В настоящее время задача обеспечения экологической безопасности воздушного бассейна является первостепенной, вредным выбросам автотракторной техникой уделяют серьёзное внимание. Наряду с этой стоит задача сохранения природных ресурсов, а именно энергоресурсов.
Плата за загрязнение представляет собой форму возмещения экономического ущерба от выбросов загрязняющих веществ отработавших газов (ОГ) в окружающую среду РФ, которая идёт на компенсацию воздействия выбросов загрязняющих веществ ОГ и стимулирование снижения или поддержание выбросов в пределах нормативов, а также затраты на проектирование и строительство природоохранных объектов и текущие затраты, связанные с содержанием и эксплуатацией фондов природоохранного значения, очистных сооружений, золоуловителей, фильтров и других природоохранных объектов [2].
Базовые нормативы платы за выбросы загрязняющих веществ ОГ определяются как сумма произведений удельного экономического ущерба от выбросов i-го загрязняющего вещества ОГ на показатели относительной опасности i-го загрязняющего вещества ОГ для окружающей среды и здоровья населения и на коэффициенты индексации платы [1].
,
где – базовая нормативная плата за выбросы загрязняющих веществ ОГ, руб/т;
– удельный экономический ущерб от выбросов i-го компонента, руб/усл.т.;
– показатель относительной опасности i-го загрязняющего вещества ОГ, усл.т/т;
– коэффициент индексации;
– количество компонентов.
Показатели относительной опасности веществ рассчитываются на основе нормативных документов "Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест" [5].
,
где – поправка, характеризующая относительную опасность присутствия примеси в воздухе, вдыхаемом человеком. для атмосферного воздуха принимается пдк среднесуточная (ПДКсс);
– поправка, учитывающая вероятность накопления исходной примеси или вторичных загрязнителей в компонентах окружающей среды, а также учитывающая поступление примеси в организм человека неингаляционным путем;
– поправка на вероятность образования вторичных загрязнителей;
– поправка, характеризующая вредное воздействие примеси;
– поправка на вероятность вторичного выброса примесей в атмосферу после их оседания на поверхность (для пыли).
Показатель задаёт уровень опасности i-го вещества для человека к уровню опасности оксида углерода (II) и определяется по формуле [5]:
,
где – среднесуточная предельно допустимая концентрация, мг/м3;
– предельно допустимая концентрация i-го вещества в рабочей зоне.
При отсутствии ПДКсс применяется предельно допустимая максимально разовая концентрация (ПДКмр), при отсутствии ПДКсс и ПДКмр применяется ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ) [3].
Коэффициент индексации платы определяется как средневзвешенная величина соотношений удорожания по сравниваемым периодам с учетом сложившейся структуры использования платежей.
Дифференцированные ставки платы за загрязнение определяются умножением базовых нормативов платы, утверждаемых Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ и согласованных с Министерством экономики РФ и Министерством финансов РФ, на коэффициенты, учитывающие экологические факторы по территориям [3].
,
где – ставка платы за загрязнение атмосферы вредными выбросами ОГ, руб/т;
– базовая нормативная плата за выбросы загрязняющих веществ ОГ, руб/т;
– коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы.
Коэффициенты экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха на территории РФ вводятся для учета суммарного воздействия, оказываемого выбросами загрязняющих веществ на данной территории (таблица 1) [5].
Таблица 1. Коэффициенты экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха районов РФ
Экономический район Российской Федерации |
Коэффициент экологической ситуации и экологической значимости, |
Северный |
1,4 |
Северно-Западный |
1,5 |
Центральный |
1,9 |
Волго-Вятский |
1,1 |
Центрально-Черноземный |
1,5 |
Поволжский |
1,9 |
Западно-Сибирский |
1,2 |
Восточно-Сибирский |
1,4 |
Плата за загрязнение определяется произведением суммы годовых выбросов каждого компонента на ставку платы за загрязнение атмосферы [1]:
, (1)
где – годовой выброс i-го компонента ОГ, т/год;
– ставка платы за загрязнение атмосферы отработавшими газами, руб/т;
– количество загрязняющих веществ, ед.
Определение платы за загрязнение атмосферного воздуха по выражению (1) достаточно сложно и трудоёмко, так как необходимо определять годовые выбросы каждого вредного компонента ОГ. Для исключения расчета годового выброса загрязняющих веществ с ОГ предлагается использовать удельную плату, тогда выплата за загрязнение атмосферы будет определяться произведением среднего массового годового расхода топлива двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на удельную плату за выбросы загрязняющих веществ при использовании 1-й тонны топлива:
, руб/год (2)
где – средний массовый расход топлива, кг/ч;
– удельная плата за выбросы загрязняющих веществ ОГ, руб/т;
– время работы транспортного средства, ч.;
– количество рабочих дней в году, год-1.
Удельная плата для различных видов топлив в 2011 году представлена в таблице 2 [1].
Таблица 2. Удельная плата за загрязнение атмосферного воздуха
Вид топлива |
Удельная плата за загрязнение атмосферы, руб/т или руб/м3 |
Бензин этилированный АИ-92 |
38,0 |
Бензин этилированный А-76, 72 |
25,0 |
Бензин неэтилированный АИ-92 |
10,0 |
Бензин неэтилированный А76, 72 |
11,0 |
Дизельное топливо |
21,0 |
Сжатый природный газ |
9,0 |
Сжиженный газ |
11,0 |
При отсутствии данных о количестве израсходованного топлива плата за выбросы загрязняющих веществ от транспорта определяется по типам ТС из расчёта ожидаемых условий и места их эксплуатации [1]. Годовая плата за одно ТС представлена в таблице 3 [1].
Таблица 3. Годовая плата за загрязнение атмосферы по типу ТС
Тип транспортного средства |
Годовая плата, тыс. руб/год |
Легковой автомобиль |
2,7 |
Грузовой автомобиль и автобус с бензиновым ДВС |
4,0 |
Автомобили на газовом топливе |
1,4 |
Грузовой автомобиль и автобус с дизелями |
2,5 |
Строительно-дорожные машины и с/х техника |
0,5 |
При определении общего годового экономического эффекта использования нейтрализатора необходимо учесть, что установка средства очистки приводит как к положительному эффекту в виде снижения токсичности ОГ, так и к отрицательному – в виде повышения расхода топлива за счёт увеличения противодавления в системе выпуска, а также изменению затрат на производство и эксплуатацию нейтрализатора. Поэтому общий годовой экономический эффект применения нейтрализатора ОГ будет определяться как сумма экономического эффекта от снижения токсичности ОГ и эффекта от изменения затрат на нейтрализатор за вычетом экономического ущерба от повышения противодавления:
, (3)
где – экономический эффект за счёт снижения токсичности ОГ, руб;
– экономический эффект, полученный за счёт изменения затрат на производство и эксплуатацию нейтрализатора ОГ, руб;
– экономический ущерб, полученный в результате увеличения расхода топлива, за счёт повышения противодавления на выпуске ДВС, руб.
Годовой экономический эффект (ущерб) использования нейтрализатора ОГ в выпускной системе ДВС будет определяться разницей между платой за загрязнение атмосферы токсичными ОГ без нейтрализатора и платой за загрязнение с использованием нейтрализатора:
, (4)
где – плата за загрязнение атмосферы ОГ без нейтрализатора, руб/год;
– плата за загрязнение атмосферы ОГ ДВС с нейтрализатором, руб/год.
Преобразуем выражение (4) с учётом формулы (2), используя коэффициент эффективности нейтрализатора:
,
где – коэффициент, учитывающий i-й вид эффекта нейтрализатора.
Для ДВС без нейтрализатора и экономический эффект равен 0.
Коэффициент эффективности нейтрализатора характеризуется степенью снижения расхода ОГ (экологичность) и определяется как отношение разности массового расхода ОГ на входе и выходе из нейтрализатора к расходу ОГ на входе в нейтрализатор.
, (5)
где – массовый расход ОГ на выпуске ДВС на входе в нейтрализатор, кг/ч;
– массовый расход ОГ на выходе из нейтрализатора, кг/ч.
Коэффициент экономического ущерба нейтрализатора, выраженный через степень изменения противодавления в выпускной системе (энергетичность), определяется отношением разности давлений ОГ на входе и выходе нейтрализатора к давлению на входе в него:
, (6)
где – давление ОГ на входе в нейтрализатор, Па;
– давление ОГ на выходе из нейтрализатора, Па.
Тогда годовой экономический эффект от снижения количества загрязняющих веществ в ОГ ДВС с учётом (5) составит:
, (7)
Годовой экономический ущерб от повышения противодавления в системе выпуска ОГ с учётом (6) составит:
, (8)
Экономический эффект от изменения затрат на нейтрализатор определяется исходя из условия сравнения с его прототипом:
, (9)
Для оценки экономической эффективности нейтрализатора ОГ введём интегральный показатель целесообразности применения средства очистки и дадим его определение.
Интегральный показатель целесообразности внедрения нейтрализатора загрязняющих веществ ОГ ДВС характеризует экономическую эффективность устройства очистки и показывает соотношение суммарного экономического эффекта (положительных сторон), и суммы ущерба (отрицательных сторон), полученных в результате использования устройства.
, (10)
Здесь могут быть три варианта:
- если – нейтрализатор целесообразно применять и чем больше ИПЦ, тем выше общий годовой экономический эффект;
- если – использование нейтрализатора не целесообразно, так как общий экономический эффект отрицательный;
- если – общий экономический эффект равен нулю, это показывает, что эффект, полученный за счёт снижения выброса загрязняющих веществ ОГ, гасится ущербом, получаемым за счёт увеличения расхода топлива, и затратами на нейтрализатор, т.е. применение такого нейтрализатора ОГ не целесообразно.
Применим данную методику для обоснования экономической эффективности комбинированного устройства снижения токсичности (КУСТ) ОГ дизелей, разработанного на кафедре «Автомобильная и аграрная техника» Тамбовского государственного технического университета и защищённого патентом РФ № 2459091 [4].
Для экспериментального КУСТ годовой экономический эффект от снижения количества загрязняющих веществ в ОГ по формуле (7) равен:
руб.
годовой экономический ущерб по формуле (8) равен:
руб.
По выражению (9) экономический эффект КУСТ составил:
руб.
Общий годовой экономический эффект использования КУСТ составит:
руб.
Интегральный показатель целесообразности использования КУСТ по формуле (10) составит:
.
Таким образом, можно сделать вывод, что использование КУСТ в дизельных ДВС для очистки ОГ от токсичных компонентов экономически целесообразно.
Рецензенты:
Зазуля А. Н., д.т.н., профессор, директор ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве», г. Тамбов.
Герасимов Б. И., д.т.н., д.э.н., профессор, декан факультета «Экономический» ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет», г. Тамбов.