بخشی از مقاله
چكيده
بسياري از كشورها از ابتداي سال 1990 با توجه به قوانيني كه براي كاهش تاثير ضايعات خودروهاي فرسوده بر روي محيط زيست وضع شده بود، برنامه‌هاي خود را در ارتباط با كاهش اين ضايعات اعلام كردند. به هر حال كاهش عمر خودروهاي در حال تردد باعث افزايش سيكل زماني انتشار گاز CO2 مي‌شود. اين امر حتي در مورد خودروهايي كه قرار است در آينده توليد شوند نيز صادق است، مگر اينكه در مورد بهينه‌سازي مصرف سوخت آنها پيشرفت‌هاي موثر و البته
بموقع‌تري نسبت به گذشته حاصل آيد. كاهش «عمر مفيد» خودروهايي كه از بنزين استفاده مي‌كنند. بدون استفاده از كاتاليزورهاي مبدل البته باعث كاهش دوره انتشار گازهايي مانند NOx و Voc در محيط مي‌شود و در واقع ممكن است مقدار نشر اين گازها را در محيط زيست كمتر كند. اما از لحاظ اقتصادي، استفاده از كاتاليزورهاي مبدل بر روي اين خودروها بسيار به صرفه‌تر از حالت قبلي است.
به هر حال در آينده‌اي نزديك تاثير عمر مفيد خودروها بر دوره انتشار گازهايي از قبيل NOx و Voc كاهش خواهد يافت.
1. مقدمه
عملكرد خودروها در زمينه استفاده بهينه از انرژي و كاهش يافتن توليد گازهاي زيان‌آور نشان‌دهنده اين مطلب است كه در اين زمينه پيشرفت‌هاي خوبي صورت گرفته است. براي روشن شدن اين ادعا مي‌توان به طراحي‌هاي جديدي كه در خودروها براي استفاده بهينه از انرژي، كاهش مقاومت در برابر هوا و همچنين استفاده از كاتاليزورها كه در لوله اگزوز خودروها نصب مي‌شود، اشاره كرد.
بنابراين بطور عادي و با توجه به يك وضعيت متعادل بايد انتظار داشت كه هر‌اندازه متوسط عمر مفيد خودروها كاهش يابد، مصرف انرژي و ميزان توليد گازهاي آلاينده نيز كاهش پيدا كند.
تحقيقي كه در موسسه ملي «تحقيقات سلامت عمومي و محيط زيست» كشور هلند (RIVM) انجام گرفت بر اين نكته تاكيد داشت كه اگر تمام خودروهايي كه در اين كشور از بنزين به عنوان سوخت خود استفاده مي‌كنند و از مبدل‌هاي كاتاليزوري 3زمانه نيز برخوردار نيستند، با خودروهاي جديد عوض شوند با 30 درصد كاهش در انتشار گازهاي آلاينده NOx روبرو خواهيم بود.
بنابراين به نظر مي‌رسد كوتاه كردن طول عمر خودروها تاثيرات مثبتي را بر محيط زيست خواهد گذاشت. در دهه 90 برخي از كشورها (يونان، دانمارك، اسپانيا، فرانسه، ايرلند، نروژ و ايتاليا) قوانيني را در مورد اوراق كردن خودروهاي فرسوده و نحوه از بين بردن ضايعات آنها وضع كردند. در اين زمينه تحقيقاتي نيز در آن زمان انجام شد. «كاوالك» و «ستيوانا» در سال 1997 به اين نتيجه رسيدند كه اوراق كردن خودروهاي با عمر 20 سال يا بيشتر، از لحاظ اقتصادي بصرفه مي‌باشد بخصوص در امريكا.
در سال 1992 كنگره امريكا (اداره بررسي و ارزيابي فناوري) به اين نتيجه رسيد كه انجام يك برنامه‌ريزي دقيق در مورد دوره عمر خودروها و زماني كه هر خودرو بايد از ناوگان حمل‌و‌نقل كنار گذاشته شود از لحاظ هزينه و صرفه اقتصادي در مقايسه با برنامه‌ريزي‌هايي كه در زمينه كاهش آلاينده‌هاي محيط زيست در دست اجرا و يا در حال اجرا شدن بود، برابري مي‌كرد و حتي در بعضي از موارد تعيين يك سن دقيق براي خارج كردن خودروها از ناوگان، كم‌هزينه‌تر نيز مي‌توانست باشد. به علاوه در برخي از كشورها از جمله آلمان، ژاپن و سوئد سياست‌هايي از قبيل بستن ماليات سنگين براي خودروهايي كه آلاينده‌هاي زيادي توليد مي‌كنند در حال پيگيري بود. در ارتباط با وضع قوانين ذكر شده اشكالاتي وجود داشت كه مي‌توان به 3 مورد آن اشاره كرد:
1. اولا، تحقيقات مربوط به اين موسسه هلندي تنها برپايه استفاده از خودرو است و صرفاً به توليد آلاينده‌اي كه از خودرو حاصل شده است مي‌پردازد در صورتي كه كاهش دوره استفاده از يك خودرو باعث توليد گازهاي آلاينده در ساير پروسه‌هاي مربوط به توليد خودرو نيز مي‌شود. همانطور كه مي‌دانيم هر اندازه يك خودرو سريعتر كنار گذاشته شود نياز به توليد خودرو افزايش مي‌يابد و اين بدين معني است كه كارخانه‌هاي توليد‌كننده خودرو به مواد اوليه و انرژي بيشتري نياز پيدا مي‌كنند، ضمن‌آن‌كه افزايش توليددر نهايت منجر به افزايش انتشار گازهاي آلاينده توسط همين كارخانه‌ها و البته حجم عظيم توليداتشان مي‌شود. بنابراين اگر در بررسي انجام گرفته توسط اين موسسه، مواردي از اين دست لحاظ مي‌شد، مطمئناً نتايج حاصله تغيير مي‌كرد.
2. از آنجايي كه ماشين‌هاي جديد بزرگتر و سريعتر هستند، بنابراين مصرف سوخت آنها نيز بخاطر كاهش وزن و همچنين افزايش شتاب در مقايسه با نمونه‌هاي قديمي، افزايش خواهد يافت، حتي اين احتمال وجود دارد كه نحوه استفاده از اين خودروها نيز ممكن است با نمونه‌هاي قبلي تفاوتي نكند، بنابراين تاثير چنداني در ميزان آلاينده‌ها نخواهد گذاشت.
3. سومين مورد اين است كه با اضافه كردن يك‌سري وسايل و تجهيزات جانبي به خودروهاي قديمي، به نتايج بهتري از لحاظ هزينه در مقايسه با اوراق كردن و از رده خارج كردن آنها مي‌توان دست يافت.
در اين مقاله رابطه بين متوسط عمر خودروها و دوره مصرف انرژي مورد نيازشان و گازهاي آلاينده منتشر شده از آنها و همچنين توليد مواد اوليه، مصرف و اوراق كردن خودروها به‌علاوه مساله بازيافت مورد توجه قرار خواهد گرفت. مقايسه‌اي هم بين نحوه عملكرد خودروهاي قديمي و مدل‌هاي جديد انجام خواهد گرفت و نهايتا دو گزينه از رده خارج كردن خودروها و اضافه كردن تجهيزات اضافي براي تحت كنترل درآوردن آلاينده‌هاي خودروها از منظر اقتصادي مورد بررسي قرار‌خواهد گرفت. (تمامي اطلاعات استفاده شده از ناوگان خودروهاي كشور هلند استخراج شده است.)
مصرف انرژي در خودرو
جدول 1 ميزان انتشار گاز CO2 را در ناوگان خودروهاي هلند بين سال‌هاي 1970 تا 1997 نشان مي‌دهد، اين جدول همچنين بيانگر روند رو به بهبود استفاده از انرژي در اين دوره نيز مي‌باشد.
Table1
اين بهبود در كشورهاي ديگر نيز حتي خيلي بهتر از هلند اتفاق افتاده است كه به عنوان مثال مي‌توان امريكا را نام برد. البته مي‌توان از ناوگان خودروها در غرب آلمان، انگلستان، ايتاليا و فرانسه ياد كرد كه در زمينه مصرف سوخت به هيچ بهبودي دست نيافته‌اند و اگر هم كاهشي در زمينه مصرف سوخت بوده بسيار جزئي بوده. البته اين امر را مي‌توان ناشي از افزايش قدرت، حجم و وزن خودروهاي توليدي اين كشورها دانست. همچنين افزايش استفاده از خودرو، توليد و انتشار گاز CO2 در بين سال‌هاي 1970 تا 1997 را با يك روند رو به رشد روبرو كرده است.
در ناوگان خودروهاي هلند از سال1995 شروع به برنامه‌ريزي كردند كه تا سال2020 به يك كاهش 14 الي 17درصدي به ازاي هر‌كيلومتر دست پيدا كنند، اين اتفاق طي سال‌هاي 1990 تا 1994 رخ نداد زيرا از سال 1987 تا 1990، حجم، وزن و قدرت موتور خودروها همچنان افزايش داشت، به عنوان مثال در 1990 تا 1994 متوسط وزن خودروهاي جديد 68 كيلوگرم يا چيزي معادل 7درصد افزايش داشته است.
3.مصرف انرژي در فرآيند ساخت، توليد و بازيافت خودروها
پژوهش‌هاي مربوطه نشان‌دهنده يك اختلاف فاحش در برآورد انرژي مورد نياز براي توليد يك خودرو است. بررسي انرژي مورد نياز خودروهاي جديد در هلند بين سال‌هاي 1990 تا 1994 نشان‌دهنده اين مطلب است كه 15 تا 20 درصد از انرژي مورد نياز مربوط به توليد، نگهداري و از رده‌خارج كردن خودرو است و باقيمانده آن يعني بين 80 تا 85 درصد مربوط به مصرف سوخت توسط خودروها در هنگام رانندگي است.
چنانچه خودرو بازيافت شود، بخشي از اين انرژي قابل بازيافت است. در كشور هلند 70 درصد خودروهاي از رده خارج شده از لحاظ وزني بازيافت مي‌شوند.
محاسبات «مول» و «كرامر» بيانگر اين مطلب است كه 50 درصد انرژي خالص مورد نياز براي مواد اوليه توليد خودروها از طريق بازيافت قابل دريافت است. در كشور هلند 35 درصد انرژي خالص مورد نياز براي مواد اوليه خودروها از طريق بازيافت به‌دست مي‌آيد. اين درصد در آينده البته افزايش خواهد يافت.
4.مقايسه انرژي مورد نياز براي مصرف خودرو و توليد خودرو
با توجه به انرژي مصرفي خودرو و انرژي مورد نياز براي توليد يك خودرو، مي‌توان سن بهينه يك خودرو را طبق معادله زير محاسبه كرد:
N=EM/[Eu-Eu*(1-a)n]
N: سن بهينه خودرو به سال
Em: انرژي به‌دست آمده از فرآيند بازيافت
Eu: كاهش انرژي براي هر كيلومتر در خودروهاي جديد.
متغيرهاي كليدي افت در انرژي مورد نياز براي توليد يك خودروي جديد در نتيجه اوراق كردن خودروها و به‌دست آوردن يا افزايش انرژي ناشي از استفاده از خودروهاي جديد است.
سن بهينه و يا جواب مطلوب، در واقع از تعامل بين انرژي اتلاف شده و كاهش مصرف انرژي در خودروهاي جديد (به واسطه مصرف كمتر سوخت‌شان) به‌دست مي‌آيد.
در هلند مصرف انرژي ناشي از استفاده خودروها در ناوگان فعلي آن براساس طول عمر 12 سال محاسبه شده است.
با توجه به محاسبه حد بالايي كه در مدل «مول» آمده به اين نتيجه مي‌رسيم كه انرژي لازم براي استفاده از يك خودرو (در كل دوران استفاده از آن) 4 برابر انرژي مورد نياز براي توليد همان خودرو است و مصرف انرژي ساليانه براي يك خودرو در واقع چهار‌پنجم يا يك سوم انرژي مصرف شده براي توليدش است. بالطبع كاهش (فرض شده) در انرژي مصرفي ساليانه به ميزان 8 درصد، باعث افزايش طول عمر بهينه خودرو به ميزان 19 سال مي‌شود. در حد پايين محاسبات مول كه در آن 15 درصد انرژي مصرفي مربوط به توليد خودرو بودهعمر مفيد خودرو 15 سال برآورد شده است.
دقت داشته باشيد كه اعداد مطلق براي مصرف انرژي مهم نيستند بلكه تنها رابطه بين انرژي مورد نياز براي توليد و مصرف آن در خودرو است كه مهم مي‌باشد.
جدول 2 نشان دهنده سن بهينه خودرو برپايه شرايطي از قبيل:
الف. رابطه بين انرژي مصرفي خودرو در هنگام ساخت و انرژي مصرفي خودرو در هنگام استفاده
ب. كاهش مصرف انرژي به واسطه استفاده از خودروهاي مدل جديد در هر كيلومتر.
جدول 2 نشان مي‌دهد كه اوراق و از رده خارج كردن خودروهاي قديمي و فرسوده از ديدگاه دوره زماني انرژي تنها زماني قابل قبول است كه روند بهينه‌سازي سالانه مصرف سوخت از يك درصد بيشتر باشد و بطور موازي انرژي لازم براي توليد يك خودرو كمتر از 15 درصد انرژي مصرفي ناشي از استفاده خودرو باشد.
ميزان افزايش سالانه يك درصد در مصرف بهينه انرژي در جدول 1 نشان داده نشده است. به هر حال در زمان اصلاح اين داده‌ها براي افزايش متوسط وزن خودروها، اين محاسبات به نظر دقيق و درست مي‌آمدند.
به نظر مي‌رسد كاهش مصرف سوخت به ازاي هر خودرو، تنها در آينده اتفاق مي‌افتد، زماني كه ميل به خريد ماشين‌هاي بزرگتر و مجلل‌تر متوقف شود. با وجود آنكه پيشرفت‌هاي زيادي در زمينه استفاده بهينه از سوخت در آينده صورت خواهد گرفت اما به نظر نمي‌‌آيد بتوان از نقش خودروهاي قديمي‌تر و فرسوده در ميزان توليد و افزايش گازهاي آلاينده چشم پوشي كرد. يكي از ابزارهاي قوي براي افزايش چشمگير امر بهينه سازي در مصرف سوخت، افزايش قيمت آن است كه باعث مي‌شود تا افراد خودروهايي بخرند كه در آنها استانداردهاي كاهش مصرف سوخت رعايت شده باشد.
