Εκπομπές ρύπων… η υπόθεση βρωμάει!

Nίκος Ι. Mαρινόπουλος

3 Σεπτεμβρίου 2009

Πολλοί είναι αυτοί που μιλούν για εκπομπές ρύπων αλλά τι πραγματικά γνωρίζετε γύρω από το θέμα; Πως μετριούνται οι εκπομπές στα σύγχρονα αυτοκίνητα; Το CO2 είναι ρύπος ή όχι;

Ο πρώτος ρύπος που μετρήθηκε ποτέ στην αυτοκινητοβιομηχανία ήταν το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) την δεκαετία του 1970. Αργότερα θεσπίστηκαν όρια για τις εκπομπές των άκαυστων υδρογονανθράκων (HC), των οξειδίων του αζώτου (ΝΟx) και πολύ πιο μετά την δεκαετία του 1990 όρια για τις εκπομπές μικροσωματιδίων(Particulate Matter ή PM) στα πετρελαιοκίνητα. Το διοξείδιο του άνθρακα Ντίζελ; Ευχαριστώ δεν θα πάρω (στην Αθήνα)… δεν χαρακτηρίζεται ως ρύπος αλλά ως αέριο που ευθύνεται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Για αυτό το λόγο η Κομισιόν σε συνεργασία με τον ACEA προσπαθούν να μειώσουν τις εκπομπές του περιορίζοντας σταδιακά τον μέσο όρο CO2 κάθε εταιρικού στόλου στα 130 γραμμ./χλμ. από το 2012 έως το 2015.

Το 2012 το 65% ενός εταιρικού στόλου δεν πρέπει να ξεπερνά την παραπάνω τιμή, το 75% μέχρι το 2013, το 80% μέχρι το 2014 και το 100% έως το 2015. Όποια εταιρία δεν συμμορφώνεται με το όριο και το ξεπερνά κατά 3 γραμμ./χλμ. τότε θα πληρώνει 95 ευρώ για κάθε επιπλέον γραμμάριο…

Στόχος είναι τα 95 γραμμ./χλμ. μέχρι το 2020/2021 και όλα θα εξαρτηθούν από την πρόοδο που θα υπάρξει στην ηλεκτροκίνηση και την υδρογονοκίνηση. Ήδη τα περισσότερα μέλη στην ευρωπαϊκή ένωση φορολογούν τα νέα αυτοκίνητα βάση μοντέλων που βασίζονται ή συνδυάζουν τις εκπομπές CO2. Εδώ θα δείτε έναν Εκπομπές ρύπων… η υπόθεση βρωμάει! (λείπει της Ελλάδας, γιατί άραγε;). Σύμφωνα με στοιχεία του ACEA από το 2004 τα επιβατικά αυτοκίνητα ευθύνονται για το 12% των εκπομπών CO2 στην Ευρώπη ενώ συνυπολογίζοντας όλα τα μέσα μεταφοράς και οχήματα το ποσοστό ανέρχεται στο 26%. Τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας ευθύνονται για το 39%, η βιομηχανία για το 16% και τα νοικοκυριά για το 19%.

Η υπόθεση με τις προδιαγραφές Euro ξεκίνησε το 1992 με την θέσπιση του Euro 1 που προέβλεπε την υποχρεωτική χρήση καταλύτη σε όλα τα σύγχρονα μοντέλα (αντιρρυπαντικής τεχνολογίας όπως αναγράφεται στην άδεια κυκλοφορίας του ΙΧ μας). Το 1996 ακολούθησε το Euro 2 που προέβλεπε την μείωση των ρύπων κατά 40%-50% καθώς και διαφορετικά όρια για τα βενζινοκίνητα και πετρελαιοκίνητα οχήματα.

Το Euro 3 τέθηκε σε ισχύ το 2000 ενώ το Euro 4 το 2005 θέτοντας σημαντικά αυστηρότερα όρια για τους πετρελαιοκινητήρες σχετικά με τις εκπομπές CO και NOx. Ειδικά για την μείωση των PM ήταν επιτακτική η στάνταρ τοποθέτηση ειδικών φίλτρων αυξάνοντας σημαντικά το κόστος των πετρελαιοκίνητων οχημάτων.

Τα βενζινοκίνητα εξαιρούνται από την μέτρηση PM εκτός όμως από όσα εξοπλίζονται με κινητήρα άμεσου ψεκασμού με όριο τα 0,005 γραμμ./χλμ. (Euro 5 & Euro 6). To Euro 5 βρίσκεται σε εφαρμογή από το Σεπτέμβριο του 2009 ενώ -το επιεικές για τους βενζινοκινητήρες, λιγάκι πιο αυστηρό για τους diesel- Euro 6 θα εφαρμοστεί από το 2014.

Πως μετριούνται οι ρύποι;

Οι νόρμες σχετικά με τις εκπομπές ρύπων εγκρίνονται από την Κομισιόν, το ευρωπαϊκό κοινοβούλιο και το πρωθυπουργικό συμβούλιο και βασίζονται σε πορίσματα διαφόρων μελετών από ειδικούς, πανεπιστημιακούς φορείς, ινστιτούτα κ.α. Για κάθε κατηγορία υπάρχει ένα όριο σχετικά με την ποσότητα που εκλύεται από την εξάτμιση ενός οχήματος. Το όριο αυτό διαμορφώνεται από μια συγκεκριμένη διαδικασία μέτρησης καθώς οι εκπομπές δεν είναι οι ίδιες όταν π.χ. ένα αυτοκίνητο εκκινεί με κρύα μηχανή ή έχει λειτουργεί ώρες πριν, όταν ένα αυτοκίνητο έχει διανύσει 5.000 χλμ. ή 80.000 χλμ.

Η μέθοδος μέτρησης εκπομπών ρύπων στην Ευρώπη ακολουθεί τον κύκλο NEDC (New European Driving Cycle) o οποίος αποτελείται από τέσσερις επαναλαμβανόμενους κύκλους μέτρησης κατά ECE-15 και έναν υπεραστικό κύκλο, τον EUDC (Extra Urban Driving Cycle). O κύκλος NEDC περιλαμβάνει μεταξύ άλλων κρύα εκκίνηση, περίπου 4 χιλιόμετρα αστικής οδήγησης με συγκεκριμένα start/stop σημεία, συγκεκριμένες ταχύτητες και αλλαγές σχέσεων, καθώς και 7 χιλιόμετρα οδήγησης σε αυτοκινητόδρομο υψηλής ταχύτητας μέχρι και 120 χλμ/ώρα.

Τα σύγχρονα επιβατικά αυτοκίνητα οφείλουν να έχουν τα ίδια όρια ακόμη και μετά τα 100.000 χλμ. χρήσης (ξανασκεπάστε με, πότε ακούσατε κάποιον να αλλάζει καταλύτη στο τουτού του;). Υποτίθεται πως ο κύκλος NEDC αντιπροσωπεύει την τυπική χρήση των αυτοκινήτων στους ευρωπαϊκούς δρόμους. Ωστόσο, μελέτες του ΕΜΠ έχουν δείξει πως σε καμία περίπτωση δεν ισχύουν οι επιεικείς νόρμες για την οδήγηση στην Αθήνα όπου η ιδιαίτερη μορφολογία του λεκανοπεδίου επιβαρύνει σημαντικά την λειτουργία ενός αυτοκινήτου και συνάμα αυξάνει τις εκπομπές ρύπων.

[accordion close=”1″ title=”=> UPDATE => ΚΑΝΤΕ ΚΛΙΚ ΕΔΩ“]Πρότυπο Euro 5

Εκπομπές προερχόμενες από οχήματα ντίζελ:

μονοξείδιο του άνθρακα: 500 mg/km·
σωματίδια: 5 mg/km (δηλαδή μείωση των εκπομπών κατά 80% σε σχέση με το πρότυπο Euro 4)·
οξείδια του αζώτου (NOx): 180 mg/km (δηλαδή μείωση των εκπομπών κατά περισσότερο από 20% σε σχέσημε το πρότυπο Euro 4)·
συνδυασμένες εκπομπές υδρογονανθράκων και οξειδίου του αζώτου: 230 mg/km.

Εκπομπές προερχόμενες από βενζινοκίνητα οχήματα ή οχήματα που λειτουργούν με φυσικό αέριο ή υγραέριο:

μονοξείδιο του άνθρακα: 1.000 mg/km·
υδρογονάνθρακες πλην του μεθανίου: 68 mg/km·
συνολικοί υδρογονάνθρακες: 100 mg/km·
οξείδια του αζώτου (NOx): 60 mg/km (δηλαδή μείωση κατά 25% των εκπομπών σε σχέση με το πρότυπο Euro 4)·
σωματίδια (μόνο για τα βενζινοκίνητα οχήματα με απευθείας έγχυση, που λειτουργούν με καύση πτωχού μείγματος): 5 mg/km (θέσπιση οριακής τιμής που δεν υπήρχε σύμφωνα με το πρότυπο Euro 4).

Όσον αφορά τα μικρά φορτηγά και άλλα ελαφρά εμπορικά οχήματα που προορίζονται για τη μεταφορά εμπορευμάτων, ο κανονισμός περιλαμβάνει τρεις κατηγορίες οριακών τιμών εκπομπών ανάλογα με τη μάζα αναφοράς του οχήματος: κάτω από 1.305 kg, από 1.305kg έως 1.760kg, πάνω από 1.760kg. Οι οριακές τιμές που εφαρμόζονται για την τελευταία κατηγορία ισχύουν επίσης για τα οχήματα μεταφοράς εμπορευμάτων (κατηγορία N2).

Πρότυπο Euro 6

Για όλα τα οχήματα που είναι εξοπλισμένα με κινητήρα ντίζελ ισχύει η υποχρέωση σημαντικής μείωσης των εκπομπών οξειδίων του αζώτου από την έναρξη ισχύος του προτύπου Euro 6. Για παράδειγμα, για τις εκπομπές που προέρχονται από επιβατηγά αυτοκίνητα και άλλα οχήματα που προορίζονται για μεταφορά θα ισχύει ανώτατο όριο 80 mg/km (δηλαδή πρόσθετη μείωση κατά περισσότερο από 50% σε σχέση με το πρότυπο Euro 5). Οι συνδυασμένες εκπομπές υδρογονανθράκων και οξειδίων του αζώτου που προέρχονται από οχήματα ντίζελ θα μειωθούν επίσης, έτσι ώστε να τεθούν ανώτατα όρια, π.χ. 170 mg/km όσον αφορά τα επιβατηγά αυτοκίνητα και άλλα οχήματα που προορίζονται για μεταφορά.

Κύκλος WLTP: Τελικά τι αλλάζει στα νέα αυτοκίνητα;

Εφαρμογή των προτύπων

Από την έναρξη ισχύος των προτύπων Euro 5 και Euro 6, τα κράτη μέλη πρέπει να αρνούνται την έγκριση τύπου, την ταξινόμηση, την πώληση ή τη θέση σε κυκλοφορία των οχημάτων που δεν τηρούν τις εν λόγω οριακές τιμές εκπομπών. Για τα οχήματα μεταφοράς εμπορευμάτων (κατηγορία Ν1, κλάσεις ΙΙ και ΙΙI, και κατηγορία Ν2) και τα οχήματα που έχουν σχεδιαστεί για την ικανοποίηση ειδικών κοινωνικών αναγκών προβλέπεται κάθε φορά συμπληρωματική προθεσμία διάρκειας ενός έτους. Το προβλεπόμενο χρονοδιάγραμμα έχει ως εξής:

το πρότυπο Euro 5 εφαρμόζεται από την 1η Σεπτεμβρίου 2009 όσον αφορά την έγκριση τύπου και θα εφαρμοστεί από την 1η Ιανουαρίου 2011 όσον αφορά την ταξινόμηση και την πώληση των νέων τύπων οχημάτων·
το πρότυπο Euro 6 θα εφαρμοστεί από την 1η Σεπτεμβρίου 2014 όσον αφορά την έγκριση τύπου και από την 1η Σεπτεμβρίου 2015 όσον αφορά την ταξινόμηση και την πώληση των νέων τύπων οχημάτων.

Καταλυτικά συστήματα: Από τα DPF στα OPF και GPF!

[/accordion]

Πόσο επικίνδυνα είναι τα καυσαέρια;

Στα καυσαέρια των βενζινοκίνητων μηχανών περιέχονται: CO, υδρογονάνθρακες, NOx και ενώσεις του Pb (μόλυβδος) μαζί με άλλα συστατικά όπως αιθάλη και SO2 (διοξείδιο του θείου) που βρίσκονται σε μικρότερες συγκεντρώσεις. Τα υπόλοιπα συστατικά όπως CO2, Η2Ο και N2 (άζωτο) δεν θεωρούνται ρυπαντές του αέρα.

Στις μηχανές diesel λόγω διαφορετικής αρχής λειτουργίας και του διαφορετικού καυσίμου εκπέμπονται κυρίως NOx, αιθάλη, υδρογονάνθρακες, CO, SO2 και αλδεΰδες. Η αιθάλη που εκπέμπεται από τις μηχανές diesel έχει ιδιαίτερη σημασία, διότι σ’ αυτή βρίσκονται προσροφημένοι υδρογονάνθρακες με αποτέλεσμα να συμπεριλαμβάνονται στα καρκινογόνα συστατικά. Επίσης οι κινητήρες diesel εκπέμπουν μικροσωματίδια (Particulate Matter ή PM) κατά την καύση. Πρόσφατα ερευνητικά αποτελέσματα απέδειξαν στατιστικά σημαντική συσχέτιση ανάμεσα στη συγκέντρωση PM κάτω των 2,5 μm (προερχόμενα κατά κύριο λόγο από διεργασίες καύσης σε κινητήρες diesel) και στους ρυθμούς θνησιμότητας σε αστικό περιβάλλον. ‘Eχουν οδηγήσει στη θέσπιση νομοθετικών μέτρων σε διεθνές επίπεδο τα οποία απαιτούν σημαντικές μειώσεις στα επίπεδα των σωματιδιακών εκπομπών οχημάτων.Διαβάστε την άποψη μου σχετικά με την πετρελαιοκίνηση στην Αθήνα.

Μονοξείδιο του άνθρακα (CO): Προκύπτει από την ατελή καύση στις μηχανές των αυτοκινήτων. Υπολογίζεται ότι κάθε χρόνο ελκύονται 0.5 – 1 τόνοι CO ανά αυτοκίνητο. Στην ατμόσφαιρα το CO μετατρέπεται σε CO2, με χρόνο παραμονής από 0.1 – 2.7 χρόνια. Yψηλές τιμές CO εμφανίζονται συχνά σε δρόμους υψηλής κυκλοφορίας κυρίως όταν συντρέχουν ορισμένες μετεωρολογικές συνθήκες (άπνοια, θερμοκρασιακή αναστροφή).

Ο συνταξιούχος κύριος NEDC: Από το downsizing… στο upsizing; [blog]

Οξείδια του αζώτου (ΝΟx): Προκύπτουν κατά την καύση, από την αντίδραση του ατμοσφαιρικού αζώτου με το οξυγόνο και αποτελούν σύνθετη μορφή ρύπου ανάλογου με τις συνθήκες. Αρχικά σχηματίζεται ΝΟ (μονοξείδιο του αζώτου) και όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία καύσης, τόσο μεγαλύτερος είναι και ο σχηματισμός του ΝΟ. Το ΝΟ στην ατμόσφαιρα οξειδώνεται αμέσως προς το επίσης επικίνδυνο ΝΟ2. Από το ΝΟ2 σχηματίζεται ΗΝΟ3 (νιτρικό οξύ) με τους υδρατμούς της ατμόσφαιρας, το οποίο συμμετέχει περίπου κατά το 1/3 στο σχηματισμό όξινης βροχής. Με την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας τα NOx μετατρέπονται σε φωτοοξειδωτές.

Διοξείδιο του θείου (SO2): Eκλύεται από τους κινητήρες diesel λόγω της περιεκτικότητας του καυσίμου σε S (0,3%). Σε πολλές χώρες της Ευρώπης η συγκέντρωση του S (θείου) έχει περιοριστεί σε 0,15% με αποτέλεσμα να αναμένεται μια ελάττωση της εκπομπής SO2 στην ατμόσφαιρα περίπου 25-30%. Ο χρόνος παραμονής του SO2 στην ατμόσφαιρα ανέρχεται σε περίπου έξι εβδομάδες. Το SO2 οξειδώνεται προς SO3, το οποίο με τους υδρατμούς μετατρέπεται σε Η2SO4 (θεϊκό οξύ που ευθύνεται για το φαινόμενο της όξινης βροχής).

Υδρογονάνθρακες (ΠΑΥ): Με τα καυσαέρια των αυτοκινήτων εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα, πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες (ΠΑΥ). Από τις ενώσεις αυτές, άλλες περιέχονται ήδη στο καύσιμο υλικό, ενώ οι υπόλοιπες σχηματίζονται κατά την ατελή καύση. Πολλές από αυτές είναι καρκινογόνες ή έχουν μεταλλαξιογόνο δράση.