Ekologiczne rozwiązania w transporcie

Przewóz towarów i ludzi z miejsca na miejsce – proces ten przeprowadzany jest na Ziemi od dawien dawna. Wynalezienie maszyny parowej, a następnie silnika napędowego spowodowały rozwój transportu w skali globalnej. Samochody, promy, samoloty – szeroko rozumiane środki transportu zaczęto produkować masowo, rozwijając niezliczone alternatywne dla siebie technologie i napędzając tym samym gospodarkę. W przeciągu kilkuset lat człowiek zwiększył średnią prędkość podróży kilkudziesięciokrotnie. Niestety, nie zważając przy tym na konsekwencje użytkowania paliw kopalnych i dewastację środowiska naturalnego.

Autor artykułu: Mateusz Pater

Dopiero na początku XXI wieku Unia Europejska i jej organy zainteresowały się tzw. polityką klimatyczną i rozpoczęła się ogólnoświatowa „moda” na redukcję emisji zanieczyszczeń wyrzucanych do atmosfery czy hydrosfery. Kontrowersyjne pakiety klimatyczne, konkluzje BAT i kolorowe certyfikaty energetyczne zaczęły ściągać sen z powiek energetykom, przemysłowcom i potentatom naftowym. Coraz bardziej restrykcyjne sankcje wiążące się z niewypełnianiem międzynarodowych umów dotyczących zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych nie tylko przyspieszają rozwój niskoemisyjnych rozwiązań produkcyjnych i transportowych, ale również zasilają budżet UE

i podmiotów odpowiedzialnych za wprowadzanie nowych „zielonych” technologii.

Dlaczego warto redukować emisję CO2?

W głowach laików pojawia się nierzadko pytanie: czy warto? Czy warto obniżać za wszelką cenę poziom CO₂ w powietrzu? Czy nie chodzi tylko i wyłącznie o polityczne zagrywki? Jedno jest pewne – efekt cieplarniany zachodzi i stężenie dwutlenku węgla w atmosferze ściśle koreluje ze zmianami średniorocznej temperatury. Co więcej, inne gazy oraz pyły zawieszone w powietrzu, w szczególności w dużych miastach, przyczyniają się do zwiększonej zachorowalności ludzi na raka płuc, choroby układu krążenia oraz do występowania okresów złego samopoczucia. Nie pozostawia to wątpliwości, że należy działać – i to natychmiast – jeśli nie chcemy, by nasze środowisko stało się miejscem nam nieprzyjaznym.

Jak pokazują dane International Energy Agency, 28% produkcji ditlenku węgla w państwach OECD w 2013 roku pochodziło z sektora transportu – a zdecydowana większość ze spalania ropy i jej pochodnych, czyli mówiąc krótko – paliw konwencjonalnych do silników benzynowych i Diesla. 72% z tego emituje transport drogowy, czyli my – zwykli ludzie, dojeżdżający codziennie do pracy lub działający jako przewoźnicy towarów czy dostarczyciele usług związanych z komunikacją. Należy zastanowić się nad tym, w jaki sposób możemy sami ograniczyć negatywny wpływ człowieka na stan ziemskiej biosfery – w której skład wchodzimy również… my.

Efektywnie planowany transport, to mniej CO2 w powietrzu

Istnieją proste sposoby oddolnego rozwiązania istniejącego problemu. Wiele miast oraz państwowych przedsiębiorstw organizuje kampanie zachęcające do przesiadania się z aut na rowery, korzystania ze środków komunikacji miejskiej lub zabierania ze sobą w podróż samochodem ludzi zamiast powietrza, które często wozi się bezmyślnie w tę i z powrotem. Niestety człowiek to stworzenie niechętne do zmian, które obniżają dotychczasowy komfort życia. W szczególności osoby starsze, zabiegani ludzie sukcesu i wysokiej rangi urzędnicy nie są skłonni do zaprzestania używania wygodnego samochodu i kontynuują zwyczaj zatruwania własnego otoczenia (bądź co bądź tracąc na tym: fundusze – paliwo kosztuje, kupno i utrzymanie pojazdu również – oraz nerwy – stojąc w długich korkach i irytując się wymijaniem powolnych kierowców). Gdyby każdy zainteresował się własnym sposobem na ochronę środowiska poprzez redukcję użycia pojazdów benzynowych, świat wyglądałby zupełnie inaczej. Jedną z możliwości jest np. wprowadzenie ogólnokrajowego nakazu zapewnienia pracownikom biletów miesięcznych na transport publiczny bezpośrednio z okolicy miejsca zamieszkania do miejsca pracy. Można by tak samo zakazać używania starszych samochodów, które nie posiadają odpowiednich katalizatorów i filtrów gazów wydechowych lub idąc za przykładem chińskich władz wprowadzić kary finansowe dla ludzi szczególnie zatruwających powietrze, co nierozerwalnie wiąże się z zakazem używania samochodu w poszczególne dni tygodnia. Niemniej jednak – konstytucje państw demokratycznego porządku nie pozwalają ograniczać swobód i wolności człowieka. Nie powinno się więc pozbawiać obywateli prawa do transportu. Jedynym wyjściem z tej niedogodnej sytuacji jest zatem usprawnienie przewoźnictwa.

Możliwości na to są, na szczęście, niezliczone! Pierwszym z aspektów do poprawy – najmniej konsumującym zasoby – jest logistycznie efektywne rozplanowanie podróży. Stworzenie globalnego systemu zarządzającego wymianą towarów w drodze między różnymi przewoźnikami oraz między różnymi taborami miałoby zbawienny wpływ na redukcję zbędnych kursów nakładających się na siebie – co bezpośrednio wpływa na zanieczyszczenie środowiska. W styczniu br. w niektórych miejscach Krakowa poziomy pyłu zawieszonego PM10 przekroczyły normy o ponad 700%. Osadzający się smog miał swoje pochodzenie przede wszystkim w spalaniu węgla w domowych piecykach starej konstrukcji, jednakowoż każdy mieszkaniec tego miasta jest w stanie powiedzieć, że w godzinach szczytu w Krakowie po prostu nie da się oddychać, znajdując się w okolicy najczęściej uczęszczanych ulic. Co więcej, oprócz poważnego zapylenia duże miasta borykają się z innymi stresorami środowiskowymi, takimi jak hałas i wibracje. Transport jest źródłem uciążliwych dźwięków wysokiej głośności, które doprowadzają jeśli nie do uszkodzeń narządu słuchu, to przynajmniej do wzmożonego bólu głowy i niemożności koncentracji na codziennych zadaniach.

Uciążliwe decybele – ekrany dźwiękochłonne nie wystarczą

Hałas jest często pomijanym czynnikiem oddziałującym na środowisko ze względu na to, że tradycyjne podejście do ekologii nie uwzględnia jego wpływu na ludzi i zwierzęta. Jest on jednak niezaprzeczalny. To nie tylko pogorszenie stanu psychofizycznego ludzi w centrach miast, ale i niebezpieczeństwo wyparcia zwierząt leśnych z ich naturalnych siedlisk – a co za tym idzie – ich rychła śmierć. Nieprzyjemny poziom dźwięku wiąże się nierozerwalnie z wieloma czynnikami w branży transportu, do których należy między innymi nieodpowiedni stan nawierzchni (który wynika z samej jazdy po niej – rokrocznie nacisk milionów pojazdów ważących po kilka ton powoduje powstanie wybrzuszeń i dziur w drodze niskiej jakości, co powoduje tłuczenie się – i niszczenie samochodów podczas przejazdu). Stawianie ekranów dźwiękochłonnych wzdłuż autostrad i dróg szybkiego ruchu staje się standardem, nie jest to jednak wystarczające, w dodatku szpeci teren. Mówiąc o Polsce – brakuje tutaj autostrad i obwodnic, które łączyłyby duże miasta i tworzyły szansę na powstanie wygodnych szlaków handlowych i poprawę płynności ruchu na drogach krajowych.

Potencjalne rozwiązania

• Europejska platforma internetowa

Jak widać, z jednego problemu rodzi się kolejny, a wciąż nie poruszyliśmy tematu rozwiązania tych trudności. Wróćmy więc najpierw do zbudowania logistycznej sieci dostaw i zarządzania ruchem drogowym. Proponuję stworzenie ogólnodostępnej, europejskiej platformy internetowej, połączonej z systemem nawigacji satelitarnej, zrzeszającej grupy przewoźników, dostawców i kierowców ciężarówek, samochodów osobowych, pociągów – czyli wszystkich środków transportu, służących do przewożenia towarów z jednego miejsca w drugie. Koncept polegałby na zarządzaniu czasem i trasą dostawy w najbardziej optymalny sposób, biorąc pod uwagę nie tylko wymagania klienta co do jakości usługi, ale przede wszystkim stan używanego pojazdu, rodzaj zasilającego go paliwa, czas pracy pojedynczego kierowcy, ograniczenia ruchu drogowego itp. Kiedy klient zamawiałby dany produkt u kuriera, firma wysyłkowa rejestrowałaby operację w portalu, a zinformatyzowany system wyszukiwałby w bazie danych aktualnie obsługiwane przez wszystkich przewoźników trasy i wybierał najbardziej optymalną z uwzględnieniem wszystkich istotnych parametrów. W końcu każdego dnia niezliczone ilości przesyłek wysyłane są z przeróżnych części kontynentu. Brakuje jednak wzajemnych połączeń między innymi firmami, co blokuje postęp. Wierzę, że rozwiązanie to zrewolucjonizowałoby sposób funkcjonowania łańcucha dostaw oraz przyczyniłoby się do umniejszenia zanieczyszczenia środowiska poprzez zniwelowanie niepotrzebnego udziału zbyt wielu pojazdów silnikowych w ruchu drogowym.

• unowocześnienie floty transportowej

Wracając do stanu technicznego pojazdów i nawierzchni oraz systemów chroniących przed truciznami i stresorami – kolejną kategorią, w której można osiągnąć poprawę, jest flota transportowa. Unowocześnianie jej wiąże się z wysokimi nakładami finansowymi, jednakowoż duże międzynarodowe koncerny są w stanie wydać większe fundusze na taki cel, który przecież po pewnym czasie zwróci się – i to najprawdopodobniej z nawiązką, gdyż wykorzystywanie nowych technologii napędza rozwój gospodarczy i przyczynia się do zysków ekonomicznych każdego interesariusza. Im starszy samochód, tym więcej trzeba zapłacić za przejazd nim – normy ekologiczne wprowadzone przez UE uzależniają stawkę za przejazd odcinka drogi publicznej od ilości spalin emitowanych przez dany typ pojazdu. Krótko i dobitnie – nowsze samochody są droższe, ponieważ muszą spełniać wymagane przepisami normy emisji, a co za tym idzie, składać się z cennych komponentów takich jak katalizatory platynowe i silniki lepszej konstrukcji. Transport samochodowy wyrzuca do atmosfery 30% zanieczyszczeń, na które składają się głównie tlenki azotu powodujące choroby alergiczne i astmę oraz czad mogący prowadzić do zahamowania pracy układu krwionośnego i oddechowego, a w konsekwencji do śmierci. Ekolodzy twierdzą, że samochody emitują nawet do 15 milionów różnych związków zwanych krótko zanieczyszczeniami. Nie pozostawia to wątpliwości, że podróż samochodem czyni więcej złego niż dobrego – ale konsekwencje podróży milionów uczestników ruchu drogowego nie są widoczne natychmiast, dlatego nie przywiązuje się do nich uwagi. Podsumowując, albo zapłacimy więcej za przejazd drogą, albo za nowy samochód. Kto na tym zyskuje? Na pewno nie przewoźnik. Musimy jednak szukać kompromisów, jeśli chcemy zachować zdrowie.

• dobre praktyki: panele fotowoltaiczne w Holandii

Ciekawostką jest nietuzinkowe podejście do budowy dróg, które zapoczątkowali Holendrzy w mieście Krommenie w 2014, mianowicie – użycie paneli fotowoltaicznych jako wyściółki nawierzchni. Pomimo, że nie jest to bezpośredni sposób na zredukowanie emisji niesławnych tlenków  CO2, SOx i NOx ani PM , wykorzystanie produkcji energii elektrycznej ze światła słonecznego do zasilania przydrożnych lamp i najbliższych domostw ma znaczenie w ogólnym bilansie energetycznym danego regionu. Im więcej czystej energii wyprodukuje się z wykorzystaniem promieniowania słonecznego, tym bardziej zniweluje się efekty towarzyszące spalaniu paliw kopalnych i produktów rafinacji ropy naftowej (a więc również minusy użytkowania samochodów). Dlaczego? Ponieważ w sumie, energii wykorzystać w danej chwili można tylko i wyłącznie określoną – potrzebną w tym momencie ilość. Zatem idąc tym torem – produkując więcej zielonej energii, będziemy zmuszeni (a raczej uprzywilejowani) spalić mniej gazu czy oleju, by zaspokoić nasze potrzeby. Bezpośrednio ze spalaniem wiążą się przecież spaliny – w których składzie aż roi się od niepożądanych przez ekologów substancji chemicznych.

• wytwarzanie energii z nacisku pojazdów na podłoże

Dodatkowo zaimplementować można byłoby technologię wykorzystującą nacisk przejeżdżających pojazdów na jezdnię do wytwarzania energii, używając materiałów piezoelektrycznych, produkujących nośniki ładunku elektrycznego pod działaniem naprężeń. Prace koncepcyjne trwają, a efekty byłyby tego samego typu, jak w przypadku paneli PV. Jak widać, powiązania między ekologią, energetyką i transportem drogowym w przeciągu najbliższych dziesięcioleci mogą stać się mocniejsze niż kiedykolwiek i przyczynią się do wzrostu bezpieczeństwa energetycznego, obniżenia poziomu zanieczyszczeń w atmosferze oraz do powiększenia świadomości społecznej na tematy związane z ekologią.

• alternatywne paliwa

Ostatnią, aczkolwiek najbardziej obiecującą propozycją rozwiązania obecnej sytuacji w transporcie drogowym jest zastosowanie alternatywnych paliw. Branża samochodowa skupia się aktualnie na połączeniu korzyści płynących z użytkowania klasycznych silników wysokoprężnych naprzemiennie z silnikami elektrycznymi, ale wzrok należy również skierować w stronę paliw takich jak wodór, który wykorzystać można do spalania bezpośredniego (co jest jednak mało efektywne), jak i do bezpośredniej produkcji energii elektrycznej w ogniwach paliwowych, które mogą zasilać silnik elektryczny.

• wodór  w ogniwach paliwowych

W 2015 samochody elektryczne stanowiły niedostrzegalne 2% rynku. Przyczyn tego można upatrywać w wysokich kosztach takich pojazdów oraz z powszechnym brakiem stacji ładowania w większości państw i z niewystarczającym zasięgiem po jednym ładowaniu. Jako, że w materii cen prądu elektrycznego nie jesteśmy w stanie wiele osiągnąć jako pojedyncze jednostki, pragnę skupić się na wykorzystaniu wodoru w ogniwach paliwowych. Zazwyczaj rozwiązanie to wymaga zainstalowania w samochodzie zestawu ogniw o mocy ok. 100kWe (równoważnik 130KM) wraz z zestawem butli na sprężony wodór, co pozwala na przejechanie 500km. Jest to technologia nie wytwarzająca ani grama spalin. Jedynym ograniczeniem jej szerszego zastosowania jest wciąż zbyt wysoka cena ogniw i niezamknięta faza badań.

Jeżeli udałoby się połączyć system zarządzania transportem drogowym z pojazdami napędzanymi wodorem, można by utworzyć taki program ruchu drogowego, w którym samochody kursowałyby w tę i powrotem na określonych trasach między stacjami ładowania wodoru i w tym czasie mogłyby one transportować zarówno ludzi, jak i przesyłki. Jest to rozwiązanie najczystsze i najbardziej opłacalne ekonomicznie ze względu na brak zużycia paliw produkujących w procesie spalania szkodliwe związki oraz zastosowanie optymalizacji ruchu pojazdów.

Decyzja należy do nas

Podsumowując, branża transportu stoi przed podjęciem ważnych decyzji. W celu zmniejszenia emisji zanieczyszczeń do biosfery każdy użytkownik ruchu drogowego powinien ograniczyć użycie pojazdów zasilanych paliwami oraz zmodernizować te, którymi się posługuje. Przedsiębiorcy i duże koncerny mogą wspierać rozwój nowych technologii opracowywanych przez naukowców, wykorzystujących odnawialne źródła energii oraz ogniwa paliwowe do niwelowania szkodliwego wpływu transportu na środowisko. Przedstawiciele rządów natomiast mają obowiązek zadbać o możliwości wykonania nowatorskich projektów takich jak międzynarodowy system logistyki w transporcie drogowym i wprowadzić opodatkowanie korzystne dla ekologicznych pojazdów. Przyszłość jest na wyciągnięcie ręki, a sukces tym razem zależy od każdego z osobna oraz od wszystkich razem – walczymy nie tylko o własne wygodę i zdrowie, ale także o czyste środowisko i rozwój technologii dla przyszłych generacji. Jak mówi stare indyjskie przysłowie: „Nie odziedziczyliśmy Ziemi po naszych przodkach. Pożyczyliśmy ją tylko od naszych dzieci.”