Напечатать документ Послать нам письмо Сохранить документ Форумы сайта
АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА На главную страницу
Бощеван В.М., Московкин В.В.
Автомобильный экологический налог

Oб авторе - Бощеван В.М.
Oб авторе - Московкин В.В.
(Экономические методы государственного регулирования потребления энергоресурсов и выбросов вредных веществ автотранспортными средствами. Экономические, экологические и технические основания введения автомобильного экологического налога)

ВВЕДЕНИЕ

Ухудшение экологической обстановки в стране и в мире, а также принципиальные недостатки существующей системы нормирования и контроля выбросов вредных веществ автотранспортных средств создают предпосылки для применения новой политики в государственном регулировании выбросов вредных веществ. Поскольку выбросы тесно связаны с расходом топлива, эта политика одновременно будет способствовать решению двух важнейших вопросов современности: охране окружающей среды и сбережению энергоресурсов.

МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ У АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

1. Нормирование
Норма (руководящее правило), это точка отсчета от достигнутого уровня или вынужденная мера. Очень часто система нормирования создает условия для злоупотреблений. Это связано с тем, что разработчики норм, как правило, не безвозмездно устанавливают заведомо завышенную норму. Поскольку при нормировании на выброс вредных веществ отсутствует строгая научная концепция, вероятность возникновения ситуаций со злоупотреблением достаточно высока. Но это могут быть и непреднамеренные ошибки, связанные с недостаточной квалификацией их разработчиков. Известно что, нормы выброса вредных веществ устанавливают даже те страны, которые никогда не имели собственной автомобильной промышленности: к примеру, Гонконг, Тайвань, Таиланд и др.
Нормы, которые используются в России для регулирования выбросов вредных веществ у автотранспортных средств, базируются на методиках, разработанных в Европе и США. Проведем их краткий анализ.
Легковые автомобили. К ним относятся все автотранспортные средства (АТС) до 3,5 т, Ока и представительский ЗИЛ, Лада и маленький грузовик Газель. Их расходы топлива и выброс вредных веществ (ВВВ) могут отличаться в несколько раз хотя установленные для них нормы выброса вредных веществ отличаются не существенно. Например, для оксидов азота, которые с учетом агрессивности и их количества приносят наибольший вред окружающей среде, на 2005 г. установлены следующие допустимые нормы: 0.08 г/км для самых маленьких автомобилей с бензиновыми двигателями и 0.11 г/км для самых больших, аналогично для автомобилей с дизелем 0.25 и 0.39 г/км.
Контроль ВВВ осуществляется при испытании на барабанном стенде. При этом для всех АТС используется один и тот же ездовой цикл, поэтому их конструктивные особенности и индивидуальные свойства ни как не учитываются. В результате, например, на автомобиле Ferrari F-50 (мощность двигателя 520 л.с. и 6-ти ступенчатая коробка передач) Вы обязаны ехать так же, как автомобиле Ока (мощность двигателя 30 л.с. и 4-х ступенчатая коробка передач). Кроме того, стандартный испытательный тест позволяет настроить двигатель так, чтобы уложиться в установленную норму или получить высокие показатели по топливной экономичности нередко в ущерб для реальных режимов движения по дороге. Такие регулировки двигателей стали особенно заметно проявляться в последние годы. По-видимому, это произошло в связи с исключением из Европейского стандарта (с 01.01.96 г.) испытаний автомобиля на топливную экономичность в дорожных условиях. Приведем конкретный пример. Рекордсмен мира по топливной экономичности VW Lupo 3L имеет расход топлива в смешанном цикле (новый Европейский стандарт EU) - 2,99 л/100км. Однако при движении по магистрали со скоростью 140 км/ч его расход топлива составляет уже 5,9 л/100км. Mercedes 220 E при аналогичном режиме движения имеет соизмеримый расход топлива- 7,3 л/100км несмотря на почти в два раза большие массу и рабочий объем двигателя и заметно большие размеры.
Замена массы автомобиля на инерционную массу барабана и искусственная разбивка последней по категориям не позволяет объективно оценить топливную экономичность автомобиля и ВВВ при неустановившихся режимах движения. Например, проектируется автомобиль для перевозки банковских ценностей (снаряженная масса 2050 кг) и было принято решение, на основе стандартных исследований, выяснить, как влияет на его свойства установка брони массой в 1 кг и 1000 кг. В результате испытаний получим, что расход топлива и ВВВ в городском цикле изменится на 3-5 % не зависимо от того, на сколько изменится снаряженная масса автомобиля на 1 кг или 1000 кг. Фактически же при движении по городу 1 кг прироста массы не окажет заметного влияния на расход топлива автомобиля, а 1000 кг увеличит его на 15-20 %.
Грузовые автомобили и автобусы. Нормы для АТС массой более 3,5 т имеют еще более серьезные изъяны. Здесь нормируются только ВВВ у двигателя, при этом единица измерения ВВВ (г/кВт × ч), используемая в этих нормах, не учитывает их абсолютное количество. А также вообще не учитываются такие параметры автомобиля как: аэродинамическое сопротивление, сопротивление качению шин, потери в трансмиссии, ее передаточные числа и т.п., влияние которых на топливную экономичность и ВВВ автомобиля часто превалирует над параметрами двигателя. Так, седельный тягач МАЗ на шинах 315/80 R 22.5 с 8 цилиндровым двигателем ЯМЗ при скорости 60 км/ч на высшей передаче в коробке передач имеет расход топлива – 12,0 л/100 км, в составе автопоезда – 24,0 л/100 км, при установке на нем диагональных шин ИЯВ-12Б – 39,5 л/100 км. Если этот же двигатель ЯМЗ в 12-ти цилиндровом исполнении установить на самосвал БелАЗ то расход топлива у последнего при скорости 5 км/ч на первой передаче в коробке передач будет около 700 л/100 км. И так на конкретных примерах мы показали, что при установке двигателя ЯМЗ на различные объекты их абсолютные расходы топлива, а, следовательно, и ВВВ могут существенно отличатся. При этом удельные расходы топлива и удельные ВВВ двигателя ЯМЗ (г/кВт × ч) остаются неизменными, поскольку практически не зависят от числа его цилиндров, параметров объектов, на которые он устанавливается и режимов их движения.
Таким образом, возникает парадоксальная ситуация: автомобили, укладывающиеся в установленные нормы, могут в единицу времени выбрасывать в атмосферу в десятки раз больше вредных веществ, чем те, для которых эти нормы оказались недостижимы.
Отсюда можно сделать вывод: для человека и природы совершенно безразлично, каковы удельные ВВВ, главное, чтобы абсолютные были как можно меньше.
2. Экономические методы и идеология
Известен формальный чисто экономический подход к данной проблеме, который по нашему мнению, не приемлем. Он предусматривает включение экологического налога в цену топлива. При увеличении цены топлива увеличивается стоимость всех видов продукции и услуг, связанных с автоперевозками. Щадящее увеличение цен на топливо не заставит автолюбителей, а тем более профессионалов отказаться от поездок. Увеличение цен в несколько раз отразится на конкурентоспособности отечественной продукции и жизненном уровне жителей, в том числе и тех, которые не имеют собственных автомобилей. Кроме того, создаст условия для незаконных операций с более дешевым топливом из соседних регионов. Серьезным недостатком данного налога является еще и то, что он не стимулирует, а скорее наоборот, отталкивает от применения устройств, снижающих ВВВ (нейтрализаторов, систем рециркуляции отработавших газов, дожигателей и т.п.). Во-первых, потому что их не выдают бесплатно, во-вторых, они, как правило, увеличивают расход топлива. Кроме того, перевод легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков на более дешевое дизельное топливо приведет к заполнению улиц городов вместо СО и СН, в десятки раз более токсичными выбросами – NOx, SO2 , PM и т.п.
Приведенные аргументы свидетельствуют, что существующие системы нормирования, чисто экономические методы и идеология не пригодны для регулирования ВВВ. Наши выводы подтверждают мировой опыт, который показывает, что для регулирования потребления всех видов продукции, ресурсов и услуг нет ничего лучше экономических методов, которые используют счетчики электроэнергии, тепла, газа, воды и т.п. Именно счетчики лежат в основе Автомобильного экологического налога (АЭНа).

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ НАЛОГ

Автомобильный экологический налог (АЭН) – это налог на конструкцию автомобиля. Он пропорционален количеству ВВВ с учетом их относительной агрессивности. Налог платит тот, кто создает продукцию, загрязняющую окружающую среду и тот, кто ее использует.
АЭН базируется на компьютерной программе, которая позволяет с высокой точностью определить расход топлива и ВВВ у АТС, в процессе движения его по любому маршруту (городской, магистральный и т.п.). Здесь, в отличие от испытательного теста автомобиль движется так, как ему позволяют: его конструкция, правила и условия дорожного движения. Дорожные условия определяются структурой типизированного маршрута, профилем и протяженностью его участков, особенностями регулирования движения на них. Для каждого типа АТС (легковой автомобиль, городской автобус, междугородний автобус, магистральный автопоезд и т.п.) на основе статистических данных устанавливается типизированный маршрут.
Плата за ущерб, нанесенный окружающей среде АТС, определяется в зависимости от количества ВВВ и относительной агрессивности их компонентов за пробег по типизированному маршруту. На рис. 1 и 2 показаны фрагменты движения по скоростной дороге Дмитровского автополигона двух грузовых автомобилей ЗИЛ полной массой 10,5 т. Один из них с бензиновым двигателем – ЗИЛ-130, другой с дизельным – ЗИЛ-4331. Полученные в результате испытаний абсолютные значения ВВВ используются для вычисления суммарных выбросов (приведенных к СО) путем умножения каждой их составляющей на установленный для нее коэффициент агрессивности и последующего суммирования. Численные значения этого коэффициента, установленные НИИПиНом (Научно-исследовательский институт планирования и нормативов), имеют следующие значения: для СО (угарного газа) – 1 , НС (углеводородов) – 2,1 ; NOx (оксиды азота) – 41;

Увеличить >>>

Рис. 1. Фрагмент движения по скоростной дороге Дмитровского автополигона грузового автомобиля ЗИЛ-130 (полная масса 10,5 т; двигатель бензиновый)

Увеличить >>>

Рис. 2. Фрагмент движения по скоростной дороге Дмитровского автополигона грузового автомобиля ЗИЛ-4331 (полная масса 10,5 т; двигатель дизельный)
SO2  (диоксидов серы) – 67 ; PM (частиц) – 200 . Суммарные выбросы в данном случае составили: у автомобиля ЗИЛ-130 – 103 г/100 км, у ЗИЛ-4331 – 279 г/100 км. На основе полученных таким образом данных формируется АЭН на каждое конкретное АТС. Величины его вместе с параметрами АТС, при которых он получен, заносятся в его технический паспорт.
ВВВ, так же как и расход топлива, зависят от оборотов двигателя и давления в его цилиндрах. При наличии значений этих величин и многопараметровых топливных и экологических характеристик можно рассчитать ВВВ и расход топлива. Давление в цилиндрах и обороты двигателя определяются конструкцией автомобиля и режимом его движения. В каждый момент времени (0,05 с) эти параметры рассчитываются с помощью разработанной компьютерной программы. О степени достоверности расчетов можно судить на основе сопоставления их с фактическими данными. Контролируемые расчетные параметры, полученные с помощью программы - укладываются в пределы естественного разброса данных, полученных при натурных испытаниях. На основе этих данных можно утверждать, что давление в цилиндрах двигателя, его обороты и многопараметровые топливные характеристики соответствуют фактическим. При наличии экологических характеристик, так же как и расходы топлива, с высокой точностью могут быть рассчитаны и ВВВ.

АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ВВВ

1. Особенности экспериментальных и расчетных методов
Эксперименты по определению ВВВ сложнее, чем расхода топлива, однако, эти параметры тесно связаны и поэтому, для простоты рассуждений, речь будем вести о расходе топлива, при этом имея ввиду, что для перевода расхода топлива в ВВВ требуются дополнительные усилия.
Стоимость испытаний на топливную экономичность достаточно высока. Так по данным журнала Jngeneurs de Lautomobile 1 км пробега 38 тонного автопоезда оценивается в 30-40 евро. Причем, в балансе общих затрат, испытания составляют существенную долю. Это во многом связано с наличием случайных факторов искажающих результаты экспериментов: нестабильность погодных и дорожных условий, неодинаковый износ и степень приработки механизмов, различие в их регулировках, неодинаковое физическое и психическое состояние водителей, манеры их управления автомобилем и т.п. Для снижения отрицательного влияния случайных факторов испытатели идут на увеличение числа однотипных объектов и их пробега.
Чтобы еще раз убедиться в достоверности и обоснованности наших рассуждений достаточно взглянуть на результаты испытаний регулярно публикуемых в журналах MOT, Autocar, L'auto Jornal, Quattroruote и др. Из них видно, что даже при простейших замерах расходов топлива (при постоянной скорости) разброс показателей у одной модели нередко превышает 10 %.
Из-за этого экспериментальным путем сложно определить даже качественное влияние на расход топлива автомобиля, а, следовательно, и ВВВ, многих мероприятий: установки аэродинамических устройств на городских фургонах, применения магниевых дисков колес вместо стальных, влияния числа ступеней в коробке передач и диапазона между ними и т.п.
При расчетных исследованиях полностью отсутствуют случайные факторы, поэтому, если используемые нами теории корректны то мы расчетам, как правило, доверяем больше чем экспериментам.
2. Краткий анализ современных расчетных методов
Расчетные методы на практике используются, в основном только для простейших режимов движения. Это связано с тем, что используемые в них формулы, как правило, не учитывают преимущественные режимы движения автомобиля: неустановившееся движение при частичном использовании мощности двигателя, торможение двигателем и моторным тормозом, движение на уклонах и спусках и т.п. Кроме того, из-за несовершенства экспериментальных методов в пособиях по расчету автомобиля вообще отсутствуют некоторые исходные параметры, а значения имеющих не конкретны: например, для определения сопротивления качению шин на асфальте рекомендуется использовать коэффициенты, значения которых лежат в широком диапазоне от 0,0036 до 0,03.
Приведенные данные дают основание утверждать что, получить корректные данные по топливной экономичности автомобиля, в общем случае его движения, с помощью таких методов можно только случайно.
Ввиду важности нашего заявления приведем для его подтверждения два конкретных примера, один из которых касается топливного баланса автомобиля, другой - методики нормирования расхода топлива на автомобильном транспорте.
Топливный баланс автомобиля. Для анализа рассмотрим топливный баланс автомобиля Volvo (6x4) с дизелем (масса 20 т) при движении по горизонтальному шоссе со скоростью 60 км/ч. При выборе данного автомобиля руководствовались следующими соображениями. Он проходил испытания в НАМИ, и занимает промежуточное положение по массе между одиночными грузовиками и автопоездами, а так же по колесной формуле между наиболее распространенными вариантами 4х2 и 6х6. Кроме того, на нем были установлены шины Мишлен, о которых пойдет речь ниже.
Так, на основе теории Н. В. Дивакова (МАМИ) можно установить, что у данного автомобиля на аэродинамику расходуется 10% топлива. Аналогичный результат получим, если воспользуемся разработками Токарева А. А. (НАМИ), Безбородовой Г. Б. (Киевский автодорожный институт), специалистов завода ИФА (Германия) и фирмы Тойота. Мнения других исследователей по данному вопросу не совпадают выводами с перечисленных авторов. Так, Наркевич Э.И., Резниченко В.А. и Киселев Н.С. (Дмитровский автополигон) считают, что здесь затраты топлива на аэродинамическое сопротивление должны быть 21%, Медовщиков Ю.В. (МАДИ) и специалисты исследовательских лабораторий Дженерал Моторс и Мицубиси – 31%, исследователи большинства фирм, входящих в ЕС (Мерседес, ДАФ, Рено и др.) –50%.
Проф. Гришкевич А.И. (Белорусская политехническая академия) пишет в учебнике “Теория автомобиля”, что если снизить аэродинамическое сопротивление магистрального автопоезда на 12,5%, то расход топлива его уменьшится на 25%. Такое соотношение можно получить только в том случае, если удельный вес аэродинамического сопротивления в топливном балансе данного автопоезда был бы 200%!
При всем этом топливный баланс имеет важное научное и практическое значение, так как на его основе определяются приоритетные направления работ и оценивается эффективность различных мероприятий. Из-за отсутствия корректной теории топливного баланса все время появляются сообщения о большой экономии топлива за счет: аэродинамических обтекателей, присадок к моторным и трансмиссионным маслам, распылителям топливно-воздушной смеси, микропроцессорных систем для управления двигателем и трансмиссией и т.п., суммарный эффект от которых, по самым скромным расчетам составляет сотни процентов.
Методика нормирования расхода топлива на автомобильном транспорте. Теодорадзе Р. Г. в своей докторской диссертации (одобрена в ВАКе в 1992 г), посвященной расчетному определению скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля, называет трех самых авторитетных в СССР ученых, руководителей научных школ в этой области. Первое место он отдал М.С. Высоцкому (сейчас это республика Беларусь), второе А.А. Токареву (НАМИ) и третье Я.Е. Фаробину (МАДИ), ныне покойный. Под руководством А.А. Токарева и непосредственном участии Я.Е. Фаробина, а также ряда известных организаций была разработана «Межотраслевая методика нормирования расхода топлива на автомобильном транспорте». Эта методика стала основой изданного в конце 2000г. справочника «Расчетные типовые нормы эксплуатационного расхода топлива». Его автор - академик, доктор технических наук, профессор А.А. Токарев и рецензенты: Академия проблем качества РФ и кафедра «Автомобили» МАДИ (школа Я.Е. Фаробина) рекомендуют использовать разработанный метод для прогнозирования и расчета эксплуатационных норм расхода топлива АТС. Так как данный метод является ближайшим аналогом разработанной компьютерной программы МВК, используем ее для сравнения.
Автор метода на основе «многофакторного системного анализа» установил, что расход топлива автомобиля не зависит от многих параметров, которые используются при расчетах в программе МВК. Среди них: рабочий объем и максимальные обороты двигателя, его мощность и конструктивные особенности (карбюраторный или с впрыском бензина, с наддувом или без и т.п.), число ступеней в коробке передач и ее тип, передаточное число и конструкция главной передачи (одноступенчатая, двухступенчатая, с колесными редукторами и т.п.), размер и конструкция шин (радиальные или диагональные, с дорожным, рисунком протектора или универсальным и т.п.), аэродинамические характеристики автомобиля его колесная формула, степень использования мощности двигателя и тормозов, ограничения скоростей движения, расстояния между остановками и др.
Таким образом, академик А.А. Токарев, Академия проблем качества РФ и кафедра «Автомобили» МАДИ считают, что расход топлива зависит только от трех конструктивных параметров: полной массы автомобиля, типа двигателя (бензиновый или дизельный) и типа привода (неполноприводный или полноприводный). На основе этого можно сделать вывод, что, например, все неполноприводные автомобили с дизельными двигателями и одинаковой полной массой, которые сошли с конвейера за прошедшее столетие должны иметь одинаковый расход топлива. В тоже время, например, контрольный расход топлива у 40 тонного автопоезда МАЗ в 1975г был 63,7 л/100 км, в 1985-43,6, в 1990-36,0, у МАНа (40т) в 2002 г. -19,5.
Другой пример. Неполноприводные автомобили с бензиновыми двигателями Volkswagen Passat 1.8 (150) и Ferrari Maranello 550 имеют одинаковую полную массу, однако, их расходы топлива в городском цикле отличаются в – 3 раза у первого он составляет 11,4 л/100км, у второго-35,6.
Данные по легковым автомобилям мы взяли из швейцарского каталога Automobil Revue за 2002 г., где только новые автомобили, несмотря на это в нем можно найти еще множество примеров, опровергающих данную теорию.
Следует отметить, что данная теория составляла основу докторской диссертации А.А. Токарева, которая получила два десятка положительных отзывов, успешно защищена на Ученом совете в МАДИ и прошла ВАК. Ее и еще несколько аналогичных ей теорий, несмотря на наличие в них грубых ошибок и элементов, которые противоречат законам физики, признаны рядом видных ученых. Эти ученые определяют научную политику в отечественной автомобильной промышленности в области топливной экономичности и скоростных свойств грузовых автомобилей и автобусов. Так, например, они доказали, что при увеличении мощности двигателя расход топлива возрастает. Выбранные на основе их рекомендаций параметры дизельных двигателей для автомобилей ГАЗ, КамАЗ и ЗИЛ имеют ряд принципиальных ошибок: безнаддувные, высокооборотные, многоцилиндровые (для их рабочих объемов) и т.п. Результатом их научных достижений, например, является тот факт, что контрольный расход топлива у седельного автопоезда КамАЗ-5410 (полная масса 26т, мощность двигателя 210 л.с.) при скорости 80 км/ч - 39,5 л/ 100 км. Это, при аналогичном режиме движения, в 2 раза больше, чем у автопоезда МАН (полная масса 40т, мощность двигателя 460 л.с.).
В настоящее время сложилась весьма странная ситуация. Разработанные учеными теории никто не отвергает и не критикует, однако результатам расчетов расхода топлива практически никто не верит, от кого бы они уже не исходили. Это, по-видимому, произошло из-за того, что со временем факты, опровергающие расчеты ученых, оказали более сильное влияние на умы людей, чем их авторитет. В результате, к настоящему времени все расчетные исследования топливной экономичности в эксплуатации полностью дискредитированы. В связи с этим мы вынуждены тратить много сил, чтобы вернуть доверие к расчетам, так как это уже сделано, например, в космонавтике или астрономии.
3. Суть нового подхода к расчетным исследованиям
Мы решили возродить расчетные исследования, поскольку они во много раз оперативнее и дешевле экспериментальных. Для этого на принципиально новой теоретической основе была создана система методов, в которой реализовано несколько десятков новых решений в области исследования и расчета автомобиля.
Одним из принципиальных отличием новой системы является замена общепринятых эффективных показателей двигателя на индикаторные.
Еще один важный момент. Введение механических потерь двигателя в силовой и топливный балансы автомобиля позволяет упростить расчеты расхода топлива при движении автомобиля на различных передачах в коробке передач, а так же значения его отрицательных ускорений при торможении двигателем. Отсутствие в уравнениях силового баланса объективно существующих потерь, приводит к тому, что израсходованное на них топливо никуда не исчезнет, а будет добавляться к оставшимся потерям: сопротивлению качению шин, аэродинамическому сопротивлению и др. Поскольку механические потери двигателя существенно зависят от передаточного числа трансмиссии, то при переходе на низшие передачи эта добавка будет заметно расти.
Вместе с тем уравнения, где нет механических потерь в двигателе, а нередко и потерь в трансмиссии, используется в подавляющем большинстве методик для расчетных исследований, в том числе в странах, которые можно отнести к лидерам мирового автостроения: Германия, Голландия, Франция и др. Например, авторитетный немецкий журнал Lastauto Omnnibus (№2, 1996) использует такую методику для прогнозирования топливной экономичности седельных автопоездов за счет применения на них новых шин Мишлен (с уменьшенным на 20% сопротивлением качению). Теперь воспользуемся предложенной журналом методикой для определения экономии топлива, которую мы получим при замене у нашего автомобиля его старых шин (Мишлен) на новые.
В соответствии с топливным балансом на сопротивление качению шин данного автомобиля расходуется 5л/ 100 км топлива. В других режимах движения эта величина может незначительно изменяться, в основном за счет левой части топливного баланса. Таким образом, наши расчеты показывают, что экономия топлива в эксплуатации у рассматриваемого автомобиля Volvo (6х4) при замене его старых шин (Мишлен) на новые составит около 1л/ 100 км.
Теперь если мы воспользуемся немецкой методикой, то получим, что затраты топлива на сопротивление качению шин на 8 передаче (рис.) – 12 л/100км и соответственно экономия-2,4 л/100км, при том же режиме на 7 передаче расход уже – 16 л/100км – экономия топлива-3,2  л/100км. При движении на 1 передаче со скоростью 8 км/ч расход топлива у нашего автомобиля составляет 140 л/100км, а аэродинамического сопротивления в данном режиме движения практически нет, следовательно, согласно рассматриваемой теории все израсходованное топливо -140 л/100км пошло на преодоление сопротивления качению шин, экономия- 28 л/100км. Если сравнить ее с расходом топлива при скорости 60 км/ч на 8 передаче (24 л/100км), то невольно возникнет вопрос, куда сливать сэкономленное топливо.
4. Результаты анализа и выводы
Приведенные данные показывают, что испытания чрезвычайно дороги, а современные расчетные методы, из-за грубых ошибок в теории и не корректных исходных данных, нельзя использовать для решения поставленной задачи. При этом расчетные исследования во много раз оперативнее и дешевле экспериментальных, поэтому создание точных методов расчета является актуальной задачей, решение которой будет способствовать снижению сроков и стоимости работ, направленных на регулирование ВВВ у АТС.
На конкретных примерах, мы показали, что в нашей системе методов нет ошибок, имеющихся в современной теории автомобиля. При этом она - проста и понятна каждому, кто имеет представление о законах и понятиях, изучаемых в программе средней школы. Еще одним важным ее достоинством является возможность на ее основе легко и доходчиво показать ошибки других методов.
На основе данной системы методов, была создана компьютерная программа МВК. Входящие в программу МВК банк данных и инженерный метод позволяют незамедлительно выполнять расчеты многих АТС и их конструктивных вариантов. Для корректировки коэффициентов и величин, входящих в расчетные формулы у новых АТС, достаточно иметь их стандартные технические характеристики. В особых случаях, для получения недостающих величин могут быть выполнены кратковременные дорожные испытания экспериментальным методом. Такой прием не нов. Он используется в стандарте EU для определения аэродинамических коэффициентов, с помощью которых рассчитывается аэродинамическое сопротивление у автомобиля при испытании его на барабаном стенде, следовательно, здесь, также как и у нас, наряду с экспериментами имеются и расчеты.
Таким образом, использование разработанной системы методов для регулирования ВВВ позволит повысить качество этих работ и снизить их стоимость.

ПЛАНИРУЕМЫЕ ЭТАПЫ ВВЕДЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО НАЛОГА В ДЕЙСТВИЕ

1. АЭН в топливном выражении вместо дорожного налога
Из-за отсутствия в настоящее время необходимого количества экологических характеристик введение АЭНа предполагается осуществить поэтапно. На первом этапе налог будет устанавливаться пропорционально базовым нормам расхода топлива. Эти нормы рассчитываются с помощью программы МВК НИИАТом (Научно-исследовательским институт автомобильного транспорта) для всех АТС, которые эксплуатируются в России. В связи с этим, банк данных программы МВК включает в себя более двух тысяч отечественных и зарубежных автомобилей. При введении в эксплуатацию новых моделей они тут же его пополняют.
Взяв за основу методику НИИАТ, мы ее скорректировали. Для более объективной оценки с ее помощью ВВВ выполни несколько несложных работ. Создали дополнительный маршрут для испытаний легковых автомобилей точно такой, какой имеется в стандарте EU, только на дороге. Размерность расхода топлива (л/ 100 км) перевели в принятую при замерах ВВВ (г/км) и учли существенно большую агрессивность ВВВ у дизеля по сравнению с бензиновым двигателем, который мы взяли за базу. Для решения последнего вопроса выполнили специальные расчетные исследования, в результате которых установили, что агрессивность ВВВ при сгорании 1 грамма дизельного топлива примерно в 3 раза больше чем у базового бензинового. Эта величина согласуется со средним соотношением, между предельно допустимыми нормами оксидов азота (приведены выше), для легковых на 2005 г с дизелем – 0, 32 г/км, с бензиновым двигателям – 0, 095 г/км.
Соотношения между агрессивностью базового бензинового и газового двигателя уточняется.
Расчет АЭНа для всего парк АТС, имеющихся в банке данных, не представляет особого труда, поэтому при необходимости АЭН может быть незамедлительно введен в действие. Для перевода размерности АЭНа г/км в рубли и учета «импортных» ВВВ необходимо подключение финансовых органов.
АЭН позволяет так же аргументировать некоторые искусственные дополнительные платы, касающиеся иномарок. Эти действия можно объяснить тем, что импортные ВВВ дороже отечественных и поэтому облагаются дополнительной пошлиной путем введения соответствующих коэффициентов. Различные виды таких налогов, введенные для покрытия ущерба окружающей среде, устанавливаются на транзитные АТС в ряде европейских стран. Они вводятся в зависимости от типа АТС, степени его экологической опасности, величины пробега по территории страны и т.п.
Для того чтобы не увеличивать количество налогов, АЭН следует ввести вместо дорожного налога, который не просто некорректен, а несправедлив, отрицательно влияет на окружающую среду, приносит вред отечественной автомобильной промышленности и народному хозяйству.
2. Основные недостатки дорожного налога
Известно, что любой налог легче воспринимается налогоплательщиками, если он справедлив и научно обоснован. В этом смысле АЭН имеет явное преимущество перед дорожным налогом. Величина дорожного налога определяется в зависимости от мощности двигателя, установленного на автомобиле. По нашему мнению, этот налог некорректен, поскольку, по идее, величина дорожного налога должна зависеть не от мощности двигателя, а от факторов, влияющих на долговечность дорожных покрытий: осевых нагрузок или, в крайнем случае, от массы автомобиля. Однако эти факторы не пропорциональны мощности двигателя, а осевые нагрузки от мощности двигателя, нередко, вообще не зависят. Например, на 40-тонных автопоездах устанавливаются двигатели мощностью от 280 до 600 л.с., при этом осевые нагрузки у всех у них практически одинаковы. Аналогичная картина имеет место у автобусов и легковых автомобилей. Так, при одинаковых осевых нагрузках у Волги (ГАЗ-3110) и БМВ М3 мощности их двигателей составляют соответственно 92 л.с. и 343.
Таким образом, дорожный налог практически не стимулирует сохранение дорожных покрытий. При этом он отрицательно влияет на окружающую среду и технические характеристики АТС, поскольку большинство конструктивных решений, направленных на повышение мощности двигателя, приводит к повышению скоростных свойств и снижению расхода топлива и, как следствие последнего, – снижению ВВВ. Среди них: наддув двигателя, уменьшение его механических потерь, утепление камер сгорания, использование турбокомпаундных систем, улучшение смесеобразования (впрыск топлива вместо карбюратора, 4 или 5 клапанов вместо двух) и т.п.
Приведем некоторые факты подтверждающее сказанное. Так, мощность двигателей, устанавливаемых на автопоездах КамАЗ и МАЗ, за последние годы увеличивалась почти в 1,5 раза. В основном за счет этого мероприятия расход топлива и снизился. Рубеж 400 кВт прошли двигатели автопоездов ведущих европейских фирм (DAF, Iveco, Volvo и др.). Сравнительные испытания показывают, что автопоезд с двигателем большей мощности, как правило, имеет меньший расход топлива и большую среднюю скорость. Наиболее наглядно это подтверждается статистическими данными испытаний автопоездов на Штутгартском кольце (система дорог в Германии, на которых проводятся эксплуатационные испытания автопоездов различных фирм) за 30 лет. Эти данные привел на своих страницах журнал Lastauto Omnibus, в связи с началом производства автопоезда MAN 19.603, который является рекордсменом Европы по мощности двигателя 600 л.с. (441 кВт). Из приводимых журналом сведений видно, что за последние 20 лет мощность двигателей автопоездов удвоилась, в результате средняя скорость возросла на 25% и, не смотря на увеличение скорости, расход топлива снизился на 22%.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО НАЛОГА

Автомобильный экологический налог – корректен, социально справедлив и легко контролируется. Контроль величины налога производится путем сопоставления перечня агрегатов, указанных в техническом паспорте АТС, с имеющимися в наличии при плановом или контрольном техосмотре. При этом АЭН стимулирует постоянное совершенствование АТС производителями и потребителями, т.к. любое улучшение конструкции автомобиля или установка дополнительных устройств, снижающих ВВВ (аэродинамических обтекателей, шин прогрессивных конструкций, нейтрализаторов и т.п.), приводит к снижению налога:

Автомобильный экологический налог

КамАЗ-5410 с двигателем 10,85 л. (210 л.с.) Установлен аэродинамический обтекатель Шины Continental 295-80R22. С двигателем ЯМЗ (300 л.с.) ГП-3,65 (вместо 6,53)

Демократичен и не создает условий для злоупотреблений. Нет норм, значит, их нельзя завысить, а так же нет АТС, которые в них не укладываются. Искусственная настройка двигателя на какой-то режим не может оказать заметного влияния на налог, так как на маршруте двигатель работает во всем рабочем диапазоне оборотов и нагрузок.
Имеет существенное преимущество перед другими аналогичными системами в точности оценки ущерба наносимого АТС окружающей среде и стоимости функционирования. Разработанная система позволяет учесть влияние на расход топлива и ВВВ даже самых незначительных конструктивных или эксплуатационных факторов вызывающих как изменение сопротивление движению автомобиля, так и характеристик его двигателя и быстро просуммировать их с высокой точностью. Для работы налоговой системы не требуется проведение дорогостоящих исследований с использованием специальных устройств и стендового оборудования.
Система прозрачна. Ее достоинством является возможность легко и доходчиво показать налогоплательщику, где он имеет резервы для снижения налога.
Позволяет решать некоторые важные общенародные задачи. С помощью разработанной системы можно решать, научные, образовательные, организационные, экономические, социальные задачи: оперативно получать количественные данные для выбора оптимальных путей снижения ВВВ, технико-экономического обоснования применения нейтрализаторов, альтернативных топлив, строительства путепроводов, изменения ширины проезжей части дорог, обоснования допустимых скоростей АТС, режимов работы светофоров, расстояний между остановками автобусов и др.

ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБЩЕНАРОДНЫХ ЗАДАЧ

Научно-образовательная задача. В настоящее время основное внимание уделяется снижению СО: регулировка систем питания и зажигания у двигателя, установка дожигателей, нейтрализаторов и т.п. Действительно, СО в балансе выбросов составляет существенную долю. Так, у автомобиля с бензиновым двигателем (см. рис. 1) выбросов СО – 80 % , однако, вредное влияние их на организм человека оценивается только в 11 % . Для автомобиля с дизелем (см. рис. 2) разговор о СО вообще не имеет смысла, так как здесь их удельный вес только 14 % , а вред от них, с учетом агрессивности, составляет всего 0,45 % .
В то же время, например, имеющиеся здесь выбросы SO2 приносят здоровью человека значительно больший вред, чем СО. Несмотря на это, многие даже не подозревают о существовании таких опасных выбросов. Поскольку выбросы SO2 прямо пропорциональны расходу топлива, уже первоочередной вариант АЭНа непосредственным образом будет стимулировать работы по их снижению.
Таким образом, АЭН будет способствовать накоплению и популяризации корректных данных о топливной экономичности и ВВВ различных АТС. Эти данные, в частности, помогут избежать ошибок при выборе оптимальных направлений работ для их снижения.
Экономическая задача. В настоящее время на автобусах IKARUS устанавливают нейтрализаторы, которые на 80% снижают СО и СН. При этом, являясь дополнительным сопротивлением для выхлопных газов, эти нейтрализаторы увеличивают расход топлива автобуса на 2-3 %. Поскольку СО и СН в балансе ВВВ автобуса составляют около 2 % (с учетом агрессивности их компонентов), то в результате установки нейтрализатора ВВВ снизятся на 1,5 %, при этом за счет увеличения расхода топлива они увеличатся на 2,5 %. Таким образом в результате будем иметь несколько отрицательных моментов:
  • увеличение ВВВ примерно на 1%;
  • затраты на покупку нейтрализатора (1200$), установку и обслуживание и увеличение массы автобуса.
Социальная задача. Директор Института экологии г. Москвы Алексей Курбатов, через газету Известия, предложил с помощью налогов вытеснить из города основных загрязнителей воздуха - старые копейки (ВАЗ-2101) и им подобные.
Определим на сколько справедливо такое решение на основе наших разработок. Сначала покажем, что происходит с расходом топлива и ВВВ автомобиля в процессе его старения. ВВВ и расход топлива зависят от двух основных факторов: суммарного сопротивления движению автомобиля и степени совершенства рабочего процесса его двигателя.
Суммарное сопротивление складывается из пяти основных составляющих: аэродинамическое сопротивление, сопротивление качению шин, потери в трансмиссии, механические потери в двигатели и потери на привод вспомогательного оборудования, сила инерции. Его величина прямо пропорциональна расходу топлива, поэтому соотношения между составляющими силового баланса и топливного баланса – идентичны. Топливный баланс автомобиля ВАЗ-2110 при движении по городскому маршруту показан на рисунке 3.

Увеличить >>>

Рис. 3. Фрагмент движения ВАЗ-2110 по городскому маршруту
Из рисунка видно, что наибольшее влияние на расход топлива имеет масса автомобиля, которая в процессе старения автомобиля остается неизменной. От нее напрямую зависит сила инерции и сила сопротивлению качению шин (52% +11%). Другие составляющие сопротивления движению состоят из трех видов потерь: газодинамических, гидравлических и на трение. Потери на трение в процессе приработки агрегатов и износа шин снижаются, затем стабилизируются. Гидравлические и газодинамические остаются практически без изменения за весь срок эксплуатации автомобиля.
Рабочий процесс двигателя может заметно ухудшаться за счет износа деталей цилиндропоршневой группы, систем газораспределения и зажигания, засорения систем питания и т.п. Однако замена изношенных деталей, чистка и необходимые регулировки позволяют выйти на первоначальный уровень по ВВВ, который контролируется органами ГИБДД (ГАИ) при очередном техосмотре.
Итак, мы установили, что суммарное сопротивление автомобиля в процессе его старения немного снижается, следовательно, ВАЗ-2101, прошедший очередной техосмотр, практически ни чем не отличается от ВАЗ-2105 выпуска 2002 года.
Автомобиль ВАЗ-2105 (1,5 л) имеет на 45% больше вредных выбросов, чем автомобиль ОКА (0,65 л) и примерно такие же выбросы как Ford Focus (1,4 л). При этом многие модели 2002 года превосходят его по ВВВ в несколько раз: ГАЗ 3110 (2,3 л) в 1,5 раза; Toyota Land Cruiser (4,7 л) – 2,5; УАЗ 3151 (2,5 л) – 4 и Mercedes G 400 (4,0 л) в 6,5 раз.
На основе этих данных можно сделать выводы о том, какие автомобили в первую очередь следует вытеснять из г. Москвы.

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОХОЖДЕНИЯ ЧЕРЕЗГОСУДАРСТВЕННУЮ ДУМУ АВТОМОБИЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО НАЛОГА

Для введения АЭНа в практику, нужно принять соответствующий Федеральный закон. В настоящее время подготовлен проект этого закона «Об обеспечении экологической безопасности автомобильного транспорта» (от 17 июля 2000). Включает в себя 32 статьи, которые направлены на создание экономических, социальных и организационных условий для стимулирования производства и эксплуатации АТС, обеспечивающих снижение вредного воздействия загрязнений от автомобильного транспорта на здоровье человека и окружающую природу. Все решения данного закона, согласно его основополагающей статье 4, должны быть научно - обоснованны. Однако в основе блока статей (Организация деятельности по обеспечению экологической безопасности автотранспортных средств и моторного топлива) лежат Европейские стандарты, которые научно ни как не обоснованны. В них, как сказано выше, для грузовых автомобилей принято допущение: экологическая безопасность не зависит от абсолютного количества ВВВ. На наш взгляд это допущение противоречит не только принципам, заложенным в статье 4, но и здравому смыслу. Покажем суть этого допущения еще на одном примере.
Удельное содержание биологических веществ солей и кислот в экскрементах мухи значительно больше, чем в канализационных водах, поэтому, с точки зрения Европейских стандартов, муха, пролетающая над Москва рекой, представляет большую опасность для ее обитателей, чем слив всей канализации города. Поэтому для улучшения экологической обстановки в водах Москва реки следует отказаться от канализационных очистных сооружений, а высвободившие средства направить на создание защиты от мух (заградительные сети, дымовые завесы и т. п.). Если это решение правильное, то надо ориентироваться на Европейские стандарты, если нет – исключить их из проекта закона.
В Европейском Союзе создана «Комиссия по взиманию платы за пользование инфраструктурой», которая работает над созданием прозрачного метода, позволяющего рассчитать ущерб, нанесенный окружающей среде. При расчетах должны учитываться размеры автомобиля, его масса, параметры двигателя, режимы движения и т.п. Первый этап работ заканчивается в 2004 г. К этому времени должны быть подготовлены предложения по дальнейшему развитию данных работ. В связи этим, есть надежда, что лет через 20 работы будут завершены и появится система похожая на АЭН. Тогда Россия в соответствии со статьями 16-18 проекта закона вынуждена будет ее использовать.
Приведенные материалы дают основание надеяться, что основания, изложенные в данной статье, позволят депутатам Государственной Думы, поскольку они в отличие от ученых не обременены догмами заложенными в Европейских стандартах, руководствоваться логикой при принятии решения, относительно включения наших предложений в проект закона.
Материалы статьи рассмотрены и одобрены: в Государственном Научном Центре РФ, ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ АВТОМОБИЛЬНЫЙ И АВТОМОТОРНЫЙ ИНСТИТУТ (НАМИ), в Федеральном государственном унитарном предприятии "Государственный научно-исследовательский институт автомобильного транспорта (НИИАТ)", в Московской государственной академии приборостроения и информатики (МГАПИ), в Московском государственном техническом университете «МАМИ».

  ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования показывают, что существующие системы нормирования, чисто экономические методы и идеология не пригодны для регулирования ВВВ. Наши выводы подтверждает мировой опыт, который показывает, что для регулирования потребления всех видов продукции, ресурсов и услуг нет ничего лучше экономических методов, которые используют счетчики электроэнергии, тепла, газа, воды и т.п. Именно счетчики лежат в основе нового метода экономического регулирования ВВВ АТС – Автомобильного экологического налога - АЭНа.
АЭН корректен, социально справедлив и легко контролируется, стимулирует постоянное совершенствование АТС их производителями и потребителями. В отличие от норм АЭН демократичен и не создает условий для злоупотреблений, научно обоснован, а его суть понятна каждому. Имеет существенное преимущество перед другими аналогичными системами в точности оценки ущерба наносимого АТС окружающей среде и стоимости функционирования. Прозрачен, позволяет легко и доходчиво показать налогоплательщику, где он имеет резервы для снижения налога.
Из-за отсутствия в настоящее время необходимого количества экологических характеристик введение АЭНа следует осуществить поэтапно. На первом этапе налог будет устанавливаться пропорционально расходу топлива скорректированному так, что он стал, по мере возможности, эквивалентен ВВВ. Уже на этом этапе он непосредственным образом будет стимулировать снижение ВВВ, которые находятся в прямой зависимости от расхода топлива (Pb, SO2  и др.), а так же выбросов СО2 , создающих парниковый эффект и учитывать повышенную агрессивность ВВВ у автомобилей с дизелем. При этом он будет не совсем корректен по отношению к другим ВВВ (CO, HC, NOx и дp.), однако этот недостаток будет устранен на следующем этапе.
Предлагаем включить АЭН в проект Федерального закона «Об обеспечении экологической безопасности автомобильного транспорта» и незамедлительно, не дожидаясь принятия закона, ввести АЭН вместо транспортного налога. На наш взгляд это надо сделать в кратчайшие сроки, поскольку это совершенно беспроигрышный вариант, позволяющий приостановить увеличение ущерба нанесенного отечественной автомобильной промышленности ошибочно выбранной концепцией развития АТС в основе, которой было заложено условие, чем больше мощность двигателя, тем больше расход топлива у АТС, а оказалось все наоборот. В связи с этим транспортный налог имеет два отрицательных момента: стимулирует увеличение ВВВ и ухудшение технических характеристик отечественных АТС, снижая их и без того не высокую конкурентоспособность.
Материальную базу, необходимой для реализации АЭНа в полном объеме и дальнейшего его совершенствования, можно создать за счет использования части налоговых поступлений. На ее основе, используя накопленный опыт и большой банк данных, целесообразно выполнять научно-исследовательские работы по разработке идеологии, обеспечивающей создание АТС с рекордно низкими ВВВ и расходами топлива.
Введение АЭН в практику позволит повысить социальную и научную роль России в мировом сообществе, так как он имеет преимущества перед аналогичными системами разработанными в Европе и США, и направлен на решение двух важнейших проблем современности: охране окружающей среды и сбережению энергоресурсов.

Бощеван В.М., Московкин В.В. Автомобильный экологический налог // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.10297, 27.03.2003

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru