерево — подари Земле кислород!

Что нужно знать про Киотский протокол?

Киотский протокол — международный документ, принятый в Киото (Япония) в декабре 1997 года в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК). Он обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов в 2008-2012 годах по сравнению с 1990 годом.

По состоянию на 26 марта 2009 Протокол был ратифицирован 181 страной мира (на эти страны совокупно приходится более чем 61 % общемировых выбросов). Заметным исключением из этого списка являются США. Первый период осуществления протокола начался 1 января 2008 году и продлится пять лет до 31 декабря 2012 года, после чего, как ожидается, на смену ему придёт новое соглашение.

Киотский протокол стал первым глобальным соглашением об охране окружающей среды, основанным на рыночном механизме регулирования — механизме международной торговли квотами на выбросы парниковых газов.

Деревья – искусственные, кислород – настоящий

Ученые из Колумбийского университета Нью-Йорка совместно с французской дизайнерской студией Influx Studio разработали искусственные деревья. По большому счету, это машина, стилизованная под драцену, с широкими ветвями и зонтообразной кроной. Ветки используются для того, чтобы поддерживать солнечные панели, которые питают деревья энергией.

Искусственные деревья внешне будут похожи на огромные фонари, которые переливаются в темноте различными цветами. Механические драцены будут не только приносить практическую пользу, но и станут украшением современного мегаполиса.

Кроме превращения углекислого газа в кислород, искусственные деревья могут служить дополнительным источником энергии. Помимо солнечных панелей, она будет вырабатываться путем превращения механической энергии от качелей, установленных у основания.

Внешне такие искусственные деревья напоминают драцену, а состоят они из перереботанной древесины и пластика. В коре такого «дерева» находятся солнечные батареи и фильтры для поглощения углекислого газа. В «стволах» искусственных деревьев есть вода и древесная смола – при их участии будет проходить процесс фотосинтеза. Для поддержки работоспособности таких деревьев будут использоваться специальные качели: генераторами электроэнергии станут веселящиеся горожане.

Вопрос: Неужели такие деревья делать эффективнее, чем сажать настоящие?

Источники:

• Википедия – «Углекислый газ», «Гиперкапния», «Выхлопные газы», «Киотский протокол»
• Статья Эмиссия углекислого газа в мире
• Статья Деревья – искуственные, кислород – настоящий
• Статья Экологическая арифметика: 280 деревьев выделяют кислород для 800 человек
• Научная статья Фотосинтез в энциклопедии Кругосвет

Категория: Альтернативные источники энергии, Системы защиты и очистки окружающей среды

Выбросы CO2 автомобилями: факты и цифры (инфографика)

Согласно отчету Европейского агентства по окружающей среде, на транспорт приходилось около четверти общих выбросов CO2 в ЕС в 2019 году, из которых 71.7% приходится на автомобильный транспорт.

ЕС стремится достичь 90% сокращение выбросов парниковых газов от транспорта к 2050 г. по сравнению с 1990 г. Это часть ее усилия по сокращению выбросов CO2 и достичь климатической нейтральности к 2050 году в соответствии с Европейская дорожная карта «Зеленая сделка».

Эволюция выбросов CO2 в ЕС по секторам (1990-2019)

Транспортные выбросы растут

Транспорт является единственным сектором, в котором выбросы парниковых газов увеличились за последние три десятилетия. рост на 33.5% в период с 1990 по 2019 год.

Значительно сократить выбросы CO2 от транспорта будет непросто, поскольку темпы сокращения выбросов замедлились. Согласно текущим прогнозам, сокращение транспортных выбросов к 2050 году составит всего 22%, что намного ниже нынешних амбиций.

Транспортные выбросы в ЕС

Основные загрязнители автомобилей

На автомобильный транспорт приходится около пятой части выбросов в ЕС.

Выбросы CO2 от пассажирского транспорта значительно различаются в зависимости от вида транспорта. Легковые автомобили являются основным загрязнителем окружающей среды, на них приходится 61% от общего объема выбросов CO2 автомобильным транспортом ЕС.

На данный момент средняя заполняемость автомобилей в Европе в 1.76 году составляла всего 2018 человека на автомобиль. Ее увеличение за счет совместного использования автомобилей или перехода на общественный транспорт, езду на велосипеде и ходьбу может помочь сократить выбросы.

Электрические машины чище?

Есть два способа уменьшить выбросы CO2 от автомобилей: сделать автомобили более эффективными или изменить используемое топливо. В 2019 году большинство автомобилей автомобильного транспорта в Европе использовали дизельное топливо (67%), за которым следовал бензин (25%).

Тем не менее, электромобили набирают обороты, что составляет 11% всех новых зарегистрированных легковых автомобилей в 2020 году.

Продажи электромобилей — аккумуляторных электромобилей и подключаемых гибридных электромобилей — выросли с 2017 года и утроились в 2020 году, когда начали применяться текущие целевые показатели выбросов CO2.

Электрические фургоны заняли 2.3% доли рынка за год. новые зарегистрированные фургоны в 2020 году.

To при расчете количества CO2, производимого автомобилем, необходимо учитывать не только CO2, выделяемый во время эксплуатации, но и выбросы, вызванные его производством и утилизацией.

Производство и утилизация электромобиля менее экологичны, чем производство автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, а уровень выбросов от электромобилей варьируется в зависимости от того, как производится электричество.

Однако, принимая во внимание средний энергетический баланс в Европе, электромобили уже доказали, что они чище, чем автомобили, работающие на бензине. Поскольку доля электроэнергии из возобновляемых источников в будущем будет увеличиваться, электромобили должны стать еще менее вредными для окружающей среды, особенно с учетом планов ЕС по батареи более устойчивый.

Эволюция выбросов новых легковых автомобилей в г/км CO02

Однако усилия по повышению топливной экономичности новых автомобилей также замедляются.

ЕС стремится сократить выбросы от дорожного транспорта

ЕС представляет новые цели выбросов CO2, целью которых является сокращение вредных выбросов новых легковых автомобилей и легких коммерческих автомобилей (фургонов).

В июле 2021 года Европейская комиссия предложила снизить лимит выбросов легковых автомобилей и фургонов еще на 15% с 2025 года; с последующим сокращением выбросов на 55 % для легковых автомобилей и 50 % для фургонов к 2030 г. и с достижением нулевого уровня выбросов к 2035 г. Комитет по окружающей среде парламента поддержал 2035 цель в мае. Парламент примет свою переговорную позицию на июньском пленарном заседании, после чего приступит к переговорам со странами ЕС.

Другие меры ЕС по сокращению выбросов от транспорта

Чтобы сократить выбросы от автомобильного транспорта, ЕС намерен дополнить предлагаемые целевые показатели выбросов CO2 для легковых автомобилей и фургонов:

• Новый система торговли выбросами (ETS) для автомобильного транспорта и зданий;
• увеличение доли возобновляемого транспортного топлива;
• отмена налоговых льгот для ископаемого топлива;
• пересмотр законодательства об инфраструктуре альтернативных видов топлива для расширения мощностей.

В дополнение к установлению целевых показателей выбросов автомобилей депутаты Европарламента рассматривают другие меры в транспортном секторе, в частности самолеты и корабли: включение морского транспорта в схему торговли квотами на выбросы; пересмотр схемы для авиации; и предложение более устойчивого топлива для авиации и кораблей.

Подробнее о том, как сделать автомобили и фургоны более экологичными

Сколько углекислого газа выпускает ежедневно легковой автомобиль?

В среднем, обычный легковой автомобиль ежедневно сжигает около 15 литров топлива. Расходуя эти 15 литров, каждая машина ежедневно выпускает около 9 кг диоксида углерода, а проще говоря, углекислого газа. Ежедневно на дороги во всем мире выезжает порядка 500 миллионов автомобилей. При этом один городской автобус может вместить и перевезти столько же людей, сколько 40 легковушек.

Объем мировых выбросов углекислого газа (CO2) с 2000 по 2007 год возрастал в четыре раза быстрее, чем в течение предыдущего десятилетия, и увеличение этого объема происходило быстрее, чем предсказывалось в наихудшем из сценариев изменения климата. При этом специалисты утверждают, что способность окружающей среды абсорбировать выбросы стремительно уменьшается.

СО2 образуется при дыхании организмов, при сжигании топлива, содержащего углерод, а также при извержении вулканов и выветривании карбонатных горных пород. Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к так называемому «парниковому эффекту», который, по мнению экологов, является одной из главных причин глобального потепления.

По утверждению специалистов, объем мировых выбросов CO2 достиг эквивалента 10 миллиардов тонн углерода, из которых 8,5 миллиарда тонн производятся за счет сжигания топлива. В 2007 году выбросы в Китае достигли 1,8 миллиарда тонн CO2, против 1,59 миллиарда тонн в США, 432 миллионов тонн в России и 430 миллионов тонн в Индии.

Неэкологичный электродвигатель: ученые считают, что электрокары выделяют больше СО2, чем авто на дизеле

Tesla Model 3. Фото: Joe White/Reuters —>

Немецкие исследователи опровергают стереотипы об электромобилях, передает ТАСС. По данным ученых мюнхенского Института экономических исследований, авто с электродвигателем выделяют больше углекислого газа, чем машины на дизеле.

Для эксперимента они выбрали Mercedes C 220 d и электрокар Tesla Model 3. Выяснилось, что дизельный двигатель Mercedes выделяет на 25% углекислого газа меньше, чем его электрический собрат. Причина, конечно, не в самом двигателе, а в его производстве. По словам ученых, добыча и переработка лития, необходимого для производства аккумуляторных батарей, требует большого количества энергии.

Выводы немецких специалистов комментирует автоэксперт Роман Гуляев.

Роман Гуляев автоэксперт «Спор идет давно. Есть мнение, что сам по себе электродвигатель экологичен, но при производстве электроэнергии выделяется углекислый газ. Да, на ТЭЦ, на электростанциях (не везде есть атомная энергетика, не везде есть гидроэлектростанции, как в России), если электричество действительно производится из нефти и ее производных, при этом углекислый газ выделяется. С одной стороны, есть действительно экологические движения, экологи, с другой стороны, есть традиционные производители, которые не хотят терять рынок, поэтому каждый раз и появляются такие вот различные исследования. Кем это финансируется, тоже большой вопрос».

Немецкие исследователи не учли один важный факт: главное преимущество электрокара в том, что при производстве электродвигателей выбросы углекислого газа происходят вдали от городов, отмечает редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.

Леонид Голованов редактор журнала «Авторевю» «Авторы исследования не пишут про другое главное преимущество автомобиля: мы при использовании автомобилей разделяем в пространстве места выбросов СО2 и места потребления транспортных услуг. При производстве электродвигателей выбросы происходят далеко за городом, при этом в городе, по которому ездят электромобили вместо автомобилей с дизельными двигателями, меньше выбросов и чище воздух. Лучше за городом, чем в городе. Ничего нового. Авторы исследования не претендуют на ультимативность выводов, более того, они подчеркивают, что, например, не могут адекватно подсчитать те же самые затраты электроэнергии и выбросы на утилизацию батарей и они примерно их представляют. Они не могут, и не учли этого, количественно оценить экономию электроэнергии и выбросов СО2 при использовании торможения электромобилей, а это очень важно, потому что электромобиль обладает одним важным базовым свойством — умеет запасать энергию при торможении и возвращать ее в батареи. Обычный автомобиль этого не умеет, кроме гибридомобилей. Обычный автомобиль просто тратит эту энергию на нагрев тормозных колодок».

Сейчас крупнейшие автоконцерны увеличивают производство электромобилей. В частности, Toyota объявила о намерении к 2025 году полностью прекратить выпуск автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями, оставив в линейке только гибриды, электрокары и автомобили, работающие на водороде.