Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 89068 10.20295/1815-588X-2024-03-553-560 Общетехнические задачи и пути их решения GENERAL TECHNICAL PROBLEMS AND SOLUTION APPROACH Общетехнические задачи и пути их решения Methodology for assessing the environmental effect of the use of biofuels Методика оценки экологического эффекта от применения биотоплив Воробьев Александр Алфеевич Vorob'ev Aleksandr Alfeevich nttk@pgups.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Пенкин Алексей Леонидович Penkin Aleksey Leonidovich apenkin1@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Смирнов Вадим Сергеевич Smirnov Vadim Sergeevich v.s.smirnof@yandex.ru Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University St. Petersburg Russian Federation Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург Россия Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering Saint-Petersburg Russian Federation Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург Россия Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering Saint-Petersburg Russian Federation 30 09 2024 30 09 2024 21 3 553 560 29 09 2024 https://atjournal.ru/en/nauka/article/89068/view

Цель: снижение экологического ущерба от транспортных средств обеспечивается за счет совершенствования их конструкций и двигателей, рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания, а также применения альтернативных топлив. Для определения рациональности использования биотоплив в транспортных средствах необходимо оценить экологический эффект, который будет достигнут при их применении. Методы: рассмотрены существующие методики оценки выбросов отработавших газов от автотранспортных средств. В качестве основы для расчета вредных веществ отработавших газов используется существующий способ из «Временной типовой методики определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды», в качестве основы для расчета выбросов углекислого газа применяется метод, приведенный в приказе Минприроды «Об утверждении методик количественного определения объемов выбросов парниковых газов и поглощений парниковых газов». На их основе выполнены доработки, которые включают в себя ввод дополнительных коэффициентов, учитывающих изменение экологической нагрузки в зависимости от процентного содержания биотоплива в смеси с традиционным углеводородным топливом. Результаты: произведен расчет экологического эффекта от использования биотоплив на примере добавления биодизеля в нефтяное дизельное топливо, для определения которого на основе статистических данных от Агентства по охране окружающей среды США и данных НАМИ были установлены зависимости изменения годовых выбросов вредных веществ и углекислого газа для грузового транспортного средства большой грузоподъемности. В дополнение к расчету в статье представлены графики выбросов вредных веществ с учетом их относительной агрессивности и количества выделяемого углекислого газа в процессе сгорания биодизельных смесей. Практическая значимость: предложенный способ расчета экологического эффекта позволяет производить оценку объемов выбросов вредных веществ и углекислого газа в зависимости от концентрации биотоплива в смеси с традиционным топливом. Такой подход может обеспечивать общую картину эффекта применения биодизеля, и вместе с тем используемые коэффициенты нуждаются в уточнении.

Purpose: the fight for ecology in the transport sector is ensured by improving the design of vehicles and engines, the working processes of internal combustion engines, as well as the use of alternative fuels. To determine the rational use of biofuels in vehicles, it is necessary to assess the environmental effect that will be achieved when using them. Methods: the existing methods of estimating exhaust gas emissions from motor vehicles are considered. Based on them, improvements have been made, which include the introduction of additional coefficients that take into account changes in the environmental load depending on the percentage of biofuels mixed with traditional hydrocarbon fuels. Results: the calculation of the environmental effect from the use of biofuels was carried out using the example of adding biodiesel to petroleum diesel fuel, for which, based on statistical data from the US Environmental Protection Agency and data, WE established dependences of changes in annual emissions of harmful substances and carbon dioxide for a heavy-duty cargo vehicle. In addition to the calculation, the article presents graphs of emissions of harmful substances, taking into account their relative aggressiveness and the amount of carbon dioxide released during the combustion of biodiesel mixtures. Practical significance: The proposed method for calculating the environmental effect makes it possible to estimate the volume of emissions of harmful substances and carbon dioxide depending on the concentration of biofuels mixed with traditional fuels. Such an approach can provide an overall picture of the effect of using biodiesel, and at the same time, the coefficients used need to be clarified.

 биотопливо биодизель нефтяной дизель экологический ущерб альтернативные топлива расчет ущерба biofuels biodiesel mixed fuels ecology the use of alternative fuels calculation methods Исследования, выполняемые по данной тематике, проводились в рамках реализации Федеральной программы поддержки университетов «ПРИОРИТЕТ 2030» Research carried out on this topic was conducted within the framework of the Federal University Support Program “PRIORITY 2030”

Винаров А. Ю., Дирина Е. Н. Биодизель из растительного сырья. Повышение конкурентоспособности за счет переработки отходов производства // Транспорт на альтернативном топливе. 2009. № 4 (10). Vinarov A. Yu., Dirina E. N. Biodizel' iz rastitel'nogo syr'ya. Povyshenie konkurentosposobnosti za schet pererabotki othodov proizvodstva // Transport na al'ternativnom toplive. 2009. № 4 (10). Жидкое биотопливо из растительного и животного сырья. Технические и экономические аспекты / Д. Г. Горохов [и др.] // Вестник МГУЛ — Лесной вестник. 2010. № 4. Zhidkoe biotoplivo iz rastitel'nogo i zhivotnogo syr'ya. Tehnicheskie i ekonomicheskie aspekty / D. G. Gorohov [i dr.] // Vestnik MGUL — Lesnoy vestnik. 2010. № 4. Кучкина А. Ю., Сущик Н. Н. Источники сырья, методы и перспективы получения биодизельного топлива // Журнал СФУ. Биология. 2014. № 1. Kuchkina A. Yu., Suschik N. N. Istochniki syr'ya, metody i perspektivy polucheniya biodizel'nogo topliva // Zhurnal SFU. Biologiya. 2014. № 1. Черкаев Г. В., Чихонадских Е. А. Анализ критериев получения биотоплива из водорослей // Труды Крыловского государственного научного центра. 2021. № S1. Cherkaev G. V., Chihonadskih E. A. Analiz kriteriev polucheniya biotopliva iz vodorosley // Trudy Krylovskogo gosudarstvennogo nauchnogo centra. 2021. № S1. Халиль И. А., Шевченко Д. В. Биоэнергетика автотранспорта // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования, 2011. № 4. Halil' I. A., Shevchenko D. V. Bioenergetika avtotransporta // Vestnik RUDN. Seriya: Inzhenernye issledovaniya, 2011. № 4. U. S. Environmental Protection Agency (2002). A Comprehensive Analysis of Biodiesel Impacts on Exhaust Emissions (EPA 420-P‑02–001). Washington, DC: Assessment and Standard Division, Office of Transportation and Air Quality, USEPA. U. S. Environmental Protection Agency (2002). A Comprehensive Analysis of Biodiesel Impacts on Exhaust Emissions (EPA 420-P‑02–001). Washington, DC: Assessment and Standard Division, Office of Transportation and Air Quality, USEPA. Исследование целесообразности использования биодизельных топлив в качестве смесевого компонента товарных дизельных топлив / Н. Е. Белозерцева [и др.] // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. № 1 (40). Issledovanie celesoobraznosti ispol'zovaniya biodizel'nyh topliv v kachestve smesevogo komponenta tovarnyh dizel'nyh topliv / N. E. Belozerceva [i dr.] // Izvestiya vuzov. Prikladnaya himiya i biotehnologiya. 2022. № 1 (40). Выбор наиболее предпочтительного сырья для синтеза биодизельного топлива с позиции его выхода и физико-химических свойств / Н. Е. Белозерцева [и др.] // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. № 1 (32). . Vybor naibolee predpochtitel'nogo syr'ya dlya sinteza biodizel'nogo topliva s pozicii ego vyhoda i fiziko-himicheskih svoystv / N. E. Belozerceva [i dr.] // Izvestiya vuzov. Prikladnaya himiya i biotehnologiya. 2020. № 1 (32). . Применение биодизельного топлива в условиях холодного климата / А. Л. Пенкин [и др.] // Грузовик. 2024. № 1. Primenenie biodizel'nogo topliva v usloviyah holodnogo klimata / A. L. Penkin [i dr.] // Gruzovik. 2024. № 1. Козлов А. В., Теренченко А. С. Оценка эффективности применения биодизельного моторного топлива в полном жизненном цикле // Транспорт на альтернативном топливе. 2008. № 2 (2). Kozlov A. V., Terenchenko A. S. Ocenka effektivnosti primeneniya biodizel'nogo motornogo topliva v polnom zhiznennom cikle // Transport na al'ternativnom toplive. 2008. № 2 (2).