АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ТА ПЕРСПЕКТИВ РОЗВИТКУ СИЛОВИХ УСТАНОВОК НАЗЕМНОГО ТРАНСПОРТУ
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2025.1.01Ключові слова:
сталий розвиток, декарбонізація, силова установкаАнотація
У статті проведено комплексний аналіз ефективності та перспектив розвитку силових установок міського транспорту в умовах глобальних викликів кліматичних змін, енергетичної трансформації та реалізації Цілей сталого розвитку. Автори розглядають ключову роль транспортного сектору як одного з основних джерел парникових газів, підкреслюючи необхідність модернізації двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) і впровадження альтернативних технологій з урахуванням міжнародних екологічних стандартів. Особливу увагу приділено гібридним силовим установкам, які поєднують традиційний ДВЗ та електропривод, що забезпечує зниження витрати пального та викидів CO₂, особливо в умовах міського циклу руху. Виконано патентний аналіз світових тенденцій розвитку транспортних технологій у період 2010–2022 років. Результати аналізу свідчать про суттєве зростання кількості патентів у сфері електромобілів та гібридних установок, що вказує на зміщення глобального вектору інновацій в бік впровадження екологічно чистих рішень. Водночас патентна активність у дизельному та бензиновому напрямках знижується, що вказує на високу доведеність процесів в цих двигунах і підтверджує поступову втрату актуальності традиційних силових систем. Застосовано моделювання їздового циклу NEDC для автомобіля Volkswagen Golf у трьох конфігураціях: бензиновій, гібридній та електричній. Моделі охоплюють розрахунки сил опору, потужності, витрати палива, рекуперації енергії та емісії CO₂. Отримані результати вказують на найкращу екологічну ефективність електричної версії за умови використання «зеленої» електроенергії (на прикладі Берліна), тоді як гібридна версія виявилась оптимальною у регіонах із високою часткою вугільної генерації (на прикладі Варшави та Києва). Також проаналізовано потенціал застосування водневих добавок до палива як одного з напрямів зниження токсичних викидів і підвищення енергоефективності гібридних систем. Виконані дослідження дозволяють сформулювати науково обґрунтовані критерії вибору типу силової установки для міського транспорту залежно від регіональних умов енергозабезпечення, екологічних вимог, технологічної готовності інфраструктури та довгострокової економічної ефективності експлуатації транспортного засобу.
Посилання
IEA (2009), Transport, Energy and CO2, IEA, Paris [Electronic resource] – Access mode: https://www.iea.org/reports/transport-energy-and-co2.
United Nations Environment Programme (2024). Executive summary. In Emissions Gap Report 2024: No more hot air … please! With a massive gap between rhetoric and reality, countries draft new climate commitments. Nairobi. Access mode:https://doi. org/10.59117/20.500.11822/46404
Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development [Electronic resource] / UNDP Ukraine – Access mode: https://www.undp.org/uk/ukraine/publications /peretvorennya-nashoho-svitu-poryadok-dennyy-u-sferi-staloho-rozvytku-do-2030-roku.
Про Цілі сталого розвитку України на період до 2030 року [Електронний ресурс] : Указ Президента України від 30.09.2019 р. № 722/2019. – Режим доступу: https://zakon.rada. gov.ua/laws/show/722/2019#Text .
Сommunication from the commission to the european parliament, the council, the european economic and social committee and the committee of the regions. Sustainable and Smart Mobility Strategy – putting European transport on track for the future [Electronic resource] : European Commission, Brussels, 9.12.2020 / European Union. EUR-Lex. – Access mode: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri= CELEX%3A52020DC0789.
Delivering the European Green Deal [Electronic resource] / European Union. – Access mode: https://commission.europa.eu/strategy-and-policy /priorities-2019-2024/european-green-deal/delivering -european-green-deal_en.
Угода про асоціацію між Україною, з однієї сторони, та Європейським Союзом, Європейським співтовариством з атомної енергії і їхніми державами-членами, з іншої сторони : ратифіковано із заявою Законом України від 16.09.2014 р. № 1678-VII. – Режим доступу: https://zakon. rada.gov.ua/laws/show/984_011 #Text .
Powering On: Internal Combustion Engines & the Clean Energy Future fuels [Electronic resource] // Engine Technology Forum. – 2024. – 40 р. – Mode of access: https://enginetechforum.egnyte.com/dl/REDEjll55t/ Internal_Combustion_Engines_Engines_%26_the_Clean_Energy_Future_ETF_White_Paper_Final.pdf_ (date of access: 11.06.2025).
Mishchenko M. The effect of hydrogen addition to traditional petrol engine fuel in a hybrid power plant on its environmental performance and fuel efficiency [Electronic resource] / W. P. Depczyński, А. Marchenko, S. Mishchenko, and M. Mishchenko // Combustion Engines. – 2025. – Vol. 200(1), Р.87-94. – Access mode: https://doi.org/10.19206/ CE-199735.
Matthias V. Modelling road transport emissions in Germany – Current day situation and scenarios for 2040. [Electronic resource] / V. Matthias, J. Bieser, T. Mocanu, T. Pregger, M. Quante, M. Otto, P. Ramacher, S. Seum & C Winkler // Transportation Research Part D-Transport and Environment – 2020. – Vol. 87, 102536. Access mode: https://doi.org/10.1016/ J.TRD.2020.102536.
Reit R. D. The future of the internal combustion engine. [Electronic resource] / R. D. Reitz, H. Ogawa, R. Payri, T. Fansler, S. Kokjohn, Y. Moriyoshi, ... & H. Zhao // International Journal of Engine Research – 2020. – Vol. 21, Issue 1, P. 3-10 Access mode: https://doi.org/10.1177/ 1468087419877990.
Mamala J. Analysis of the Total Unit Energy Consumption of a Car with a Hybrid Drive System in Real Operating Conditions. [Electronic resource] / J. Mamala, M. Śmieja, & K. Prażnowski // Energies – 2020. – Vol. 14(13), 3966. Access mode: https://doi.org/10.3390/en 14133966.
Thomas J. Fuel Consumption Sensitivity of Conventional and Hybrid Electric Light-Duty Gasoline Vehicles to Driving Style. [Electronic resource] / J. Thomas, S. Huff, B. West and P. Chambon // SAE International Journal of Fuels and Lubricants – 2017. – Vol. 10(3). Access mode: https://doi.org/10.4271/2017-01-9379.
Hawkins T. R. Comparative environmental life cycle assessment of conventional and electric vehicles. [Electronic resource] / T. R. Hawkins, B. Singh, G. Majeau‐Bettez & A. H. Strømman // Journal of Industrial Ecology – 2013. – Vol. 17(1), Р. 53-64. Access mode: https://doi.org/10.1111/j.1530-9290. 2012.00532.x.
Qiao Q. Life cycle greenhouse gas emissions of electric vehicles in China: Combining the vehicle cycle and fuel cycle. [Electronic resource] / Q. Qiao, F. Zhao, Z. Liu, X. He & H. Hao // Energies – 2019. – Vol. 177, Р. 222-233. Access mode: https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.04.080.
Міщенко М.Т. Дослідження параметрів згоряння бензину з добавкою водню в двигуні з іскровим запалюванням на режимах зовнішньої швидкісної характеристики [Текст] / А.П. Марченко, М.Т. Міщенко // Двигуни внутрішнього згоряння. – 2024. – №1, с. 52-60. DOI: 10.20998/0419-8719.2024.1.07.
Szwaja, S. Dilution of fresh charge for reducing combustion knock in the internal combustion engine fueled with hydrogen rich gases. [Electronic resource] / S. Szwaja // International Journal of Engine Research – 2019. – Vol. 44, Issue 34, P. 19017-19025/ Access mode: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene. 2018.10.134.
Ondrej P. Addressing EU climate targets: Reducing CO2 emissions using cooperative and automated vehicles. [Electronic resource] / P. Ondrej, B. Robbin, M. Michal // Transportation Research Part D-Transport and Environment – 2020. – Vol. 86, 102437. Access mode: https://doi.org /10.1016/j.trd.2020.102437.
Mishchenko M. Defining innovative areas and prospects to develop the patenting of technological advances in the automotive power plant industry. [Electronic resource] / M. Mishchenko // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies – 2024. – Vol. 1 No. 13 (127): Transfer of technologies: industry, energy, nanotechnology, Р. 92–102. – Access mode: https:// doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298643.
Amprion. Responsibility and Climate Protection: Renewable Energies in Numbers. Access mode: https://www.amprion.net /verantwortung/klimaschutz/erneuerbare-energien/ erneuerbare-energien-in-zahlen.
Energie- und CO₂-Bilanz Berlin (vorläufig) 2023, jährlich [Electronic resource] / Zum aktuellen Statistischen Bericht – 2023 – Access mode: https://www.statistik-berlin-brandenburg.de/e-iv-5-j.
Паливно-енергетичні ресурси україни / Державна служба статистики України: Статистичний збірник, Київ, – 2020. [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://ukrstat.gov.ua/druk/publicat/kat_u/2020/zb/ 12/Zb_per.pdf.
Piotr Wróblewski (2023). Ile jest samochodów w Warszawie? Ze spisu wynika aż 1,7 miliona. Od lat te liczby rosną. [Electronic resource] – Access mode: https://warszawa.naszemiasto.pl/ile-jest-samochodow-w-warszawie-ze-spisu-wynika-az-1-7/ar/c1-9194555.
Volkswagen e-Golf Specifications [Electronic resource] / HEvCars – информационный портал об электрических и гибридных автомобилях в Украине и мире – Access mode: https://hevcars.com.ua/volkswagen/e-golf-36kwh-2017/.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Двигуни внутрішнього згоряння
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
