Исследования экономической целесообразности использования сжатого природного газа на городских автобусах тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Исследования экономической целесообразности использования сжатого природного газа на городских автобусах"

РГ6 O/i

/ ] Mtn ¿uuü

Министерство образования Российской Федерации Государственный университет управления

£ /

На правах рукописи

Сереженкин Андрей Алексеевич

ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЖАТОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА НА ГОРОДСКИХ АВТОБУСАХ

Специальность 08.00.05 - экономика и управление народным хозяйством (транспорт)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Москва -1999

Работа выполнена на кафедре «Управление на транспорте» Государственного университета управления

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Опарин И.М.

Официальные оппоненты: доктор экономических наук,

профессор Савченко-Бельский К. А.

кандидат экономических наук, доцент Бачурин А. А.

Ведущая организация:

Государственный научный центр РФ по автомобильной технике. Центральный научно-исследовательский ордена Трудового Красного Знамени автомобильный автомоторный институт (ГНЦ НАМИ)

Защита состоится 25 октября 1999 г. в 14- на заседании диссертационного совета Д 053.21.04 при Государственном университете управления по адресу: 109542, Москва, Рязанский пр., д. 99, зал Ученого Совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан сентября 1999 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 053.21.04_

доктор экономических наук, доцент Федина Т.В.

и с и^ШЬО^.^О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Современное развитие автомобильного транспорта неразрывно связано с решением вопросов снижения потребления топлива и уменьшения выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобильных двигателей.

Истощение запасов нефти, удорожание ее добычи и транспортировки требует изыскания путей обеспечения потребностей страны в моторном топливе на ближайшую перспективу. Опережающий рост автомобильного парка России, по сравнению с производством светлых нефтепродуктов, приведет к существенному дефициту традиционных видов моторных топлив и необходимостью их импорта для внутреннего потребления.

Сложившаяся напряженная экологическая обстановка в крупных городах требует принятия кардинальных мер по ее оздоровлению. Основным источником загрязнения воздушного бассейна городов является автомобильный транспорт, вредные выбросы которого в значительной степени зависят от качества применяемых топлив.

Возрастающий дефицит топлив и ухудшение состояния окружающей среды требует поиска альтернативных источников энергии, способных заместить продукты нефтепереработки.

В настоящее время и на ближайшую перспективу наиболее предпочтительным альтернативным источником энергии является сжатый природный газ.

Оценка целесообразности замены нефтепродуктов на газовое топливо должна проводиться на основе расчетов, учитывающих экономические и экологические аспекты использования природного газа в конкретных условиях эксплуатации автотранспортных средств.

Актуальность работы заключается в необходимости проведения оценки экономической целесообразности использования природного газа на различных типах автотранспортных средств.

Целью работы являются исследования и выработка методики определения экономической эффективности использования сжатого природного газа, в качестве топлива для газодизельных автобусов, а также автобусов, оборудованных газовым двигателем с искровым зажиганием, и внесение рекомендаций по стимулированию его применения.

Теоретической и методической основой работы послужили исследования российских и иностранных ученых в области использования традиционных и альтернативных топлив на автомобильном транспорте, а

также вопросам, связанным с экономическими оценками ущерба, наносимого окружающей среде выбросами загрязняющих веществ.

Научная новизна работы заключается:

• в уточнении методик определения экономической эффективности использования альтернативных топлив на транспорте;

• в обосновании приоритетности использования на городских автобусах газовых двигателей с искровым зажиганием по сравнению с газодизелями.

• в обосновании целесообразности первоочередного перевода на газовое топливо городских автобусов, как наиболее энергоемких транспортных средств, работающих в густонаселенных зонах.

Практическая ценность работы состоит в получении инструмента для комплексного определения экономического эффекта от применения альтернативного топлива на транспорте, получаемого как от изменения затрат при его эксплуатации, так и от снижения его антропогенного воздействия на окружающую среду. Результаты работы могут быть использованы органами исполнительной власти городов при принятии решений об использовании сжатого природного газа в качестве топлива на автомобильном транспорте.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы в Научно-исследовательском центре по испытаниям и доводке автомототехники (НИЦИАМТ) (г. Дмитров) при выборе направления и объектов исследований по применению природного газа в качестве моторного топлива на автомобильном транспорте. Теоретические и методические результаты исследований внедрены в учебный процесс Государственного Университета Управления (ГУУ).

Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на научных конференциях в ГУУ, МАДИ, НИЦИАМТ, на заседаниях кафедры «Управление на транспорте» ГУУ.

Публикации. По тематике диссертации выполнен грант Госкомвуза РФ, опубликованы статья в журнале «Автомобильная промышленность» и восемь статей в сборниках научных трудов ГУУ, МАДИ, НИЦИАМТ общим объемом 2,2 п.л.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии и приложений. Объем диссертации составляет 162 стр. машинописного текста, содержит 30 таблиц. В конце работы дан список использованной литературы, включающий 150 наименований (из них 146 - на русском и 4 - на иностранных языках).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается выбор темы, ее актуальность, формулируются цели и задачи исследования, определяется новизна, теоретическая и практическая значимость работы.

В первой главе рассматриваются вопросы применения различных видов топлива на автомобильном транспорте.

Показано, что объемы добычи нефти и производства топлив нефтяного происхождения постоянно снижаются. Стоимость добычи и переработки нефти увеличивается, большая часть оборудования для ее добычи и транспортировки выработала свой ресурс, изношена и требует замены. Отечественная нефтеперерабатывающая промышленность по глубине переработки нефти существенно отстает от ведущих мировых производителей нефтепродуктов.

В настоящее время происходит быстрый рост общего количества автомобилей. Причем увеличение парка легковых автомобилей в ближайшие пять лет предполагается в полтора и более раза. Это потребует изыскания дополнительных объемов нефтяного топлива.

Такая ситуация позволяет прогнозировать в ближайшем будущем возникновение дефицита жидких моторных топлив нефтяного происхождения.

Сложившаяся обстановка требует применения альтернативных источников энергии. В главе рассмотрены следующие основные виды энергии, используемые в настоящее время и прогнозируемые к использованию в перспективе на автомобильном транспорте.

Сжиженный пропано-бутановый газ, потребительские качества которого позволяют эффективно использовать его в качестве топлива на транспорте, однако ресурсы этого топлива ограничены.

Водород, являясь экологически чистым и возобновляемым источником энергии, не может быть широко использован до решения вопросов его хранения и получения на автомобиле.

Метанол является одним из перспективных видов альтернативных топлив. Однако для его широкого применения необходимо решение ряда технических проблем, одной из которых является обеспечение его безопасного использования в связи с его высокой токсичностью.

Биологические виды топлива в условиях России могут в будущем использоваться в качестве добавок к традиционным топливам. Их применение, в существенной мере, будет зависеть от масштабов производства и себестоимости, по сравнению с другими видами топлив.

Применение электроэнергии является прогрессивным направлением развития конструкций автомобилей, однако, отсутствие надежных и долговечных источников тока не позволяет рассматривать данный вид энергии в качестве равноценной замены традиционных видов топлив. Поэтому электромобили в настоящее время находят ограниченное использование.

Из известных альтернативных видов источников энергии для автомобильного транспорта в настоящее время наибольший интерес представляет природный газ, запасы которого достаточны для обеспечения потребностей в топливе различных потребителей, в том числе, и автомобильного транспорта.

Использование сжиженного природного газа на транспорте требует значительных инвестиций, которые при существующем экономическом состоянии не могут быть осуществлены в ближайшей перспективе.

В главе показано, что для России, обладающей значительными ресурсами природного газа, наиболее целесообразным является применение сжатого природного газа в качестве топлива на транспорте. Это связано с тем, что для использования этого вида топлива не требуется его существенной переработки, уже создана сеть газозаправочных станций, накоплен большой опыт использования этого топлива в нашей стране.

В главе рассмотрены вопросы влияния различных загрязняющих веществ и шума на окружающую среду и человека. Превышение предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ приводит к ухудшению деятельности отдельных органов и систем организма, снижению продолжительности и качества жизни населения.

В настоящее время доля выбросов отдельных видов загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобилей существенно преобладает над выбросами стационарными источниками. Для Москвы эта доля составляет 87%. Таким образом, улучшение экологической обстановки в городе за счет снижения выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом является важнейшей задачей.

Улучшение экологических показателей автомобильных двигателей в настоящее время ведется по трем основным направлениям. Первое - это совершенствование рабочего процесса двигателей. Второе - улучшение качества применяемых топлив. Третье - обезвреживание отработавших газов в выпускной системе двигателей.

Ужесточение требований к выбросам вредных веществ с отработавшими газами автомобильных двигателей вынуждают производителей автомобильной техники активизировать работы по первому

и третьему направлениям, а изготовителей жидких топлив - по второму направлению.

Создание производства высокотехнологичной конструкции двигателя, обладающего, высокими энергетическими и экологическими свойствами, существенно удорожает конструкцию автомобиля.

Высоких затрат требует модернизация производств жидких топлив, обеспечивающая улучшение их экологических характеристик, и как следствие повышающая их цены.

Суммарные затраты на внедрение технологий, обеспечивающих достижение заданных параметров по экологии, при использовании сжатого природного газа ниже по сравнению с топливами нефтяного происхождения. Газовое топливо не содержит вредных примесей и не требует дорогостоящей обработки.

Высокие экологические свойства природного газа, его значительные запасы позволяют сделать вывод о том, что применение природного газа на транспортных средствах в настоящее время является наиболее реальным направлением по замещению жидких моторных топлив и уменьшению выбросов вредных веществ с отработавшими газами автомобилей и снижению уровня шума.

Вторая глава посвящена рассмотрению вопросов перевозки пассажиров городским общественным транспортом, техническим и организационным аспектам организации автобусных перевозок.

Несмотря на развитие транспорта индивидуального пользования, общественный транспорт не утратил своей значимости. Причиной является невысокий платежеспособный спрос населения, а также проблемы, возникающие у владельцев индивидуального транспорта при его использовании в крупных городах, связанные с недостаточной пропускной способностью улиц и дорог, необеспеченностью местами для парковки и т.п.

В Москве около 65% от общего количества пассажироперевозок, выполняемых наземным общественным транспортом, производится городскими автобусами.

Основная часть пассажирской работы выполняется большими и особо большими автобусами. Учитывая, что эти автобусы, в основном, оборудуются дизельными двигателями, целью исследования явилось определение целесообразности использования газового двигателя при его конвертации из дизельного.

В России организация пассажирских перевозок городским общественным транспортом (за исключением таксомоторов) проводится, как правило, местными органами исполнительной власти с привлечением средств бюджетов территорий. Это позволяет более эффективно и

централизованно осуществлять перевод городского автобусного парка для работы на сжатом природном газе.

При прогнозировании развития подвижности населения в России предполагалось, что существует некая линейная зависимость между изменением валового внутреннего продукта и подвижностью населения. В соответствии с прогнозом социально-экономического развития Российской федерации, выполненного Министерством экономики России автомобильный транспорт в среднесрочной перспективе останется доминирующим, и его доля в общем пассажирообороте составит 58%.

Невысокий платежеспособный спрос населения негативно скажется на увеличении количества потенциальных владельцев легковых автомобилей индивидуального пользования. Следует ожидать, что перевозки общественным транспортом и в дальнейшем будут превалировать над перевозками легковыми автомобилями. В объеме пассажирооборота автомобильного транспорта доля автобусных перевозок останется значительной и составит примерно 50%.

Городские автобусные перевозки осуществляются в общем потоке транспорта. Движение автобуса по городскому маршруту характеризуется частыми разгонами, торможениями, остановками. Большую часть времени двигатель автобуса работает на неустановившихся режимах.

Автобусные маршруты проходят, как правило, по густонаселенным территориям, специфика режимов движения автобуса предполагает значительные расходы топлива и выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Поэтому для этой категории транспортных средств, применение двигателей с низкими уровнями выбросов вредных веществ с отработавшими газами является наиболее актуальной задачей.

В третьей главе проведен анализ опыта использования природного газа в качестве моторного топлива в различных странах. Зарубежные страны, не обладающие гарантированными запасами нефти на будущее, реализуют программы по использованию альтернативных источников энергии.

Расширение использования природного газа на транспорте реализуется как административными мерами, такими как ужесточение стандартов по выбросам автомобилей, установлением минимальных уровней закупки газобаллонных автомобилей и штрафными санкциями за их несоблюдение. Так и мерами экономического стимулирования, выражающимися в поддержании цены на природный газ в 2-3 раза более низкой, чем на нефтяные топлива, и выделением ссуд и субсидий паркам и частным лицам, осуществляющим закупку автомобилей, работающих на природном газе.

Это позволило в настоящее время мировому парку газобаллонных автомобилей превысить уровень в 1 млн. шт. Наибольшее распространение на транспорте сжатый природный газ получил в Аргентине, Италии и Новой Зеландии. Быстрыми темпами идет развитие в США, Японии, странах Западной Европы.

Зарубежный опыт позволяет с уверенностью говорить, что широкое использование природного газа на транспорте возможно только при проведении государственной политики, стимулирующей использование газобаллонной техники.

В нашей стране применение природного газа на транспорте прошло несколько этапов. Наиболее значительным можно считать широкомасштабную программу развития газобаллонных автомобилей, принятую Правительством СССР. В соответствии с этой программой предполагалось к 1990 году довести парк газобаллонных автомобилей до 1 млн. шт. В полной мере реализовать эту программу не удалось, а парк газобаллонных автомобилей достиг 315 тыс. шт.

С 1990 года произошло снижение объемов перевозок и, как следствие, снижение потребления жидких моторных топлив. Отсутствие дефицита в нефтяных топливах привело к резкому сокращению парка газобаллонных автомобилей. А с 1993 года их выпуск был практически прекращен.

Правительствами России и Москвы в целях создания парка газобаллонных автомобилей и улучшения экологической обстановки были приняты постановления, направленные, в частности, на использование сжатого природного газа в качестве топлива на автомобильном транспорте.

Так, правительством г. Москвы были приняты постановления, определяющие рост парка газобаллонных автобусов, как за счет переоборудования находящихся в эксплуатации, так и закупки новых газобаллонных автобусов. Однако выполнение этих постановлений осуществляется не в полной мере.

В главе рассмотрены вопросы обеспечения автомобилей газовым оборудованием и баллонами для хранения сжатого природного газа. Отмечено, что производственные мощности по выпуску газового оборудования в России остаются значительными и позволяют осуществлять их производство в объеме до 250 тыс. комплектов в год.

Серьезным недостатком в использовании сжатого природного газа на транспорте до недавнего времени являлся значительный вес газовых баллонов, что приводило к снижению грузоподъемности на двадцать и более процентов. В настоящее время эта проблема частично решена путем применения более легких газовых баллонов.

Отечественной промышленностью разработаны и выпускаются современные модели газовых баллонов с использованием композитных материалов, которые по своим весовым показателям существенно превосходят баллоны из низколегированной стали. Их использование позволяет существенно снизить вес газового оборудования.

В главе рассмотрены вопросы пожарной безопасности газобаллонных автомобилей. Отмечено, что взрывопожарная безопасность газобаллонных автомобилей не ниже, чем у транспортных средств, использующих традиционные топлива.

Созданная в России сеть газонаполнительных станций позволяет обеспечить эксплуатацию около 100 тыс. автомобилей, при этом может быть замещено природным газом 1,7 млн. т нефтяного топлива в год.

Однако из-за ограниченного парка газобаллонных автомобилей загруженность газонаполнительных станций составляет 3-5%, что обуславливает их убыточность.

В четвертой главе проведены исследования экономической целесообразности использования сжатого природного газа в качестве топлива для городских автобусов общественного пользования.

Пассажирский транспорт общего пользования в большинстве городов России находится в ведении муниципальных органов власти и решения по его развитию, в том числе и использованию подвижного состава, работающего на альтернативных видах топлива, принимаются администрациями городов и должны основываться на всестороннем изучении экономических и экологических последствий таких решений.

Для объективной оценки целесообразности перевода автомобильного транспорта на газовое топливо необходима разработка методики определения экономического эффекта от замены жидкого топлива природным газом. Методика должна учитывать изменения основных видов затрат на эксплуатацию автомобильной техники и стоимостного выражения ущерба от уменьшения экологической нагрузки на окружающую среду и человека при переходе на другой вид топлива.

Для определения комплексной экономической эффективности использования на автомобильном транспорте альтернативных видов топлива используется «Методика сравнительной оценки эффективности применения различных методов снижения токсичности ДВС», разработанная проф. Звоновым В. А.

В основу этой методики положено аналитическое выражение, которое отражает изменение затрат на топливо и стоимость двигателя, происходящее при применении другого вида топлива. По нашему мнению, в случае определении экономического эффекта от использования природного газа на

транспортных средствах целесообразно введение дополнительных параметров, позволяющих более полно учесть изменяющиеся условия эксплуатации. С их учетом определение экономического эффекта предлагается осуществлять с помощью следующего выражения:

Э=<Р1-С2ЦР- Е Сдот!^-$(ого^нг(о{-с$чПгапг+г {№1^ФМщ-Ш2) / = 1

где:

С - цена автомобиля, руб.;

Р - срок службы автомобиля, лет;

Сдоп. 1 - стоимость дополнительного оборудования, устанавливаемого на автомобиль (системы нейтрализации, электронные блоки управления, сажевые и иные фильтры и т.д.), руб.;

Р1 - срок службы дополнительного оборудования, лет;

X - стоимость ремонтного воздействия руб./чел.ч.;

Б - годовой пробег автомобиля, тыс. км;

О - удельная оперативная трудоемкость технического обслуживания, чел.ч/1000 км;

1т - цена нефтяного топлива, руб./л;

Ст - годовой расход нефтяного топлива, л/год;

1пг - цена сжатого природного газа, руб./м3;

О1" - годовой расход природного газа, м3/год;

у - константа, переводящая условную оценку выбросов в денежную, руб./усл.т;

М - приведенная годовая масса выбросов вредных веществ, усл.т/год;

Р - константа, переводящая условную оценку шумового воздействия в денежную, руб./усл.дБА;

Ш - приведенная годовая шумовая нагрузка, усл.дБА/год;

Индексы 1 и 2 относятся к параметрам до и после модернизации автомобиля.

В этом выражении первые пять слагаемых непосредственно влияют на себестоимость перевозок, а последние два на изменение экологической нагрузки автомобиля на окружающую среду и человека.

Определение слагаемых, непосредственно влияющих на себестоимость перевозок, не представляет большой сложности и определяются в соответствии с технико-экономическими показателями автомобиля. Определение изменения экологических показателей представляет более сложную и неопределенную задачу.

Для решения этой задачи были использованы методики определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий. Для укрупненной оценки использовалась «Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды» (далее Временная методика). Влияние различных факторов более подробно определено в «Типовой методике определения экономической эффективности и экономического стимулирования осуществления природоохранных мероприятий и экономической оценки ущерба от загрязнения окружающей среды» (далее Типовая методика).

За основу в обеих методиках положен принцип приведения всех загрязняющих веществ к монозагрязнителю. При этом все выбрасываемые загрязняющие вещества приводятся к одному путем домножения их на коэффициенты приведения. Общая формула для укрупненной оценки имеет вид:

У = у -а • /-М

где:

У - оценка ущерба;

у - нормативная константа, переводящая условную оценку выброса в денежную, руб./усл.т;

ст - показатель опасности загрязнения атмосферы над различными территориями (для жилых районов городов с преимущественно высотной застройкой, включая улицы, магистрали и парки, а=4);

Г - поправка учитывающая характер рассеяния примеси в атмосфере (для автотранспорта 1=10);

М - годовая приведенная масса выбросов вредных веществ, усл.т./год. Для определения годового приведенного выброса нами предложена следующая формула:

м =г-ы-т

где:

V - удельная приведенная масса выброса, определяемая по 13-ти ступенчатому циклу, услх/(кВтч);

N - усредненная мощность двигателя, определяемая по 13-ти ступенчатому циклу, кВт;

Т - время работы двигателя в год, час.

При этом удельная приведенная масса выбросов определяется по формуле:

у = ¿ А,т,

i-i

где:

ra¡ - удельная масса выброса i-ro компонента с отработавшими газами, г/(кВт-ч);

A¡ - показатель относительной агрессивности примеси i-ro вида, усл.г/г; к - общее число примесей, выбрасываемых автомобилем в атмосферу.

Однако определение экономической эффективности по данной методике является крайне приблизительным. Более точная оценка, по нашему мнению, будет при определении по Типовой методике. В соответствии с ней общее выражение для определения приведенной годовой массы выбросов имеет вид:

G = [ЛГ -М1" + 20-Ф-М^ ■ (2 ■ Sa + +100 • + 200 • sj]

где:

f - интегральный фактор загрязнения в зоне активного заражения (далее ЗоАЗ) от данного источника;

N - среднее количество людей внутри ЗоАЗ;

Ф - оценочная (или балансовая) стоимость всех основных фондов промышленности, коммунального и сельского хозяйства, а также личной собственности граждан внутри ЗоАЗ;

М®- приведенный выброс для i-ro вида реципиентов; S - площадь ЗоАЗ;

Sex, Ята, Spoc, Soxp - площади c/x, лесных, рекреационных и охранных территорий в ЗоАЗ.

После проведения ряда изменений для адаптации данной формулы к транспорту и фильтрации малозначимых показателей для города выражение приняло следующий вид:

G = f-(n-M{l) + 20-C-M{2)}

В качестве монозагрязнителя в Типовой методике предлагалось выбрать диоксид серы. Однако данное соединение не является основным и нормируемым компонентом в отработавших газах автомобиля. Поэтому диссертантом был выбран оксид углерода. Это позволяет получить более достоверные результаты при расчетах.

В методику определения интегрального фактора загрязнения также были внесены изменения, позволяющие более корректно использовать данный показатель для автомобильного транспорта.

Экономический эффект от загрязнения определялся по формуле:

У - 4-в

где:

4 - нормативная константа, переводящая условную оценку выброса в денежную, руб./усл.т;

Для определения экономического эффекта от снижения уровня шума были также использованы вышеупомянутые методики. В соответствии с ними данный эффект предлагается определять для дневного и ночного времени отдельно. Это связано с разным воздействием шума на человека в разное время суток.

В дневное время транспортные потоки обладают наибольшей интенсивностью. При этом изменение уровня шума единичного транспортного средства в потоке не приведет к изменению общего шума потока. В ночное время при ослабевании потока «вклад» одиночного автомобиля будет наибольшим. Городской автобус продолжает выполнять транспортную работу и в ночные часы, поэтому данный расчет считаем целесообразным.

На основе вышеприведенных методик было получено выражение, определяющее уменьшение ущерба при снижении уровня шума городского автобуса:

¡-Н

где:

л У г - уменьшение ущерба при конвертации автобуса в газодизельный (газовый) вариант;

р - множитель, переводящий условную оценку шумового воздействия в денежную, руб./(чел.год);

г - часть времени от общего ночного времени, когда автобус находился на маршруте, возвращался в парк и обратно на маршрут (< < 1). а - часть времени от общего количества времени, когда автобус осуществляет движение в непосредственной близости от жилых помещений (а<1).

А(1ц) - безразмерная величина, вычисляемая по формуле:

л{1„ )= 0,5-2"15'" -6,1

Мн(Ън) - количество людей, проживающих в расчетной территории в помещениях, в которых суммарный (от всех источников) эквивалентный уровень звука при осреднении за годовое ночное время имеет значение после округления Ьн, измеряемое в дБА.

В качестве объекта исследования был выбран большой городской автобус ЛиАЗ-5256, оборудованный дизельным двигателем КамАЗ. Исследования проводились для случаев конвертации в газодизельный и газовый автобус с искровым зажиганием.

В результате сравнительных расчетов по вышеприведенным формулам были получены значения, представленные в таблице.

(тыс.руб./год)

№ Параметры Тип автобуса

п/п Газодизельный Газовый

1 Увеличение удельной стоимости автобуса (без баллонов) 2,26 2,72

2 Увеличение удельной стоимости газовых баллонов 2,72 3,74

3 Увеличение стоимости ремонтных воздействий 7,7 3,9

4 Уменьшение затрат на топливо 22,0 30,6

5 Уменьшение ущерба от 7,5* 48,2*

выбросов загрязняющих веществ 2,5** 36,4**

6 Уменьшение ущерба от шума 10,15 14,43

*) определенное с использованием «Временной методики»; **) определенное с использованием «Типовой методики».

Расчетный экономический эффект от факторов, непосредственно влияющих на себестоимость перевозок определяется сложением данных по пунктам 1-4 таблицы, а от изменения экологической нагрузки сложением пунктов 5-6.

Общий экономический эффект для перевода автобуса ЛиАЗ-5256 для случая перевода автобуса на газодизельный режим составил 14,03-19,33. Для варианта перевода на газовый двигателя с искровым зажиганием эффект составит 60,73-76,53 тыс. руб./год.

Основные выводы и рекомендации

1. Снижение добычи нефти в России, рост автомобильного парка и усиление его негативного влияния на окружающую среду ставит проблему использования альтернативных видов моторных топлив в число приоритетных государственных задач.

2. Сравнение сжатого природного газа с другими видами альтернативных моторных топлив показывает, что по ресурсным, технико-экономическим

и экологическим показателям этот вид топлива является наиболее приемлемым для использования на автомобильном транспорте.

3. Наиболее развитым видом городского общественного транспорта в России является автобусное сообщение. Специфика работы маршрутных городских автобусов предполагает более эффективное, чем на других транспортных средствах, использование сжатого природного газа в качестве топлива.

4. Расчетный экономический эффект от применения автобусов с газовыми двигателями составляет 71,07-87,87 тыс.руб./год, а газодизельных -21,97-26,97 тыс.руб./год. Таким образом, использование на городских автобусах газовых двигателей с искровым зажиганием оказывается более предпочтительным, чем газодизельных.

5. Доля экономического эффекта, приходящегося на снижение негативного воздействия газобаллонного автобуса на окружающую среду, составляет около 80% от величины общего экономического эффекта. Это соотношение показывает, что основная доля эффекта от применения такого автобуса реализуется не в организации, осуществляющей его эксплуатацию, а на территории города.

6. В целях повышения заинтересованности в использовании природного газа предлагается за счет бюджетов субъектов Российской Федерации и местных бюджетов направлять средства, кратные величине экономического эффекта от снижения негативного воздействия автобуса на окружающую среду, на развитие организаций, эксплуатирующих газобаллонные автобусы.

7. Для стимулирования использования природного газа на транспорте необходимо проведение целенаправленной государственной политики, которая должна сочетать меры экономического стимулирования и административного регулирования. В этой связи требуется скорейшее принятие федерального закона «Об использовании природного газа в качества моторного топлива».

8. В целях координации деятельности ведомств и организаций в вопросах развития парка газобаллонных автомобилей необходима разработка на федеральном и региональных уровнях комплексных целевых программ по использованию газового моторного топлива.

9. Для эффективного использования природного газа в качестве моторного топлива следует расширить проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию специальных конструкций газовых двигателей с микропроцессорным управлением топливоподачей и искровым зажиганием.

Публикации по теме диссертационного исследования

1. Сереженкин A.A. Мировой опыт применения газового топлива на автотранспорте. - Материалы международной научной конференции «Наука управления на пороге XXI века». - Т.2. - Выпуск 2. - М.: ГАУ, 1997. - С.45-48.

2. Сереженкин A.A. Стимулирование развития парка газобаллонных автомобилей. - Материалы научной конференции молодых ученых и студентов ГАУ «Реформы в России и проблемы управления: материалы научной конференции молодых ученых и студентов ГАУ. - 97». - Выпуск 3. - М.: ГАУ, 1997. - С.48-49.

3. Опарин И.М., Сереженкин A.A. Природный газ - один из способов обеспечить энергетическую независимость России в будущем. - Материалы международной научно-практической конференции Управление-98 «Управление реструктуризацией экономики». - Выпуск 2. - М: ГУУ, 1998. -С.109-111.

4. Савченко-Бельский В.Ю., Сереженкин A.A. Природный газ -топливо будущего. - Материалы международной научно-практической конференции Управление-98 «Управление реструктуризацией экономики». Выпуск 2, М: ГУУ, 1998. - С.235-238.

5. Савченко-Бельский В.Ю., Сереженкин A.A. Проблемы при снижении загрязнения атмосферы автомобильным транспортом, (в печати).

6. Сереженкин A.A. Природный газ - перспективное топливо для городских автобусов. - 2 Международная конференция молодых ученых «Учет, аудит, анализ, финансовый и рисковый менеджмент». - М., 1997. - С. 55.

7. Сереженкин A.A. Использование природного газа - один из способов соблюдения экологических норм. - Материалы научной конференции молодых ученых и студентов ГАУ «Реформы в России и проблемы управления - 98». - Выпуск 2. - М.: ГУУ, 1998. - С. 145-147.

8. Сереженкин A.A. Сжатый природный газ на городском автобусе. -Автомобильная промышленность, 1998. - №8. - С.ЗЗ

9. Сереженкин A.A., Андрианов А.Н. Отчет по научно-исследовательской работе «Исследования экономической целесообразности перевода автомобилей с дизельного топлива на газовое». - М.: ГУУ, 1998. -

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Сереженкин, Андрей Алексеевич

Введение.

Глава 1. Источники энергии для автомобильного транспорта и экологические аспекты их использования.

1.1. Жидкие моторные топлива нефтяного происхождения.

1.2. Альтернативные источники энергии.

1.2.1. Сжиженный пропано-бутановый (нефтяной) газ.

1.2.2. Природный газ.

1.2.3. Водород.

1.2.4. Метанол.

1.2.5. Топлива растительного происхождения.

1.2.6. Электроэнергия.

1.3. Экологические аспекты использования моторных топлив.

1.3.1. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду и человека.

1.3.2. Влияние шума на человека.

1.3.3. Пути снижения вредного воздействия от автомобильного транспорта, работающего на различных видах моторного топлива.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Перевозки пассажиров общественным транспортом, технические и организационные аспекты организации автобусного движения.

2.1. Общественный пассажирский транспорт.

2.2. Автобусные перевозки.

2.3. Подвижной состав для автобусных перевозок.

2.4. Развитие спроса на пассажирские перевозки автомобильным транспортом.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Использование природного газа на транспорте.$

3.1. Опыт использования природного газа в различных странах.$

3.2. История развития использования газовых моторных топлив в России и странах бывшего СССР.

3.3. Правовое обеспечение использования природного газа.

3.4. Производство газобаллонных автомобилей и газового оборудования.

3.5. Вопросы обеспечения взрывопожарной безопасности автомобильного транспорта, работающего на природном газе.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Экономическое обоснование целесообразности использования сжатого природного газа в качестве моторного топлива для маршрутных автобусов в г. Москве.

4.1. Обоснование методики расчета экономического эффекта от использования сжатого природного газа на городских автобусах.

4.2. Методики определения экономического эффекта от снижения антропогенного воздействия на окружающую среду.

4.2.1. Методики определения экономического эффекта от снижения загрязнения окружающей среды отработавшими газами автомобиля.

4.2.2. Методика определения экономического эффекта от снижения уровня шума автомобилем.

4.3. Определение экономического эффекта от перевода на природный газ автобуса ЛиАЗ-5256.

4.3.1. Основные параметры, используемые для определения экономической эффективности применения природного газа на городских автобусах.

4.3.2. Определение изменения цены автомобиля.

4.3.3. Определение изменения количества ремонтных воздействий.

4.3.4. Определение изменения затрат на топливо.

4.3.5. Определение изменения ущерба от загрязнения окружающей среде.

4.3.6. Определение изменения ущерба населению от шума.

4.3.7. Определение экономического эффекта от перевода автобусов на газодизельный и газовый режим работы.

Выводы по главе 4.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Исследования экономической целесообразности использования сжатого природного газа на городских автобусах"

Рост автомобильного парка в России требует решения целого комплекса проблем - экономических, градостроительных, социальных, ресурсных и экологических. К одним из основных следует отнести обеспечение потребностей автомобильного транспорта в моторном топливе и снижение негативного воздействия автомобилей на окружающую среду.

В настоящее время и ближайшее десятилетие нефть будет служить основным сырьем для получения моторных топлив. Однако, ограниченные ресурсы этого сырья и происходящее в последние годы снижение ее добычи ставит серьезные проблемы обеспечения топливом транспорта в ближайшем будущем.

По оценкам экспертов Минтопэнерго России уже к 2000 году может образоваться дефицит жидких моторных топлив в объеме до 13 млн. т, который будет необходимо заменять альтернативными источниками энергии.

В среднем по России, автомобильным транспортом выбрасывается в атмосферу более 50% общей массы вредных веществ, а в крупных городах доля этих источников загрязнения достигает 87%. Снижение этих выбросов может быть достигнуто как за счет совершенствования двигателей и их систем при работе на традиционных видах моторного топлива, так и использования их альтернативных видов, обладающих свойствами, позволяющими достигнуть высокие экологические качества транспортных средств.

Актуальность работы заключается в необходимости проведения оценки экономической целесообразности использования природного газа на различных типах автотранспортных средств.

Целью работы являются исследования и выработка методики определения экономической эффективности использования сжатого природного газа, в качестве топлива для газодизельных автобусов, а также автобусов, оборудованных газовым двигателем с искровым зажиганием, и внесение рекомендаций по стимулированию его применения.

Методы исследований базировались на отечественных и зарубежных материалах по экологическим характеристикам двигателей, экономических оценках ущерба, наносимого окружающей среде выбросами вредных веществ. Теоретической и методической основой работы послужили исследования российских и иностранных ученых по вопросам использования традиционных и альтернативных топлив на автомобильном транспорте.

Научная новизна работы заключается:

• в уточнении методик определения экономической эффективности использования альтернативных топлив на транспорте;

• в обосновании приоритетности использования на городских автобусах газовых двигателей с искровым зажиганием по сравнению с газодизелями.

• в обосновании целесообразности первоочередного перевода на газовое топливо городских автобусов, как наиболее энергоемких транспортных средств, работающих в густонаселенных зонах.

В первой главе произведена классификация источников энергии для автомобильного транспорта и экологических аспектов их использования, а также уделено внимание влиянию вредных веществ и шума на человека и окружающую среду. Показано, что в ближайшей перспективе сжатый природный газ будет наиболее применяемым и доступным видом альтернативного моторного топлива.

Вторая глава посвящена рассмотрению вопросов перевозки пассажиров городским общественным транспортом, техническим и организационным аспектам организации автобусных перевозок. Этот вид транспорта является доминирующим и его доля составляет примерно 60% от общего объема перевозок городским пассажирским транспортом в России. Автобусные маршруты проходят, как правило, по густонаселенным территориям, специфика режимов движения автобуса предполагает значительные расходы топлива и выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Поэтому для этой категории транспортных средств, применение двигателей с низкими уровнями выбросов вредных веществ с отработавшими газами является наиболее актуальной задачей.

Во второй главе рассмотрены требования к подвижному составу для автобусных перевозок, динамика производства и платежеспособный спрос на транспортные средства предназначенные для перевозки пассажиров. Прогноз объема пассажирских транспортных услуг показывает, что несмотря на существенное увеличение парка легковых автомобилей, доля автобусных перевозок в среднесрочной перспективе останется значительной и составит примерно 50% от общего объема пассажирских услуг.

Вопросы использования природного газа на транспорте рассмотрены в третьей главе. В ней проведен анализ опыта использования природного газа в качестве моторного топлива в различных странах. Показано, что необходимым условием для расширения его применения является целенаправленная политика государства, направленная на расширение парка газобаллонных автомобилей.

На примере России показано, что прекращение воздействия органов государственной власти на процесс расширения парка газобаллонных автомобилей привело к резкому снижению его численности. Отсутствие экономических стимулов у автоперевозчиков в эксплуатации автомобилей на газовом топливе привело к тому, что за период с 1990 по 1997 год численность парка газобаллонных автомобилей в России снизилась с 70 тыс. до 10 тыс. единиц. Построенные около двухсот автомобильных газокомпрессорных станций, имеющие общую "производительность около 2 млрд. куб. м газа в год (что эквивалентно примерно 1,7 млн. тонн жидкого топлива), используются на 3-5% от номинальной производительности. Созданные производственные мощности для выпуска газового оборудования и баллонов для автомобилей в объеме до 250 тыс. комплектов в год также практически не востребованы.

В третьей главе рассмотрены предложения по правовому обеспечению использования газа на транспорте. К ним относятся:

• создание льготных налоговых условий для организаций и частных лиц в начальный период эксплуатации газобаллонных автомобилей;

• создание правовых предпосылок для регулирования соотношения цен на газовое и жидкое топлива для автомобильного транспорта;

• разработка федеральной и региональной программ по переводу на газ транспорта, находящегося в государственной и муниципальной собственности.

Для установления правовых отношений между потребителями газового моторного топлива и государственными структурами необходимо принятие федерального закона «Об использовании природного газа в качестве моторного топлива».

В главе проведен анализ отечественных и зарубежных материалов по безопасности автомобилей, работающих на сжатом природном газе, который показывает, что при соблюдении действующих норм к конструкции газового оборудования и правил по эксплуатации таких транспортных средств, их безопасность не ниже, чем у автомобилей, работающих на жидких топливах.

Четвертая глава посвящена вопросам разработки методик расчета экономического эффекта от использования сжатого природного газа в качестве топлива для городских автобусов.

Автором предложена уточненная методика оценки экономической целесообразности перевода автомобилей с традиционных видов топлива на альтернативные. В основе этих предложений лежит расширение числа параметров, учитываемых при расчетах. При определении экономических характеристик автобуса учитывались параметры, определяющие антропогенное воздействие транспортного средства на окружающую среду, а также затраты непосредственно влияющие на себестоимость перевозок.

В качестве антропогенного воздействия рассматривались выбросы вредных веществ дизельным, газодизельным и газовым с искровым зажиганием двигателей, а также шум, производимый автобусами с этими видами двигателей. К параметрам, влияющим на себестоимость перевозок, были отнесены стоимость автобусов, работающих на различных видах топлива, затраты на их техническое обслуживание и ремонт, а также затраты на топливо.

Проведенные исследования показали экономическую эффективность перевода автобусного парка с дизельного топлива на сжатый природный газ. При этом экономический эффект от эксплуатации автобуса, с двигателем с искровым зажиганием, работающим на природном газе в четыре раза выше эффекта от использования газодизельного автобуса.

В заключении приводятся выводы и рекомендации по дальнейшему направлению научной работы в области использования природного газа в качестве моторного топлива. В результате выполненной работы даны рекомендации по использованию сжатого природного газа на транспорте.

Практическая ценность работы состоит в получении инструмента для комплексного определения экономического эффекта от применения альтернативного топлива на транспорте, получаемого как от изменения затрат при его эксплуатации, так и от снижения его антропогенного воздействия на окружающую среду.

Результаты работы использованы в Научно-исследовательском центре по испытаниям и доводке автомототехники (НИЦИАМТ) (г. Дмитров) при выборе направления и объектов исследований по применению природного газа в качестве моторного топлива на автомобильном транспорте. Теоретические и методические результаты исследований внедрены в учебный процесс Государственного университета управления (ГУУ).

Основные результаты исследований были доложены на научных конференциях в ГУУ, МАДИ, НИЦИАМТ, на заседаниях кафедры «Управление на транспорте» ГУУ.

По тематике диссертации выполнен грант Госкомвуза РФ, опубликованы статья в журнале «Автомобильная промышленность» и семь статей в сборниках научных трудов ГУУ, МАДИ, НИЦИАМТ.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Объем диссертации составляет 166 стр. машинописного текста (основной текст диссертации насчитывает 153 стр.) и двух приложений. В конце работы дан список используемой литературы, включающий 150 наименований (из них 146 - на русском и 4 - на иностранных языках).

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Сереженкин, Андрей Алексеевич

Основные выводы

1. Снижение добычи нефти в России, рост автомобильного парка и усиление его негативного влияния на окружающую среду ставит проблему использования альтернативных видов моторных топлив в число приоритетных государственных задач.

2. Сравнение сжатого природного газа с другими видами альтернативных моторных топлив показывает, что по ресурсным, технико-экономическим и экологическим показателям этот вид топлива является наиболее приемлемым для использования на автомобильном транспорте.

3. Наиболее развитым видом городского общественного транспорта в России является автобусное сообщение. Специфика работы маршрутных городских автобусов предполагает более эффективное, чем на других транспортных средствах, использование сжатого природного газа в качестве топлива.

4. Расчетный экономический эффект от применения автобусов с газовыми двигателями составляет 71,07-87,87 тыс.руб./год, а газодизельных — 21,97-26,97 тыс.руб./год. Таким образом, использование на городских автобусах газовых двигателей с искровым зажиганием оказывается более предпочтительным, чем газодизельных.

5. Доля экономического эффекта, приходящегося на снижение негативного воздействия газобаллонного автобуса на окружающую среду, составляет около 80% от величины общего экономического эффекта. Это соотношение показывает, что основная доля эффекта от применения такого автобуса реализуется не в организации, осуществляющей его эксплуатацию, а на территории города.

6. В целях повышения заинтересованности в использовании природного газа предлагается за счет бюджетов субъектов Российской Федерации и местных бюджетов направлять средства, кратные величине экономического эффекта от снижения негативного воздействия автобуса на окружающую среду на развитие организаций, эксплуатирующих газобаллонные автобусы.

7. Для стимулирования использования природного газа на транспорте необходимо проведение целенаправленной государственной политики, которая должна сочетать меры экономического стимулирования и административного регулирования. В этой связи требуется скорейшее принятие федерального закона «Об использовании природного газа в качества моторного топлива».

8. В целях координации деятельности ведомств и организаций в вопросах развития парка газобаллонных автомобилей необходима разработка на федеральном и региональных уровнях комплексных целевых программ по использованию газового моторного топлива.

9. Для эффективного использования природного газа в качестве моторного топлива следует расширить проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию специальных конструкций газовых двигателей с микропроцессорным управлением топливоподачей и искровым зажиганием.