Автомобиль с нулевым выбросом

Корабль с нулевым уровнем выбросов, или ZEV, является транспортным средством, которое не выпускает выхлопной газ из бортового источника энергии. Вредные загрязнители для здоровья и окружающей среды включают частицы (сажу), углеводороды, окись углерода, озон, свинец и различные оксиды азота. Хотя эти загрязнители не считаются загрязняющими веществами по первоначальному определению Калифорнийского совета по воздушным ресурсам (CARB) или Агентства по охране окружающей среды США (EPA), наиболее распространенное использование этого термина также включает летучие органические соединения, несколько токсичных веществ в воздухе (в первую очередь 1,3-бутадиена ) и глобальными загрязнителями, такими как углекислый газ и другие парниковые газы.

Примеры автомобилей с нулевым уровнем выбросов включают в себя транспортные средства, оснащенные мышцами, такие как велосипеды; электрические велосипеды; гравитационные гонщики; которые могут смещать выбросы в место, где производится электричество (если электричество поступает от угольных или газовых электростанций – в отличие от гидроэлектроэнергии, ветроэнергетики, солнечной энергетики или атомных электростанций); и транспортных средств на топливных элементах, работающих на водороде. Таким образом, выбросы от производственного процесса не включаются в это определение, и утверждалось, что выбросы, которые создаются во время производства, в настоящее время на порядок, что сопоставимо с выбросами, которые создаются в течение срока эксплуатации транспортного средства , Однако эти транспортные средства находятся на ранних стадиях их развития;производственные выбросы могут уменьшаться за счет развития технологий, промышленности, перехода к массовому производству и все более широкого использования возобновляемых источников энергии в цепочках поставок.

Конструкция транспортного средства
Классификация проводится по-разному в зависимости от типа системы привода, используемой энергии, типа хранилища или испускаемых веществ.

ZEV с электроприводом
Электрический автомобиль в качестве аккумуляторного электромобиля с тяговым аккумулятором (пример: GM EV1)
Транспортные средства топливных элементов с аккумулятором давления (Мерседес-Бенц F-Cell), хранилище жидкого водорода (криогенно сохраненный водород) или жидкий метанол (см .: Honda FCX -Concept) [Примечание. 1]
Транспортные средства с маховиком (например: гиробус)

ZEV с механической системой привода
Транспортные средства с двигателем с водородным двигателем (например, BMW Hydrogen) [Примечание. 2]
Транспортные средства с газовой турбиной [Примечание. 2]
Автомобили с газораспределительным двигателем (пневматический)
транспортные средства, приводимые в действие человеком [Примечание. 3]

Примечания:

1. Вода не считается вредным выхлопным газом, когда речь идет о выбросах на уровне земли.
2. Поскольку эти приводы основаны на воздушном дыхании, среди прочего, выбрасываются оксиды азота. Поэтому транспортные средства не являются эмиссионными в более узком смысле, но классифицируются как ZEV в соответствии с законодательством Калифорнии.
3. Выделяется диоксид углерода, который не учитывается в соответствии с руководящими принципами ZEV. Кроме того, эти транспортные средства не являются автотранспортными средствами, поскольку у них нет технической приводной машины.

Технологии и промышленность

Выбросы в атмосферу
Термин «нулевые выбросы» или ZEV, как первоначально было придумано Калифорнийским советом по воздушным ресурсам (CARB), относится только к выбросам автотранспортных средств от бортового источника энергии. Поэтому определение CARB учитывает только загрязняющие вещества, выброшенные в момент эксплуатации транспортного средства, а выгоды от чистого воздуха обычно являются локальными, поскольку в зависимости от источника электроэнергии, используемого для подзарядки батарей, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу смещаются в положение электростанций. В более широкой перспективе электричество, используемое для подзарядки батарей, должно генерироваться из возобновляемых или чистых источников, таких как ветровая, солнечная, гидроэлектроэнергетическая или ядерная энергия для ZEV, чтобы иметь почти ничтожные или нулевые выбросы в атмосферу. Другими словами, если ZEV перезаряжаются от электроэнергии, производимой заводом по производству ископаемых топлив, они не могут считаться нулевыми выбросами.

Однако распространение электромобилей может помочь в разработке систем зарядки батарей EV из-за избыточного электричества, которые нельзя использовать иначе. Например, спрос на электроэнергию является самым низким по ночам, а избыточное электричество в это время может использоваться для подзарядки батарей EV. Следует отметить, что возобновляемые источники, такие как ветряные турбины или атомные электростанции, менее контролируемы с точки зрения количества произведенной электроэнергии по сравнению с электростанциями на ископаемом топливе; большинство возобновляемых источников энергии известны как прерывистые источники энергии. Поэтому развитие этих ресурсов приведет к избыточной энергии, которая может быть лучше использована при разработке ЭВ. Более того, большая часть EV выигрывает от рекуперативных тормозов и других систем оптимизации, что повышает энергоэффективность в этих автомобилях.

Транспортные средства топливных элементов (FCV) могут помочь еще больше с точки зрения развития устойчивых источников энергии, поскольку эти автомобили используют водород в качестве топлива. Сжатый водород можно использовать в качестве элемента накопления энергии, в то время как электричество должно храниться в батареях. Водород может вырабатываться электричеством посредством электролиза, и это электричество может поступать из зеленых источников. Водород может быть произведен на месте, egexcess на ветропарке, когда генерируемая электроэнергия не нужна, или его можно подключить к сетке, чтобы использовать избыточное электричество из сети и производить электричество, например, на насосных станциях водорода. В результате развитие FCV может стать большим шагом на пути к устойчивому развитию и сокращению выбросов парниковых газов в долгосрочной перспективе.

В других странах есть другое определение ZEV, что примечательно тем, что более позднее включение парниковых газов, поскольку многие европейские правила теперь регулируют выбросы углекислого газа CO2. Роль CARB в регулировании парниковых газов началась в 2004 году на основе Закона 2002 года о Павли (AB 1493), но была заблокирована судебными процессами и EPA в 2007 году, отклонив требуемый отказ. Дополнительные обязанности были предоставлены CARB в соответствии с Законом Калифорнии о глобальном потеплении от 2006 года (AB 32), который включает в себя мандат на установку низкоуглеродных стандартов топлива.

В результате расследования ложной рекламы в отношении претензий «с нулевым уровнем выбросов» в марте 2010 года Управление по стандартам рекламы (ASA) в Великобритании постановило запретить рекламу от Renault UK относительно своих «транспортных средств с нулевым уровнем выбросов», поскольку реклама нарушена CAP (Broadcast) Правила ТВ-кода 5.1.1, 5.1.2 (вводящая в заблуждение реклама) и 5.2.1 (вводящая в заблуждение реклама-доказательство) и 5.2.6 (Вводящие в заблуждение рекламу-Экологические требования.)

Парниковые газы и другие выбросы загрязняющих веществ генерируются процессами производства автомобилей. Выбросы от производства намного превышают выбросы от выхлопных газов, даже в автомобилях с бензиновыми двигателями. Большинство отчетов о воздействии ZEV на климат не учитывают эти производственные выбросы. Хотя в течение всего срока службы автомобиля выбросы от производства относительно малы.

Учитывая нынешнюю энергетическую смесь США, ZEV произведет 30% -ное сокращение выбросов углекислого газа. Учитывая нынешние энергетические миксы в других странах, было предсказано, что такие выбросы уменьшатся на 40% в Великобритании и 19% в Китае.

Типы транспортных средств с нулевым уровнем выбросов
Помимо транспортных средств на базе животных и людей, электромобили с батареями (включая автомобили, самолеты и лодки) также не выделяют ни один из вышеуказанных загрязнителей, ни любые углекислые газы во время использования. Это особенно важное качество в густонаселенных районах, где здоровье жителей может серьезно пострадать. Тем не менее, производство топлив, которые имеют мощность ZEV, такие как производство водорода из ископаемых видов топлива, может производить больше выбросов на милю, чем выбросы, произведенные на обычном топливном топливе. Для понимания последствий выбросов, связанных с эксплуатацией ZEV, необходимо провести оценку жизненного цикла с полным колесом.

Другие технологии с нулевым уровнем выбросов включают в себя гибридные гибриды (например, ICE / электрическая батарея) в электрическом режиме, некоторые гибриды с подключаемым модулем как в режиме подзарядки, так и в электрическом режиме (например, топливный элемент / электрическая батарея, пневматический двигатель / электрическая батарея), жидкость азотные транспортные средства, водородные транспортные средства (с использованием топливных элементов или конвертированные двигатели внутреннего сгорания) и транспортные средства с воздушным сжатием, которые обычно подзаряжаются медленными (домашними) или быстрыми (автодорожными) электрическими компрессорами, устройствами хранения энергии маховика, автомобилями с солнечной батареей и трибидами.

Segway Personal Transers – двухколесные, самобалансирующиеся, с батарейным питанием машины, которые в одиннадцать раз более энергоэффективны, чем средний американский автомобиль. Работая на двух литий-ионных батареях, Segway PT производит нулевые выбросы во время работы и потребляет незначительное количество электроэнергии при зарядке через стандартную розетку.

Наконец, особенно для лодок (хотя существуют ветровые транспортные средства, работающие на ветре (с использованием ветряных турбин и кайтов) и другие водные объекты, существуют регулярные и специальные паруса (в качестве роторных ворот, крыльев паруса, турбо-парусов, нерегулярных движений). , для более крупных судов (как танкеров, контейнеровозов, …), ядерная энергия также используется (хотя и не обычно).

Велосипеды
В середине 19 века владение велосипедом стало обычным явлением во время велосипедного бум, предшествовавшего массовому автомобилю. В 1960-х годах Flying Pigeon стал самым популярным механизированным транспортным средством на планете. В Китае около 210 миллионов электрических велосипедов.

стимулы
Субсидии для общественного транспорта
Японский общественный транспорт движется в направлении нулевых выбросов из-за растущей экологической озабоченности. Honda запустила концептуальный автобус, в котором есть тренажеры сзади автомобиля для создания кинетической энергии, используемой для движения.

Из-за остановки на холостом ходу в общественном транспорте регенеративное торможение может стать возможностью для систем общественного транспорта будущего.

Субсидии для развития электромобилей
В попытке сдерживать выбросы углерода, а также шумовое загрязнение в южноафриканских городах, Южноафриканский департамент науки и, Технология (DST), а также другие частные инвестиции составили 5 миллионов долларов США через инновационный фонд для развития Джоуля. Джоуль – пятиместный автомобиль, который планируется выпустить в 2014 году.

Программа с низким уровнем выбросов
Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) представил Программу нулевой эмиссии в 1990 году на основе Закона о чистом воздухе в Калифорнии 1987 года. Он является частью программы с низким уровнем выбросов, на которую ссылается аббревиатура LEV (английское транспортное средство с низким уровнем выбросов или немецкое транспортное средство с низким уровнем выбросов) и соответствующий номер с одной цифрой в качестве индекса. Это теперь существует в 3-й версии, так как LEV 3 и действительно. Эта рамочная программа уже установила, что к 2018 году доля вновь зарегистрированных транспортных средств, отвечающих требованиям ZEV, должна составлять 18% от общего числа вновь зарегистрированных автомобилей. В 1997 году «Большая семерка» – семь автопроизводителей, которые продают самое большое количество автомобилей в Калифорнии – сначала разработали и выпустили автомобиль с нулевым уровнем выбросов. Однако первоначально строгое регулирование было явно пересмотрено в пользу производителей автомобилей. Между тем, они не были приняты, эти положения только в Калифорнии действительность, но со временем некоторые штаты США и используются в приложениях.

Весь свод законодательства применяется исключительно к определенным выбросам загрязняющих веществ от транспортных средств, которые выпускаются в окружающую среду во время эксплуатации (от цистерны к колесу): монооксид углерода, несгоревшие углеводороды NMOG и оксиды азота NO x. Выбросы CO 2, которые приобрели новое значение в ходе обсуждения климата, а также вопрос о потреблении энергии от резервуара или всей энергетической цепи от производства энергии до конверсии в кинетическую энергию (хорошо -wheel), не учитываются. Также игнорируется целостный баланс загрязняющих веществ или оценка жизненного цикла.

Однако для экологических характеристик транспортного средства важны не только связанные с автомобилем выбросы, но также

Производство транспортного средства
Производство и подготовка топлива или электрического тока
Техническое обслуживание автомобиля
Утилизация транспортного средства
Связанные с логистикой выбросы для производства, распределения, обслуживания и удаления

В отличие от европейских стандартов выбросов, которые требуют, чтобы все автопроизводители отвечали жестким ограничениям на заданную дату для всех новых моделей, в США и Калифорнии вводятся новые стандарты с более строгими ограничениями так называемого фазового и фазового выхода из старого стандарт. Это многолетняя реализация, которая требует, чтобы новый стандарт был увеличен за счет ежегодного увеличения количества всех новых моделей, в то время как старый стандарт может быть удовлетворен ежегодным процентом всех новых моделей. Это применяется индивидуально для каждого производителя, так как в основе этого процента применяется весь недавно запущенный на рынке автомобильный парк производителя.

Это было также в случае перехода от LEV 1 к LEV 2. LEV 1 уже существовал с модельного года (новая модель уже на рынке в период с августа по октябрь прошлого года) в 1994 году с соответствующая фаза. В период 2004-2007 гг. Он был заменен соответствующим фазовым или поэтапным отказом LEV 2 с шагом 25%.

Переход от LEV 2 к новому регулированию LEV 3 происходит снова как фаза или поэтапный отказ, но на этот раз с шагом 20%. Он уже начался в 2016 году и завершится в 2020 году. Однако в то же время применяется непрерывное сокращение средней стоимости флота на сумму NMOG и NO x в течение длительного периода с 2015 по 2025 годы, в котором конечное значение 30 мг на милю.

Оба перехода показаны в следующих таблицах, разбитых по годам.
Phase-In / Phase-Out LEV 1 / LEV 2

год выпуска 2004 2005 2006 2007
LEV 1 75% 50% 25% 0%
LEV 2 25% 50% 75% 100%

Ввод фазы / выход из строя LEV 2 / LEV 3

год выпуска 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
LEV 2 100% 80% 60% 40% 20% 0% – остается 0% –
LEV 3 0% 20% 40% 60% 80% 100% – остается 100% –
– линейное уменьшение среднего значения флота для суммы NMOG + NO x –

рамки
Предельные значения, перечисленные в следующих двух таблицах, относятся к пробегу в 50 000 миль. Для пробега 100 000 миль, который также обычно называют «полезной жизнью», предельные значения, которые должны быть продемонстрированы, устанавливаются несколько выше.

Пределы Калифорнийской программы с низким уровнем выбросов (LEV 1 )

класс выбросов CO g / миля NMOG g / миля NO x g / mile
TLEV – переходный малоэмиссионный автомобиль 3,4 0125 0,4
LEV – Низкоэмиссионный автомобиль 3,4 0075 0.2
ULEV – Ультранизкое эмиссионное средство 1,7 0.04 0.2
ZEV – Zero Emission Vehicle 0 0 0

Пределы Калифорнийской программы с низким уровнем выбросов (LEV 2 )

класс выбросов CO g / миля NMOG g / миля NO x g / mile
TLEV – переходный малоэмиссионный автомобиль 3,4 0125 0,4
LEV – Низкоэмиссионный автомобиль 3,4 0075 0.2
ULEV – Ультранизкое эмиссионное средство 1,7 0.04 0.2
ZEV – Zero Emission Vehicle 0 0 0

эмиссионный классCO g / миляNMOG g / миляNO x g / mileLEV – Низкоизлучающий автомобиль3.40,0750.05ULEV – Ультранизкий эмиссионный автомобиль1.70.040.05SULEV – Super Ultra Low Emissions Vehicle10.010.02ZEV – Zero Emission Vehicle000

CO = монооксид углерода – NMOG = неметановый органический газ (углеводороды, кроме метана) – NO x = оксид азота

Период действия
Следующие штаты США уже приняли правила Калифорнии LEV:

Аризона, MY 2011
Коннектикут, МОЙ 2008
Мейн, MY 2009
Мэриленд, МОЙ 2011
Массачусетс, MY 2004
Нью-Джерси, MY 2008
Нью-Мексико, MY 2011
Нью-Йорк, MY 2004
Орегон, МОЙ 2009
Пенсильвания, MY 2008
Род-Айленд, MY 2008
Вермонт, MY 2004
Вашингтон, МОЙ 2009

Следующие государства США все еще обсуждают вопрос о том, следует ли применять положения:

Колорадо
Флорида
Монтана
Северная Каролина
Юта
Висконсин

Дальнейшая разработка требований ZEV с момента введения
После объявления о введении мандата ZEV после длительных обсуждений с представителями автомобильной промышленности в 2003 модельном году впервые была определена доля в 10% всех новых автомобилей, отвечающих требованиям ZEV. Однако первоначальное намерение признать только те транспортные средства, которые были выбраны в качестве транспортных средств с нулевым уровнем выбросов, которые на самом деле ничего не испускали, были прекращены после серьезных вмешательств в автомобильной промышленности. Для таких приводов транспортных средств, в соответствии с первоначальной версией, могут использоваться только транспортные средства на топливных элементах и ​​электромобили с батарейным питанием. Хотя в 2003 году двигатели с водородным двигателем все еще разрабатывались, электромобили с батареями были разработаны на раннем этапе всеми основными производителями. Однако их производство не было экономичным, поэтому производители настаивали на ослаблении законов CARB, и после их реализации почти полностью прекратили разработку ZEV и даже частично отказались от существующих, функционирующих транспортных средств ZEV. Этот документальный фильм о документальном фильме Кто убил электрический автомобиль? с 2003 года.

Примеры разработок автомобилей ZEV на этом этапе:

GM EV1
Toyota RAV4 электрический
Honda EV Plus
Ford Ecostar
Ford Ranger EV
BMW E1
Daimler A-Class электрический
Гольф-СитиSTROMER
Hotzenblitz

По этой причине с 2003 года (запуск транспортных средств ZEV) также частично признанные автомобили с небольшими или очень чистыми приводами, или, как и недавно введенные гибридные транспортные средства, могли покрывать небольшое расстояние чисто электрическим. Это привело к «разбавлению» первоначальной доли 10% транспортных средств ZEV, поэтому производители ЛЕО все чаще устанавливают название LEV (буквально «автомобиль с низким уровнем выбросов»). В настоящее время планируется постепенное увеличение доли ZEV с 4,5% в 2018 году до 22% с 2025 года.

Какие производители автомобилей
Развитие электроприводов с батарейным питанием или тех, которые извлекают требуемую энергию из топливного элемента и имеют водородный резервуар, не то, что все автопроизводители, продающие автомобили в Калифорнии, продают вообще. Совет по воздушным ресурсам, как ответственный орган, всегда знал об этом. Поэтому для таких небольших компаний было создано ступенчатое решение, которое выглядит так:

Концерн производителей автомобилей

Независимость компании Продано количество в год в Калифорнии Затронутый мандатом ZEV комментарий
Не являетсянезависимым до 4500 незатрагивается
независимо до 10 000 незатрагивается
4,501 до 60,000 пострадавших но требования ZEV могут быть выполнены только с автомобилями PZEV (статус бронзы)
более 60 000 полностью пострадавших заинтересованные производители: Daimler, VW, General Motors, Ford, Toyota, Honda, Hyundai («большая семерка»)

Для этих производителей выборка может выглядеть так:

пример расчета

Проданные транспортные средства производителя 100000
Из этого обязательства для производителя предложить 10% транспортных средств, которые соответствуют критериям ZEV: 10000
Затем число может быть составлено следующим образом:
Кредиты от транспортных средств ZEV 2000
Кредиты от транспортных средств AT-PZEV 2000
Кредиты от автомобилей PZEV 6000