ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ

Transcript

1 Τ.Ε.Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σπουδαστές ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΗΣ A.E.M.: 4187 Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Κόγια Γρ. Φωτεινή Καβάλα, ΙΟΥΛΙΟΣ 2011

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εργασία αυτή αποτελεί την Πτυχιακή μας Εργασία στα πλαίσια των σπουδών μας στο Τμήμα Ηλεκτρολογίας του Τ.Ε.Ι. Καβάλας. Η εκπόνησή της ξεκίνησε τον Οκτώβριο του 2010 και ολοκληρώθηκε τον Ιούνιο του 2011, υπό την επίβλεψη της Καθηγήτριας κας Κόγια Γρ. Φωτεινής, Καθηγήτριας Εφαρμογών του Τομέα Φυσικής, του Γενικού Τμήματος Θετικών Επιστημών, της Σχολής Τεχνολογικών Εφαρμογών, του Τ.Ε.Ι. Καβάλας. Η παρούσα Εργασία, αποβλέπει στη μελέτη των καινοτόμων προτάσεων εξοικονόμησης ενέργειας στον κλάδο των μεταφορών. Ελπίζουμε η Πτυχιακή μας Εργασία να αποτελέσει μια πηγή γνώσεων για τυχόν μελλοντικές μελέτες. Είμαστε υποχρεωμένοι να ευχαριστήσουμε θερμά την Καθηγήτρια κα Κόγια Φωτεινή, τόσο για την ανάθεση του θέματος, όσο και για την προθυμία της στην εξεύρεση πληροφοριών, για τις εύστοχες υποδείξεις σχετικά με τον τρόπο χειρισμού του θέματος, καθώς επίσης και για την αμέριστη βοήθεια, καθοδήγηση και συμπαράσταση που μας παρείχε όλο αυτό το διάστημα. Θα θέλαμε επίσης να ευχαριστήσουμε τους γονείς μας για την υλική και ψυχολογική συμπαράσταση που μας παρείχαν αυτά τα χρόνια. Τέλος ευχαριστούμε τους καθηγητές και τους συμφοιτητές μας που μας βοήθησαν να φτάσουμε στην Ιθάκη του σπουδαστικού μας ταξιδιού. Καβάλα, Ιούλιος 2011

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΕΝΙΚΑ ΑΝΑΓΚΑΙΑ Η ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ ΠΡΑΣΙΝΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 7 ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΒΕΝΖΙΝΗΣ ΚΑΙ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΝΤΙΖΕΛ ΓΕΝΙΚΑ ΜΕΙΩΣΗ ΟΓΚΟΥ ΚΑΙ ΒΑΡΟΥΣ ΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΡΥΠΩΝ ΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΥΒΡΙΔΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΥΒΡΙΔΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΓΡΑΕΡΙΟΚΙΝΗΤΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ (ΒΙΟΝΤΗΖΕΛ, ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΛΗ, ΒΙΟΑΕΡΙΟ) ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΛΗ ΒΙΟΑΕΡΙΟ 32

4 2.7 ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΜΕ ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ ΟΧΗΜΑΤΑ ΚΥΨΕΛΩΝ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ ΜΕ ΥΔΡΟΓΟΝΟ ΦΟΡΤΗΓΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΤΥΠΟΙ ΣΥΡΜΩΝ ΚΑΙ ΒΑΓΟΝΙΩΝ - ΤΡΟΧΑΙΟ ΥΛΙΚΟ ΠΛΟΙΑ ΓΕΝΙΚΑ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΠΛΟΙΩΝ ΑΕΡΟΠΛΑΝΑ ΕΙΔΗ ΑΕΡΟΠΛΑΝΩΝ 50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 52 ΟΧΗΜΑΤΑ ΚΑΙ CO ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΓΕΝΙΚΑ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟΙ ΡΥΠΟΙ ΤΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ ΟΞΕΙΔΙΑ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΘΕΙΟΥ ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ 61 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 63 Η ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ ΣΤΟΧΟΙ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΔΡΑΣΗ 64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 67 Η ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ 67

5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 72 ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΠΡΑΣΙΝΑ ΕΠΙΒΑΤΙΚΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ ΠΡΑΣΙΝΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΠΡΑΣΙΝΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ LOTUS EVORA 414E HYBRID CONCEPT OPEL AMPERA FISKER KARMA OPEL FLEXTREME GT SMART FORTWO 81 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 83 ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΔΙΑΔΡΟΜΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΓΕΝΙΚΑ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΠΡΑΣΙΝΟΙ ΔΙΑΔΡΟΜΟΙ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «SUPERGREEN» ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΕ 86 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 88 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΚΑΘΑΡΟΤΕΡΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΚΑΥΣΙΜΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΟΔΗΓΗΣΗ (ECO-DRIVING) ΑΕΙΦΟΡΟΣ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ 92 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 94

6 ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1.1 Εξοικονόμηση ενέργειας 3 Εικόνα 1.2 Η Scoda Oktavia 1,6 5 Εικόνα 2.1 Εικόνα 2.2 Εικόνα 2.3 Μηχανή ενός οχήματος που λειτουργεί με Βενζίνη και Πετρέλαιο 13 Μηχανή υβριδικών οχημάτων που συνδέεται με συγκεκριμένο τρόπο με τη μπαταρία και το συσσωρευτή 14 Εναλλακτική δεξαμενή τύπου ρεζέρβας για ελάχιστο χώρο εγκατάστασης 18 Εικόνα 2.4 Μηχανή για οχήματα που τροφοδοτούνται από φυσικό αέριο 21 Εικόνα 2.5 Αντλία συμβολική για τροφοδοσία σε οχήματα με βιοντίζελ 26 Εικόνα 2.6 Πρώτη ύλη βιοαιθανόλης καλαμπόκι 29 Εικόνα 2.7 Πρώτες ύλες βιοαερίου 33 Εικόνα 2.8 Ηλεκτροκίνητο όχημα με μπαταρία 34 Εικόνα 2.9 Αυτοκίνητο που λειτουργεί με υδρογόνο 40 Εικόνα 2.10 Επιβατικό πλοίο 46 Εικόνα 3.1 Ρύποι από αυτοκίνητο 59 Εικόνα 3.2 Μόλυνση από αυτοκίνητα 61 Εικόνα 4.1 Ένα αυτοκίνητο που κινείται με τον κινητήρα στις 4000 στροφές/λεπτό εκπέμπει τόσο θόρυβο όσο 32 αυτοκίνητα που κινούνται με την ίδια ταχύτητα αλλά με 2000 στροφές/λεπτό 63 Εικόνα 4.2 Αυξημένη κυκλοφοριακή κίνηση 65 Εικόνα 6.1 Lotus Evora 414e Hybrid Concept 74 Εικόνα 6.2 Opel Ampera 75 Εικόνα 6.3 Fisker Karma 77 Εικόνα 6.4 Opel Flextreme Gt 79 Εικόνα 6.5 Μπαταρία αυτοκινήτου 81 Εικόνα 6.6 Smart Fortwo 83

7 Εικόνα 7.1 Πράσινοι διάδρομοι μεταφοράς 84 Εικόνα 7.2 Πράσινοι διάδρομοι μεταφοράς 85 Εικόνα 7.3 Το Πρόγραμμα της ΕΕ «SuperGreen» 86

8 Κεφάλαιο 1 ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΓΕΝΙΚΑ Κατά τη διάρκεια του τελευταίου αιώνα, οι ανθρώπινες κοινωνίες άντλησαν το μεγαλύτερο μέρος της καταναλισκόμενης ενέργειάς τους από την καύση των ορυκτών καυσίμων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι συμβατικές μορφές ενέργειας ήταν σχετικά φθηνότερες, και πιο εύκολες στην εκμετάλλευσή τους σε σχέση με τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.). Επίσης σε αυτό συνέβαλε σημαντικά το γεγονός ότι μέχρι πρόσφατα η ρύπανση του περιβάλλοντος δεν είχε λάβει τόσο ανησυχητικές διαστάσεις. Πλέον όμως, τα ενεργειακά θέματα και κυρίως η σχέση της παραγωγής και χρήσης ενέργειας με το περιβάλλον, αποτελούν αντικείμενο συζητήσεων και προβληματισμών, όχι μόνο για το χώρο των επιστημών και των πολιτικών, αλλά και για το χώρο των επιχειρήσεων και κατ' επέκταση για όλη την κοινωνία. Το τοπίο αλλάζει συνεχώς και νέα δεδομένα ανατρέπουν συνήθειες και πρακτικές δεκαετιών, το πολιτικό και θεσμικό πλαίσιο αναδομείται εκ νέου, λαμβάνοντας υπόψη του τις περιβαλλοντικές και κοινωνικές «εξωτερικότητες» που σχετίζονται με την παραγωγή ενέργειας, ενώ νέες καθαρές και πολλά υποσχόμενες τεχνολογίες κάνουν δυναμικά την εμφάνισή τους, με φιλόδοξο στόχο να αντικαταστήσουν τα ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα και να μας οδηγήσουν σε μια νέα εποχή καθαρών ενεργειακών λύσεων. 1.2 ΑΝΑΓΚΑΙΑ Η ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Η έλλειψη των συμβατικών ενεργειακών πηγών όπως είναι το πετρέλαιο, προκαλεί την αύξηση των τιμών τους η οποία διαρκώς θα ανεβαίνει στα ύψη. Επίσης οι κλιματικές αλλαγές, που προκλήθηκαν από τις εκπομπές θερμοκηπιακών αερίων εξαιτίας της αλόγιστης χρήσης των συμβατικών ενεργειακών πηγών μας, εάν δεν αντιμετωπιστούν τώρα τότε θα αυξηθούν και θα προκαλέσουν πολλά προβλήματα στην ανθρωπότητα. Για να αντιστραφεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου και να αποτραπεί το καταστρεπτικό ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 1

9 Κεφάλαιο 1 ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ σενάριο της αύξησης της θερμοκρασίας κατά 3 ο C και άνω, η επιστήμη προσφέρει στην ανθρωπότητα δύο λύσεις. Η μία είναι η χρήση Πυρηνικής Ενέργειας και η δεύτερη είναι η χρήση Α.Π.Ε. Εικόνα 1.1 Εξοικονόμηση ενέργειας ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 2

10 Κεφάλαιο 1 ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ Λίγο καιρό μετά τον ισχυρό σεισμό που προκάλεσε το πυρηνικό ατύχημα στη Φουκουσίμα της Ιαπωνίας, όλο και περισσότερα κράτη στρέφονται σε νέες ενεργειακές πολιτικές που αφορούν τεχνολογίες φιλικές προς το περιβάλλον. Για παράδειγμα η Γερμανική κυβέρνηση αν και εκτιμά ότι για ορισμένες δεκαετίες θα είναι αναγκαία η πυρηνική ενέργεια αλλά και η ηλεκτροπαραγωγή από λιγνίτη, είναι έτοιμη να προχωρήσει στο επόμενο βήμα για σταδιακή μετάβαση στις Α.Π.Ε. Όμως πολλοί υποστηρικτές της πυρηνικής ενέργειας θεωρούν πως η κάλυψη των ενεργειακών αναγκών μας αποκλειστικά και μόνον από Α.Π.Ε. είναι μια ουτοπία. Αυτό συμβαίνει επειδή ξεχνούν πως εκτός από την ελάχιστη πιθανότητα πυρηνικού ατυχήματος, η πυρηνική ενέργεια συνοδεύεται και από άλλα μειονεκτήματα, όπως το γεγονός πως εξήντα (60) περίπου χρόνια μετά τη δημιουργία του πρώτου πυρηνικού σταθμού δε βρέθηκε ασφαλής τρόπος διαχείρισης των πυρηνικών αποβλήτων τα οποία παραμένουν επικίνδυνα για χιλιάδες χρόνια. Ακόμη για να δημιουργηθούν πυρηνικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας χρειάζονται περίπου δέκα (10) χρόνια μελέτης για να μπορέσουν να λειτουργήσουν και το κόστος τους θα ανέβει ειδικά τώρα με τους νέους κανόνες ασφαλείας που θα προκύψουν ύστερα από το ατύχημα στη Φουκουσίμα. Η ανθρωπότητα θέλει λύσεις στο ενεργειακό της πρόβλημα εδώ και τώρα και μόνο οι Α.Π.Ε. μπορούν να μας τις προσφέρουν. Πολλές αξιόπιστες επιστημονικές έρευνες αποδεικνύουν πως με σωστό σχεδιασμό η 100% κάλυψη από Α.Π.Ε. είναι εφικτή και μπορεί να υλοποιηθεί μέχρι το Με συντονισμένες προσπάθειες, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης της ενεργειακής ζήτησης, οι ερευνητές υποστηρίζουν πως ο κόσμος μπορεί να είναι πλήρως εξαρτώμενος από Α.Π.Ε. για παραγωγή ηλεκτρισμού, για μεταφορές και για θέρμανση/ψύξη μέχρι το έτος ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ Οι μεταφορές είναι ο παγκοσμίως γρηγορότερα αυξανόμενος καταναλωτής ενέργειας. Τα μέσα μεταφοράς καταναλώνουν περισσότερο από 20% της παγκόσμιας πρωτογενούς ενέργειας και ευθύνονται σε πολύ μεγάλο βαθμό για τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Το σημαντικότερο πρόβλημα των μεταφορών σήμερα, τόσο στην Ελλάδα όσο και στην υπόλοιπη Ευρώπη, αποτελεί η συνεχής αύξηση της ζήτησης για ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 3

11 Κεφάλαιο 1 ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ μετακινήσεις. Η αύξηση αυτή επικεντρώνεται στις οδικές μεταφορές, ως τον πλέον ευέλικτο τρόπο μεταφοράς. Η εξοικονόμηση ενέργειας στις μεταφορές βρίσκει εφαρμογή στο τρίπτυχο: καθαρότερα οχήματα οικολογική οδήγηση αειφόρος κινητικότητα. Εικόνα 1.2 Η Scoda Oktavia 1,6 Ένας έξυπνος τρόπος οδήγησης ο οποίος συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου, στη μείωση των εκπομπών ρύπων και των αερίων που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου, καθώς και στον περιορισμό της ηχορύπανσης και των τροχαίων ατυχημάτων, είναι η οικονομική, οικολογική και ασφαλής οδήγηση, (Eco-Driving). 1.4 ΠΡΑΣΙΝΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ Η προώθηση των «πράσινων μεταφορών» έχει σα στόχο τη μείωση των αρνητικών περιβαλλοντικών και κοινωνικών επιπτώσεων των μεταφορών με την ταυτόχρονη λειτουργία ενός αποτελεσματικού και ενεργειακά αποδοτικού συστήματος που θα υποστηρίζει την οικονομική ανάπτυξη μιας χώρας. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 4

12 Κεφάλαιο 1 ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η προώθηση των «πράσινων» μεταφορών μειώνει τις εκπομπές ρύπων και άλλων αερίων που συμβάλλουν αντίστοιχα στα τοπικά προβλήματα ρύπανσης και της πλανητικής κλιματικής αλλαγής. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 5

13 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ 2.1 ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ Οι κατηγορίες οχημάτων που υπάρχουν στην αγορά είναι: Βενζίνης και ΠετρελαίουDiesel Υβριδικά Υγραεριοκίνητα Φυσικού Αερίου Βιοκαυσίμων (Βιοντήζελ, Βιοαιθανόλη, Βιοαέριο) Ηλεκτροκίνητα με μπαταρίες Κυψελών καυσίμου Με κινητήρες εσωτερικής καύσης με Υδρογόνο 2.2 ΒΕΝΖΙΝΗΣ ΚΑΙ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ DIESEL ΓΕΝΙΚΑ Tα βενζινοκίνητα και πετρελαιοκίνητα οχήματα είναι πλέον πολύ «καθαρότερα» ως προς τηνεκπομπή ατμοσφαιρικών ρύπων που επηρεάζουν την ανθρώπινη υγεία τα τελευταία δέκα (10) με δέκα πέντε (15) χρόνια. Επίσης έχουν επιτευχθεί μικρότερης κλίμακας βελτιώσεις στην κατανάλωση ενέργειας και στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 )των συμβατικών βενζινοκίνητων και πετρελαιοκίνητων οχημάτων ΜΕΙΩΣΗ ΌΓΚΟΥ ΚΑΙ ΒΑΡΟΥΣ ΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 7

14 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Με τη μείωση του μεγέθους των οχημάτων υπολογίζεται ότι πραγματοποιούνται σημαντικά επιτεύγματα ειδικότερα στους ατμοσφαιρικούς ρύπους που παράγονται. Τα τελευταία χρόνια έχει μειωθεί ο όγκος και το βάρος των οχημάτων που επιλέγουν οι καταναλωτές. Δυστυχώς, η απόκτηση και η χρήση του αυτοκινήτου είναι στενά συνδεδεμένη με βαθιά εδραιωμένες οικονομικές παραμέτρους, κοινωνικές αντιλήψεις αλλά και καταναλωτικές προτιμήσεις. Το φαινόμενο αυτό οδηγεί πολλούς καταναλωτές να επιλέγουν αυτοκίνητα τα οποία είναι μεγαλύτερα σε κυβισμό (και κατά συνέπεια λιγότερο αποδοτικά) σε σχέση με τις πραγματικές καθημερινές ανάγκες τους. Η ενθάρρυνση του καταναλωτικού κοινού προς την κατεύθυνση επιλογής και αγοράς κατά το περισσότερο δυνατό, μικρότερων και πιο αποδοτικών αυτοκινήτων, παραμένει ένα πεδίο με μεγάλο δυναμικό για αξιοσημείωτα περιβαλλοντικά οφέλη. Για τη μείωση του βάρους του οχήματος κάποιοι από τους κατασκευαστές χρησιμοποιούν κράματα αλουμινίου ή κράματα ελαφρών μετάλλων. Τις περισσότερες φορές όμως γίνεται χρήση ελαφρύτερων υλικών και σε αναγκαίο επιπρόσθετο εξοπλισμό όπως είναι τα συστήματα ασφαλείας (αερόσακοι, πλευρικές μπάρες ασφαλείας κ.λπ.). Με τον πρόσθετο ηλεκτρικό εξοπλισμό αυξάνεται η κατανάλωση καυσίμου γιατί η γεννήτρια (δυναμό) που φορτίζει τη μπαταρία του οχήματος τροφοδοτείται από τον κινητήρα του οχήματος. Ο κλιματισμόςεπίσης επιβαρύνει σημαντικά την κατανάλωση καυσίμου λόγω της επιπλέον μηχανικής και ηλεκτρικής ισχύος που απαιτείται για τη λειτουργία του. Με βάση τη δημοσίευση από ADEME το 2003, αποδείχθηκε ότι η μη σωστή χρήση του κλιματισμού του αυτοκινήτου μπορεί να αυξήσει την κατανάλωση καυσίμου ενός οχήματος κατά περίπου 25%, ενώ η συνήθης ενδεικνυόμενη χρήση ανά έτος αυξάνει την κατανάλωση κατά περίπου 5%. Μερικά αυτόματα συστήματα κλιματισμού χρησιμοποιούν το συμπιεστή της μονάδας κλιματισμού συνεχώς σε αυτόματη ρύθμιση και για την αποφυγή της υπερκατανάλωσης ενέργειας απαιτείται η χρήση του κλιματισμού στην οικονομική ρύθμιση του συστήματος. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 8

15 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΡΥΠΩΝ ΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ Η σημαντικότερη τεχνολογική εξέλιξη που έχει συμβάλλει αποφασιστικά στη μείωση των εκπομπών των αερίων ρύπων, είναι η χρήση των καταλυτικών μετατροπέων. Οι καταλύτες εγκαθίστανται μεταξύ του κινητήρα του οχήματος και του αγωγού που υπάρχει στην έξοδο των καυσαερίων εξάτμισης. Κατασκευάζονται συνήθως από κεραμικά υλικά και εσωτερικά έχουν κυψελοειδή μορφή επικαλυμμένη με ευγενή μέταλλα, συνήθως λευκόχρυσο (πλατίνα), ρόδιο ή παλλάδιο, τα οποία δρουν ως καταλύτες. Η κυψελοειδής μορφή των μετατροπέων είναι κατάλληλα σχεδιασμένη ώστε να έχει πολύ μεγάλη επιφάνεια σε σχέση με την κατά όγκο αναλογία της. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να εξασφαλίζεται η αποτελεσματικότητα των χημικών αντιδράσεων των καυσαερίων με τους μεταλλικούς καταλύτες οι οποίες πραγματοποιούνται μόνο στην επιφάνεια της κυψελοειδούς μορφής του καταλυτικού μετατροπέα. Οι σύγχρονοι βενζινοκινητήρες ηλεκτρονικής ανάφλεξης είναι εφοδιασμένοι με «τριοδικούς καταλύτες» οι οποίοι ονομάζονται έτσι γιατί έχουν τη δυνατότητα να μειώνουν τις εκπομπές των εξής αέριων ρυπαντών: των άκαυστων υδρογονανθράκων (HC) του μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και των οξειδίων του αζώτου (NΟ x ) Ένας τριοδικός καταλύτης ουσιαστικά αποτελείται από δυο διαφορετικά «μέρη»: Τον αναγωγικό καταλύτη που διαχωρίζει το επιβλαβές μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ) σε αβλαβές άζωτο (N 2 )και οξυγόνο O 2. 2NO N 2 O 2 Τον οξειδωτικό καταλύτη ο οποίος οξειδώνει επικίνδυνους ρύπους τουμονοξειδίου του άνθρακα (CO) και τους άκαυστους υδρογονάνθρακες (C x H y ) που τους μετατρέπει σε διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 )και νερό (H 2 Ο). ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 9

16 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Οι αναγωγικοί καταλύτες λειτουργούν όταν ο κινητήρας λειτουργεί κοντά στην αναλογία του αέρα και του καύσιμου μίγματος που απαιτείται να εισέλθει στους κυλίνδρους του κινητήρα ώστε να γίνει πλήρης καύση του μίγματος χωρίς περίσσεια αέρα. Αυτό επιτυγχάνεται με την εγκατάσταση ενός ηλεκτροχημικού αισθητήρα οξυγόνου που είναι γνωστός και ως αισθητήρας «λάμδα». Ο αισθητήρας «λάμδα» είναι συνδεδεμένος με την κεντρική ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου. Αναλύει την περιεκτικότητα των καυσαερίων σε οξυγόνο και παρέχει τα κατάλληλα δεδομένα στην κεντρική μονάδα ώστε να ρυθμίζεται η ποσότητα του καυσίμου που ψεκάζεται στους κυλίνδρους. Οι πετρελαιοκινητήρες Diesel είναι σχεδιασμένοι να λειτουργούν με περίσσεια αέρα σε σχέση με τη στοιχειομετρική αναλογία μίγματος. Οι αναγωγικοί καταλύτες δε μπορούν να λειτουργήσουν σε συνθήκες «φτωχού» μίγματος και γι αυτόν το λόγο οι πετρελαιοκινητήρες είναι εφοδιασμένοι μόνο με οξειδωτικούς καταλύτες. Οι οξειδωτικοί καταλύτες μειώνουντις εκπομπές άκαυστων υδρογονανθράκων (HC) και μονοξειδίου του άνθρακα (CO) καθώς και μέρος από τις εκπομπές αιωρούμενων σωματιδίων (PM), χωρίς όμως να ελαττώνουν τις εκπομπές οξειδίων του αζώτου (NO x ). Γι αυτόν ακριβώς το λόγο οι πετρελαιοκινητήρες παρουσιάζουν πολύ μεγαλύτερες εκπομπές οξειδίων του αζώτου (NO x ) σε σχέση με τους βενζινοκινητήρες. Η επανακυκλοφορία των καυσαερίωνείναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τη μείωση εκπομπών οξειδίων του αζώτου στα οχήματα. Για την κατανόηση της μεθόδου επανακυκλοφορίας των καυσαερίων είναι σημαντικό ότι τα οξείδια του αζώτου σχηματίζονται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και προκαλούν τη δημιουργία ενώσεων οξυγόνου και αζώτου που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία αυτή τόσο μεγαλύτερη είναι και η ποσότητα των οξειδίων του αζώτου που παράγονται. Οι κινητήρες με επανακυκλοφορία καυσαερίων εκτρέπουν μέρος των καυσαερίων, που έχουν μικρή περιεκτικότητα οξυγόνου μετά την καύση πίσω στο κινητήρα. Με τη μέθοδο αυτή ελαττώνεται η θερμοκρασία στον κινητήρα και υπάρχει μικρότερη ποσότητα οξυγόνου για καύση. Κατά συνέπεια η ελάττωση της υψηλής θερμοκρασίας περιορίζει το σχηματισμό οξειδίων αζώτου. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 10

17 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Η επανακυκλοφορία καυσαερίων αυξάνει ελάχιστα την κατανάλωση καυσίμου, για το λόγο αυτό οι αυτοκινητοβιομηχανίες εμφανίζονται απρόθυμες να εγκαταστήσουν συστήματα επανακυκλοφορίας σε βαρέα οχήματα και μεγάλα φορτηγά. Η επιλεκτική εφαρμογή καταλύτη, αποτελεί μέρος της τεχνολογίας για μείωση των εκπομπών οξειδίων αζώτου στους πετρελαιοκινητήρες. Κατά τη μέθοδο αυτή γίνεται χρήση ειδικού καταλυτικού μετατροπέα που επεξεργάζεται τα καυσαέρια του κινητήρα Diesel και μειώνει τις εκπομπές οξειδίων αζώτου σε αντίθεση με την επανακυκλοφορία καυσαερίων η οποία στόχο έχει την ελάττωση σχηματισμού οξειδίων αζώτου. Στην επιλεκτική καταλυτική αναγωγή, πριν την είσοδο των καυσαερίων του πετρελαιοκινητήρα στον καταλύτη, ψεκάζεται αμμωνία ή ουρία με αποτέλεσμα η αμμωνία να αντιδρά με το μονοξείδιο και το διοξείδιο αζώτου και να παράγεται αβλαβές άζωτο και νερό με βάση τη χημική αντίδραση: 4NO 4NH3 O2 4N2 6H2O Τα φίλτρα σωματιδίων Dieselφιλτράρουν και απομακρύνουν τα αιωρούμενα σωματίδια από τα καυσαέρια των οχημάτων. Είναι αποτελεσματικά και συνήθως απομακρύνουν παραπάνω από το 90% των αιωρούμενων σωματιδίων που περιέχονται στα καυσαέρια. Τα αιωρούμενα σωματίδια συλλέγονται υπό τη μορφή αιθάλης που απομακρύνεται με θερμική αναγέννηση (δηλαδή καίγεται η αιθάλη για να μη φράσσεται το φίλτρο) για την αποφυγή δυσλειτουργίας του φίλτρου. Η θερμοκρασία των καυσαερίων από τους κινητήρες Diesel δεν είναι υψηλή για να «κάψει» απευθείας την αιθάλη και τα φίλτρα σωματιδίων παρακάμπτουν το πρόβλημα αυτό με έναν από τους δυο παρακάτω τρόπους: Τα «παθητικά» φίλτρα σωματιδίωνχρησιμοποιούν οξειδωτικούς καταλύτες για μείωση θερμοκρασίας οξείδωσης αιθάλης. Τα «ενεργητικά» φίλτρα σωματιδίωναυξάνουν περιοδικά τη θερμοκρασία στο επιθυμητό. Οι πιο κοινές μέθοδοι για την αύξηση της θερμοκρασίας σε ένα ενεργητικό σύστημα είναι μέσω της περιοδικής καύσης. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 11

18 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Τα φίλτρα σωματιδίων Diesel χρησιμοποιούνται ελάχιστα σε νέα οχήματα, παρόλο που τα φίλτρα σωματιδίων πρέπει να περιλαμβάνονται στο βασικό εξοπλισμό των οχημάτων καθώς είναι αποτελεσματικά και σε γενικές γραμμές φθηνά. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες που κατασκευάζουν οχήματα με φίλτρα σωματιδίων Diesel είναι οι BMW, Citroen, Mercedes, Peugeot και Toyota ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ Τα οχήματα που κινούνται με συμβατικά καύσιμα, έχουν επιτύχει σημαντικά βήματα για την αύξηση της απόδοσης του κινητήρα. Συγκεκριμένα οι βελτιώσεις αφορούν κυρίως τους πετρελαιοκινητήρες Diesel σε συνδυασμό με τη χαμηλότερη τιμή του πετρελαίου έναντι της βενζίνης και έχουν συμβάλλει στη σημαντική αύξηση της δημοτικότητας και της χρήσης των πετρελαιοκίνητων αυτοκινήτων την τελευταία δεκαετία. Στους περισσότερους κινητήρες Diesel από τις αρχές της δεκαετίας του 1990, εφαρμόζεται η τεχνολογία της υπερπλήρωσης ή αλλιώς υπερσυμπίεσες (turbo) που έχει ως αποτέλεσμα τη βελτίωση απόδοσης του κινητήρα. Οι κινητήρες άμεσου ψεκασμού επίσης έχουν αρχίσει να διεισδύουν με γρήγορο ρυθμό στα οχήματα Diesel. Στους κινητήρες άμεσου ψεκασμού το καύσιμο ψεκάζεται απευθείας στο θάλαμο καύσης του κινητήρα, αντί ενός προθάλαμου. Οι κινητήρες άμεσου ψεκασμούείναι πιο αποδοτικοί σε σχέση με τους κινητήρες έμμεσου ψεκασμού και συνεπώς εξοικονομούν καύσιμα και παράγουν λιγότερες εκπομπές διοξειδίου άνθρακα, όμως παράγουν περισσότερα αιωρούμενα σωματίδια και είναι πιο θορυβώδεις στη λειτουργία τους. Σε πολλούς κινητήρες υπάρχει εγκατεστημένος άμεσος ψεκασμός σε βενζινοκίνητα οχήματα αλλά η χρήση τους παραμένει περιορισμένη. Οι κινητήρες άμεσου ψεκασμού υψηλής πίεσης είναι κινητήρες οι οποίοι διαθέτουν έναν κοινό αγωγό παροχής καυσίμου που ψεκάζεται υπό πολύ υψηλή πίεση σε όλους τους κυλίνδρους του κινητήρα. Αυτού του είδους ψεκασμός διευκολύνει την εκνέφωση του καυσίμου και βελτιώνει την καύση του. Αγωγοί κατάλληλα τοποθετούμενοι σε κάθε κύλινδρο ρυθμίζουν με μεγάλη ακρίβεια το ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 12

19 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς χρόνο και την ποσότητα καυσίμου που ψεκάζεται, βελτιώνοντας περισσότερο τη συνολική απόδοση του κινητήρα. Σχήμα 2.1.Μηχανή ενός οχήματος που λειτουργεί με Βενζίνη και Πετρέλαιο Τα οχήματα που λειτουργούν με πετρέλαιο είναι πιο φιλικά ως προς το περιβάλλον, εκπέμπουν όμως σημαντικά ποσά επιβλαβών οξειδίων αζώτου και αιωρούμενα σωματίδια, στην περίπτωση που δε διαθέτουν φίλτρα αιωρούμενων σωματιδίων. Παρουσιάζουν πλεονέκτημα στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα με το συνδυασμό χρήσης ενός φίλτρου αιωρούμενων σωματιδίων και μιας κατάλληλης τεχνολογίας μείωσης των εκπομπών οξειδίων του αζώτου. Τα πετρελαιοκίνητα οχήματα αποτελούν μια καλή περιβαλλοντική λύση. 2.3 ΥΒΡΙΔΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ Τα υβριδικά οχήματα διαθέτουν κινητήρα εσωτερικής καύσης και ηλεκτροκινητήρα. Είναι πιο φιλικά στο περιβάλλον και αποδοτικά από τα συμβατικά οχήματα, παρουσιάζουν μικρότερο λειτουργικό κόστος και είναι ακριβότερα στην αγορά τους. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 13

20 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Τα οχήματα αυτά είναι εύκολα στην οδήγησή τους. Η λειτουργία από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης στον ηλεκτροκινητήρα αλλάζει χωρίς να απαιτείται σύνδεση με την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος για τη φόρτιση των μπαταριών και έχουν αυτόματο σύστημα μετάδοσης. Εικόνα2.2 Μηχανή υβριδικών οχημάτων που συνδέεται με συγκεκριμένο τρόπο με τη μπαταρία και το συσσωρευτή Πηγή: Η πρώτη φορά που παρουσιάστηκαν τα υβριδικά οχήματα ήταν το 1997 από την εταιρεία Toyota. Τα υβριδικά οχήματα αναμένεται να αυξηθούν στις πωλήσεις και να αποτελέσουν μια σημαντική τεχνολογία οχημάτων για πολλά χρόνια. Προς το παρόν όλα τα διαθέσιμα υβριδικά οχήματα είναι όπως αναφέρθηκε πιο πάνω με δύο κινητήρες κατασκευασμένα, τεχνολογίας βενζινοκινητήρα - ηλεκτροκινητήρα, όμως πιθανότατα νέα υβριδικά οχήματα με πετρελαιοκινητήρα και ηλεκτροκινητήρα θα εισαχθούν στην αγορά. Οι κατασκευαστές επιδιώκουν την παραγωγή υβριδικών οχημάτων κυρίως με βενζινοκινητήρα και ηλεκτροκινητήρα, γιατί οι πετρελαιοκινητήρες είναι αρκετά ακριβοί και αυτό θα επιβάρυνε κατά πολύ το κόστος αγοράς των υβριδικών οχημάτων. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 14

21 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς ΥΒΡΙΔΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Τα υβριδικά συστήματα διαφέρουν σημαντικά σε κόστος, στην πολυπλοκότητα και σε λειτουργία. Η κατηγορίες των υβριδικών συστημάτων είναι: Τα υβριδικά «στάσης-εκκίνησης» ή μικρο-υβριδικά. Έχουν σχετικά μικρούς ηλεκτροκινητήρες οι οποίοι δεν κινούν το όχημα, αλλά έχουν την απαραίτητη ισχύ για την ακαριαία επανεκκίνηση του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Αυτό σημαίνει ότι ένα μικρο-υβριδικό βενζινοκίνητο όχημα μπορεί αυτόματα να σβήνει τον κινητήρα του όταν το όχημα ακινητοποιείται (π.χ. σε φωτεινούς σηματοδότες) και να εκκινεί αμέσως μόλις ο οδηγός πατήσει το πέταλο του γκαζιού χωρίς να απαιτείται η χρήση της μίζας και πολλές φορές χωρίς καν ο οδηγός να γνωρίζει ότι ο κινητήρας έχει σταματήσει. Τα συστήματα αυτά στην ουσία δε θεωρούνται ως πραγματικά υβριδικά συστήματα γιατί δε χρησιμοποιούνται για την κίνηση του οχήματος. Επιφέρουν ένα σχετικά μέτριο ποσοστό εξοικονόμησης καυσίμου συνήθως είναι περίπου 10% - έχοντας το πλεονέκτημα του χαμηλού κόστους. Τα «ήπια» υβριδικά.οχήματα που διαθέτουν λειτουργία «στάσης - εκκίνησης» όπως περιγράφηκε πιο παραπάνω, αλλά συνήθως χρησιμοποιούν τον ηλεκτροκινητήρα τους και για να κινήσουν το όχημα. Παρόλα αυτά, τα «ήπια» υβριδικά δε μπορούν να λειτουργήσουν αποκλειστικά με τον ηλεκτροκινητήρα αφού αυτός δεν είναι συνδεδεμένος με το σύστημα μετάδοσης της κίνησης. Τα οχήματα αυτά, προσφέρουν πρόσθετη ισχύ μέσω του ηλεκτρικού κινητήρα κατά τη διάρκεια λειτουργίας του συμβατικού κινητήρα υπό υψηλό φορτίο (στις μεγάλες επιταχύνσεις). Έχουν επίσης το πλεονέκτημα της ανάκτησης ενέργειας μέσω του φρεναρίσματος. Κατά τη διάρκεια του φρεναρίσματος μετατρέπουν μέρος της πλεονάζουσας κινητικής ενέργειας του κινητήρα σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται για τη φόρτιση των συσσωρευτών (μπαταριών). Σε οχήματα με ήπια υβριδικά χρησιμοποιείται μια συσκευή «κατανομής ισχύος» που συνεχώς μεταβάλλει την κατανομή ισχύος που διατίθεται από τον ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 15

22 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς κινητήρα για την κίνηση του οχήματος και την κίνηση της ηλεκτρογεννήτριας. Στη συνέχεια η γεννήτρια τροφοδοτεί τον ηλεκτροκινητήρα ο οποίος με τη σειρά του κινεί και αυτός το όχημα όταν απαιτείται. Το σύστημα είναι πολύπλοκο, όμως με τη χρήση του επιτυγχάνεται μεγάλη ενεργειακή αποδοτικότητα μέσω της συνεχούς λειτουργίας του βενζινοκινητήρα σε αποδοτικό αριθμό στροφών. Όταν δεν απαιτείται όλη η παραγόμενη ισχύς του κινητήρα για την κίνηση του οχήματος, αυτή η περίσσεια ισχύος χρησιμοποιείται για τη φόρτιση των μπαταριών. Οι μπαταρίες φορτίζονται επίσης και από την ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα του οχήματος. Σε συνθήκες κυκλοφοριακού φόρτου και σε χαμηλές ταχύτητες (όταν ο βενζινοκινητήρας δεν είναι αποδοτικός), ο κινητήρας σβήνει και ο ηλεκτροκινητήρας τροφοδοτούμενος από τις μπαταρίες αναλαμβάνει να κινήσει το όχημα. Κανένα από τα υβριδικά οχήματα παραγωγής δε φορτίζεται με εξωτερικά μέσα, αναμένεται ότι θα κατασκευαστούν εξωτερικά φωτιζόμενα υβριδικά οχήματαπου θα συνδέονται με την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος τα επόμενα χρόνια. Τα οχήματα αυτά θα έχουν μεγαλύτερες μπαταρίες από τα υπάρχοντα υβριδικά και θα εξασφαλίζουν μεγαλύτερη αυτονομία κίνησης του οχήματος με ηλεκτρική ενέργεια. Οι χρήστες των οχημάτων δε θα χρειάζεται οπωσδήποτε να συνδέουν τις μπαταρίες με την παροχή ρεύματος, αλλά σε περίπτωση που επιλέξουν τη δυνατότητα αυτή, θα έχουν σημαντική αυτονομία κίνησης του οχήματος με ηλεκτρική ενέργεια. Έτσι θα επιτυγχάνεται εξοικονόμηση καυσίμων και θα προστατεύεται το περιβάλλον, τουλάχιστον σε αστικό και τοπικό επίπεδο δεδομένου ότι τα υβριδικά όχημα δεν εκπέμπουν ρύπους. Οι ρύποι που εκπέμπονται από το όχημα οφείλονται από την εγκατεστημένη θερμική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Τα πρώτα υβριδικά αυτοκίνητα προωθήθηκαν και πωλήθηκαν κατά κύρια βάση με έμφαση στην περιβαλλοντική τους απόδοση, αφήνοντας κατά μέρους τα υπόλοιπα εξωτερικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά τους. gr CO Τα υβριδικά οχήματα εκπέμπουν από 80 2 gr CO μέχρι km km Οι συγκεντρώσεις αυτές είναι πολύ χαμηλότερες από ότι εκπέμπει ένα συνηθισμένο αυτοκίνητο. Τα περισσότερα υβριδικά αυτοκίνητα εκπέμπουν σημαντικά λιγότερους ατμοσφαιρικούς ρύπους ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 16

23 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Τα αποτελέσματα για τη χαμηλή κατανάλωση καυσίμου που αναμενότανε από τον κατασκευαστή δεν ήταν τα επιθυμητά, το πρόβλημα όμως αυτό είναι σύνηθες σε όλα τα οχήματα ανεξαρτήτως τεχνολογίας. Τα υβριδικά αυτοκίνητα πωλούνται σε υψηλότερη τιμή σε σύγκριση με τα μη υβριδικά όμως υπερέχουν σημαντικά στην εξοικονόμηση καυσίμου και επομένως χρημάτων. Τα αυτοκίνητα αυτά είναι ιδιαιτέρως ελκυστικά από πλευράς οικονομικής απόδοσης για όσους διανύουν πολλά χιλιόμετρα ετησίως. Από την πλευρά των κατασκευαστών η οικονομική αποδοτικότητα των υβριδικών οχημάτων είναι ασαφής γιατί πολλοί από τους κατασκευαστές ζημιώνονται από τη διαδικασία παραγωγής και πώλησης υβριδικών οχημάτων. Η τιμή πώλησης των υβριδικών οχημάτων αναμένεται να μειωθεί καθώς θα αυξάνεται ο όγκος παραγωγής των οχημάτων ΥΓΡΑΕΡΙΟΚΙΝΗΤΑ ΟΧΗΜΑΤΑ Το υγραέριο αποτελείται από ένα μίγμα προπανίου (C 3 H 8 ) και βουτανίου (C 4 H 10 ). Η αναλογία των αερίων αυτών στο μίγμα του υγραερίου διαφέρει από χώρα σε χώρα, αλλά συνήθως το προπάνιο αποτελεί το 80% - 95% του μίγματος υγραερίου. Το υγραέριο παράγεται με δυο τρόπους: αέριο. ως απόσταγμα από την διύλιση του αργού πετρελαίου και ως παραπροϊόν της εξόρυξης από κοιτάσματα αερίου μαζί με φυσικό Τα οχήματα που κινούνται με υγραέριο είναι παρόμοια με τα συνηθισμένα οχήματα που κινούνται με βενζίνη, διαφέρουν στην αποθήκευση και στην παροχή του καυσίμου στο όχημα. Οι περισσότεροι οδηγοί δεν παρατηρούν τη διαφορά ανάμεσα σε ένα όχημα που κινείται με βενζίνη και σε ένα αντίστοιχο που κινείται με υγραέριο. Το υγραέριο σε συνθήκες ατμοσφαιρικής πίεσης είναι αέριο, όμως υγροποιείται σε μέτριες πιέσεις. Για το λόγο αυτό, το υγραέριο αποθηκεύεται μέσα σε δεξαμενές των οχημάτων, σε υγροποιημένη μορφή και σε πίεση περίπου 25 bar, αλλά παροχετεύεται στον κινητήρα σαν αέριο. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 17

24 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Η πλειοψηφία των υγραεριοκίνητων οχημάτων στην Ευρώπη είναι διπλού καυσίμου: δεξαμενή υγραερίου και δεξαμενή βενζίνης. Κινούνται με ένα από τα δύο καύσιμα με το απλό πάτημα ενός διακόπτη. Με τον τρόπο αυτό εξαλείφεται ο κίνδυνος να μείνει το όχημα χωρίς καύσιμα σε περιοχές όπου δεν υπάρχει υποδομή για ανεφοδιασμό του οχήματος με υγραέριο. Σχήμα 2.3Εναλλακτική δεξαμενή τύπου ρεζέρβας για ελάχιστο χώρο εγκατάστασης Πηγή: Οι κατασκευαστές υποστηρίζουν ότι οι κινητήρες που κινούνται αποκλειστικά με υγραέριο (μονού καυσίμου) μπορούν να επιτύχουν μικρότερη κατανάλωση καυσίμου και εκπομπές ατμοσφαιρικών ρύπων. Οι επιδόσεις στο δρόμο και η ισχύς των οχημάτων που κινούνται με υγραέριο είναι παρόμοιες με αυτές των βενζινοκίνητων οχημάτων και κατά την οδήγηση υπάρχουν λίγες διακριτές διαφορές ανάμεσά τους. Ένα υγραεριοκίνητο όχημα συνήθως καταναλώνει 20% - 25% περισσότερο καύσιμο ανά μονάδα ενέργειας από ένα αντίστοιχο που κινείται με βενζίνη και περίπου 30% - 40% περισσότερο από ένα Diesel. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 18

25 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Οι δεξαμενές αποθήκευσης του υγραερίου είναι κυλινδρικές και τοποθετούνται στο σκελετό του οχήματος ή στο κύριο μέρος των μικρών φορτηγών με το μειονέκτημα του ότι καταλαμβάνουν πολύτιμο χώρο για τη φόρτωση. Μια εναλλακτική λύση αποτελούν τα ντεπόζιτα που έχουν κυκλικό σωληνοειδές σχήμα, όμοιο με τη μορφή της ρεζέρβας του αυτοκινήτου. Στην περίπτωση αυτή το ντεπόζιτο εγκαθίσταται στο χώρο της ρεζέρβας και ο επιπλέον τροχός πρέπει να τοποθετηθεί σε άλλο σημείο του σκελετού του αυτοκινήτου δεσμεύοντας κάποιον άλλο χώρο. Συνήθως τα ντεπόζιτα υγραερίου που εγκαθίστανται στα αυτοκίνητα έχουν χωρητικότητα μεταξύ 15 L και 25 L. Τα περισσότερα βενζινοκίνητα οχήματα μπορούν να μετατραπούν σε υγραεριοκίνητα όμως η μετατροπή των πετρελαιοκίνητων σε γενικές γραμμές δεν είναι πρακτική εξαιτίας του αυξημένου κόστους και της περιπλοκότητας στην τοποθέτηση σπινθηριστών. Όλα τα οχήματα υγραερίου που διατίθενται από τους κατασκευαστές πληρούν υψηλά πρότυπα ποιότητας και ασφάλειας. Ένα καλό υγραεριοκίνητο όχημα διαθέτει υψηλά πρότυπα ασφάλειας συμπεριλαμβανομένης σωστής και ασφαλούς τοποθέτησης του ντεπόζιτου υγραερίου για να αντέχει τις πιέσεις μιας δυνατής σύγκρουσης. Στο ντεπόζιτο τοποθετούνται βαλβίδες ασφαλείαςπου απελευθερώνουν ελεγχόμενα το υγραέριο σε περίπτωση υπερθέρμανσης. Οι αγωγοί παροχής υγραερίου είναι κατασκευασμένοι από κατάλληλα υλικά και τοποθετούνται σε απόσταση ασφαλείας από την εξάτμιση. Τέλος διαθέτουν αεροστεγές κάλυμμα στο ντεπόζιτο του υγραερίου που περικλείει τις βαλβίδες του ντεπόζιτου και προκαλεί εξαερισμό των τυχόν διαρροών υγραερίου προς τον ατμοσφαιρικό αέρα κάτω από το όχημα. Είναι δύσκολη η συγκριτική αξιολόγηση των πλεονεκτημάτων που προσφέρει η χρήση των διαφορετικών καυσίμων στα οχήματα, συνήθως εξαρτάται από το μοντέλο του κάθε οχήματος και τον αντίστοιχο εξοπλισμό του. Παρόλα αυτά, ένα «καθαρό» όχημα υγραερίου συγκρινόμενο με ένα παρόμοιο βενζινοκίνητο συνήθως εκπέμπει 5% - 10% λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα και ελαφρώς λιγότερο ποσοστό άκαυστων υδρογονανθράκων και οξειδίων του αζώτου. Αντίστοιχα συγκρινόμενο με ένα πετρελαιοκίνητο όχημα Diesel, ένα όχημα υγραερίου συνήθως εκπέμπει περίπου την ίδια ή λίγο παραπάνω ποσότητα διοξειδίου ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 19

26 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς του άνθρακα όμως ταυτόχρονα εκπέμπει πολύ λιγότερα αιωρούμενα σωματίδια και οξείδια του αζώτου αν το όχημα Diesel δεν διαθέτει εξοπλισμό επεξεργασίας των καυσαερίων. Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα των οχημάτων υγραερίου έναντι του πετρελαίου και της βενζίνης έχουν μειωθεί τα τελευταία χρόνια εξαιτίας του γεγονότος ότι τα συμβατικά οχήματα είναι πλέον πολύ λιγότερο ρυπογόνα. Τα αποδοτικά οχήματα υγραερίου κοστίζουν περίπου 2000 έως 2500 περισσότερο από τα αντίστοιχα βενζινοκίνητα, ενώ περίπου στο ίδιο ποσό ανέρχεται και μια καλή και σωστή μετατροπή. Το υγραέριο στην αγορά έχει τη μισή τιμή σε σχέση με τη βενζίνηκαι το πετρέλαιο Diesel, τα οχήματα που κινούνται με υγραέριο αποδίδουν λιγότερα χιλιόμετρα ανά λίτρο καυσίμου (δηλαδή λιγότερα χιλιόμετρα ανά ποσότητα υγραερίου αντίστοιχη με ένα λίτρο βενζίνης ή πετρέλαιοdiesel). Επομένως το συνολικό κόστος της κατανάλωσης υγραερίου συνήθως είναι περίπου το ίδιο ή ελαφρά μικρότερο από το πετρέλαιο Diesel και περίπου 20% μικρότερο από τη βενζίνη. 2.5.ΟΧΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ Το μεγαλύτερο ποσοστό του φυσικού αερίου αποτελείται από (70% - 90%) μεθάνιο (CH 4 ) και είναι το ίδιο αέριο που είναι ευρέως διαδεδομένο για χρήσεις θέρμανσης, το υπόλοιπο ποσοστό του αποτελείται από αιθάνιο, προπάνιο και βουτάνιο. Είναι ορυκτό καύσιμο που εξορύσσεται από πολύ μεγάλα υπόγεια κοιτάσματα όπως αυτά στη Βόρεια και στην Κασπία Θάλασσα. Τα οχήματα φυσικού αερίου διαθέτουν κινητήρες εσωτερικής καύσης με ανάφλεξη και είναι παρόμοια με τα βενζινοκίνητα οχήματα, αλλά με διαφορετικό εξοπλισμό αποθήκευσης και παροχής του καυσίμου. Όταν συμπιέζεται δεν υγροποιείται γι αυτό αποθηκεύεται επάνω στο όχημα ως συμπιεσμένο φυσικό αέριο με υψηλή πίεση(συνήθως 200 bar ), ή ως κρυογονικό υγροποιημένο φυσικό αέριο σε χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω από -180 o C ). Μεταξύ των δύο μορφών, συνηθέστερη είναι η αποθήκευση του αερίου ως συμπιεσμένο φυσικό αέριο εξαιτίας του κόστους και της ενέργειας που απαιτείται για την ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 20

27 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς παραγωγή του υγροποιημένου φυσικού αερίου και εξαιτίας των επαγόμενων προβλημάτων αεριοποίησης λόγω βρασμού κατά τη διανομή και χρήση του υγροποιημένου φυσικού αερίου. Σχήμα 2.4 Μηχανή για οχήματα που τροφοδοτούνται από φυσικό αέριο Πηγή: Οι δεξαμενές αποθήκευσης του συμπιεσμένου φυσικού αερίου πρέπει να αντέχουν στις μεγάλες πιέσεις των 200 bar τουλάχιστον γι αυτόν το λόγο κατασκευάζονται από παχύ και βαρύ χάλυβα. Αντίθετα οι δεξαμενές του υγροποιημένου φυσικού αερίου είναι πολύ ελαφρότερες. Στην πραγματικότητα είναι μεγάλα ισοθερμικά δοχεία, ογκώδηγια να περιέχουν κατάλληλο πάχος μόνωσης για την αποφυγή της θέρμανσης και βρασμού του υγροποιημένου φυσικού αερίου. Η δεξαμενή αποθήκευσης των οχημάτων φυσικού αερίου είναι βαριά και ογκώδης.γεγονός που καθιστά το φυσικό αέριο εύκολοστην εφαρμογή σε βαρέα οχήματα όπως είναι τα μικρά ή μεγάλα φορτηγά και λεωφορεία. Υπάρχουν τρεις τύποι οχημάτων φυσικού αερίου: Τα οχήματα που λειτουργούν αποκλειστικά με φυσικό αέριο. Τα οχήματα διπλού καυσίμου που λειτουργούν με φυσικό αέριο και βενζίνη. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 21

28 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Τα οχήματα μίγματος φυσικού αερίου και Diesel όπου τα ποσοστά των δύο καυσίμων μεταβάλλονται ανάλογα με τις στροφές και το φορτίο του κινητήρα. Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα που υπάρχουν σε όλους τους τύπους είναι: Τα οχήματα αποκλειστικής χρήσης φυσικού αερίουλειτουργούν σε υψηλές σχέσεις συμπίεσης, έτσι ο κινητήρας είναι πιο αποδοτικός. Το φυσικό αέριο έχει μεγαλύτερο αριθμό οκτανίωναπό την βενζίνη ή το πετρέλαιο και επομένως η σχέση συμπίεσης μπορεί να αυξηθεί χωρίς πρόκληση ατυχήματος του κινητήρα. Στα οχήματα αποκλειστικής χρήσης φυσικού αερίου χρησιμοποιείται καταλύτης ειδικά σχεδιασμένοςγια να κατακρατεί το μεθάνιο και έχει καλύτερη αποτελεσματικότητα από τους συνήθεις καταλύτες βενζίνης ή πετρέλαιοdiesel. Τα περισσότερα επαγγελματικά αυτοκίνητα και μικρά φορτηγά έχουν κινητήρες διπλού καυσίμου κυρίως για να αποφεύγεται ο κίνδυνος εξάντλησης των καυσίμων σε περίπτωση που δεν υπάρχει κάποιος κοντινός σταθμός ανεφοδιασμού με φυσικό αέριο. Αυτό αποτελεί πρόβλημα στα ελαφρά επαγγελματικά οχήματα, γιατί δεν έχουν την δυνατότητα να εφοδιάζονται με μεγάλα ντεπόζιτα φυσικού αερίου και τα χαρακτηριστικά χρήσης τους συχνά μεταβάλλονται και είναι απρόβλεπτα από αυτά των μεγάλων φορτηγών και λεωφορείων. Τα οχήματα φυσικού αερίου διπλού καυσίμου δεν μπορούν να λειτουργούν ως οχήματα αποκλειστικής χρήσης φυσικού αερίου και γι αυτό δεν έχουν την δυνατότητα σημαντικής μείωσης των καυσαερίων τους. Οι κινητήρες μίγματος φυσικού αερίου και πετρελαίουέχουν τα πλεονεκτήματα των κινητήρων Diesel, είναι πιο αποδοτικοί σε χαμηλά φορτία λόγω των μειωμένων απωλειών στην διαδικασία έγχυσης και καύσης του καυσίμου στους κινητήρες ανάφλεξης με συμπίεση. Το πετρέλαιο αναφλέγεται με συμπίεση και δρα σαν βοηθητική πηγή ανάφλεξης του ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 22

29 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς φυσικού αερίου. Σε χαμηλά φορτία οι κινητήρες με μίγμα αερίου-πετρελαίου λειτουργούν κυρίως με πετρέλαιο.σε υψηλότερα φορτία χρησιμοποιούν ένα μίγμα των δύο καυσίμων με περίπου 80%- 90% φυσικό αέριο για πολύ υψηλά φορτία. Μια μικρή ποσότητα πετρελαίου πάντα ψεκάζεται στον θάλαμο καύσης, αφού οι κινητήρες μίγματος φυσικού αερίου πετρελαίου αναφλέγονται με συμπίεση. Τα οχήματα φυσικού αερίου είναι πολύ φιλικά προς το περιβάλλον αναφορικά με τις εκπομπές αερίων ρύπων, όπως είναι τα αιωρούμενα σωματίδια, το μονοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια αζώτου και των καρκινογόνων υδρογονανθράκων. Έχουν σχεδόν μηδενικές εκπομπές σωματιδίων που δίνει μεγάλο πλεονέκτημα σε σχέση με τα πετρελαιοκίνητα και αποτελεί έναν από τους βασικούς λόγους αντικατάστασης βαρέων οχημάτων. Το μεθάνιο είναι και αυτό ένας υδρογονάνθρακας όμως συνήθως αντιμετωπίζεται διαφορετικά από τους υπόλοιπους υδρογονάνθρακες. Δεν είναι επιβλαβές για την ανθρώπινη υγεία είναι όμως ένα από τα αέρια που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Έτσι για τα οχήματα φυσικού αερίου, συχνά αναφέρονται εκπομπές «μη μεθανιούχων υδρογονανθράκων» αντί εκπομπές υδρογονανθράκων. Τα οχήματα που χρησιμοποιούν αποκλειστικά φυσικό αέριο έχουν καταλύτες μεθανίου σχεδιασμένοι κατάλληλα για να κατακρατούν και να αφαιρούν τις σχετικά υψηλές εκπομπές μεθανίου που εκπέμπουν τα οχήματα αυτά. Οι καταλύτες μεθανίου δεν μπορούν να εγκατασταθούν σε οχήματα διπλού καυσίμου ή μίγματος καυσίμων συνεπώς τα οχήματα αυτά αντιμετωπίζουν προβλήματα στις εκπομπές μεθανίου και στην επιβάρυνση του φαινομένου του θερμοκηπίου. Ένα όχημα φυσικού αερίου που λειτουργεί σε σχετικά υψηλά φορτία εκπέμπει περίπου 20% λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα από ένα παρόμοιο όχημα που λειτουργεί με βενζίνη και 5% ως 10% λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα από ένα Diesel. Πολλές φορές όμως και ιδιαιτέρως σε συνθήκες αστικού κυκλοφοριακού φόρτου, το πλεονέκτημα αποδοτικότητας των κινητήρων Diesel σε χαμηλά φορτία αναιρεί το παραπάνω πλεονέκτημα των οχημάτων φυσικού αερίου με αποτέλεσμα τα οχήματαdiesel και φυσικού αερίου στην περίπτωση αυτή να εμφανίζουν παρόμοια επίπεδα εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 23

30 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Τα πλεονεκτήματα που της εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα των οχημάτων Diesel και φυσικού αερίου, οφείλονται σε δυο λόγους: Οι κινητήρες diesel είναι πιο αποδοτικοί Η καύση του φυσικού αερίου παράγει λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα ανά μονάδα καταναλισκόμενης ενέργειας εξαιτίας της χαμηλότερης αναλογίας άνθρακα και υδρογόνου στην μοριακή του δομή. Τα οχήματα που κινούνται με μίγμα πετρελαίου και φυσικού αερίου, μετατρέπονται σχεδόν ολοκληρωτικά σε οχήματα πετρελαίου όταν κυκλοφορούν μέσα στην πόλη. Τα οχήματα φυσικού αερίου χαρακτηρίζονται και αυτά από υψηλό κόστος αγοράς και από χαμηλό κόστος καυσίμων. Το κόστος κατασκευής ενός σταθμού ανεφοδιασμού οχημάτων φυσικού αερίου είναι υψηλό και οι σταθμοί αυτοί είναι επιχειρηματικά βιώσιμοι μόνο όταν ανεφοδιάζουν ένα σχετικά υψηλό αριθμό οχημάτων. Αυτό αποτελεί σημαντικό πρόβλημα στην διάδοση των οχημάτων φυσικού αερίου γιατί οι εταιρείες καυσίμων εμφανίζονται απρόθυμες να κατασκευάσουν σταθμούς ανεφοδιασμού με φυσικό αέριο μέχρι να υπάρξει επαρκής αριθμός οχημάτων ενώ αντίστοιχα οι χρήστες εμφανίζονται απρόθυμοι να αγοράσουν οχήματα φυσικού αερίου μέχρι να υπάρξει ικανοποιητικό δίκτυο με σταθμούς ανεφοδιασμού. Με βάση τον Παγκόσμιο Σύνδεσμο Οχημάτων Φυσικού Αερίου, σήμερα κυκλοφορούν παγκοσμίως περίπου τέσσερα εκατομμύρια οχήματα. Στην Ευρώπη ο μεγαλύτερος στόλος οχημάτων φυσικού αερίου παρουσιάζεται στην Ιταλία με ενώ στην Αθήνα κυκλοφορούν περισσότερα από 400 κρατικά λεωφορεία. Οχήματα φυσικού αερίου κατασκευάζουν πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες μεταξύ των μεγάλων εταιρειών είναι οι Cummins, ERF, Ford, GeneralMotors, Iveco, Volkswagen και Volvo. 2.6 ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ (ΒΙΟΝΤΗΖΕΛ, ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΛΗ, ΒΙΟΑΕΡΙΟ) Βιοκαύσιμα ονομάζονται τα υγρά καύσιμα που παράγονται από διάφορους τύπους βιομάζας, όπως είναι τα φυτικά υλικά, συγκεκριμένα είδη καλλιεργειών και ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 24

31 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς από ανακυκλωμένα ή χρησιμοποιημένα σπορέλαια. Η χρήση των βιοκαυσίμων στα οχήματα έχει σαν αποτέλεσμα τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από τον τομέα των μεταφορών. Σε μεγάλο βαθμό, τα βιοκαύσιμα είναι ανανεώσιμα. Σε αντίθεση με τα συμβατικά καύσιμα που χρησιμοποιούνται στις μεταφορές, βενζίνη και πετρέλαιο κίνησης, καθώς και τα αέρια καύσιμα, υγραέριο και συμπιεσμένο φυσικό αέριο, είναι όλα ορυκτά καύσιμα για αυτό έχουν περιορισμένη διαθεσιμότητα. Η χρήση των βιοκαυσίμων στον τομέα των μεταφορών είναι επίκαιρη τα τελευταία χρόνια. Οι κύριες αιτίες για την προώθηση των βιοκαυσίμων είναι: Η συμβολή στην εξασφάλιση της προμήθειας ενέργειας. Η συμβολή στην μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Η αύξηση της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η διείσδυση των αγροτικών οικονομιών σε νέες αγορές. Τα κύρια βιοκαύσιμα είναι: το βιοντίζελ η βιοαιθανόλη και το βιοαέριο Το βιοντήζελ είναι εναλλακτικό καύσιμο πετρελαίου κίνησης ενώ η βιοαιθανόλη είναι πρόσθετο για τη βενζίνη ή υποκατάστατο. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε όλους τους τύπους των οχημάτων, μικρά φορτηγά, λεωφορεία, φορτηγά και αγροτικά μηχανήματα ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ Το βιοντίζελ είναι μια γενική ονομασία για τους μεθυλεστέρες από οργανική πρώτη ύλη. Μπορεί να παραχθεί από μια μεγάλη γκάμα σπορέλαιων όπως από ελαιοκράμβη, από ηλιοτρόπια, από σόγια και λάδι από κοκκοφοίνικα. Επίσης παράγεται από ζωικά λίπη και γράσα. Η ελαιοκράμβη είναι ένας από τους κύριους ελαιούχους καρπούς που παράγονται στην Ευρώπη, και είναι η πιο διαδεδομένη πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοντίζελ. Το λάδι περνάει από χημική διεργασία ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 25

32 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς (εστεροποίηση) και μετατρέπεται σε μεθυλεστέρα, κάνοντας το να έχει παρόμοιες προδιαγραφές καυσίμου με αυτές του πετρελαίου κίνησης. Το βιοντίζελ από ελαιοκράμβη ονομάζεται και μεθυλεστέρας από κραμβέλαιο. Εικόνα 2.5. Αντλία συμβολική για τροφοδοσία σε οχήματα με βιοντίζελ. Πηγή: Τα σπορέλαια που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοντίζελ προέρχονται από συνηθισμένες καλλιέργειες που αναπτύσσονται με συμβατικές τεχνικές σε πολλά σημεία της Ευρώπης. Με σωστή διαχείριση, μπορούν να προκύψουν εναλλακτικές δυνατότητες καλλιέργειας, καθώς η παραγωγή βιοντίζελ από σπορέλαια ανοίγει μια νέα αγορά για τις περιφερειακές οικονομίες. Η τεχνολογία για την παραγωγή βιοντίζελ από σπορέλαια είναι δοκιμασμένη και διαθέσιμη εμπορικά για αρκετά χρόνια. Το βιοντίζελ που προκύπτει, αναμειγνύεται με συμβατικό πετρέλαιο κίνησης στο διυλιστήριο. Μπορεί να παραχθεί από ανακυκλωμένα ή χρησιμοποιημένα μαγειρικά λάδια και έτσι δίνεται μια χρήσιμη διέξοδος για τη διάθεση των λαδιών, τα οποία δε θα μπορούσαν να διατεθούν με εναλλακτικό τρόπο και να είναι περιβαλλοντικά αποδεκτά. Το βιοντίζελ μπορεί να αντικαταστήσει τελείως το συμβατικό πετρέλαιο κίνησης ή να αναμειχθεί με αυτό σε διαφορετικές αναλογίες για χρήση σε πετρελαιομηχανές. Η πρακτική της ανάμειξης είναι πολύ συνηθισμένη σε πολλές ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 26

33 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς χώρες, με το ποσοστό του 5% να είναι το συνηθέστερο, δηλαδή 5% βιοντίζελ, 95% πετρέλαιο κίνησης. Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του βιοντίζελ μοιάζουν πολύ με αυτές του ορυκτού πετρελαίου και οι συμβατικοί κινητήρες δεν χρειάζονται μετατροπές για να χρησιμοποιούν μίγματα μέχρι 5%. Στην πραγματικότητα, οι περισσότεροι σύγχρονοι κινητήρες μπορούν να λειτουργούν με μίγματα βιοντίζελ μέχρι 30%, αλλά πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή, καθώς η χρήση μιγμάτων με πάνω από 5% βιοντίζελ, μπορεί να ακυρώσει αρκετές από τις εγγυήσεις των κατασκευαστών. Οι κατασκευαστές κινητήρων συνήθως συμφωνούν στη διατήρηση της εγγύησης όταν χρησιμοποιείται μίγμα βιοντίζελ μέχρι 5%. Η χρήση μεγαλύτερης αναλογίας βιοντίζελ, μπορεί να μην υποστηρίζεται από τον κατασκευαστή. Σχεδόν όλοι οι σύγχρονοι πετρελαιοκινητήρες μπορούν να λειτουργήσουν με βιοντίζελ, αλλά με μίγματα υψηλότερης αναλογίας 30% κατ όγκο, μπορεί να παρουσιάσουν προβλήματα φθοράς των ελαστικών παρεμβυσμάτων και βουλώματος των ψεκαστήρων. Είναι σημαντικό, το βιοντίζελ να είναι υψηλής ποιότητας. Η παραγωγή βιοντίζελ από ελαιούχους σπόρους κοστίζει περίπου δύο φορές, όσο η παραγωγή πετρελαίου κίνησης από συμβατικό πετρέλαιο. Τα πραγματικά κόστη εξαρτώνται από τα σχετικά κόστη της πρώτης ύλης για το βιοντίζελ και την τιμή του αργού πετρελαίου. Εάν ο φόρος καυσίμων είναι ίδιος και για το βιοντίζελτότε η τιμή του γίνεται πολύ ακριβή. Η μείωση στη φορολογία είναι απαραίτητη για να γίνει η τιμή λογική. Τέτοιες μειώσεις στη φορολογία είναι συνηθισμένες στην Ευρώπη και χρησιμοποιούνται σαν μέσο ενθάρρυνσης των προμηθευτών καυσίμων για την ανάπτυξη των βιοκαυσίμων και για την ενίσχυση της αγοράς. Η παραγωγή βιοντίζελ έχει ήδη ξεκινήσει σε αρκετές Ευρωπαϊκές χώρες. Το βιοντίζελ που παράγεται από χρησιμοποιημένα λάδια έχει χαμηλότερη τιμή πρώτης ύλης. Αυτό κάνει οικονομικά συμφέρουσα την παραγωγή του με τα τρέχοντα φορολογικά κίνητρα. Η περιορισμένη διαθεσιμότητα χρησιμοποιημένων λαδιών καθώς και θέματα ποιότητας καυσίμου περιορίζουν τη παραγωγή αυτού του τύπου βιοντίζελ. Το κύριο πλεονέκτημα χρήσης βιοντίζελ σαν καύσιμο μεταφορών είναι ότι μπορεί να παρουσιάσει μείωση στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε σχέση με τη χρήση συμβατικού πετρελαίου. Η χρήση 100% βιοντίζελ (κάτι πολύ σπάνιο) ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 27

34 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς μπορεί να μειώσει τις καθαρές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά 40-50%, αντίστοιχα η χρήση μίγματος 5%βιοντίζελ μειώνει το διοξειδίου του άνθρακα κατά 2% - 2,5%. Οι πιο πάνω υπολογισμοί βασίζονται σε ολοκληρωμένη ανάλυση του κύκλου ζωής, που αφορά το βιοντίζελ, καλύπτοντας την καλλιέργεια των καρπών, την παραγωγή του βιοντίζελ και τη χρήση του βιοντίζελ στα οχήματα. Στη θεωρία, το βιοντίζελ μπορεί να θεωρηθεί απαλλαγμένο από τον άνθρακα, καθώς ο άνθρακας που εκπέμπεται κατά την καύση έχει αρχικά δεσμευτεί κατά τη φάση της ανάπτυξης του καλλιεργούμενου φυτού. Στην πράξη, η μείωση των εκπομπών από το βιοντίζελ που προέρχεται από ενεργειακές καλλιέργειες είναι μικρότερη, γιατί η ανάπτυξη και η καλλιέργεια των φυτών απαιτεί τη χρήση συμβατικών καυσίμων. Το βιοντίζελ μπορεί να μειώσει τις εκπομπές και κάποιων άλλων ρύπων από τα οχήματα, παρ όλο που αυτό εξαρτάται από τον τύπο του οχήματος και τις προδιαγραφές του καυσίμου. Αποτελεί μια νέα ενεργειακή πηγή, αποσκοπώντας στη μείωση των εισαγωγών αργού πετρελαίου για την ενίσχυση της ασφάλειας ενεργειακού εφοδιασμού στην Ευρώπη. Βιοδιασπάται εύκολα το βιοντίζελ με ασφάλεια μια ιδιότητά του που δίνει πλεονέκτημα για συγκεκριμένες χρήσεις, όπως καύσιμο για σκάφη που πλέουν σε οικολογικά ευαίσθητους υδροβιότοπους ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΛΗ Η πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοαιθανόλης είναι προϊόντα από αγροτικές καλλιέργειες που αναπτύσσονται χρησιμοποιώντας συμβατικές τεχνικές καλλιέργειας σε διάφορα μέρη της Ευρώπης. Η παραγωγή βιοαιθανόλης από αγροτικές καλλιέργειες μπορεί να είναι χρήσιμη στην αγορά για τις περιφερειακές οικονομίες και να βοηθήσει την περιφερειακή ανάπτυξη. Η βιοαιθανόλη παρασκευάζεται με ζύμωση σακχάρων αμύλου ή της κυτταρίνης χρησιμοποιώντας μαγειρική μαγιά. Η επιλογή πρώτης ύλης εξαρτάται από παράγοντες που σχετίζονται με το κόστος, την τεχνολογία και τα οικονομικά μεγέθη. Κυτταρικά υλικά όπως αγροτικά και δασικά υπολείμματα καθώς και οικιακά απορρίμματα που έχουν υποστεί διαλογή, θεωρούνται μελλοντικές πηγές πρώτης ύλης. Τα υλικά πρέπει να περάσουν από μια διαδικασία υδρόλυσης πριν τη ζύμωση, ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 28

35 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς χρησιμοποιώντας πιο σύνθετη διεργασία. Μακροπρόθεσμα, τα κυτταρικά υλικά θα θεωρούνται ως πηγή σακχάρων για την παραγωγή αιθανόλης και η χρήση τους μπορεί να επιφέρει περαιτέρω μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Παρ όλα αυτά, η τεχνολογία για την παραγωγή βιοαιθανόλης δεν είναι ώριμη και θα χρειαστεί τουλάχιστον πέντε (5) με δέκα (10) χρόνια μέχρι να φτάσει σε εμπορική διαθεσιμότητα. Εικόνα 2.6 Πρώτη ύλη βιοαιθανόλης καλαμπόκι. Πηγή: Στην Ευρώπη, η βιοαιθανόλη παράγεται κυρίως από ζαχαρότευτλα και σιτάρι. Η Ισπανία, η Πολωνία και η Γαλλία κυριαρχούν στον τομέα της βιοαιθανόλης στην Ευρώπη, με συνολική παραγωγή tn το Η Σουηδία, η Αυστρία και η Γερμανία δραστηριοποιούνται επίσης στην παραγωγή βιοαιθανόλης. Αυτή τη στιγμή στην Βραζιλία και στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής γίνεται η μεγαλύτερη παραγωγή βιοαιθανόλης ως καύσιμο μεταφορών παγκοσμίως, χρησιμοποιώντας το ζαχαροκάλαμο και το καλαμπόκι σαν πρώτη ύλη αντίστοιχα. Η βιοαιθανόλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μίγμα 5% με βενζίνη σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό πρότυπο ποιότητας EN 228. Η χρήση τέτοιου μίγματος δεν απαιτεί μετατροπή του κινητήρα. Οι ιδιοκτήτες οχημάτων που λειτουργούν με μίγματα βιοαιθανόλης πρέπει να ακολουθούν τις οδηγίες του κάθε κατασκευαστή. Μερικοί από τους σχεδιαστές οχημάτων κατασκευάζουν τα οχήματα έτσι ώστε οι ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 29

36 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς προδιαγραφές τους να δέχονται ως μέγιστη περιεκτικότητα βιοαιθανόλης σε μίγμα με βενζίνη το 5% κατ όγκο, ενώ άλλοι προδιαγράφουν σαν μέγιστο ποσοστό το 10%. Αν αυτό το όριο ξεπεραστεί τότε δεν ισχύουν οι εγγυήσεις του οχήματος. Υπάρχει δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί 100% βιοαιθανόλη σε τροποποιημένους κινητήρες με ηλεκτρική ανάφλεξη και για την αντιμετώπιση του προβλήματος εκκίνησης που υπάρχουν σε χαμηλές θερμοκρασίες απαιτείται η χρήση μικρού ποσοστού πτητικού καυσίμου που συνήθως γίνεται χρήση βενζίνης. Μίγμα 5% βιοαιθανόλης με βενζίνη κατ όγκο σημαίνει 3,4% αναλογία ενέργειας, εφόσον το ενεργειακό περιεχόμενο της βιοαιθανόλης είναι περίπου τα 2 3 της βενζίνης. Η χρήση οχημάτων που είναι ειδικά σχεδιασμένα για τη χρήση βιοαιθανόλης σε διάφορες συγκεντρώσεις, είναι μια εναλλακτική προσέγγιση. Μερικές εταιρίες διαθέτουν μοντέλα οχημάτων που λειτουργούν με μίγμα καυσίμου 85% βιοαιθανόλης και 15% βενζίνη. Η αναλογία αέρα ως καυσίμοπου απαιτείται για την βενζίνη, ώστε να έχουμε πλήρη καύση χωρίς περίσσεια αέρα είναι περίπου 14,6. Αυτό σημαίνει ότι απαιτούνται 14,6 kg αέρα για την πλήρη καύση 1kg βενζίνης. Ένα μίγμα καυσίμου με 10% βιοαιθανόλη θα έχει μια περιεκτικότητα σε οξυγόνο περίπου 3,5% η οποία επηρεάζει την αναλογία αέρα ως καυσίμου. Είναι απαραίτητο οι κινητήρες να έχουν μειωμένη αναλογία αέρα ως καύσιμο ώστε να αντισταθμίζεται και το οξυγόνο που περιέχεται στην βιοαιθανόλη του μίγματος. Τα συστήματα ελέγχου κινητήρα, που διαθέτουν τα περισσότερα σύγχρονα αυτοκίνητα, μπορούν να ρυθμίσουν ηλεκτρονικά την αναλογία αέρα ώστε να διατηρηθεί η σωστή αναλογία όταν η βιοαιθανόλη εισάγεται στον κινητήρα. Για κάποια οχήματα, το μέγιστο περιεχόμενο οξυγόνο που μπορούν να αντισταθμίσουν είναι 3,5%. Τα παλαιότερα οχήματα δεν διέθεταν ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου του κινητήρα, αντίθετα δουλεύουν με απλό καρμπυρατέρ. Η αναλογία αέρα ρυθμίζεται με το χέρι ώστε να αντισταθμίζεται το αυξημένο οξυγόνο που υπάρχει στα καύσιμα με περιεκτικότητα σε βιοαιθανόλη. Μπορεί να χρειαστεί συχνότερη αλλαγή φίλτρων καυσίμου του οχήματος γιατί τα μίγματα βιοαιθανόληςμετακινουν στερεά υπολείμματα που βρίσκονται στα ντεπόζιτα καυσίμου και στις γραμμές τροφοδοσίας. Τα μίγματα βιοαιθανόλης έχουν υψηλότερη λανθάνουσα θερμότητα ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 30

37 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς εξάτμισης από την 100% καθαρή βενζίνη, έτσι αυτά τα μίγματα παρουσιάζουν μεγαλύτερη δυσκολία στην εκκίνησητον χειμώνα. Μερικά από τα οχήματα διαθέτουν ένα μικρό ντεπόζιτο που περιέχουν καθαρή βενζίνη για την εκκίνηση του οχήματος κατά τους κρύους χειμώνες. Η παραγωγή βιοαιθανόλης κοστίζει 2 με 3 φορές περισσότερο από την παραγωγή βενζίνης από αργό πετρέλαιο. Η τιμή εξαρτάται από το σχετικό κόστος της πρώτης ύλης για την παραγωγή βιοαιθανόλης και την τιμή του αργού πετρελαίου. Το κόστος παραγωγής επηρεάζεται επίσης από το υψηλό κόστος κεφαλαίου για τον παραγωγικό εξοπλισμό για τις διεργασίες της υδρόλυσης και της ζύμωσης. Εάν επιβληθεί ολόκληρος ο φόρος καύσιμου, η τιμή της βιοαιθανόλης είναι υψηλή, για αυτό χρειάζεται μια μείωση του φόρου ώστε να γίνει η τιμή ανταγωνιστική. Όπως και με το βιοντίζελ, τέτοιες μειώσεις είναι συχνές στην Ευρώπη, και χρησιμοποιούνται ως κίνητρα για την ενθάρρυνση και τη χρήση βιοαιθανόλης. Η παραγωγή βιοαιθανόλης έχει αρχίσει σε πολλές Ευρωπαϊκές χώρες. Το κύριο πλεονέκτημα της βιοαιθανόλης είναι η χρήση της έχει ως αποτέλεσμα την σημαντική μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Από τη χρήση 100% βιοαιθανόλης προκύπτει μείωση 50% μέχρι και 60% υπολογισμένη σε πλήρη κύκλο ζωής, σε σχέση με τα συμβατικά καύσιμα. Όπως και με το βιοντίζελ, τα οφέλη στο θέμα της αλλαγής του κλίματος θα εξαρτηθούν από την πρώτη ύλη που θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή βιοαιθανόλης. Η μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου κατά 50% μέχρι και 60% προκύπτει εάν η βιοαιθανόλη παράγεται από ζαχαρότευτλα και σιτάρι. Εάν χρησιμοποιούνται κυτταρικά υλικά η καθαρή μείωση μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 75% ίσως και μέχρι 80%. Αυτό συμβαίνει γιατί απαιτείται λιγότερη ενέργεια για την καλλιέργεια τέτοιων φυτών καθώς επίσης και από το γεγονός ότι κατά την φάση της παραγωγής χρησιμοποιούνται διεργασίες ενεργειακά πιο αποδοτικές, που επιτρέπουν και τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η παραγωγή βιοαιθανόλης είναι από μόνη της μια ενεργοβόρα διαδικασία και απαιτεί σημαντικά ποσά ενέργειας που παράγεται από συμβατικά καύσιμα. Η χρήση βιοαιθανόλης μπορεί να βοηθήσει στο να επιτευχθούν οι στόχοι των πολιτικών για την αποτροπή της κλιματικής αλλαγής. Μπορεί επίσης, να μειώσει τις εκπομπές και ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 31

38 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς άλλων ρύπων από τα οχήματα, παρ όλο που εξαρτάται από τον τύπο του οχήματος και τις προδιαγραφές του καυσίμου ΒΙΟΑΕΡΙΟ Το βιοαέριο είναι μίγμα αερίων, κυρίως μεθανίου (CH 4 ) και διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ), που προκύπτει από την αναερόβια χώνευση απορριμμάτων όπως είναι τα οικιακά, τα βιομηχανικά και αγροτικά απορρίμματα καθώς και από βιολογικούς καθαρισμούς. Βιοαέριο παράγεται σε πάνω από μονάδες στην Ευρώπη, κυρίως σε Χώρους Υγειονομικής Ταφής Αποβλήτων και Βιολογικούς Καθαρισμούς και συνήθως καίγεται σε αεριοστρόβιλους για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Υπάρχει η δυνατότητα να εμπλουτιστεί και να φτάσει σε αντίστοιχη ποιότητα με αυτή του φυσικού αερίου και χρησιμοποιείται ως καύσιμο για οχήματα. Ο εμπλουτισμός του βιοαερίου περιλαμβάνει απομάκρυνση διοξειδίου του άνθρακα, που συνήθως αποτελεί το 30% μέχρι και το 45% του βιοαερίου αλλά λιγότερο από 1% του φυσικού αερίου, όπως επίσης και άλλων αερίων και ακαθαρσιών όπως το υδρόθειου που περιέχονται στο βιοαέριο σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις. Εικόνα 2.7 Πρώτες ύλες βιοαερίου Πηγή: ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 32

39 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Το βιοαέριο πρακτικά είναι φυσικό αέριο, συνεπώς τα οχήματα που χρησιμοποιούν βιοαέριο παράγουν τους ίδιους ρύπους με αυτά των οχημάτων που χρησιμοποιούν φυσικό αέριο. Η χρήση βιοαερίου, προσφέρει επιπλέον οφέλη σε σχέση με τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, καθώς το βιοαέριο είναι ανανεώσιμο καύσιμο και ελευθερώνει κατά την καύση διοξείδιο του άνθρακαπου αρχικά, είχεδεσμευτεί από την ατμόσφαιρα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η χρήση του βιοαερίου εξασφαλίζει το μεθάνιο που παράγεται από τους Χώρους Υγειονομικής Ταφής Αποβλήτων και τους Βιολογικούς Καθαρισμούς (αέριο που συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου) συλλέγεται και δεν επιστρέφει πίσω στην ατμόσφαιρα. O αριθμός οχημάτων που κινούνται με βιοαέριο είναι μικρός, μόνο μερικές χιλιάδες οχήματα να τροφοδοτούνται με βιοαέριο παγκοσμίως. 2.7 ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΜΕ ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ Τα ηλεκτροκίνητα οχήματα, δεν εκπέμπουν ρύπους στην περιοχή χρήσης τους, είναι σχεδόν αθόρυβα και φθηνά στη χρήση και αγορά τους αντίστοιχα. Τα πρώτα ηλεκτροκίνητα οχήματα παρήχθησαν κατά το 1830 και βρίσκονται σε χρήση με διάφορες μορφές. Σχήμα 2.8 Ηλεκτροκίνητο όχημα με μπαταρία Πηγή: ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 33

40 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Τη δεκαετία του 1990 πολλοί κατασκευαστές εκτελούσαν προγράμματα παραγωγής ηλεκτροκίνητων οχημάτων και διέθεταν νέα μοντέλα οι εταιρείες. Τα σύγχρονα ηλεκτροκίνητα οχήματα έχουν μικρότερη αυτονομία και απόδοση συγκρινόμενα με οχήματα που χρησιμοποιούν βενζίνη ή πετρέλαιο κίνησης. Έτσι οι πωλήσεις τους έχουν μείνει σε σχετικά χαμηλά επίπεδα. Από το τέλος της δεκαετίας του 90 το μεγαλύτερο ενδιαφέρον και οι περισσότερες ερευνητικές επενδύσεις έχουν μεταφερθεί από τα αμιγώς ηλεκτροκίνητα οχήματα στα υβριδικά οχήματα, που συνδυάζουν ηλεκτροκινητήρες με κινητήρες εσωτερικής καύσης, ώστε να έχουν περισσότερη ισχύ και μεγαλύτερη αυτονομία. Παρ όλα αυτά, τα οχήματα αυτού του είδους είναι κατάλληλα για ορισμένες εφαρμογές και έχουν σημαντικά περιβαλλοντικά οφέλη που καθιστούν τη χρήση τους σημαντική σε μερικές περιπτώσεις. Οι πιο σημαντικές τεχνικές διαφορές μεταξύ των ηλεκτροκίνητων οχημάτων είναι στον τύπο των μπαταριών που χρησιμοποιούν. Ο ιδανικός τύπος μπαταρίας για ένα ηλεκτροκίνητο όχημα πρέπει να καλύπτει συγκεκριμένα κριτήρια απόδοσης: Υψηλή ειδική ενέργεια (η ενέργεια που αποθηκεύεται προς τη μάζα της μπαταρίας, εκφρασμένη σε kwh kg ). Υψηλή ενεργειακή πυκνότητα (η ενέργεια που αποθηκεύεται προς τον όγκο της μπαταρίας, εκφρασμένη σε kwh ). 3 m Υψηλή ειδική ισχύ (η μέγιστη παρεχόμενη ισχύ, εκφρασμένη σε W kg Μεγάλη διάρκεια ζωής (δηλ. πρέπει να μπορούν να φορτίζονται και να αποφορτίζονται πολλές φορές χωρίς σημαντική μείωση στην απόδοσή τους). Μικρό χρόνο επαναφόρτισης. Δυνατότητα βαθύ κύκλου (δηλ. να μπορούν να αποφορτίζονται πλήρως τακτικά χωρίς να χάνουν τη λειτουργικότητά τους). Να λειτουργούν σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών. Να είναι ασφαλείς. Ανακυκλώσιμες. ). ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 34

41 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Φθηνές. Καμία μπαταρία δεν καλύπτει όλα τα παραπάνω κριτήρια, έτσι η επιλογή μπαταρίας για ένα ηλεκτροκίνητο όχημα περιλαμβάνει συμβιβασμούς. Οι πιο κοινοί τύποι μπαταριών για ηλεκτροκίνητα οχήματα είναι: Μπαταρίες οξέως μολύβδου. Χρησιμοποιήθηκαν στα πρώτα ηλεκτροκίνητα οχήματα 170 χρόνια πριν και είναι ακόμα ο πιο συνηθισμένος τύπος μπαταρίας που χρησιμοποιείται έως σήμερα. Είναι φθηνές, εύκολα ανακυκλώσιμες και στα περισσότερα οχήματα μπορούν να επαναφορτιστούν περίπου σε έξι ώρες. Οι περισσότερες μπαταρίες αυτού του τύπου περιέχουν νερό και πρέπει να βρίσκονται σε όρθια θέση για να μην έχουν διαρροές, υπάρχει όμως και τύπος με ζελέ που δεν χρειάζεται να τοποθετείται όρθιος. Σημαντικό μειονέκτημα είναι ότι έχουν χαμηλή ειδική ενέργεια και ενεργειακή πυκνότητα, για αυτό είναι μεγάλες, βαριές και παρέχουν περιορισμένη αυτονομία. Οι μπαταρίες οξέως μολύβδου δεν πρέπει να αποφορτίζονται περισσότερο από το 80% του «βάθους αποφόρτισης» αλλιώς μειώνεται ο χρόνος ζωής τους. Μπαταρίες νικελίου-καδμίου (Ni-Cd ή NiCad). Οι μπαταρίες νικελίου - καδμίου χρησιμοποιούνται εδώ και πολλά χρόνια. Έχουν υψηλότερη ειδική ενέργεια και πυκνότητα από τις μπαταρίες οξέως - μολύβδου. Οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου έχουν και αυτές μεγάλο κύκλο ζωής και μπορούν να αποφορτιστούν μέχρι και 100% του «βάθους αποφόρτισης» χωρίς αρνητικές συνέπειες. Οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου είναι ανακυκλώσιμες, το κάδμιο όμως είναι ένα βαρύ μέταλλο και έχει τη δυνατότητα να μολύνει τους χώρους απόθεσης, έτσι οδήγησαν την Ευρωπαϊκή Ένωση στην έκδοση μίας οδηγίας με την οποία απαγορεύει τη χρήση μπαταριών νικελίου-καδμίου σε νέα ηλεκτροκίνητο όχημα από το τέλος του Οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου είναι ακριβές και κοστίζουν περίπου 200 /μήνα. Μπαταρίες νικελίου-μεταλλικών υδριδίων (Ni-MH). Έχουν υψηλή ειδική ενέργεια, περίπου 90 Wh gr και πολύ μεγάλο κύκλο ζωής. Είναι ανακυκλώσιμες και φιλικές προς το περιβάλλον αφού η άνοδος τους ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 35

42 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς κατασκευάζεται από κράμα μη βαρέων μετάλλων και έτσι δεν αποτελούν κίνδυνο μόλυνσης των εδαφών και των υπόγειων υδάτων. Οι μπαταρίες αυτές δεν χρησιμοποιούνται στις μέρες μας για λόγους ασφάλειας, γιατί λειτουργούν στους 300 ο Cκαι το νάτριο εκρήγνυται σε επαφή με το νερό. Wh kg Μπαταρίες ιόντων λίθου. Έχουν υψηλή ειδική ενέργεια, περίπου 150 και μεγάλο κύκλο ζωής. Έχουν κατασκευαστεί πολλά πρωτότυπα ηλεκτροκίνητων οχημάτων με χρήση τέτοιου είδους μπαταριών.οι μπαταρίες λίθου έχουν μεγάλο κόστος για χρήση σε οχήματα παραγωγής και για αυτό δεν αναμένεται να σχεδιαστεί κανένα μοντέλο ηλεκτροκίνητου οχήματος. Τα ηλεκτροκίνητα οχήματα δεν εκπέμπουν κανένα ρύπο και θεωρούνται ιδανικά για πυκνοκατοικημένες αστικές περιοχές όπου ο μολυσμένος αέρας συχνά προξενεί προβλήματα υγείας. Για μικρά ηλεκτροκίνητα αυτοκίνητα ή φορτηγά, οι σχετικές εκπομπές ανέρχονται σε περίπου gco2 km. Οι μπαταρίες μπορεί να έχουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις λόγω της ενέργειας που απαιτείται για την κατασκευή τους αλλά και λόγω της πιθανής μόλυνσης που προκαλούν στο έδαφος και τα υπόγεια νερά όταν αποσύρονται. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μπαταρίες για ηλεκτροκίνητο όχημα (οξέως μολύβδου και νικελίου-μεταλλικών υδριδίων) είναι ανακυκλώσιμες όπως υποχρεώνει η Οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης για το Τέλος της Ζωής των Οχημάτων (2000/53/EC). Η οικονομική απόδοση των ηλεκτροκίνητων οχημάτων χαρακτηρίζονται από υψηλό αρχικό κόστος και χαμηλότερο κόστος λειτουργίας στη φόρτιση των μπαταριών και στο φόρο αγοράς και τέλη κυκλοφορίας. Υπάρχει μια αβεβαιότητα σε σχέση με τον χρόνο ζωής των μπαταριών καθώς η αντικατάστασή τους κοστίζει αρκετά, έχουν όμως μεγάλο χρόνο ζωής που αντιστοιχεί περίπου όσο και ο χρόνος ζωής του ίδιου του οχήματος. Είναι γενικά αποδεκτό ότι για το κοντινό μέλλον, τα ηλεκτροκίνητα οχήματα θα είναι κατάλληλα μόνο για εξειδικευμένες χρήσεις. 2.8 ΟΧΗΜΑΤΑ ΚΥΨΕΛΩΝ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 36

43 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Η κυψέλη καυσίμου είναι μια ηλεκτροχημική συσκευή που ενώνει το υδρογόνο και το οξυγόνο παράγοντας νερό, θερμότητα και ηλεκτρισμό. Η κυψέλη καυσίμου είναι υποσχόμενη τεχνολογία που αναμένεται να προσφέρει καθαρή και αποδοτική πηγή ισχύος για πολλές εφαρμογές συμπεριλαμβανομένων των μεταφορών. Σχεδόν όλοι οι κατασκευαστές οχημάτων συμμετέχουν σε ερευνητικά προγράμματα με κυψέλες καυσίμου και οι περισσότεροι πιστεύουν ότι τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου δε θα έχουν ευρεία χρήση μέχρι το Μια κυψέλη καυσίμου αποτελείται από μία άνοδο και μια κάθοδο που έχουν ένα ηλεκτρολύτη ανάμεσα τους. Ο ηλεκτρολύτης έχει την ασυνήθιστη ιδιότητα να επιτρέπει στα θετικά φορτισμένα ιόντα να περνούν ενώ δεν συμβαίνει το ίδιο για ουδέτερα μόρια και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Η άνοδος της κυψέλης καυσίμου τροφοδοτείται με μόρια υδρογόνου, όπου ένας καταλύτης, συνήθως πλατίνα, χωρίζει κάθε μόριο σε δύο θετικά ιόντα (H + ) και δύο ηλεκτρόνια. Τα θετικά ιόντα περνούν ελεύθερα από τον ηλεκτρολύτη για να ενωθούν με τα μόρια του οξυγόνου στην κάθοδο και τα ηλεκτρόνια παραμένουν μπλοκαρισμένα. Τα ηλεκτρόνια τρέχουν διαμέσου ενός εξωτερικού κυκλώματος από την άνοδο στην κάθοδο και ενώνονται και πάλι με τα ιόντα του υδρογόνου και τα μόρια του οξυγόνου για το σχηματισμό νερού. Η κίνηση αυτή των ηλεκτρονίων μέσω του εξωτερικού κυκλώματος δίνει συνεχές ρεύμα, που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του ηλεκτροκινητήρα του οχήματος με κυψέλες καυσίμου. Κάθε κυψέλη καυσίμου παράγει περίπου 0,7 Volt και μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους σε συστοιχίες μέχρι την επιθυμητή τάση. Οι κυψέλες καυσίμου χρειάζονται συνεχή τροφοδοσία με υδρογόνο όταν λειτουργούν. Το οξυγόνο που απαιτείται για την αντίδραση προέρχεται από τον αέρα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι κυψέλων καυσίμου, που ξεχωρίζουν κυρίως από τη σύνθεση του ηλεκτρολύτη τους. Η κυψέλη με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων είναι η πιο κατάλληλη για εφαρμογές οδικών μεταφορών εξαιτίας: της υψηλής της ενεργειακής πυκνότητας, της σχετικά χαμηλής θερμοκρασίας λειτουργίας και του μικρού χρόνου προθέρμανσης. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 37

44 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Υπάρχουν διάφορες επιλογές για την αποθήκευση του υδρογόνου πάνω στο όχημα. Η μια επιλογή είναι να τροφοδοτείται το όχημα με κυψέλες καυσίμου με υγρό καύσιμο που περιέχει μεγάλο ποσοστό υδρογόνου, για παράδειγμα μεθανόλη ή υδρογονάνθρακας παρόμοιος με την βενζίνη. Τα υγρά καύσιμα είναι ευκολότερα στη διανομή και τη μεταφορά τους καθώς είναι ενεργειακά πυκνά. Δεν χρειάζονται συμπίεση γιατί η υπάρχουσα υποδομή ανεφοδιασμού των οχημάτων (δεξαμενές, σταθμοί ανεφοδιασμού κλπ.) είναι σχεδιασμένη για υγρά καύσιμα. Η αποθήκευση πάνω στο όχημα, είναι επίσης ευκολότερη για τα υγρά καύσιμα, αφού τα οχήματα δεν απαιτούν ντεπόζιτα υψηλής πίεσης και η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα επιτρέπει μεγάλη αυτονομία. Οι κυψέλες καυσίμου, πρέπει να τροφοδοτούνται με καθαρό αέριο υδρογόνο, άρα εάν χρησιμοποιείται υγρό καύσιμο τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου πρέπει να διαθέτουν αναμορφωτές για να βγάζουν το υδρογόνο από το υγρό. Οι αναμορφωτές προσθέτουν βάρος και κόστος στο όχημα εκπέμπουν άλλης κατηγορίας αέριους ρύπους από τα αέρια παραπροϊόντα που σχηματίζονται. Η χρήση υγρών καυσίμων ακυρώνει την πιθανότητα να προκύψει μια αμιγής «οικονομία υδρογόνου» χρησιμοποιώντας υδρογόνο που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές. Για τους λόγους αυτούς είναι πιο πιθανό τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου να ανεφοδιάζονται με υδρογόνο, το οποίο θα αποθηκεύεται πάνω στο όχημα σε μορφή αερίου με πολύ υψηλή πίεση. Τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου που τροφοδοτούνται με υδρογόνο δεν παράγουν ρύπους, εκτός από ατμό και έτσι παρουσιάζουν μεγάλο περιβαλλοντικό όφελος. Αρχικά το περισσότερο υδρογόνο θα παράγεται από φυσικό αέριο μέσω μιας διεργασίας που παράγει και διοξείδιο του άνθρακα. Εξαιτίας της υψηλής απόδοσης των κυψελών καυσίμου προκύπτει σημαντική μείωση των συνολικών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Μακροπρόθεσμα, το υδρογόνομπορεί να παράγεται από ηλεκτρόλυση χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές και να διανέμεται μέσω αγωγών ώστε να εφοδιάζει κυψέλες καυσίμου για οχήματα και οικιακή χρήση. Αυτό θα σηματοδοτήσει την «οικονομίας υδρογόνου» μαζί με την υπόσχεσή της για ενέργεια με πρακτικά μηδενικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 38

45 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Η οικονομική βιωσιμότητα οχημάτων με κυψέλες καυσίμου εξαρτάται πολύ από την μείωση του κόστους παραγωγής των κυψέλων καυσίμου και από την ανάπτυξη εμπορικά βιώσιμης υποδομής ανεφοδιασμού. 2.9 ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ ΜΕ ΥΔΡΟΓΟΝΟ Το υδρογόνο (H 2 ) καίγεται σε μηχανές εσωτερικής καύσης, αντίστοιχες με αυτές των βενζινοκινητήρων, οι οποίες όμως δεν παράγουν σχεδόν καθόλου αέριους ρύπους (εκτός από ελάχιστες ποσότητες που προκύπτουν από τα λιπαντικά). Οι Μηχανές Εσωτερικής Καύσης υδρογόνου παρουσιάζουν κάποια από τα πλεονεκτήματα των Οχημάτων με Κυψέλες Καυσίμου με διαφορά στη τεχνολογία που είναι ήδη πιστοποιημένη και περισσότερο αποδεκτή από τους καταναλωτές. Οι Μηχανές Εσωτερικής Καύσης υδρογόνου θα βοηθήσουν να καλυφθεί το κενό μέχρι το απώτερο μέλλον, που θα εισαχθούν τα Οχήματα με Κυψέλες Καυσίμου, δημιουργώντας ζήτηση για καύσιμο με υδρογόνο και οδηγώντας στην ανάπτυξη υποδομής για ανεφοδιασμό. Στο απώτερο μέλλον αναμένεται να επικρατήσουν τα Οχήματα με Κυψέλες Καυσίμου, κυρίως γιατί είναι πολύ πιο αποδοτικά. Συμπερασματικά λοιπόν, προβλέπεται ότι μακροπρόθεσμα το υδρογόνο θα αποτελεί τον βασικό φορέα ενέργειας, τόσο στις μεταφορές όσο και στην ηλεκτροπαραγωγή, σε συνδυασμό με τη χρήση κυψελών καυσίμου. Αρχικά θα παράγεται από αναμόρφωση συμβατικών καυσίμων και αργότερα από ηλεκτρόλυση, με ηλεκτρική ενέργεια παραγόμενη από τεχνολογίες εκμετάλλευσης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 39

46 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Εικόνα2.9 Αυτοκίνητο που λειτουργεί με υδρογόνο Πηγή: ΦΟΡΤΗΓΑ ΟΧΗΜΑΤΑ Oι τύποι των φορτηγών οχημάτων που περικλείουν τη διεθνή αγορά σήμερα εντάσσονται σε μία τεράστια γκάμα, ικανή για να ικανοποιήσει τις ανάγκες κάθε μεταφερόμενου φορτίου. Έτσι μέσα στην ευρεία γκάμα των φορτηγών οχημάτων εντάσσονται αυτά του ξηρού φορτίου, του χύδην υγρού και στερεού φορτίου, τα φορτηγά μεταφοράς ειδικού τύπου φορτίων όπως οικοδομικών υλικών, μπετόν, τσιμέντου και οχημάτων, αλλά και τα φορτηγά μεταφοράς βαρέων και υπερμεγεθών εμπορευμάτων των οποίων η χρήση είναι εφικτή κυρίως στο εξωτερικό. Ενδεικτικά μπορούμε να αναφέρουμε μερικά από τα πιο χρησιμοποιούμενα φορτηγά οχήματα στην Ελλάδα και διεθνώς. Έτσι η μεταφορά εμπορευμάτων στη χώρα μας υλοποιείται με τα ακόλουθα φορτηγά οχήματα: φορτηγά αυτοκίνητα με δύο ή τρεις άξονες (ανοιχτή πλατφόρμα, πλατφόρμα με υδραυλική πόρτα, εναλλασσόμενου σώματος, μουσαμάς και κόφα), ελκυστήρες (τράκτορες διαφόρων τύπων), επικαθήμενα ρυμουλκούμενα (κυρίως για την διαχείριση των containers) συρόμενα ρυμουλκούμενα (κατάλληλα για μεταφορές γενικών φορτίων) ΤΥΠΟΙ ΣΥΡΜΩΝ ΚΑΙ ΒΑΓΟΝΙΩΝ - ΤΡΟΧΑΙΟ ΥΛΙΚΟ ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 40

47 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Υπάρχει μία ευρεία γκάμα τύπων συρμών και βαγονιών, με δεκάδεςπαραλλαγές ανάλογα με το είδος του μεταφερόμενου φορτίου. Έτσι σε περιπτώσειςπου απαιτείται ειδική μεταχείριση για τη μεταφορά ενός φορτίου, μία επιχείρησημπορεί να νοικιάσει ένα ειδικά σχεδιασμένο βαγόνι για την πραγματοποίηση της μεταφοράς.σύμφωνα με το Βρόντο (2006) ενδεικτικά οι κύριοι τύποι βαγονιώνμεταφοράςεμπορευμάτων στην Ελλάδα είναι οι ακόλουθοι: Η κλειστή διαξονική φορτάμαξα είναι τυποποιημένης κατασκευής, διεθνούς κυκλοφορίας, κατάλληλη για τη μεταφορά προϊόντων ευπαθών στις καιρικές συνθήκες, συσκευασμένων, αλλά και για τη μεταφορά ζώντων ζώων. Η τετραξονική μεγάλης χωρητικότητας κλειστή φορτάμαξα είναι κατάλληλη για τη μεταφορά προϊόντων ευπαθών στις καιρικές συνθήκες, συσκευασμένων σε δέματα ή κιβώτια, ογκωδών και μεγάλου μήκους αντικειμένων και χύμα φορτίου συσκευασμένου σε σάκους. Το μεγάλο άνοιγμα των πλευρικών θυρών επιτρέπει την είσοδο περονοφόρου οχήματος για τη διακίνηση εμπορευμάτων τοποθετημένων σε παλέτες. Επίσης, η φορτάμαξα προσφέρεται για τη μεταφορά φορτίων χύδην, σιτηρών και δημητριακών. Οι ανοιχτές τετραξονικές ανατρεπόμενες φορτάμαξες υψηλών πορειών είναι κατάλληλες για τη μεταφορά φορτίου σε μορφή χύδην (άνθρακας, λιγνίτης, μεταλλεύματα, κ.λπ.) καθώς επίσης και προϊόντων μη ευπαθών στις καιρικές συνθήκες και μεταφορά ογκωδών εμπορευμάτων. Η συγκεκριμένη φορτάμαξα διαθέτει υδραυλικό σύστημα ανατροπής του κιβωτίου προς τη δεξιά ή αριστερή πλευρά με ταυτόχρονο άνοιγμα των πλευρικών παρειών. Η τετραξονική βυτιοφόρος φορτάμαξα είναι χαλύβδινης ηλεκτροσυγκολλητής κατασκευής, διεθνούς κυκλοφορίας, κατάλληλη για τη μεταφορά ελαφρών και βαρέων προϊόντων πετρελαίου. Στην οροφή του βυτίου υπάρχει θόλος, ο οποίος φέρει μία ανθρωποθυρίδα. Η πλήρωση του βυτίου γίνεται δια της ανθρωποθυρίδας, η εκκένωση δια μέσου της κεντρικής βαλβίδας και των δύο πλαϊνών δικλίδων στο κάτω μέρος του οχήματος για ελεύθερη ή βεβιασμένη ροή. Εσωτερικά του βυτίου υπάρχουν ειδικά στοιχεία για τη θέρμανση του φορτίου. Η διαξονική επίπεδη φορτάμαξα είναι κατάλληλη για τη μεταφορά εμπορευμάτων μη ευπαθών στις καιρικές συνθήκες όπως βαρέων μηχανημάτων, ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 41

48 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς οχημάτων, χαλυβουργικών προϊόντων, κ.λπ. διαθέτει ειδικά υποθέματα δαπέδου για τη μεταφορά επεξεργασμένης ξυλείας. Οι πλευρικές παρειές είναι αποκλινόμενες και οι ορθοστάτες αφαιρούμενοι. Οι μετωπικές παρειές χρησιμεύουν και ως ράμπες προσπέλασης ή φόρτωσης. Η τετραξονική επίπεδη πλατφόρμα μεγάλου μήκους είναι κατάλληλη για διεθνή κυκλοφορία και προσφέρεται κυρίως για τη μεταφορά αντικειμένων μεγάλου μήκους, όπως πάσης φύσεως μορφο-σιδήρων, δομικού χάλυβα και λοιπών ογκωδών υλικών. Επίσης, στο δάπεδο της διαθέτει ειδικές υποδοχές για τη μεταφορά containers και είναι επίσης κατάλληλη για τη μεταφορά ελαφρών οχημάτων, προκατασκευασμένων στοιχείων και μηχανημάτων. Η τετραξονική επίπεδη χαμηλών παρειών φορτάμαξα είναι τυποποιημένης κατασκευής, διεθνούς κυκλοφορίας κατάλληλη για τη μεταφορά προϊόντων μη ευπαθών στις καιρικές συνθήκες, όπως βαρέων μηχανημάτων, ελατών προϊόντων χάλυβος, προκατασκευασμένων τεμαχίων, containers και οχημάτων. Οι επίπεδες τετραξονικές φορτάμαξες είναι τυποποιημένης κατασκευής με ξύλινο δάπεδο κατάλληλες για τη διεθνή κυκλοφορία. Προορίζονται για μεταφορά βαρέων ερπιστριοφόρων οχημάτων μέχρι 52 τόνων, containers, προϊόντων χάλυβος και άλλων προϊόντων μη ευπαθών στις καιρικές συνθήκες. Στο δάπεδο τους υπάρχει διάταξη στερεώσεως containers, σημεία προσδέσεως οχημάτων και δώδεκα πλαϊνοί δακτύλιοι προσδέσεως ΠΛΟΙΑ ΓΕΝΙΚΑ Τα εμπορικά πλοία είναι η ραχοκοκαλιά του σημερινού συστήματος εμπορίου. Με μήκος από 50 έως και 350 m και εκτόπισμα από έως και μετρικούς τόνους, τα πλοία αυτά μεταφέρουν ασφαλέστατα τεράστιες ποσότητες εμπορευμάτων σε όλον τον κόσμο. Διακρίνονται σε πλοία χύδην (χύμα) φορτίου (bulkcarriers), μεταφορείς κοντέινερ (containerships), πλοία ειδικού φορτίου (πλωτά ψυγεία, τσιμεντοφόρα κ.λπ.), μικρά τάνκερ, μεγάλα τάνκερ (VLCC - VeryLargeCrudeoilCarrier) και σουπερτάνκερ (ULCC Ultra Large Crude oil Carrier). ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 42

49 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Τα πλοία χύδην φορτίου γενικά είναι τα μικρότερα μαζί με τα πλοία ειδικού φορτίου, και το εκτόπισμά τους κυμαίνεται από τόνους έως και περίπου τόνους. Διαθέτουν ένα ή περισσότερα κύτη ή αμπάρια τα οποία δέχονται το φορτίο από γερανούς είτε σταθερούς ή κινητούς του λιμένα, είτε φερόμενους στο σκάφους, και των οποίων τα ανοίγματα κλείνουν σήμερα ερμητικά με ειδικές πτυσσόμενες ή αναδιπλούμενες θύρες (θύρες McGreggor). Με ταχύτητα πλεύσης γύρω στους 20 κόμβους, τα πλοία αυτά είναι οι κύριοι μεταφορείς φορτίων όπως οπωροκηπευτικά είδη και άλλα γενικά φορτία, τα οποία απλώς αποθηκεύονται «χύμα» μέσα στα αμπάρια. Τα πολύ χύμα φορτία π.χ. δημητριακά (σιτάρι, καλαμπόκι κ.ά.), τσιμέντο κλπ φορτώνονται από ειδικές εγκαταστάσεις - πύργους καλούμενοι «Σιλό». Η δε εκφόρτωσή τους γίνεται με αναρροφητικούς μηχανισμούς ή με κοχλιωτούς ατέρμονες σωλήνες. Οι μεταφορείς κοντέινερ είναι μια κατηγορία πλοίων στην οποία όχι μόνο τα αμπάρια τους αλλά και το άνω κατάστρωμα είναι ειδικά σχεδιασμένα να δέχονται μεταλλικά κουτιά συγκεκριμένων και διεθνώς τυποποιημένων διαστάσεων, τα κοντέινερς. Σε αντίθεση με τα πλοία χυδήν φορτίου, όπου το φορτίο δεν διαθέτει κάποια συγκεκριμένη κατανομή, τα containerships επιτρέπουν την μεταφορά πιο ευαίσθητων φορτίων (ηλεκτρονικές συσκευές κλπ.) αφού η «στοιβασία» τους γίνεται δια των κοντέινερς. Τα πλοία αυτά έχουν το πλεονέκτημα της τυποποιημένης χωρητικότητας, ευκολίας κατά την φορτοεκφόρτωση και της εύκολης διαχείρισής των, με την ελαχιστότερη δυνατή ζημιά και βεβαίως της μείωσης του χρόνου παραμονής του πλοίου στο λιμάνι. Τα μικρά τάνκερς είναι συνήθως πλοία λίγο μεγαλύτερα από ένα πλοίο χύδην φορτίου (εκτόπισμα γύρω στους τόνους) και χρησιμοποιούνται για τοπικές μεταφορές αργού πετρελαίου. Διαθέτουν ορισμένο αριθμό δεξαμενών στο κύτος τους που τους επιτρέπει να αποθηκεύουν με ασφάλεια το πετρέλαιο. Τα μεγάλα τάνκερ (Σούπερτανκερ) χρησιμοποιούνται ευρέως για την μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων πετρελαίου. Χρησιμοποιούν την ίδια τεχνολογία με τα μικρά τάνκερ αλλά σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα. Έχουν συνήθως μήκος έως και 250 m και εκτόπισμα μέχρι τόνους. Τα μαμούθ-τάνκερς είναι η μεγαλύτερη σε μέγεθος κατηγορία πλοίων και αφορά πετρελαιοφόρα σκάφη που υπερβαίνουν τα 250 m σε μήκος και τους ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 43

50 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς τόνους σε εκτόπισμα (VLCC και ULCC). Το μεγαλύτερο πλοίο στον κόσμο ανήκει σε αυτήν την κατηγορία και το εκτόπισμά του αγγίζει τους τόνους. Τα πλοία αυτά απαιτούν έμπειρο προσωπικό για την ναυπήγηση και πλοήγησή τους ενώ είναι ο κύριος τρόπος μεταφοράς πετρελαίου σήμερα στον κόσμο. Τεχνολογία πλοίου. Το κύριο σώμα του πλοίου σκάφος(hull) διακρίνεται σε τρία μέρη: Το μπροστινό καλούμενο πλώρη (fore), το μεσαίο και μεγαλύτερο καλούμενο μέσο (admit) και το πίσω μέρος καλούμενο πρύμνη (aft). Η γραμμή περιφερειακά του πλοίου όπου ακριβώς και η επιφάνεια της θάλασσας, όταν αυτό πλέει ασφαλώς, καλείται ίσαλος γραμμή ή ίσαλος (waterline). Όλα τα ορατά μέρη του πλοίου δηλ. από την ίσαλο και πάνω λέγονται έξαλα(freeboard) σε αντίθεση με τα υπό την ίσαλο μέρη του πλοίου καλούμενα ύφαλα(bottom). Η πλευρική επιφάνεια των εξάλων προς τη πλώρη που καμπυλώνει (εσωκοίλωμα), καλείται παρειάή μάσκα (bow) ενώ η αντίστοιχη στη πρύμη λέγεται ισχύο ή γοφός (quarter). Διαμήκης γραμμή (centralline) λέγεται η νοητή εκείνη που χωρίζει το πλοίο σε δύο ίσα μέρη από πλώρη μέχρι πρύμη, το δεξιό (starboard) και το αριστερό (port) και έτσι νοείται και ο όρος "διαμήκης άξονας". Ναυπηγικά τά δύο αυτά μέρη - πλευρές ενώνονται στο κάτω μέρος την τρόπιδα ή καρένα (keel) η οποία στη μεν πλώρη καταλήγει στη "στείρα" ή "κοράκι" εις δε τη πρύμη στο "ποδόστημα" (stern). Ευκολονόητο ότι η "διαμήκης" ενώνει τα άνω ακραία σημεία της στείρας και του ποδοστήματος. Επ αυτής της διαμήκους οριζόμενη επιφάνεια καλείται κατάστρωμαή κουβέρτα (deck) διακρινόμενο σε κατώτατο (lowerdeck), μέσο (middledeck), κύριο (maindeck), και ανώτατο (upperdeck) (όχι απαραίτητα όλα σε ένα πλοίο). Όλες οι κατασκευές από το ανώτατο ή κύριο κατάστρωμα καλούνται «υπερκατασκευές» ή υπερκατασκευάσματα (superstructures). Η υπερκατασκευή στην πλώρη ονομάζεται πρόστεγο ή καμπούνι (forecastle). Η υπερκατασκευή στο μέσον ονομάζεται μεσόστεγο ή γέφυρα (bridge) και εκείνη της πρύμης επίστεγο ή πούπι (poop). Το εσωτερικό του πλοίου, ανάλογα με τον τύπο του, χωρίζεται σε κύτη ή αμπάρια (holds) ή σε δεξαμενές (tanks) για φορτίο, σε δεξαμενές για εφόδια (πχ καύσιμα, νερό, έρμα κλπ), στο μηχανοστάσιο (engineroom), στο λεβητοστάσιο (stokehold), στο αντλιοστάσιο (pumpsroom) μόνο για δεξαμενόπλοια και στα διαμερίσματα του πληρώματος (crewquarters). Επίσης για λόγους ασφαλείας ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 44

51 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς υπάρχουν οι δεξαμενές ζυγοστάθμισης πλώρης (fore-peaktank) και πρύμης (afterpeaktank). Το κατώτατο μέρος του πλοίου εσωτερικά ονομάζεται πυθμήν (πυθμένας) ή γάστρα (bottom) και για λόγους επίσης ασφαλείας τα περισσότερα πλοία είναι διπύθμενα (doublebottoms) δηλ. με δυό πυθμένες. Στην υπερκατασκευής γέφυρας φέρονται σχεδόν το σύνολο των Ναυτιλιακών οργάνων, το διαμέρισμα του Πλοιάρχου και των Αξιωματικών του πλοίου, οι τραπεζαρίες και η κουζίνα του πλοίου. Τέλος τα πλοία φέρουν διάφορους μηχανισμούς όπως πηδαλιουχίας (steeringgear), φορτοεκφορτώσεων (cargowinches), αγκυροβολίας (capstan), σωστικούς, ιστιοφορικούς, πτερύγια κ.ά. Εικόνα2.10 Επιβατικό πλοίο ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΠΛΟΙΩΝ Με κριτήριο το γενικότερο προορισμό διακρίνονται σε πολεμικά (και άλλα κρατικά) και σε εμπορικά. Με κριτήριο τον τομέα δραστηριότητας,ταεμπορικά διακρίνονται σε πλοία μεταφοράς προσώπων ή εμπορευμάτων, αλιευτικά, πλοία εξωοικονομικών σκοπών (ερευνητικά, επιστημονικά, εκπαιδευτικά), πλοία ειδικών υπηρεσιών, πλοία βοηθητικής ναυτιλίας και πλοία αναψυχής. Με κριτήριο τοντύπο των υδάτων που κινούνται τα πλοία διακρίνονται σε πλοία θαλάσσης (seavessels), ποταμόπλοια (riverships ή vessels) και σε λιμνόπλοια (lakers ή lakeships). ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 45

52 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Με κριτήριο το αντικείμενο μεταφοράς, τα πλοία διακρίνονται σε πλοία μεταφοράς προσώπων καλούμενα επιβατηγά (passengerships) και μεταφοράς φορτίων καλούμενα φορτηγά(cargoships). Τα επιβατηγά πλοία με κριτήριο της παραγράφου Η καλούνται ακτοπλοϊκάμικρής, μέσης και μεγάλης ακτοπλοΐας, σε Επιβατηγά κλειστών θαλασσών και σε Υπερωκεάνια (transoceanships). Eκ του χρόνου των πλόων τα Ακτοπλοϊκά διακρίνονται σε "ημερόπλοια" (αναχωρούν και επιστρέφουν εντος της ημέρας) και σε "νυκτόπλοια" (με περισσότερο εξολισμό - καμπίνες κλπ) που εκτελούν πλόες όλο το 24ωρο. Με κριτήριο τα εκτελούμενα δρομολόγια διακρίνονται σε συγκοινωνιακών γραμμών εσωτερικού ή εξωτερικού (passengerliners) και σε περιηγητικών πλόων καλούμενα Τουριστικά ή Κρουαζιερόπλοια (cruiseships). Και τέλος με κριτήριο τον εκσυχρονισμό τους τα Επιβατηγά διακρίνονται σε Επιβατηγά κλασσικού τύπου ή όπως λέγονται Παραδοσιακά (σχεδόν έχουν εξαλειφθεί) σε Επιβατηγά - Οχηματαγωγά (passenger/carferries) μεγάλα, μέσα και μικρά Πορθμεία (ferryboats) και σύγχρονα ταχύπλοα όπως τα Αερόστρωμνα (hovercrafts), τα Υδροπτέρυγα(hydrofoils) και τα δικάρινα τελευταία Καταμαράν ή Cats. Τα Φορτηγά πλοία ανάλογα με το είδος του φορτίου που μεταφέρουν διακρίνονται σε φορτηγά ξηρού φορτίου,υγρού φορτίου,μικτού φορτίου (ξηρού - υγρού φορτίου) ή πολλαπλής χρήσης και 4) φορτηγά ειδικού φορτίου. Τα φορτηγά ξηρού φορτίου διακρίνονται σε ελεύθερα φορτηγά (tramps) που εκτελούν πλόες ελεύθερους (απρογραμμάτιστους) και σε φορτηγά τακτικών γραμμών (liners). Ανάλογα όμως με τη φύση του φορτίου τους διακρίνονται σε γενικού φορτίου (generalcargo) και σε ομοειδούς φορτίου χύμα (inbulk). Οι πιο διαδεδομένοι σύγχρονοι τύποι ελεύθερων φορτηγών πλοίων γενικού φορτίου που λέγονται και Αντιλίμπερτυ είναι ο Αγγλικός S.D.14, ο Ιαπωνικός freedom, ο Γερμανικός MK II, ο Ισπανικός SantaFe κ.ά. Οι πιο διαδεδομένοι σύγχρονοι τύποι ελεύθερων φορτηγών πλοίων ομοειδούς φορτίου είναι τα bulkcarriers, με επί μέρους τύπους τα μεταφοράς δημητριακών graincarriers, μεταλλευμάτων orecarriers κ.ά. Στα φορτηγά τακτικών γραμμών (liners) εκτός του κλασσικού τύπου χρησιμοποιούνται και πλοία ειδικού εξοπλισμού Εμπορευματικιβωτιοφόρα γνωστά ως containerships, τα Rollon/Rolloff γνωστά ως Ρο/Ρο, τα Φορτηγιδοφόρα γνωστά ως ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 46

53 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς LASH, τα φρουτάδικα ψυγεία γνωστά ως SEABEE και τα μικρά γνωστά ως minicarriers. Τα φορτηγά υγρού φορτίου ονομάζονται γενικά Δεξαμενόπλοια (tankers) και ανάλογα με το είδος του φορτίου τους διακρίνονται σε Πετρελαιοφόρα (oiltankers), Υγραεριοφόρα (liquefiedgascarriers) ελαιοφόρα (vegetableoils), οινοφόρα (winetankers) κ.λπ. Οι πιο διαδεδομένοι τύποι φορτηγών πλοίων διπλής ή τριπλής (πολλαπλής) χρήσης είναι τα πλοία μεταφοράς πετρελαίου - μεταλλεύματος (oil/orecarriers) και τριπλής χρήσης τα μεταφοράς των παραπάνω και φορτίων χύμα (χύδην) γνωστά ως oil/bulk/orecarriers ή O.B.O (προφέρονται όμπο). Τα ειδικού φορτίου φορτηγά πλοία είναι ή ελεύθερα φορτηγά ή ανήκουν σε βιομηχανίες για ειδικές μεταφορές και αυτά διακρίνονται σε ξυλάδικα (timbercarriers), τσιμεντοφόρα (cementcarriers), ψυγεία (meatcarriers), χημικών προϊόντων (chemicalcarriers), αυτοκινητοφόρα ή αυτοκινητάδικα (carcarriers) κ.λπ. Με κριτήριο τη γενικότερη μορφή κατασκευής. Σ αυτή τη κατηγορία ακολουθούνται οι αγγλικοί όροι ναυπήγησης διεθνώς. Έτσι τα πλοία διακρίνονται σε α)fullscandling vessels (ισχυρής κατασκευής και υλικών με κύριο κατάστρωμα το ανώτατο), β)complete superstructure vessels (με συνεχόμενη υπερκατασκευή ίση με το μήκος του πλοίου), γ)shelterdeck ships (πλοία με προστατευτικό κατάστρωμα) επιμέρους διακρινόμενα σε closed shelter deck και open shelter deck, δ)long bridge ship (με μακρυά γέφυρα - μεσόστεγο) και ε) Three-island ships (με υπερκατασκευές στην πλώρη μεσόστεγο και πρύμη. Ονομάστηκε έτσι επειδή στον ορίζοντα φαίνεται σα τρεις νησίδες). Με κριτήριο το υλικό κατασκευής διακρίνονται σε Ξύλινα, Μεταλλικά (εκ σιδήρου, ή σφυρήλατου χάλυβα ή υψηλής τάσης εφελκισμού χάλυβα), Πλαστικά και εξ Αλουμινίου. Με κριτήριο τα μέσα πρόωσης(κίνησης) διακρίνονται σήμερα σε Ιστιοφόρα και Μηχανοκίνητα υποδιαιρούμενα αυτά σε Ατμόπλοια (άλλοτε τροχήλατα και ελικοφόρα) Ντηζελόπλοια, Ηλεκτροκίνητα (στροβιλο-ηλεκροκίνητα και ντηζελοηλεκροκίνητα) και Πυρηνοκίνητα. Με κριτήριο το τύπο του πλου που εκτελούν διακρίνονται σε Ακτοπλοϊκά, Κλειστών θαλασσών ή Εσωτερικού και Ποντοπόρα. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 47

54 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Με κριτήριο την ηλικία του πλοίου διακρίνονται σε Νεότευκτα, Μικρής ηλικίας και Παρήλικα ή Υπερήλικα. (Το όριο του υπερήλικου ποικίλει από χώρα σε χώρα από ετών.) Με κριτήριο τον αριθμό των ελίκωνπου φέρει το πλοίο, διακρίνονται σε μονέλικα, διπλέλικα, τριπλέλικα και μέχρι τετραπλέλικα ΑΕΡΟΠΛΑΝΑ Το αεροπλάνο είναι ένα αεροσκάφος (πτητική συσκευή) βαρύτερη από τον αέρα, (σε αντίθεση με το αερόστατο), με ακίνητες πτέρυγες, (σε αντίθεση με το ελικόπτερο), υπό τις οποίες εκ της ταχύτητας που αναπτύσσει δημιουργείται δύναμη άνωσης, που κρατά αυτή στον αέρα. Η κίνηση προς τα εμπρός επιτυγχάνεται με την προωθητική δύναμη του κινητήρα, ελικοφόρου ή στροβιλοκινητήρα. Χρησιμοποιείται για τη μεταφορά ανθρώπων και εμπορευμάτων, σε ειρηνικούς αλλά και πολεμικούς σκοπούς. Το αεροπλάνο άρχισε να χρησιμοποιείται από τον 20ο αιώνα, αλλά η ιδέα να πετάξει στον αέρα ο άνθρωπος είναι πολύ παλιά. Σε όλους τους αρχαίους πολιτισμούς (Κίνας, Ινδίας, Αιγύπτου) υπάρχουν εικόνες φτερωτών ανθρώπων. Είναι επίσης γνωστός ο μύθος για το ζωγράφο, γλύπτη και αρχιτέκτονα Δαίδαλοκαι το γιο του Ίκαρο που πέταξαν με φτερά φτιαγμένα από το Δαίδαλο. Κατά τη γνωστή ιστορία έγιναν πολλές απόπειρες κατασκευής πτητικών συσκευών. Χαρταετοίχρησιμοποιήθηκαν για πολεμικούς σκοπούς από πολλούς λαούς στην αρχαιότητα και στο μεσαίωνα. Για πολλούς αιώνες ο άνθρωπος προσπάθησε, χωρίς επιτυχία όμως, να χρησιμοποιήσει τη μυϊκή του δύναμη, για να πετάξει. Ο Ιταλός ζωγράφος, σοφός και μηχανικός Λεονάρντο Ντα Βίντσι, που έζησε το 15 ο και αρχές 16 ου αιώνα, προσπάθησε για πρώτη φορά να στηρίξει θεωρητικά τη δυνατότητα κατασκευής πτητικής συσκευής, με βάση την προσεκτική μελέτη του τρόπου πτήσης των πουλιών. Ο Λεονάρντο σχεδίασε πτητικές συσκευές που κινούνταν με τη βοήθεια της μυϊκής δύναμης του ανθρώπου, καθώς και ένα πρότυπο ελικόπτερο με μηχανική κίνηση. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 48

55 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Οι αδελφοί Ράιτ (εφευρέτες και αεροπόροι) κατάφεραν να κατασκευάσουν αεροπλάνο που να επιτυγχάνει σταθερή πτήση και μάλιστα με επιβάτη. Διαβλέποντας τη στρατηγική του σημασία, πολλές κυβερνήσεις ανέπτυξαν το αεροπλάνο κυρίως για στρατιωτική χρήση, ιδιαίτερα κατά τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο. Το αεροπλάνο χρησιμοποιήθηκε σε ακόμα μεγαλύτερη κλίμακα στο δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο, στη διάρκεια του οποίου αναπτύχθηκαν πολύ τα καταδιωκτικά και τα βομβαρδιστικά. Στο τέλος του πολέμου οι Γερμανοί κατασκεύασαν αεροπλάνο με στροβιλοκινητήρα. Μετά τον πόλεμο κατασκευάστηκαν τα πυραυλοκίνητα αεροπλάνα. Το αεροπλάνο αποτελείται βασικά από 3 μέρη που διαφέρουν στη μορφή και στον προορισμό τους. Αυτά είναι: το κύριο σώμα του αεροπλάνου που λέγεται σκάφος το σύστημα προώθησης και ο μηχανικός εξοπλισμός. Το σκάφος αποτελεί τον κορμό του αεροπλάνου και αποτελείται από 2 μέρη: τις πτέρυγες και την άτρακτο. Οι πτέρυγες είναι σταθερά συνδεμένες με την άτρακτο και σε αυτό ακριβώς διαφέρει από το ελικόπτερο, που σ' αυτό τα πτερύγιά του κινούνται. Ανάλογα με τον αριθμό των πτερύγων, τα αεροπλάνα ονομάζονται μονοπτέρυγα, διπτέρυγα, πολυπτέρυγα. Τα κλασικά αεροπλάνα, επειδή παρουσιάζουν αστάθεια στην πτήση, χρησιμοποιούν βοηθητικές πτερυγικές επιφάνειες στην πίσω άκρη της ατράκτου. Αυτές αποτελούνται από τις οριζόντιες σταθερές πτέρυγες που δίνουν ευστάθεια, για να μην αναποδογυρίσει το αεροπλάνο και τις κάθετες σταθερές για να μη γυρίζει γύρω - γύρω. Η άτρακτος, όπως το λέει και το όνομά της, έχει σχήμα ατρακτοειδές και αποτελεί το βασικό τμήμα του σκάφους, στο οποίο προσαρμόζονται και οι πτέρυγες. Στο μπροστινό μέρος της ατράκτου υπάρχει ο θάλαμος διακυβέρνησης και το μεγαλύτερο μέρος της χρησιμοποιείται για επιβάτες ή εμπορεύματα, αν το αεροπλάνο είναι μεταφορικό ή για αμυντικό ή επιθετικό εξοπλισμό, αν είναι πολεμικό. Το προωθητικό σύστημα είναι, είτε η έλικα στα πιο παλιά αεροπλάνα είτε ο κινητήρας τζετ (στροβιλοαντιδραστήρας) στα πιο καινούρια. Ο δεύτερος χρησιμοποιείται στα αεροπλάνα που θέλουν να έχουν μεγάλες ταχύτητες, γιατί η απόδοση της έλικας ελαττώνεται, όταν η ταχύτητα είναι πάνω από 700 km/h. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 49

56 Κεφάλαιο 2 ο Μέσα μεταφοράς Ο μηχανικός εξοπλισμός αποτελείται από τα εξαρτήματα που βοηθούν στην οδήγηση του αεροπλάνου από τις συσκευές κλιματισμού και διατήρησης σταθερής πίεσης μέσα στην άτρακτο. Επίσης εδώ περιλαμβάνονται το ταχύμετρο, ο αυτόματος χειριστής (πιλότος), οι εγκαταστάσεις ραδιοτηλεφωνίας και ραδιοεντοπισμού, το σύστημα προσγείωσης, οι γεννήτριες ηλεκτρικού ρεύματος, οι επιπλώσεις των θαλάμων κ.λπ ΕΙΔΗ ΑΕΡΟΠΛΑΝΩΝ Τα αεροπλάνα, ανάλογα με τον προορισμό τους, διακρίνονται σε πολιτικά και στρατιωτικά. Επίσης ανάλογα με το είδος των οργάνων προσγείωσης σε αεροπλάνα και υδροπλάνα, ανάλογα με τις μορφές του προωθητικού συστήματος σε 'ελικοφόρα και αεριωθούμενα'. Επίσης ένας άλλος διαχωρισμός είναι ανάλογος με τη χρήσης τους, έτσι υπάρχουν αεροσκάφη εκπαιδευτικά, περιπολικά, ψεκαστικά, πυροσβεστικά, μαχητικά, μεταγωγικά, κατασκοπευτικά κ.λπ. Επίσης υπάρχουν και αεροπλάνα νοσοκομειακά με ειδικά διαρρυθμισμένο χώρο για άμεση εξυπηρέτηση, που όμως δεν είναι τόσο πρακτικά όσο τα ελικόπτερα, γιατί χρειάζονται ειδικό χώρο προσγείωσης (αεροδρόμια). Τα επιβατικά αεροπλάνα έφτασαν στον υψηλότερο ίσως βαθμό εξέλιξής τους με την κατασκευή του υπερηχητικού αεροπλάνου Κονκόρντ από τη Γαλλική και Βρετανική αεροπορική βιομηχανία, που μπορούσε να μεταφέρει 128 επιβάτες με ταχύτητα 2170 km/h. Το μήκος του είναι 61,66 m το ύψος του 12,19 m και μπορεί να ανέβει στα m. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Ε.Μ.: 4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 50

57 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο ΕΚΠΟΜΠΕΣ CO 2 ΜΕΣΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ 3.1 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΓΕΝΙΚΑ Ατμοσφαιρική ρύπανση καλείται, η παρουσία στην ατμόσφαιρακάθε είδους ουσιών, σε συγκέντρωση ή διάρκεια που μπορούν ναπροκαλέσουν αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία και ευημερία του ανθρώπου,καθώς και σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς όπως: ζώα, βλάστησηκαθώς και στα οικοσυστήματα και τους βιογεωχημικούς κύκλους και γενικάνα καταστήσουν το περιβάλλον ακατάλληλο για τις επιθυμητές χρήσεις του. Οι αέριοι ρύποι προκαλούν και οπτική ρύπανση μειώνοντας την ορατότητακαι την καθαρότητα της ατμόσφαιρας (Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ, 2007). Οι αέριοι ρύποιχωρίζονται σε δύο ομάδες: Πρωτογενείς: Είναι αυτοί που εκπέμπονται απευθείας από τις πηγές ρύπανσης, όπως τομονοξείδιο του άνθρακα (CO), το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ), τo διοξείδιοτου θείου (SO 2 ), τα οξείδια του αζώτου (NO X ), μόλυβδος (Pb), καθώς και διάφοροι διαλύτες και υδρογονάνθρακες (HCs) που εξατμίζονται λόγωπτητικότητας, όπως οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες, αλκένια και αλκάνια. Δευτερογενείς: Είναι αυτοί που παράγονται μέσω χημικών αντιδράσεων που λαμβάνουνχώρα μεταξύ κάποιον απ τους πρωτογενείς ρυπαντές και των φυσικώνσυστατικών της ατμόσφαιρας με την καταλυτική επίδραση του φωτός, τηςθερμοκρασίας κ.ά., όπως το όζον και το διοξειδίου του αζώτου. Οιδευτερογενείς ρύποι είναι υπεύθυνοι για το φαινόμενο του φωτοχημικού νέφους, της μειωμένης ορατότητας. Οι ρύποι δημιουργούν προβλήματα λόγω της υψηλήςσυγκέντρωσής τους σε τοπικό επίπεδο, φυσικά κυρίως στις πυκνοδομημένεςπόλεις, όπως η Αθήνα, η Ρώμη, η Βαρκελώνη, η Κωνσταντινούπολη, το Λος Άντζελες, το Λονδίνο. Στις πόλεις αυτές δημιουργούνται οι κατάλληλεςκαιρικές και κλιματικές συνθήκες, ιδίως όταν η πόλη βρίσκεται σε λεκανοπέδιο, όπου σε συνδυασμό με την έντονη αστικοποίηση και ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 52

58 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς βιομηχανοποίηση λειτουργούν ευνοϊκά για τον εγκλωβισμό ρύπων και τη δημιουργία νέφους. Το «Νέφος» παρουσιάζεται με δύο μορφές: α. Νέφος καπνομίχλης ή αιθαλομίχλης, σχηματίζεται όταν μετρώνταιυψηλές συγκεντρώσεις ρύπων, όπως μονοξειδίου του άνθρακα, διοξειδίουτου θείου και αιωρούμενων σωματιδίων, σε συνδυασμό με σχετικά χαμηλή θερμοκρασία και μεγάλη σχετική υγρασία. β. Φωτοχημικό νέφος, παρουσιάζεται όταν παρατηρούνται υψηλές θερμοκρασίες, μεγάλη ηλιοφάνεια σε ένταση και διάρκεια, μικρή σχετικήυγρασία και υψηλή συγκέντρωση οξειδίων του αζώτου, υδρογονανθράκων και δευτερογενών προϊόντων τους. Πριν αναλύσουμε τις πηγές της ατμοσφαιρικής ρύπανσης που είναιτόσες πολλές όσοι και οι άνθρωποι πάνω στη Γη, θα επικεντρωθούμε πρώτα στη συνοπτική παρουσίαση των αερίων ρύπων του αυτοκινήτου. 3.2 ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟΙ ΡΥΠΟΙ ΤΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ Μεγάλη είναι η συμμετοχή του αυτοκινήτου στη συνολική ατμοσφαιρική ρύπανση και ειδικά στη ρύπανση της ατμόσφαιρας μιας πόλης. Τα αριθμητικά δεδομένα των ερευνών μιλούν μόνα τους, όταν η συμμετοχή του αυτοκινήτου στη συνολική ατμοσφαιρική ρύπανση είναι: 71,2% για το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) 13,8% για τους υδρογονάνθρακες (ΗCs) 8% για τα οξείδια του αζώτου (ΝΟ Χ ) 0,5% για το διοξείδιο του θείου (SO 2 ) και το υπόλοιπο ποσοστότα σωματίδια. Κάποιος μπορεί να αναρωτηθεί, πού είναι το αέριο του διοξειδίου του άνθρακα; Το μονοξείδιο του άνθρακα μετατρέπεται μέσω των καταλυτικών μετατροπέων σε διοξείδιο του άνθρακα ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ Είναι αέριο, άοσμο και άχρωμο, καθώς ελάχιστα διαλυτό στο νερό, καιαναφλέξιμο, εκπέμπεται από τις εξατμίσεις των μηχανών των αυτοκινήτωνκαι πάσης φύσεως μηχανών ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 53

59 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς όταν συντελείται ατελής καύση της καύσιμηςύλης. Ο χρόνος παραμονής στην ατμόσφαιρα είναι 36 ημέρες. Ένας από τουςμαζικότερα παραγόμενους ρύπους. Υπολογίζεται ότι, 102 εκατομμύρια τόνοιπαρήχθησαν στις Η.Π.Α. μόνο το 1968 που ισούται με το άθροισμα όλων τωνάλλων ρύπων που παρήχθησαν εκείνη τη χρονιά. Ενώ, οι 60 εκατομμύριατόνοι από το ποσό αυτό, προέρχονται από τα οχήματα. Στις πόλεις, η κύρια καύση του μονοξείδιο του άνθρακα προέρχεταιαπό την ατελή καύση των υδρογονανθράκων, οι οποίοι χρησιμοποιούνται ωςκαύσιμα στα αυτοκίνητα και ιδίως στα βενζινοκίνητα. Αυτή η ατελής καύσησυμβαίνει όταν, υπάρχει ανεπαρκήςποσότητα οξυγόνου ή χρόνου για πλήρημετατροπή των υδρογονανθράκων και ανθράκων σε CO 2 (πλήρης καύση). Ηπαραγωγή CO, αντί για CO 2, κατά τις καύσεις έχει ως αποτέλεσμα τηναπώλεια των 2/3 της διαθέσιμης θερμικής ενέργειας. Το 90% προέρχεται από φυσικές πηγές και μόνο το 10% απόανθρωπογενείς πηγές, εκτός από τα αυτοκίνητα και άλλες πηγές ατελούςκαύσης των οργανικών ενώσεων και οι φωτιές. Παρόλο το μικρό ποσοστόσυμμετοχής, ο ρύπος αυτός παρουσιάζεται σε τοπικό επίπεδο σε υψηλέςσυγκεντρώσεις. Υψηλές συγκεντρώσεις μπορούν να βρεθούν σε κλειστάμέρη όπως χώροι στάθμευσης, ελλιπώς αεριζόμενες υπόγειες διαβάσεις, ήκατά μήκος των δρόμων σε περιόδους κυκλοφοριακής αιχμής(γεωργόπουλος, 1996). Σύμφωνα με την οδηγία 2000/69/ΕΚ για τη μέγιστη ημερήσια οκτάωρη τιμή η οριακή τιμή είναι 10 mg/m 3 Σημείωση: Για το 2007 δε σημειώθηκε υπέρβαση της οριακής τιμής στην Ελλάδα. Το μονοξείδιο του άνθρακα, βρίσκεται σε υποχώρηση λόγω της εισόδου αυτοκινήτων νέας τεχνολογίας, όμως στη θέση του αναπτύχθηκε το βενζόλιο, γέννημα των καταλυτικών οχημάτων, ειδικά με παραμελημένο ή ληγμένο καταλύτη (Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ, 2007). Επιδράσεις στην ανθρώπινη υγεία. Μειώνει την ικανότητα του αίματος να μεταφέρει οξυγόνο σεβασικούς ιστούς του οργανισμού, επιδρώντας κυρίως στο καρδιοαγγειακόκαι νευρικό σύστημα. Χαμηλές συγκεντρώσεις του επηρεάζουν δυσμενώςάτομα με καρδιακά προβλήματα και μειώνουν τις σωματικές επιδόσειςνεαρών και υγιών ατόμων. Υψηλότερες συγκεντρώσεις προκαλούνσυμπτώματα όπως ζαλάδα, πονοκεφάλους, ερεθισμούς στα μάτια, δυσφορία στο στήθος, πόνος στα αυτιά, ναυτία, κόπωση. Οπότε την επόμενη φορά που θα αισθανθείτε κάποια απ αυτά τα συμπτώματα εξετάστε κι αυτόν τον παράγοντα, ειδικά αν περπατήσατε στην Πατησίων. Συγκεκριμένα, μια έκθεση 8 ή περισσοτέρων ωρών, σε μια συγκέντρωση CO 2, 12 έως 17 mg/m 3, θα προξενήσει στο αίμα, την εμφάνιση της ουσίας καρβοξυαιμοσφαιρίνης ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 54

60 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς στα επίπεδα των 2,0 με 2,2% σε μη καπνιστές. Αυτή ηουσία έχει συνδυαστεί με τηνεμφάνιση κακής υγείας όπως την εκδήλωσηελαττωμένης διακριτικής ικανότητας ανά τακτά χρονικά διαστήματα. Ενώ σεμια έκθεση 8 ή περισσοτέρων ωρών, σε μια συγκέντρωση CO, 35 mg/m 3 θαπροξενήσει την ίδια ουσία σε επίπεδο 5%, για μη καπνιστές. Το πλέονεπικίνδυνο επίπεδο, προκαλεί ελαττωμένη δυνατότητα εκτέλεσης βασικώνψυχοκινητικών τεστ, επιδράσεις στο κεντρικό νευρικό σύστημα κ.λπ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ Η τάξη των ρύπων αυτών, περιλαμβάνει όλες τις ενώσεις που αποτελούνται από άνθρακα και υδρογόνο, εκτός από τα οξείδια του άνθρακα,τα καρβίδια, και τα ανθρακικά άλατα. Οι πιο γνωστές ενώσεις είναι το μεθάνιο, το προπάνιο, το βουτάνιο και το βενζόλιο αλλά υπάρχουν χιλιάδεςάλλες. Δεδομένου ότι, το μεθάνιο ουσιαστικά δε μετέχει στις φωτοχημικές αντιδράσεις, έχει καθιερωθεί ένας διαχωρισμός των υδρογονανθράκων σε 2 κατηγορίες: το μεθάνιο όλους τους υπόλοιπους υδρογονάνθρακες, που ονομάζονται, πτητικές οργανικές ενώσεις (Volatile Organic Compounds, VOCs) Ίσως, πολλοί θα έχουν ακούσει την ονομασία, Πολυκυκλικοί αρωματικοί Υδρογονάνθρακες ενώσεις ή με το σύμβολο ΠΑΥ, που δεν είναιάλλο από ενώσεις που περιέχουν και αυτοί άνθρακα και υδρογόνο. Αποτελούνται από τρεις ή περισσότερους συμπυκνωμένους βενζολικούς δακτυλίους και βρίσκονται κυρίως υπό μορφή ατμών ή σωματιδίων. Ηχαρακτηριστικότερη ένωση της κατηγορίας αυτής είναι το βενζο(α)πυρένιο ενώ άλλοι είναι το πυρένιο, το ανθρακένιο κ.λπ. Περίπου το 85% των υδρογονανθράκων εκπέμπονται από φυσικές πηγές όπως είναι οι πυρκαγιές δασών. Ενώ, η κυριότερη ανθρωπογενής πηγή εκπομπής αποτελεί, βέβαια το αυτοκίνητο, αλλά υπάρχουν κι οι βιομηχανίες,οι κεντρικές θερμάνσεις, η αποτέφρωση των απορριμμάτων και το τσιγάρο που εκπέμπουν. Επίσης, έρευνες έχουν δείξει ότι το τηγάνισμα, το ψήσιμο και το κάπνισμα των τροφών αποτελούν τις κύριες διεργασίες σχηματισμού του βενζοπυρένιου. Η εκπεμπόμενη ποσότητα των Πολυκυκλικών Αρωματικών Υδρογονανθράκων αυξάνεται όταν: Αυξάνεται το αρωματικό περιεχόμενο των καυσίμων. Μειώνεται ο μόλυβδος και το θείο στη βενζίνη. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 55

61 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς Χρησιμοποιούνται πολύ φτωχά και πολύ πλούσια μείγματα αέρα/ καυσίμου. Καθυστερεί η αλλαγή λιπαντικού. Το αυτοκίνητο είναι μεγάλης ηλικίας. Η εκκίνηση του αυτοκινήτου γίνεται πριν ζεσταθεί. Τιμές ορίων. Τα κριτήρια ποιότητας του αέρα για τους υδρογονάνθρακες αφορούν κυρίως τους αέριους και τα προϊόντα οξείδωςής τους, ειδικά τις αλδεϋδες, οι οποίες συνδέονται με τη φωτοχημική ρύπανση. Το βενζόλιο (βρίσκεται στην ατμόσφαιρα σε μορφή ατμών επειδή το σημείο ζέσεώς του είναι χαμηλό), είναι ιδιαίτερα τοξικό και το όριό του, σύμφωνα με την οδηγία 2000/69/ΕΚ, είναι: Πίνακας 2.3 Οριακή τιμή για τους υδρογονάνθρακες βενζόλιο Ενδεικτική οριακή τιμή σε mg/m 3 Προβλεπόμενη οριακή τιμή σε μg/m 3 ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΤΙΜΗ Η τιμή στόχου για το 2012, για το βενζο(α)πυρένιο, σύμφωνα με την κοινοτική οδηγία 107/2004/ΕΚ είναι:1 ng/m 3.Παρακάτω γίνεται μια συνοπτική παρουσίαση τόσο της διαχρονικήςεξέλιξης των τιμών του βενζολίου στην Ελλάδα, όσο και για τοβενζο(α)πυρένιο έχουμε την τιμή μέτρησής του, για το 2004 σε διάφορουςσταθμούς. Πίνακας 2.4 Διαχρονική μεταβολή μέσων ετήσιων τιμών βενζολίου (ωριαίες τιμές, μg/m 3 ) Έτη ΠΑΤΗΣΙΩΝ , , , , , ,4 Για το ρύπο του βενζολίου δε σημειώθηκε υπέρβαση της ενδεικτικής τιμής για το 2007, σε σχέση με την οριακή τιμή σε μg/m 3 για το Όμως, αν δε μειωθούν οι τιμές ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 56

62 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς τότε θα υπάρξει υπέρβαση των ορίων, σεσχέση με την νέα οριακή τιμή σε μg/m 3 που θα ισχύσει από Απότις ενδεικτικές μετρήσεις, προέκυψε ότι και για το ρύπο του βενζο(α)πυρένιου οι τιμές είναι κάτω από την αντίστοιχη τιμή στόχο(1ng/m 3 ), που θα ισχύσει από Επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Η έντονη μεταλλαξιογόνος και σε πολλές περιπτώσεις καρκινογόνοςδράση πολλών απ αυτών των ενώσεων, κυρίως το βενζο(α)πυρένιο καθώς επίσης και το βενζόλιο, έχει τις ευνόητες επιδράσεις στον ανθρώπινοπληθυσμό. Αυτό έχει αποδειχθεί πειραματικά από το Ανάλυσηατμοσφαιρικού αέρα σε αστικές περιοχές έδειξε μια ποικιλία καρκινογόνων και μεταλλαξιογόνων ενώσεων. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας και οοργανισμός Περιβαλλοντικής Προστασίας στην Αμερική θεωρούν πως ο κίνδυνος που προέρχεται από τη χρόνια έκθεση του πληθυσμού σε αυτές τις ενώσεις είναι εξαιρετικά μεγάλος και ως εκ τούτου πρέπει να λαμβάνονται μέτρα εντατικά ώστε να αποφεύγεται η εισαγωγή τους είτε μέσω της διαπνοής είτε μέσω της τροφικής αλυσίδας ΟΞΕΙΔΙΑ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Από τα οξείδια του αζώτου, το μεν μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ) είναιάχρωμο και άοσμο, ενώ το διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ 2 ) είναικαστανοκόκκινο και δριμείας οσμής. Ο χρόνος παραμονής τους στηνατμόσφαιρα είναι για το μονοξείδιο του αζώτου 4 ημέρες και για το διοξείδιοτου αζώτου 3 ημέρες. Από ρυπαντικής άποψη, δύο είναι τα κυρίωςχαρακτηριστικά του διοξειδίου του αζώτου: πρώτον, η μετατροπή του μέσααπό διάφορες χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα, σενιτρικό οξύ, συστατικό που μαζί με το θειικό οξύ περιέχονται στην όξινη βροχή, με τα αναμενόμενα αποτελέσματα, και δεύτερον, το γεγονός ότιαποτελεί έναν από τους φωτοχημικούς ρύπους. Τα οξείδια του αζώτου παράγονται κυρίως από τα αυτοκίνητα, απ τιςκαύσεις των βιομηχανιών ή σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής εξαιτίας του γεγονότος των πολύ υψηλών θερμοκρασιών που αναπτύσσονται και έτσι επιτρέπουν στο οξυγόνο του αέρα να ενωθεί απευθείας με το άζωτο και να σχηματίσει ΝΟ x. Ο ρύπος αυτός μπορεί επίσης, να προέρχεται και από φυσικές πηγές όπως μικροβιακοί οργανισμοί. Τα οξείδια του αζώτου συμβάλουν κατά τόνους ετησίως, μόνο από τις Η.Π.Α. στην ατμοσφαιρική ρύπανση. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 57

63 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς Τιμές ορίων για τα οξείδια του αζώτου. Οι τιμές ορίων για το διοξείδιο του αζώτου, σύμφωνα με την οδηγία1999/30/εκ φαίνονται στον παρακάτω Πίνακα: ΜΕΣΗ ΩΡΙΑΙΑ ΤΙΜΗ ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΤΙΜΗ Πίνακας 2.6: Οριακή τιμή για τα οξείδια του αζώτου Πηγή: Έκθεση 2007, Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ Ενδεικτικές οριακές τιμές Οριακή τιμή Εικόνα 3.1 Ρύποι από αυτοκίνητο Επιδράσεις στην ανθρώπινη υγεία. Η παρουσία των οξειδίων του αζώτου στην ατμόσφαιρα είναισυνδυασμένη με μια μεγάλη ποικιλία αναπνευστικών ασθενειών. Υπάρχουναποδείξεις για σοβαρή συμμετοχή στην εμφάνιση οξείας βρογχίτιδας σενήπια και παιδιά προσχολικής ηλικίας. Τέτοια φαινόμενα έχουν παρατηρηθεί όταν τα επίπεδα ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 58

64 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς των οξειδίων του αζώτου κυμαίνονται σε 24ωρη βάση, από 118 έως 156 μg/m 3 και για μία περίοδο έκθεσης άνω των 6 μηνών ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΘΕΙΟΥ Είναι ένα άχρωμο και άοσμο αέριο αλλά με έντονη ερεθιστική οσμήσε υψηλές συγκεντρώσεις. Ο χρόνος παραμονής του στην ατμόσφαιρα είναι4 ημέρες. Το σημαντικότερο χαρακτηριστικό από ρυπαντικής άποψη είναι,ότι το διοξείδιο του θείου αντιδρά φωτοχημικά και καταλυτικά με το οξυγόνογια να σχηματίσει SO3, το οποίο εμφανίζει δραστικότητα με υδρατμούςσχηματίζοντας θειικό οξύ υπό μορφή μικροσκοπικών σταγόνων, συστατικόπου περιέχεται στην όξινη βροχή. Το διοξείδιο του θείου από μόνο του είναιτο συστατικό που διαβρώνει χρώματα, μέταλλα, ανθρώπινες κατασκευές,αναντικατάστατα αρχαία έργα τέχνης καθώς επίσης, βλάπτει φυτά όπως τοβαμβάκι και το κριθάρι. Έχει επίσης, τοξικές ιδιότητες που εξαρτώνταιάμεσα από το μέγεθος των σωματιδίων αυτής της ομίχλης. Πρωτεύοντα ρόλο στην εκπομπή του διοξειδίου του θείου παίζει ηκαύση του άνθρακα στις μονάδες ηλεκτρικής παραγωγής, οι διεργασίεςκαύσης και διύλισης πετρελαίου και οι μεταλλουργικές βιομηχανίες. Το θείο υπάρχει στον άνθρακα και στο πετρέλαιο, σε ποσότητες 0-6% κ.β. Το επεξεργασμένο πετρέλαιο και η βενζίνη περιέχουν θείο περίπου 0.05% γι αυτό και τα αυτοκίνητα εκπέμπουν διοξείδιο του θείου αλλά συνεισφέρουνσε μικρότερο ποσοστό απ ότι οι βιομηχανίες. Ωστόσο, και από φυσικέςπηγές όπως, ηφαίστεια, θερμές πηγές κτλ. συνεισφέροντας κατά το ½ στην εκπομπή διοξειδίου του θείου. Τιμές ορίων. Οι τιμές ορίων για το διοξείδιο του θείου, σύμφωνα με την οδηγία 1999/30/ΕΚ παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα: Πίνακας 2.8 Οριακή τιμή για το διοξείδιο του θείου Πηγή: Έκθεση 2007, Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ Οριακή τιμή Μέση ωριαία τιμή, να μην υπερβαίνεται περισσότερο από 350μg/μ 3 24 φορές το χρόνο Μέση ημερήσια τιμή, να μην υπερβαίνει περισσότερο από 125 μg/μ 3 3 φορές το χρόνο ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 59

65 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς Στην Αθήνα και στη Θεσσαλονίκη κατά το χειμώνα παρατηρούνται υψηλότερες τιμές διοξειδίου του θείου αφ ενός λόγω της λειτουργίας των καυστήρων κεντρικής θέρμανσης και αφετέρου λόγω της μεγαλύτερης κυκλοφορίας των αυτοκινήτων σε σχέση με το καλοκαίρι. Σε ημερήσια βάση, οι μεγαλύτερες τιμές συναντώνται κατά τις 9 και 10 το πρωί, λόγω αυξημένης κυκλοφοριακής κίνησης αλλά και κατά τις βραδινές ώρες λόγω της λειτουργίας των κεντρικών θερμάνσεων, για το χειμώνα ενώ το καλοκαίρι μόνο τις πρωινές ώρες υψηλές τιμές. Εικόνα 3.2 Μόλυνση από αυτοκίνητα Επιδράσεις στην ανθρώπινη υγεία. Οι επιπτώσεις της ρύπανσης από το διοξείδιο του θείου γίνονται πρώτα αντιληπτές από τα πιο ευαίσθητα άτομα (ηλικιωμένοι, παιδιά, άρρωστοι) στην υγεία τους και γενικεύονται αργότερα στον υπόλοιπο πληθυσμό. Το πιο σημαντικό επεισόδιο στην παγκόσμια ανθρώπινη ιστορία έγινα στο Λονδίνο το 1952 με 4000 θανάτους λόγω της υψηλής συγκέντρωσης διοξειδίου του θείου. Επίσης, έχει την ικανότητα το διοξείδιο του θείου να προκαλεί ερεθισμό των ματιών και να αυξάνεται κατά τρεις με τέσσερις φορές όταν οι συνθήκες ευνοούν το σχηματισμό θειικού οξέος ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ Είναι μικρά τεμάχια ύλης που βρίσκονται σε στερεή ή υγρήκατάσταση στην ατμόσφαιρα, δηλαδή τα σωματίδια είναι ένα μεγάλο εύροςπου καλύπτει όλες τις ουσίεςπου δεν είναι σε αέρια μορφή. Τα αιωρούμενασωματίδια μπορεί να είναι ορατά όπως ο καπνός, η τέφρα, η σκόνη αλλά καιμη ορατά. Παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 60

66 Κεφάλαιο 3 ο Εκπομπές CO 2 μέσων μεταφοράς χημικής σύστασης και μεγέθους ανάλογης της αρχικής τους προέλευσης. Επίσης, συνιστούν πολύ μικρά αιωρούμενα σωματίδια ο αμίαντος και βαριά μέταλλα όπως ο χαλκός, ο μόλυβδος και ψευδάργυρος. Πριν την εμφάνιση των ανθρώπων και των δραστηριοτήτων τους, τα σωματίδια στον αέρα προέρχονταν από φυσικές πηγές. Αυτά είναι όλα τα σωματίδια ύλης που παρασύρονται μέσω του ανέμου από παραλίες και έρημους, χώμα, σωματίδια από ηφαιστειακές και άλλες γεωθερμικές εκρήξεις, από φωτιές στα δάση λόγω κεραυνών ή σωματίδια που σχηματίζονται από τη συμπύκνωση των ατμών νερού. Ενώ με την εμφάνιση του ανθρώπου και των δραστηριοτήτων του, είναι σχεδόν όλες οι βιομηχανικές διαδικασίες, η καύση ξύλου, άνθρακα και πετρελαίου, κάποιες γεωργικές πρακτικές, τα λατομεία, οι οικοδομικές εργασίες και φυσικά σε μικρότερο βαθμό το αυτοκίνητο. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 61

67 Κεφάλαιο4 ο Η ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο Η ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ 4.1 ΣΤΟΧΟΙ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ Η ΕΕ έχει θέσει σα στόχο τη μείωση των αερίων θερμοκηπίου έως το Για το σκοπό αυτό η Ευρωπαϊκή Πολιτική επιβάλλει το 20% να είναι μερίδιο Α.Π.Ε. και εναλλακτικώνκαυσίμων στην τελική κατανάλωση ενέργειας έως το 2020, να επιτευχθεί 20%εξοικονόμηση ενέργειας έως το 2020 και το 10% να είναι μερίδιο Α.Π.Ε. στα καύσιμα μεταφορών έως το2020. Η Κλιματική Αλλαγή σε συνδυασμό με τη Διεθνή Οικονομική Κρίση ωθεί προς τη στροφή σε τεχνολογίες και πρακτικές που εξοικονομούν χρήματα προστατεύοντας ταυτόχρονα το περιβάλλον. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 63

68 Κεφάλαιο4 ο Η ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ Εικόνα 4.1 Ένα αυτοκίνητο που κινείται με τον κινητήρα στις 4000 στροφες/λεπτό εκπέμπει τόσο θόρυβο όσο 32 αυτοκίνητα που κινούνται με την ίδια ταχύτητα αλλά με στροφές/λεπτό 4.2 ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΔΡΑΣΗ Ορισμένες βασικές Ευρωπαϊκές δράσεις για τις μεταφορές είναι: «FuelQualityDirective» που επιτρέπει την προσθήκη σε μεγαλύτερο ποσοστό βιοκαυσίμων με συμβατικά καύσιμα [COM(2007)18] με χρηματοδότηση σχετικών έργων (BEST, BIOGASMAX). Υποστήριξη τεχνολογιών υδρογόνου και κυψελών καυσίμου κάτω από το JointTechnologyInitiative (Regulation EC 521/2008) με χρηματοδότηση Σχετικά έργα είναι το CUTE και το HyFleet:CUTE. Χρηματοδότηση έρευνας για ηλεκτρικά οχήματα και μπαταρίες. Τηλεματική και άλλα παρεμφερή εργαλεία από το «IntelligentTransportSystemsActionPlan» για άμεση ενημέρωση για συνθήκες κυκλοφορίας. Διάχυση γνώσης μεταξύ διαφόρων πόλεων σχετικά με μέτρα για βελτίωση μεταφορών με το πρόγραμμα CIVITAS με συμμετοχή πενήντα εννέα (59) πόλεων και υποστήριξη Πρόγραμμα ERTMS για βελτίωση λειτουργίας σιδηροδρομικών δικτύων μεταξύ γειτονικών χωρών της ΕΕ. Πρόγραμμα SESAR για βελτίωση στις αεροπορικές μεταφορές και μείωση συμφόρησης Το δορυφορικό σύστημα GALILEO θα δημιουργήσει εφαρμογές για βελτίωση ασφάλειας στις μεταφορές, μείωση συμφόρησης και φυσικά μείωση ενέργειας. Οδηγία για «Καθαρά και Ενεργειακά Αποδοτικά Οχήματα». «LabellingDirective» (1999/94/EC) για επίδειξη πληροφοριών κατανάλωσης καυσίμου και εκπομπών CO 2 σε κάθε νέο όχημα. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 64

69 Κεφάλαιο4 ο Η ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ «TyrelabellingDirective»[COM (2008) 316] σχετική με πληροφόρηση κοινού για απόδοση νέων ελαστικών όσον αφορά κατανάλωση καυσίμου, ασφάλεια/πρόσφυση και θόρυβο. Εισηγήσεις για νέα EURO VI. Ενσωμάτωση αεροπορικού κλάδου στο σύστημα εμπορίας εκπομπών. «EurovignetteDirective» (2006/38/EC) η οποία θα συσχετίσει τη χρήση βαρέων οχημάτων με τέλη διοδίων ενώ θα εκτιμηθούν και μέτρα για επιβολή τελών σε διόδια στις πόλεις. Εικόνα 4.2 Αυξημένη κυκλοφοριακή κίνηση Οδηγία για προμήθεια «καθαρών» και ενεργειακά αποδοτικών οχημάτων από τους δημόσιους οργανισμούς (2009/33/EC Εναρμόνιση Δεκέμβριο 2010). Η νέα οδηγία θα θέτει υποχρεωτική διαδικασία αξιολόγησης κατά την προμήθεια νέων οχημάτων όλων των τύπων σύμφωνα με ανάλυση κόστους για το σύνολο του κύκλου ζωής του οχήματος συμπεριλαμβανομένου πλέον και του κόστους των ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 65

70 Κεφάλαιο4 ο Η ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ διάφορων εκπομπών. Η ΕΕ αναμένει με εφαρμογή της οδηγίας, αποφυγή έκλυσης 1,9 εκατομμυρίων τόνων CO 2 ετησίως έως το Κάθε χρόνο οι δημόσιοι οργανισμοί στην ΕΕ-25 αγοράζουν εκατόν δέκα χιλιάδες (110000) αυτοκίνητα, εκατόν δέκα χιλιάδες (110000) ελαφρά οχήματα, τριάντα πέντε χιλιάδες (35000) βαρέα οχήματα και δέκα επτά χιλιάδες (17000) λεωφορεία. Το κόστος των εκπομπών υπολογίζεται με βάση «tank-to-wheel» και όχι «well-to-wheel» οπότε προωθούνται ιδιαιτέρως τα εναλλακτικά καύσιμα και οχήματα (π.χ. ηλεκτρικά) έναντι των συμβατικών. Συνεχίζεται η συζήτηση για το κόστος κάθε ρύπου και του CO 2. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 66

71 Κεφάλαιο5 ο Η ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο Η ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ Στην Ελλάδα το 40% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας προέρχεται από τις μεταφορές ενώ στην Ευρωπαϊκή Ένωση των είκοσι επτά (27) κρατών μελών (ΕΕ-27) το ποσοστό ανέρχεται στο 31%. Η κατανάλωση ενέργειας στις μεταφορές αυξήθηκε κατά ~30% την περίοδο όταν η αντίστοιχη στα κτίρια αυξήθηκε κατά ~10% και στη βιομηχανία μειώθηκε κατά ~18%. Οι εκπομπές CO 2 που προέρχονται από τον κλάδο των μεταφορών αυξήθηκαν στην Ελλάδα κατά 46% μεταξύ ενώ αντίστοιχα οι αυξήσεις σε Γερμανία και Φινλανδία ανέρχονται σε 1% και 8%. Η Ελλάδα είναι μία από τις πιο εξαρτημένες χώρες της ΕΕ-27 όσον αφορά εισαγωγές καυσίμων. Οι εισαγωγές καυσίμων στην Ελλάδα ανέρχονται σε 72% σε σχέση με 54% του συνόλου της ΕΕ-27. Στην Ελλάδα το 2007 αντιστοιχούσαν τετρακόσια είκοσι οκτώ (428) επιβατικά οχήματα ανά χίλιους (1000) κατοίκους έναντι τετρακοσίων εξήντα τεσσάρων της ΕΕ-27 ενώ η αύξηση από το 1990 για την Ελλάδα ήταν 152% και για την ΕΕ-27 είναι 34%. Το ποσοστό χρήσης των μέσων σταθερών τροχιών για επιβατικές μεταφορές ανέρχεται στην Ελλάδα στο 2% ενώ ο μέσος Ευρωπαϊκός όρος είναι 7%. ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 67

72 Κεφάλαιο5 ο Η ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ Σχήμα 5.1 Εξέλιξη επιβατικών και εμπορευματικών μεταφορών σε σχέση με GDP Σχήμα 5.2 Εκπομπές CO 2 ανά τομέα ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΛΑΔΟ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΛΑΛΕΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΕΜ:4138 ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΙΟΣ 68