Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

10912

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
25.11.2023
Размер:
18.17 Mб
Скачать

ВАСИЛЬЕВА О.Ю., старший преподаватель кафедры прикладной информатики и статистики

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия, vasilieva.ox@gmail.com

О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КРИТЕРИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ НОВЫХ СУДОВ

Оптимизации топливной составляющей эксплуатационных расходов в настоящее время придается большое значение. При решении многокри- териальной задачи оптимизации с помощью математических моделей и применением информационных технологий уже на стадии проектирования существует возможность применения неких критериев, позволяющих оце-

нить энергоэффективность новых судов.

 

 

 

 

В целях минимизации выбросов в атмосферу

 

с судов Конвенци-

 

морской организации$

(ИМО)

ей МАРПОЛ под эгидой Международной

 

Ú

 

 

были приняты правила энергоэффективности для судов. Для оценки энер- гетической эффективности каждого нового судна, построенного начиная с 2013 г. предлагается вычислять конструктивный коэффициент энергоэф-

фективности – Energy Efficiency Design Index (EEDI).

 

 

 

 

 

 

 

Структура формулы для вычисления коэффициента имеет следую-

щий вид, г/(т·миль):

Û¼ =

 

Ý Ý

Þ

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

где

Ü

 

 

 

 

 

отß

 

 

ß

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Þ

 

Ý

 

мощность двигателя в 75%

Û à

 

 

 

 

Ý

 

 

 

часовой расход топлива при нагрузке 75%, г/(кВт·ч);

 

дедвейт, т;

содержание

Ú

в топливе;

à

скорость судна, км/ч

[7].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Û

 

 

 

 

 

Анализ EEDI$

проводится уже давно (с 2005 года) и отмечено много

противоречий и недостатков при его использовании для оценки энергоэф- фективности новых судов [4, 5].

Применение этого коэффициента в качестве критерия оптимальности для проектирования судов также сопряжено с некоторыми трудностями.

Во-первых, удельный расход топлива является для ранних стадий проектирования судов характеристикой только главных двигателей (ГД), а не судна. Поэтому присутствие этой величины в критерии оптимизации проектируемого судна является излишним. Даже при сравнении EEDI раз- ных судов значение удельного расхода будет характеристикой ГД и каче- ства согласования гребных винтов и ГД, что в любом случае является во- просом проектирования судов на поздних стадиях и даже в процессе экс- плуатации.

480

Во-вторых, использование EEDI для сравнительного анализа проек- тируемого судна с уже существующими также сопряжено с трудностями, так как данные по удельному часовому расходу топлива комплекса корпус- двигатель-движители могут быть получены либо в результате теплотехни- ческих испытаний, либо через расчёты по нетривиальным алгоритмам. По- этому, как правило, ни первое, ни второе обычно не известны.

В-третьих, экономического смысла EEDI не имеет. В частности, дед- вейт в отличие, например, от грузоподъёмности в экономическом плане не информативен, что не только снижает критериальную ценность EEDI, но и

провоцирует сугубо формальное его использование.

 

 

 

 

В работе [1] в качестве универсального критерия был предложен по-

казатель, имеющий следующий вид, (т·км/ч)/кВт:

 

 

 

Π =

à

,

Ü

(2)

где

 

грузоподъемность судна, т;ÜÝ

скорость судна, км/ч,

Ý

мощ-

ность двигателя, кВт.

 

 

 

Он представляет собой отношение некоторой полезной работы и за- траченной энергии в единицу времени и в той или иной форме встречается в литературе [2, 3, 6]. Можно утверждать, что данный показатель, лишён недостатков EEDI, и может применяться для обоснования новых судов.

Во-первых, результаты оптимизации параметров судов при примене- нии данного показателя и EEDI будутΠ похожи (рисунок 1).

То есть при применении , будет получаться такой же экологиче- ский эффект, как и при применении EEDI.

Во-вторых, из построенныхΠ графических зависимостей также видно, что поведение показателя , в большинстве случаев при изменении глуби- ны пути не меняет относительной оптимальности судна. Это позволяет проводить оптимизацию параметров судов на глубокой воде без учета мелководных участковΠ на конкретных водных путях. То есть при исполь- зовании показателя , многокритериальная задача оптимизации парамет- ров судов значительно упрощается за счет декомпозиции: на первом этапе производится обоснование на основании критерия энергоэффективности безотносительно к условиям эксплуатации, а на втором рассчитывается экономические и эксплуатационные параметры работы проектируемого судна на конкретных водных путях.

481

Рисунок 1 – Зависимость EEDI и Π от глубины пути для разных проектов судов

В-третьих, данный показатель отражает экономические качества проектируемого судна, представляя интерес для судовладельца. Это следу- ет из его согласованности с тайм чартерным эквивалентом (ТЧЭ), кото- рый является универсальным показателем уровня цен локального фрахто- вого рынка и содержит в себе расходы на топливо.

Действительно, рассмотрим равномерное движение судна на участке с одинаковыми условиями плавания, без учёта времени стоянок и расхо- дов, не связанных с расходом топлива на главные двигатели (портовые и

канальные сборы).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для одного участка ТЧЭ имеет вид:

 

 

 

 

 

 

â

 

 

c =

 

 

"

=

 

" Ý

,

 

z

(3)

 

 

c

 

 

 

 

â

ценаcтоплива,

 

где

 

фрахтовая ставка,

руб./т;

 

руб./кг; – расход

 

 

c

 

"

 

 

топлива

, кг; – ходовое время, ч.

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

Используемый в формуле (3) коэффициент

вычисляется следую-

щим образом:

 

 

! =

 

 

 

,

 

 

 

 

 

É

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ã

 

(4)

где

эффективный к.

п.

д.

главныхÝ ä

двигателей;

низшая удельная

 

 

 

 

É ã

 

 

 

ä

 

 

теплотаÝ

сгорания топлива, Дж/кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

482

 

 

 

 

 

Здесь мы пренебрегаем изменением эффективного к. п. д. главных двигателей. Пусть:

 

 

 

 

c =

 

 

,

(5)

 

длина пути, км; – скорость судна, км/ч.

 

где

 

 

 

 

 

 

à

 

 

 

 

Подставим (5) в (3), получим:

 

 

 

 

 

 

 

à

c =

 

 

 

 

 

− â"Ý

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6)

 

Максимизация показателя

Π

 

может осуществляться

либо за счёт

уменьшения

 

или увеличения

, либо за счёт одновременного измене-

ния

указанныхÝвеличин. Очевидно, что ТЧЭ во всех случаях тоже увеличи-

 

Ü

 

 

 

‹à

 

 

 

 

вается.

В случае реального водного пути, состоящего из участков с разными

условиями плавания расход топлива будет вычисляться как сумма расхо- дов по участкам. Однако принципиально поведение второго слагаемого будет тем же самым: при уменьшении эффективной мощности будет уменьшаться и всё слагаемое. Π

Таким образом, введение показателя позволяет наметить контуры методического обоснования параметров новых судов, при котором будут учитываться как эксплуатационно-экономические, так и экологические ка- чества судна.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Звонков В.В. Судовые тяговые расчёты (теория, расчёты, испытания). - М.: Речной транспорт, 1956. - 324 с.

2.Вицинский В. В., Страхов А. П. Основы проектирования судов внутреннего плавания: (Учеб. пособие для студентов кораблестроительных фак. вузов МРФ). – Л.: Судостроение, 1970. – 453 с.

3.Дормидонтов Н. К. Основы проектирования речных судов. Л.-М.: Водный транспорт, 1938.

4.Егоров Г. В. Энергоэффективность Судов Смешанного Плавания Нового Поколения / Г. В. Егоров, Д. В. Колесник // Морской Вестник. – 2012. – 4 (44). – С. 97—103.

5.Пустошный А. В. Energy Efficiency Design Index — новая реаль- ность от IMO // Судостроение. - 2012. – 1. – С. 11—17.

6.Gabrielli G. and von Karman T. What price speed? Specific power required for propulsion of vehicles // Mechanical Engineering, ASME. – Vol. 72.

10 (1950). - Р. 775–781.

7.MEPC 60/4/35. Prevention of Air Pollution from Ships, Mandatory EEDI requirements [Электронный ресурс]: Draft text for adding a new part to MARPOL Annex VI for regulation of the energy efficiency of ships. – URL: http://www.rina.org.uk/hres/mepc%2060_4_35.pdf (дата обращения: 08.04.2019).

483

ВЕРОХИНА Я.В., ВАЛУТИН Д.А, КОСТИНА Н.Н., студенты международного института технологий бизнеса

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия, dima_valutin@mail.ru

ВЛИЯНИЕ IT НА ПРОДВИЖЕНИЕ «ЗЕЛЁНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

Внаши дни основным фактором, давшим новый толчок прогрессу в направлении растущих потребностей человечества, стало распространение цифровых технологий. Но для того, чтобы инновационный продукт орга- нично вписался в многомерное пространство будущего на современном этапе развития общества, на первый план выходит экологическая состав- ляющая любой инновации, то есть инновация, помимо всего прочего, должна быть экологически приемлемой. По оценкам многочисленных экс- пертов экологические технологии, часто называемые «зелёными техноло- гиями», станут лидирующими в развитии мирового хозяйства в XXI веке.

Увеличение оборотов бизнеса, публичность и нарастание влияния бренда ставит такие компании перед определенной ответственностью не только перед своими клиентами, но и экологией. Однако стоит отметить, что показатель воздействия сектора информационно-коммуникационных технологий на окружающую среду является одним из самых низких в структуре мировой экономики примерно 2% общих выбросов углекисло- го газа. Экологический аспект при разработке и реализации цифровых проектов возник еще в 1990-е годы, когда IT-компании стали внедрять «зе- леные» практики закупок из-за необходимости использования высокоток- сичных элементов в оборудовании. Данная практика наиболее характерна

внастоящее время для азиатских стран. Так, например, крупная японская корпорация Panasonic реализует множество проектов в этом направлении.

Самый ее крупный проект умный город устойчивого развития Фуджисава, открывшийся в пригороде Токио в 2014 году. Он примечате- лен тем, что вмещает в себя 1000 домов, которые не выбрасывают CO2. Большая часть электричества, потребляемого городом, в нем же и произ- водится с помощью солнечных панелей или специального оборудования для выработки энергии из природного газа. Кроме солнечных панелей в каждом доме установлен аккумулятор, где накапливается избыток энергии, произведенной в светлое время суток, чтобы использовать ее ночью. Стро- ительство умного города было завершено в 2018 году.

ВСША наиболее активной деятельностью в сфере «зеленой» энерге- тики занимаются такие IT-гиганты, как Google и Apple. Но если техноло- гические компании стараются фокусироваться на местных достижениях, то корпорация Apple продвигает экологические инициативы на другие конти-

484

ненты. В мае 2015 года компания объявила о расширении своей деятельно- сти в сфере возобновляемой энергетики и защиты окружающей среды в Китае, где производится большая часть продукции корпорации. Компания планирует создать в Китае с помощью цифровых технологий систему управления промышленного использования более 400 000 гектаров лесов, которые обеспечат необходимый объем волокна для производства целлю- лозы, бумаги и продуктов из древесины. К числу известных экологических проектов Apple относится также проект стопроцентного обеспечения воз- обновляемой энергией всех офисов кампании, дата-центров и розничных магазинов на территории США, который был завершен к концу 2014 года.

Важной частью «зеленых технологий» является альтернативная энергетика. В первую очередь, это солнечная энергия. Один из заметных европейских проектов в этой области мост Блэкфрайарз в Лондоне. Крупнейший в мире мост с «солнечной» крышей открылся в начале 2014 года. Ежегодно он может генерировать до 900 000 киловатт-часов энергии. Благодаря этому планируется обеспечить 50 процентов от годовой потреб- ности вокзала в электричестве, а также сократить выбросы СО2 на 563 тонны в год. Другой известный проект швейцарский Solar Impulse 2, пер- вый в мире пилотируемый самолет на солнечных батареях, который в мар- те 2015 года отправился из Абу-Даби в кругосветное путешествие, при- званное продемонстрировать возможности альтернативной энергетики. Другим приверженцем альтернативной энергии является известный пред- приниматель Илон Маск и компания Tesla Motors. Вклад в продвижение «зеленых» технологий представлен аккумуляторной системой Tesla Energy, состоящую из «домашней» Powerwall и «промышленной», более мощной Powerpack. Powerwall предназначен для домашнего использования и питается от солнечных батарей или обычной электросети, позволяя сде- лать дом полностью автономным в плане энергоснабжения при отключе- нии электричества.

К сожалению в России внедрение «зеленых технологий» пока не очень востребовано: страна обладает богатыми природными ресурсами, и необходимость в таких проектах может быть не столь остра.

Вместе с тем, бизнес-центр Ducat Place III , Завод SKF (Тверская об- ласть), бизнес-центр «Японский дом» в Москве и ряд других зданий по- строены по стандартам экологического строительства. Самым масштаб- ным проектом стала часть объектов Олимпийского парка в Сочи. Это поз- воляет сделать вывод, что в России отдельные экологические инициативы пользуются спросом и хорошо продвигаются. Например, внедрение систе- мы замены обычных ламп накаливания на энергосберегающие лампы по- началу шло довольно медленно. Сейчас энергосберегающие лампы ис- пользуются по всей России. На наш взгляд, в России «зеленые технологии» будут набирать оборот с каждым годом, несмотря на лидерство в области нефтегазовых ресурсов.

485

Развитие «зеленых технологий» сталкивается с определенными сложностями в России. Основная проблема, которую испытывают разра- ботчики «зеленых технологий» – отсутствие необходимого разнообразия конкретных проектов, метрик, которые показывали бы реальные плюсы применения технологий бережливого использования ресурсов. Другая причина территориальные, географические и климатические особенно- сти, которые приводят к отсутствию ветровых потоков необходимой мощ- ности на всей центральной части страны, где сосредоточены все самые крупные IT-компании и основные потребители альтернативной энергии. Солнечная активность так же не такая высокая и не пригодна для развития комплексов солнечной энергетики. Поэтому развитие «зеленых техноло- гий» пока считается коммерчески нецелесообразным.

К активному развертыванию «зеленой» деятельности должно под- ключиться государство. Сокращение выбросов углекислого газа глобаль- ный вопрос. Если такие инициативы получат государственную поддержку, то это может создать определенные возможности для бизнеса. В качестве примера можно привести программу популяризации электрокаров Tesla в Швеции: при покупке «экологического» автомобиля владелец может бес- платно заряжать его на протяжении всей жизни за это платит государ- ство. В Германии при установке солнечных панелей и батарей государство субсидирует часть стоимости оборудования. Это помогает снизить стои- мость применения «зеленых технологий» в быту обычных людей. Данный опыт мог бы быть полезен в ряде районов нашей страны, которые не испы- тывают вышеуказанных затруднений в применении «зеленых технологий».

Несомненную помощь в продвижении вышеперечисленных экологи- ческих инициатив могут оказать информационные технологии. Речь идет не только о создании сайтов в сети Интернет, которые бы служили источ- ником информации для всех заинтересованных сторон, но и об организа- ции интернет-сообществ и продвижении экологических инициатив в соци- альных сетях. Это особенно актуально в свете того, что наиболее подвер- жено влиянию социальных сетей молодое поколение, оно же наиболее инициативно и активно, и ему предстоит в будущем заложить основу эко- логической культуры для последующих поколений.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Зеленая экономика Стратегическое направление устойчивого развития регионов [Электронный ресурс] / ред. И.Ш. ОрловаМ., 2018. –

Режим доступа: http://ural-rospromeco.com/f/forum_21_12_2018_tsvet.pdf

2.Научная электронная библиотека «Киберленинка» [Электронный ресурс] / ред. Л.А. Куратова М., 2018. – Режим доступа:

486

https://cyberleninka.ru/article/n/vozdeystvie-informatsionno- kommunikatsionnyh-tehnologiy-na-zelenyy-rost

3. Современные наукоемкие технологии // Вып. 7.– М., 2018. – 67 с.

ГЛАЗУНОВА Т.М., МИКАЕЛЯН А.О., МУСИНА В.В., САЗАНОВА Е.А., студенты международного института технологий бизнеса

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия. varvara.forworking@mail.ru

ВЕБ-ПОДДЕРЖКА ИНФОРМИРОВАНИЯ ГРАЖДАН В СФЕРЕ РАЗДЕЛЬНОГО СБОРА ОТХОДОВ

Проблема сортировки отходов в России, в частности в Нижнем Нов- городе, и возможное ее решение являются особенно актуальными в насто- ящий момент. Текущая проблема заключается в том, что на сегодняшний день, пригороды наших городов утопают в свалках. Ежегодно, люди вы- брасывают тонны мусора, покрывая поверхность земли свалками. Собрав весь этот мусор в кучу, получилась бы пирамида, высотой около трех ки- лометров, что в двадцать раз превышала бы пирамиду Хеопса. Многие страны прекрасно сознают масштаб этой проблемы и ставят в приоритет ее решение, принимая необходимые меры. На данный момент страны Во- сточной Европы, в частности Швейцария и Нидерланды, добились практи- чески полного устранения свалок: больше половины мусора сжигается, еще примерно половину мусора перерабатываются, и только один процент отходов закапывается в землю [1].

По данным РИА «Новости», в России же ситуация обстоит крайне нелицеприятным образом: закапывается примерно 91% мусора. И несмот- ря на то, что в нашей стране существует множество мусороперерабатыва- ющих заводов, их производственные мощности используются примерно в восемь раз меньше, чем это возможно. Перерабатывается на сегодняшний день только лишь 1-4% отходов, но заводы способны перерабатывать до

30% [2].

Суть проблемы обстоит в том, что 97% россиян вообще не сортиру- ют мусор, тем самым отправляя прямиком на свалки потенциальное втор- сырьё. Данное явление объясняется рядом причин [3].

Было выявлено несколько причин сложившейся проблемы: почему в России люди не сортируют мусор?

Первая причина. Одна из главных причин неосведомлённость. В отличие от Европейцев, изучающих основные правила и принципы сорти-

487

ровки отходов ещё со школы, россияне не знают о том, как правильно это делать. В том числе и о том, как происходит сам процесс переработки му- сора на заводах во вторсырьё и где оно может быть использовано в даль- нейшем. Выбрасывая мусор, россияне, как правило, даже не задумываются ни о составе отходов, ни о том сколько лет они могут разлагаться.

Вторая причина. Тем не менее, существует огромное число россиян, которые всё же готовы сортировать отходы, однако не знают куда именно их сдавать. В нашем городе ничтожно мало пунктов прима вторичного сы- рья. Большинство из них находится далеко от центра и их затруднительно найти через интернет, где информация не всегда является актуальной. Су- ществуют различные интернет-сервисы и ресурсы, которые рассказывают о тех или иных пунктах приема, такие, как 2ГИС или группы активистов ВКонтакте. Но они очень редко используются, поскольку, во-первых, не популярны, а во-вторых, они как правило содержат разрозненную, неодно- значную и ненадежную информацию, которую пользователи вынуждены проверять самостоятельно и по факту. Все эти сервисы работают незави- симо, а потому нет единства данных.

Третья причина. Отсутствие мотивации. 14 апреля 2019 года, на ка- занском шоссе впервые открылся пункт, принимающий несколько типов отходов в одном месте на платной основе [4]. Однако, цена не высока. За одну пластиковую бутылку дают около сорока копеек; в то время, как в Европе, мы могли бы заработать двадцать пять центов (двадцать рублей по сегодняшнему курсу).

Четвертая причина. Не соблюдаются правила сортировки. В городе много мусорных баков для раздельного сбора отходов, но чаще всего сбра- сываемый туда мусор не всегда действительно сортируется так, как это необходимо. То есть, баки существуют чисто формально.

Пятая причина. И последняя, главная проблема, которая значительно затрудняет вообще организацию сортировки мусора и раздельного сбора отходов в России. Во всех странах, преуспевающих в переработки отходов и использовании их в качестве вторсырья, инициатива исходила от госу- дарства. В России же, это исключительно частные лица. Данные коммер- ческие проекты не стабильны без поддержки государства. Так, например, по данным Россия 1, мощность площадок компании, открывшей новый пункт приёма (упомянутый выше), способна перерабатывать до шести ты- сяч тонн ежемесячно. Однако, сегодня она использует меньше половины своей мощности [4], что может привести к закрытию завода из-за нерента- бельности, как это происходило с его предшественниками. Кроме того, правила сортировки, места сортировки, пункты приёма и прочая регламен- тация данных процессов не закреплена законодательно. Следовательно, в данной отрасли, на сегодняшний день отсутствует спрос, а мотивация сда- ющих, в качестве денежного вознаграждения, весьма затратная для пред- принимателей. Без специальных государственных программ грамотная и

488

экологически безопасная утилизация отходов в нужном объёме практиче- ски не возможна.

Однако, существуют пути решения данной проблемы, основанные на популяризации сферы среди граждан. Развитие привычки раздельного сбо- ра мусора среди народа сделает возможным закрепление соответствующих правил в России на законодательном уровне.

Рассмотрим возможные пути решения данной проблемы.

Создание удобного мобильного приложения, хранящего в себе ин- формацию о пунктах приёма, основных правилах сортировки, а также о проведениях акций в городе, связанных с утилизацией.

Сервис «Recycle Map» может решить многие из перечисленных про- блем. Данный информационный сервис является одним из проектов Грин-

пис [5].

Первое и основное преимущество этого сервиса в том, что он содер- жит карту, на которой отмечены все существующие пункты приема и раз- дельные мусорные баки. Так же можно самостоятельно добавить новые пункты приёма, если проверено, что они действительно реальные. Соот- ветственно, вторая проблема, о которой говорилось раннее (неосведомлён- ность о местах нахождения пунктов) решается таким образом. Карта по- нятно и доступно показывает все пункты приёма, которые были зареги- стрированы в Нижнем Новгороде, то есть те, которые нашли и нанесли на карту волонтеры данного проекта.

Сервис позволяет сортировать пункты приёма по типу отходов, отображая на карте, например, только пункты приёма бумаги, по соответ- ствующему запросу. Кроме того, цветовая гамма выполнена согласно меж- дународным стандартам соответствия типа отхода и присвоенного ему цвета. Пользователи сервиса визуально привыкают к данным стандартам, непроизвольно запоминая их, устраняя главный вопрос: «В какой мусор- ный бак и что нужно положить?».

Так же есть возможность оставить комментарий к определённому объекту, если замечено нарушение или же некорректность информации. Планируется добавить общий чат, в котором можно вести диалоги с дру- гими активными в этом отношении людьми.

Однако, у данного сервиса есть ряд недостатков. Во-первых, на сего- дняшний день он существует только в формате веб-сайта, что не значи- тельно, но всё же усложняет использование его на смартфонах. Во-вторых, сервис не является общеизвестным, в частности в Нижнем Новгороде.

На улицах нашего города появляется всё больше пунктов приёма вторичного сырья. Многие люди начали больше задумываться о вреде вы- брасываемых нами отходов и возможностях решения данной проблемы. Однако, процесс использования отходов в качестве вторсырья в России по- прежнему затруднён по ряду причин. Многие, из которых позволяет ре- шить популяризация и развитие сервиса «Recycle Map».

489

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]