Оценка экономической эффективности применения автотранспортных средств с комбинированной силовой установкой

В наше время, когда мир стоит на пороге энергетического кризиса, а нефть дорожает с каждым днем, экономия топлива становится все актуальнее. С точки зрения экономики транспорта приходится искать альтернативу классическому двигателю внутреннего сгорания. Поиск альтернатив ведется уже на протяжении 30 лет, примерно начиная с начала 70-х годов 20-го столетия, и подходов в данном направлении может быть несколько.

Среди наиболее значимых направлений можно выделить создание электромобилей, работающих на энергии аккумуляторовсоздание роторно-поршневых двигателей, обладающих высоким КПДприменение в качестве топлива этилового спирта, снижающего стоимость литра топлива. В последние годы одним из приоритетных направлений развития автомобильного транспорта стало внедрение в массовое производство автомобилей с комбинированной силовой установкой (или энергоустановкой). Создание «гибридных моделей», силовой агрегат которых состоит из работающих в единой связке двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электромотора, было вызвано желанием разработчиков повысить коэффициент полезного действия автомобиля или, говоря попросту, улучшить его экономичность. Коэффициент полезного действия (КПД) паровозов XIX века (их любят приводить в качестве примера неэффективного использования топливных ресурсов) составлял примерно 10%. На более поздних моделях середины прошлого века КПД достигал 18−20%. Для сравнения: КПД традиционного бензинового двигателя внутреннего сгорания даже теоретически не превышает 30%. У современного автомобиля с учетом трансмиссионных и прочих потерь коэффициент обычно находится в пределах 1520%. Таким образом, среди автомобилей особого прогресса по сравнению с древними паровозами не наблюдается. У «гибридов», по определению, КПД всегда превышает 30%. Поэтому и потребляют такие модели обычно 3−4 л/100 км. А максимальный расход при энергичной езде по городу составляет порядка 7−8 л/100 км.

Кроме того, в силу меньшего удельного расхода топлива у автомобилей с КЭУ количество вредных выбросов в атмосферу гораздо меньше, что позволяет говорить о том, что и в этом направлении автомобили с КЭУ опережают автомобили с классическим двигателем внутреннего сгорания.

Развитие и широкое использование автотранспортных средств с комбинированной энергоустановкой предусматривает выполнение комплекса фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований, связанных с изучением эффективных сфер использования новых типов двигателей на базе электронных и микропроцессорных систем управления, и перспективных систем электропривода с минимальным отрицательным воздействием на человека и окружающую среду.

В настоящей работе рассматриваются вопросы технико-экономической эффективности применения автотранспортных средств с комбинированной энергоустановкой предприятиями городского пассажирского транспорта, а также частными лицами.

Анализ материалов развития комбинированных энергоустановок подтверждает необходимость концентрации усилий, связанных с внедрением данного вида техники для перевозок пассажиров и грузов. В ближайшей перспективе предполагается развитие комбинированной энергоустановки на базе двигателя внутреннего сгорания и систем электропривода, в дальнейшем — КЭУ на базе топливных элементов или на базе перспективных источников тока.

Целью работы является разработка и обоснование сфер эффективного применения автомобилей с КЭУ при таксомоторных перевозках пассажиров и грузов.

В соответствии с поставленной целью основные задачи работы заключаются в следующем:

1. Проанализировать основные тенденции и направления развития и организации таксомоторных перевозок на примере города Москвы с учетом отечественного и зарубежного опыта.

2. Исследовать основные параметры и направления развития автомобилей как с двигателем внутреннего сгорания, так и автомобилей с комбинированной энергоустановкой.

3. Оценить возможности применения автомобилей с КЭУ при таксомоторных перевозках в реальных условиях эксплуатации в РФ.

4. Провести комплексную сравнительную оценку технико-эксплуатационных характеристик автомобилей, имеющих как классический двигатель внутреннего сгорания, так и комбинированную энергетическую установку.

5. Дать обоснование необходимости внедрения комбинированных энергоустановок для перевозки пассажиров в системе городского транспорта на примере такси.

Предметом исследования является система городского пассажирского транспорта и отдельные предприятия города Москвы, обеспечивающие перевозку пассажиров автомобилями такси.

Теоретической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых, занимающихся проблемами эксплуатации и управления деятельностью транспортных предприятий и организаций, проводящих научно-исследовательские работы в области новых видов транспорта. Научным базисом исследований послужили труды таких ученых, как H.H. Громов, A.A. Володин, К. Друри, О. Д. Каверин, Т. П. Карпов, В. А. Персианов, И. В. Спирин, М. В. Ткач, М. П. Улицкий, Н. С. Усков, Л. С. Фёдоров, В. А. Чернов, М. В. Хрущев, и других.

Методологической основой исследования выступил метод системного подхода, инструментами же исследования — экономико-статистический анализ и синтез, анализ функций, структуры и факторов классификации, систематизации и другие методы исследования. Также необходимо отдельно выделить экспертные методы, используемые в диссертационном исследовании. Это методы экспертных оценок, наблюдения. Во время проведения исследования экспертами выступали руководящий состав и инженерно-технические работники автотранспортных предприятий, а также сотрудники специализированных технических центров, что позволяет говорить о достоверности оценок.

В качестве объектов исследования были выбраны опытные и серийные образцы автомобильной техники отечественного и зарубежного производства, использующие нетрадиционные источники энергии.

В целях более объективной оценки экономической эффективности применения автомобилей с КЭУ в диссертации был проведен анализ их применения по достаточно широкому диапазону автотранспортных средств, а также проведен ряд экспериментов, подтверждающих экономическую и экологическую целесообразность применения автомобилей с КЭУ. По образцам автомобильной техники, выпускаемой как серийно, так и экспериментально, были теоретически исследованы модели зарубежных легковых и грузовых автомобилей, использующих нетрадиционные силовые установки и системы с емкостными накопителями энергии на основе аккумуляторных батарей большой энергоёмкости.

Научная новизна заключается в новом подходе к оценке экономической эффективности применения автомобилей с КЭУ. В работе предложено использование комплексной оценки эффективности при сравнении автомобилей с классическим двигателем внутреннего сгорания и автомобилей с КЭУ в реальных условиях эксплуатации Российской Федерации.

Достоверность научных и практических результатов, выводов и рекомендаций, сформулированных в представленном научном исследовании, подтверждается их практической проверкой, выполненной с участием автора и при широком использовании современных отечественных и зарубежных средств испытаний и вычислительной техники.

Некоторые теоретические результаты исследования обсуждались и были одобрены на следующих научно-практических конференциях:

1. «Актуальные проблемы управления» (проводившаяся 21 октября 2005 года в Государственном Университете Управления);

2. 21-й Всероссийская конференция молодых ученых и студентов «Реформы в России и проблемы управления» (проводившаяся 1−2 марта 2006 года в Государственном Университете Управления).

На защиту выносятся:

1. Методические рекомендации по оценке эффективных сфер применения автомобилей с комбинированными энергоустановками.

2. Предложения по поэтапному обновлению парка подвижного состава автомобилей такси в крупных городах и городских центрах.

3. Оценка технико-экономических результатов испытаний автомобилей с КЭУ в реальных условиях эксплуатации в РФ.

Публикации.

По результатам выполненных исследований опубликовано 3 печатные работы общим объемом 1 печатный лист.

Выводы по диссертации.

Автомобильный транспорт — ведущая отрасль, определяющая ход процессов экономического и социального развития страны. В отрасли занято более 800 тыс. человек, а тесная кооперация с предприятиями электротехнической, металлургической, химической, электронной, легкой и других отраслей промышленности обеспечивает занятость около 5 млн. человек из числа трудоспособного населения. Высокая социальная значимость транспорта обуславливает необходимость осуществления продуманной государственной политики, обеспечивающей устойчивое развитие отрасли. В этих целях в 2002 г. Правительством Российской Федерации была одобрена Концепция развития транспорта России. Данная Концепция, рассчитанная на период до 2010 г., определяет цели, задачи и приоритеты развития отрасли для удовлетворения потребностей внутреннего рынка, развития производительных сил, увеличения экспорта автомобильной техники и обеспечения национальной безопасности. Концепция предусматривает повышение конкурентоспособности отечественной автомобильной техники за счет перехода на выпуск продукции, соответствующей современному уровню требованийреформирование существующих автомобильных комплексов путем их разделения на отдельные виды производств с сохранением технологической специализации и расширением кооперационных связейсоздание сборочных производств с участием ведущих автомобильных компанийосвоение выпуска ссвременных автомобильных компонентов и материалов на отечественных заводах: интеграцию отечественной автомобильной промышленности в мировое автомобилестроение с учетом экономических интересов страны. При этом должно быть обеспечено снижение негативного влияния автотранспорта на окружающую среду.

Следует отметить, что проведенный анализ зарубежного и российского рынков таксомоторных услуг позволяет раскрыть целый комплекс существующих взаимосвязанных проблем в сфере этой деятельности. В данном разрезе можно выделить следующие ключевые трудности развития рынка такси, которые требуют первоочередного решения.

1. Преодоление основных негативно влияющих и&развитие отрасли внешних факторов;

2. Целевая переориентация рынка таксомоторных перевозок на потребности пассажиров и улучшение качества предоставляемых услуг;

3. Улучшение качественных характеристик рынка:

— наращивание пассажирооборота таксомоторных перевозокза счет качественных услуг, предоставляемых населению легитимными операторами такси,.

— пресечение нелегитимной профессиональной деятельности (контроль за данным процессом должны взять на себя как государственные органы исполнительной власти, так и другие профессиональные сообщества;

4. Повышение роли государства в индустрии такси, для чего необходимо:

— создание государственной долгосрочной концепции и политики действий в области восстановления рынка и его текущего регулирования (окончательный выбор модели организации и регулирования рынка таксомоторных перевозок),.

— формирование согласованной системы государственного регулирования рынка для преодоления раздробленности и пересечении функций государственных органов исполнительной власти,.

— ускоренное создание жесткого регулятивного механизма и активно действующей системы контроля в качестве эффективных инструментов борьбы с нелегитимным извозом,.

— формирование нормативно-правовой базы, регламентирующей основные положения и фиксирующей на законодательном уровне требуемые условия допуска операторов и водителей такси к профессии и их доступа на рынок,.

— государственная поддержка легитимных операторов такси, которая может подразумевать:

— предоставление легитимным лзрезозчиюам, оказывающим населению городов качественные услуги по перевозке пассажиров автомобилями-такси, различных преференций и льгот,.

— выступление государства в качестве гаранта при. заключении договоров с кредитными и прочими организациями на получение кредитов и займов легитимными операторами такси, которые соответствуют установленным требованиям качества,.

— содействие государства при организации специальных образовательных центров по повышению профессиональной квалификации легитимных водителей и операторов такси и т. п.

5. Создание системы экспертной поддержка операторов и научного обслуживания рынка (экспертные советы ученых, рабочие комитеты и т. п.);

6. Реализация принципа «прозрачности» этого вида бизнеса и открытости информации за счет расширения объема публикаций о деятельности легитимных перевозчиков и введения общепризнанных критериев и методик оценки их деятельности.

В целом, реализация изложенных мер позволит выполнить предусмотренные концепцией развития транспорта России задачи по коренной модернизации отечественных предприятий и обеспечению т. выхода на мировой автомобильный рыноксозданию новых производственных мощностей по изготовлению автомобилей и их компонентовувеличению налоговых отчисленийснижению экологической нагрузки на окружающую среду.

Одним из радикальных средств решения проблемы сокращения расхода топлива и повышения экологической безопасности является развитие автотранспортных средств с комбинированными силовыми установками.

Проведенное диссертационное исследование дает основание сделать следующие выводы:

1. Постоянное удорожание нефтяных ресурсов привело к необходимости разработки новых подходов к уменьшению расхода топлива за счет использования автомобилей с альтернативными источниками питания, так как автомобили с классическим двигателем внутреннего сгорания уже достигли своего технологического предела, и их эксплуатация становится слишком затратной для конечного потребителя.

2. Исследование истории развития автомобилей с альтернативными источниками энергии показало, что автомобили с комбинированной энергоустановкой являются на сегодняшний день компромиссом между автомобилями с классическим двигателем внутреннего сгорания и автомобилями на топливных элементах, так как массовое применение таких транспортных средств не требует кардинального изменения основных технологических процессов производства и их эксплуатации.

3. Проведенная комплексная сравнительная оценка эффективности применения автомобиля «Тойота-Приус» в реальных условиях эксплуатации выявила, что при среднегодовом пробеге 40 тыс. км. суммарная экономия затрат на топливо, ТО и ремонтстрахование и налогообложение составляет 35 400 руб./1 автомобиль.

4. Разработанные в работе на основе испытаний методические рекомендации по периодичности проведения технических осмотров и ремонтов автомобилей с комбинированной энергоустановкой на примере автомобилей «Тойота-Приус» дают основание утверждать, что такие автомобили более экономичны с точки зрения расходных материалов, используемых при текущем обслуживании, а также допускают увеличение межеервисных интервалов по сравнению с классическими автомобилями.

5. Рассчитанный интегральный экономический эффект за весь срок службы показал, что реальные дополнительные доходы, полученные от внедрения автомобиля «Тойота-Приус», составят 117 129 руб. на 1 автомобиль. При этом срок окупаемости автомобиля «Тойота-Прмус» по сравнению с автомобилем «Тойота-Королла» с учетом дисконтирования составит 6,3 года, а без него — 5,1 года.

6. Проведённое исследование показало, что, несмотря на то, что рассмотренный в работе автомобиль с комбинированной энергоустановкой дороже автомобиля с классическим двигателем внутреннего сгорания примерно на 30%, его эксплуатация обходится в год почти на 60% дешевле.

7. Применение таких автомобилей позволит кардинальным образом изменить культуру обслуживания пассажиров' при организации таксомоторных перевозок. Использование в качестве автомобилей такси автомобилей с комбинированной энергоустановкой позволит некоторым образом уменьшить экологическую напряженность з. крупных городах и промышленных центрах, а также будет стимулировать распространение таких автомобилей у индивидуальных владельцев транспортных средств ы организаций.