Оценка эколого-экономического эффекта от утилизации автотранспортных средств

Кисуленко Б.В., к.т.н., Теренченко А.С., к.т.н., Кутенев В.Ф., д.т.н., Козлов А.В., д.т.н. ФГУП «НАМИ» УДК 629.33;504

Воздействия, оказываемые на окружающую среду автомобилями, вышедшими из эксплуатации и неутилизированными, очень разнообразны и разнородны по своей природе. Составляющие автомобиль материалы загрязняют атмосферный воздух, почву и воду. Это, в свою очередь, приводит к токсическому воздействию на человека и экосистемы, изменению климата, эвтрофикации (загрязнению водоёмов водорослями), неприятному запаху и т.д.

С другой стороны, автомобиль, вышедший из эксплуатации, а также отходы от автотранспортного комплекса являются источником вторичных ресурсов. Неиспользование этих материалов ведет к истощению абиотических ресурсов (руды, нефти, природного газа, других полезных ископаемых), истощению биотических ресурсов (ресурсов растительного и животного происхождения — дерево, бумага, картон, натуральная кожа), истощению почвы, а также к выводу почвы из сельскохозяйственного обращения из-за организации свалок.

Во ФГУП «НАМИ» проведена оценка воздействия основных токсичных и загрязняющих веществ, входящих в состав среднестатистического автомобиля, на здоровье человека и окружающую среду при их выбросе в атмосферный воздух, воду и почву.

Для оценки воздействия на окружающую среду экологически опасных факторов от вышедших из эксплуатации автотранспортных средств необходимо оценить состав среднестатистического легкового автомобиля по видам использованных в нём материалов, а также состав неперерабатываемого остатка, который может образовываться при неполной переработки вышедшего из эксплуатации автомобиля.

В табл. 1 приведена разбивка по материалам для среднестатистического легкового автомобиля зарубежного производства 2000 модельного года [5].



Таблица 1. Состав автомобиля по материалам — среднестатистический легковой автомобиль зарубежного производства 2000 модельного года.

После осуществления всех процессов до стадии вторичной переработки материалов (плавки в электропечах, переработки пластмасс, резины и т.д.) некоторое количество материалов превращается в так называемый неперерабатываемый остаток (НПО), т.е. неразделимую смесь самых различных материалов. НПО может содержать пластики, полимеры, стекло, набивку, виниловое покрытие, дерево, ковровое покрытие, ткани и т.д. вместе с грязью и металлическими частицами. Его можно захоранивать или частично сжигать — с выработкой энергии или без нее. Даже при использовании самых современных технологий переработки и разделения материалов доля НПО может составлять 20 — 25% от общей массы автомобиля, и на ее снижение направлены значительные усилия как переработчиков, так и автомобильных компаний (табл. 2).


Таблица 2. Расчетный состав НПО.

Расчеты производились для легковых автомобилей, так как они составляют основную долю парка (около 80%) и, кроме того, этот тип автомобилей значительно чаще оказывается на несанкционированных свалках. Расчеты проведены для Москвы и Московской области.

При выполнении расчетов был принят ряд допущений, основные из которых представлены ниже:

Доля брошенных разукомплектованных транспортных средств (БРТС) от всех, вышедших из эксплуатации — 30%.

Доля времени (за год), когда автомобиль остается брошенным в Москве — 3 месяца, в Московской области — 12 месяцев.

Площадь земли, занимаемая одним БРТС составляет 7,74 м2.

Доля попадания отходов в виде лома металлов в водную среду составляет 3% по массе (включая свинец).

Доля отработанного масла, попадающего в водную среду — 20% по массе.

Доля антифриза, попадающего в водную среду — 100% по массе.

Количество автомобилей ежегодно выходящих из эксплуатации в Москве — 130 тыс.шт., в Московской области — 107 тыс. шт. (данные 2003 г.).

Стоимость земель (усредненная) в Москве — 82 млн. руб./га [2], в Московской области — 685 тыс. руб./га (по данным [3] с учетом инфляции). Оценка величины предотвращенного ущерба от загрязнения водной среды проводилась на основе показателей удельного ущерба, представляющих собой удельные стоимостные оценки ущерба на единицу (1 условную тонну) приведенной массы сброса загрязняющих веществ в соответствии с методикой [1].

Для расчета показателей в полном жизненном цикле использовались инвентаризационные данные по процессам получения конструкционных и эксплуатационных материалов, а также процессов рециклирования материалов, полученные на основе методики, изложенной в [4].

Ущерб от брошенных разукомплектованных легковых автомобилей возникает вследствие:

– захламления почв (из-за образования несанкционированных свалок);

– химического загрязнения почв;

– химического загрязнения водной среды.

Вначале были проведены расчеты ущербов для одного автомобиля. Результаты расчетов представлены в табл. 3.


Таблица 3. Ущерб от брошенного автомобиля на территории Москвы и Московской области.

Суммарная величина ущерба от брошенного автомобиля в Москве примерно в 100 раз выше, что связано с более высокой стоимостью земель [2, 3].

На рис. 1 представлена структура ущерба от загрязнения водной среды в Москве. Основная доля ущерба приходится на моторное и др. масла — 45% и на черные металлы — 38%.


Рисунок 1. Структура ущерба от загрязнения водной среды брошенным автомобилем в Москве.

Суммарные для всего парка Москвы и Московской области ущербы от загрязнения почв и от загрязнения водной среды приведены на рис. 2. В Москве ущерб от загрязнения почв выше в 36 раз, что обусловлено влиянием нескольких факторов: более высокой стоимостью земли, большим парком автомобилей. В Московской области ущерб от загрязнения водной среды выше чем в Москве примерно в 3 раза из-за большей длительности пребывания брошенных автомобилей на улице.


a)

б)

Рисунок 2. Ущерб от загрязнения почв.а) и от загрязнения водной среды; б) в Москве и Московской области

Суммарный ущерб от загрязнения почв и водной среды для всего парка брошенных автомобилей в Москве составил 3,98 млрд. руб., в Московской области — 178 тыс. руб. В структуре суммарного ущерба основная доля приходится на химическое загрязнение почв — 60…75% (см. рис. 3).



Рисунок 3. Структура ущерба для всего парка брошенных автомобилей.

Далее проведены расчеты экономии природных ресурсов и энергии, предотвращенного ущерба в результате повторного использования узлов и деталей и рециклирования материалов

Расчеты проводились для двух вариантов:

– автомобиль производят из конструкционных материалов, полученных из ископаемого сырья, изношенные узлы и детали в процессе эксплуатации заменяют новыми и по окончании жизненного цикла автомобиль не утилизируется (захламляет почву и является источником химического загрязнения почвы и водных ресурсов);

– автомобиль производят из рециклированных материалов (на 80%), в процессе эксплуатации часть узлов и деталей подвергается восстановлению, а по окончании срока службы автомобиль разбирают и направляют конструкционные материалы на рециклирование.

На рис. 4 представлены результаты расчета расхода сырья и энергии для двух, описанных выше, вариантов, которые условно названы «без утилизации» и «с утилизацией», соответственно. Расчеты проводились для легкового автомобиля, состав которого приведен в табл. 1.


a)

б)

Рисунок 4. Расход природных ресурсов в кг (а) и энергии в ГДж (б) в полном жизненном цикле автомобиля.

Утилизация автомобиля по окончании срока службы позволяет снизить расход природных ресурсов почти в 4,5 раза, что для одного автомобиля составляет экономию примерно 3,3 т. и позволяет сэкономить 56 ГДж энергии.

За счет утилизации автомобиля по окончании срока службы и применения в конструкции нового автомобиля рециклированных материалов снижается выброс вредных веществ в полном жизненном цикле примерно на 2 т, что позволяет снизить ущерб от загрязнения окружающей среды на 778 руб. для одного автомобиля (см. рис. 5).


a)

б)

Рисунок 5. Выбросы вредных веществ в кг.а) и ущерб в руб.; б) в полном жизненном цикле для одного автомобилясоставляет

На втором этапе были проведены расчеты для парка автомобилей, вышедших из эксплуатации в Москве и Московской области.

На рис. 6 представлен расход природных ресурсов и энергии в полном жизненном цикле для вариантов с утилизацией и без утилизации автомобилей. Утилизация автомобилей в Московском регионе позволяет сэкономить 780 тыс. т природных ресурсов. Экономия энергии в полном жизненном цикле за счет утилизации автомобилей в Москве составит 7,3 млн. ГДж, в Московской области — 6 млн. ГДж.


a)

б)

Рисунок 6. Расход природных ресурсов в тыс. т (а) и энергии в млн. ГДж (б) в полном жизненном цикле для всего парка автомобилей.

Утилизация автомобилей в Московском регионе позволяет снизить выбросы вредных веществ в полном жизненном цикле на 465 тыс. т, а также предотвратить ущерб окружающей среде в размере 184 млн. руб. (Рис. 7).


a)

б)

Рисунок 7. Выбросы вредных веществ в тыс. т (а) и ущерб окружающей среде в млн. руб. (б) в полном жизненном цикле.

Таким образом, по результатам исследований эколого-экономического эффекта от утилизации автотранспортных средств на примере Московского региона можно отметить следующее (все данные приведены для количества автомобилей, вышедших из эксплуатации за 1 год):

– предотвращенный ущерб за счет снижения захламления и химического загрязнения почв, а также загрязнения водной среды составит 4,35 млрд. руб.;

– снижение затрат энергии составит — 13,34 млн. ГДж;

– экономия природных ресурсов — 780 тыс. т;

– снижение затрат на электроэнергию — 274 млн. руб.;

– затраты на осуществление процесса сбора и утилизации автомобилей — 640 млн. руб.

В данном исследовании не учитывалась стоимость экономии природных ресурсов, более низкая стоимость рециклированных материалов по отношению к вновь произведенным и получение прибыли за счет выработки тепловой и электрической энергии при сжигании части отходов. Даже без учета этих факторов в результате утилизации автомобилей, вышедших из эксплуатации, сумма предотвращенного ущерба от загрязнения окружающей среды и снижения затрат на электроэнергию превысит затраты на утилизацию более, чем в 7 раз.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба / Л.В.Вершков, В.Л.Грошев, В.В.Гаврилов и др. — М., 1999. — 68 с.

2. Постановление Правительства Москвы N 417-ПП «О результатах государственной кадастровой оценки земель г. Москвы» от 3 июня 2003 г.

3. Постановление главы администрации Московской области N 248 от 3 декабря 1993 г. «Об упорядочении изъятия земельных участков для государственных и муниципальных нужд и выделении земельных долей (паев) в натуре». — 15 с.

4. Звонов В.А., Козлов А.В., Кутенев В.Ф. Экологическая безопасность автомобиля в полном жизненном цикле. — М.:НАМИ. — 2001. — 248 с.

5. Staudinger J., Keoleian G.A. Management of End-of Life Vehicles (ELVs) in the US // Center for Sustainable Systems, 2001. — 67 p.