Jak snížit emise v autech: Komplexní průvodce

Doprava je v současnosti jedním z hlavních zdrojů znečištění životního prostředí, na pomyslném žebříčku předběhla i průmysl. Celkový počet motorových vozidel ve světě se pohybuje kolem jedné miliardy a neustále se zvyšuje.

Vidátor a doktor geologie Václav Vávra popisuje, jakou souvislost má automobilová doprava, emise oxidu uhličitého a skleníkové plyny. Doprava je v dnešní době jeden z hlavních zdrojů znečištění životního prostředí. Zatímco u nových motorových vozidel se produkce emisí razantně snižuje, průměrné emise CO2 z automobilové dopravy se zatím stále zvyšují.

Emise CO2 v České republice

U nových osobních automobilů registrovaných v České republice klesly průměrné emise CO2 z 154,0 g/km v roce 2004 na 134,6 g/km v roce 2013 a od roku 2020 jsou v platnosti přísnější limity pro emise u nově prodaných automobilů, které mají v průměru dosahovat 95 gramů CO2 na ujetý kilometr. V roce 2018 se v České republice podílela doprava na emisi skleníkových plynů téměř 15 %, z toho 2/3 tvoří osobní automobilová doprava.

Spalovací motory při své činnosti neprodukují pouze už zmíněný oxid uhličitý, ale také jiné skleníkové plyny jako jsou oxidy dusíku, oxidy síry a vodní páru.

Celkový počet motorových vozidel ve světě se v roce 2018 pohyboval kolem 1,3 miliardy a do roku 2040 se odhaduje nárůst na 2 miliardy. Motorových vozidel je tedy zhruba 10krát méně než obyvatel planety Země. Nejvyšší úroveň motorizace je v USA a v některých zemích západní Evropy (např. Velká Británie, Německo, Itálie, Francie). V zemích, jako je Bangladéš, Burundi nebo Mosambik, připadá na tisíc obyvatel pouze jeden automobil. Roční celosvětová produkce automobilů obnáší 91 milionů vozů nejrůznějších kategorií. V Evropě se ročně vyrobí téměř 20 milionů automobilů, z toho 1,3 milionu v České republice.

Čtěte také: Znečištění vnitřního ovzduší: Průvodce

V roce 2020 bylo ve 27 zemích Evropské unie v provozu 229 montážních závodů automobilového průmyslu, kde pracovalo 2,6 milionu zaměstnanců.

Skleníkové plyny a jejich vliv

Složení zemské atmosféry je významným faktorem, který určuje teploty na naší planetě. Průměrná celosvětová teplota atmosféry těsně nad zemským povrchem je 15 °C. Kdyby byla atmosféra bez skleníkových plynů, snížila by se tato teplota na pouhých -18 °C. Jde o zcela přirozený proces, ve kterém hlavní roli „skleníkového plynu“ hraje vodní pára, jakožto přirozená součást atmosféry.

Z ostatních plynů jsou do určité míry přirozenou součástí atmosféry ještě oxid uhličitý, metan, oxid dusný a troposférický ozón. Některé syntetické látky jako freony byly do atmosféry dodány lidskou činností. Účinek jmenovaných skleníkových plynů není stejný.

Během čtvrtohor, tedy posledních asi 2,5 milionů let, kolísal obsah oxidu uhličitého v atmosféře mezi 200 a 280 ppm (0,020 - 0,028 %). V dobách ledových to byla nižší hodnota, v dobách meziledových vyšší hodnota. Je změřeno, že za posledních asi 200 let (od začátku průmyslové revoluce) narostl obsah CO2 v atmosféře z 280 ppm na současných 410 ppm.

Je prakticky jisté, že nárůst hodnot je v současné meziledové době přirozený proces, ale je také pravda, že tak rychlý růst jeho obsahu v atmosféře způsobuje lidstvo svojí nešetrnou a často bezohlednou činností. Pokud by vás zajímalo, jak se tyto hodnoty měří, tak od roku 1958 se jako referenční hodnoty používají velmi přesná měření na stanici Mauna Loa na Havajských ostrovech.

Čtěte také: Zprávy o snižování emisí v Číně

Hlavní příčinu zvyšujících se obsahů CO2 v atmosféře představuje spalování fosilních paliv (ropa, uhlí, zemní plyn), některé průmyslové činnosti produkující oxidy dusíku, metan a dříve také freony a samozřejmě i doprava. Objektivně změřeným důsledkem našeho bezohledného počínání je nárůst teploty na planetě, který představuje od poloviny minulého století v celosvětovém průměru jeden stupeň, ale např.

Atmosféra má ve změnách globálního klimatu nezastupitelný význam. Je to médium, které velmi rychle (řádově hodiny a dny) absorbuje nebo uvolňuje teplo a transportuje ho na velké vzdálenosti. Dopad zvyšujících se teplot atmosféry v globálním měřítku je velmi široký, uveďme jen několik příkladů.

Teplejší atmosféra více ohřívá mořskou vodu, což negativně ovlivňuje nejen vodní organismy (např. korály), ale teplejší oceánská voda umožňuje snazší vznik tropických cyklón nebo může narušit přirozený běh mořských proudů. Změna distribuce tepla v atmosféře způsobuje v určitých oblastech úbytek srážek, jinde zase vzniká nadbytek srážek a jsou zde častější povodně.

Uhlíkový cyklus

V přírodě probíhá velké množství chemických reakcí mezi živou a neživou přírodou a uhlík je prvkem, který se na těchto procesech podílí velkou měrou. Jednotlivé procesy jsou propojeny do uhlíkového cyklu a probíhají v určitém pořadí a s různou rychlostí. Součástí tohoto cyklu je i vznik a spotřeba oxidu uhličitého.

Celý cyklus probíhá na planetě prakticky od jejího vzniku, tak jak ho známe dnes, funguje asi 3,5 miliardy let, kdy se objevily první fotosyntetizující organismy. Uhlík je prvek, který je zcela zásadně obsažen v živých organismech, velké množství je uloženo v litosféře a nezanedbatelně je obsažen také v atmosféře a hydrosféře.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Nás zajímá především jeho obsah v atmosféře, budeme tedy sledovat procesy, které obsahy uhlíku snižují (tzv. sinky) a procesy, které naopak obsahy oxidu uhličitého v atmosféře zvyšují. Na kontinentech jsou molekuly CO2 odebírány z atmosféry rostlinami při fotosyntéze a vznikají z nich složitější uhlíkaté sloučeniny (bílkoviny, cukry, tuky).

Rostliny pak slouží jako potrava živočichům, kteří tyto energeticky bohaté uhlovodíky dále zpracovávají. Všechny organismy dýchají, takže část uhlíku se vrací do atmosféry jako CO2. Pokud rostlina nebo živočich odumře, mikroorganismy jejich tělo rozloží a na konci vznikne voda a oxid uhličitý. Do tohoto cyklu však vstupuje člověk, který do atmosféry přidává oxid uhličitý především spalováním fosilních paliv.

Celou situaci ještě komplikuje skutečnost, že člověk má stále vyšší nároky na prostor a potravu, takže intenzivně redukuje rostlinné porosty na planetě. Pro úplnost ještě dodejme, že obrovské množství uhlíku se vyměňuje na hranici atmosféra - půda.

Jiná část uhlíkové cyklu probíhá na hranici atmosféra - oceán. Obrovská množství CO2 se rozpouští ve studených vodách povrchových částí oceánů ve vyšších zeměpisných šířkách, aby se pak v teplejších rovníkových oblastech zase uvolňoval zpátky do atmosféry. Do atmosféry se ale vrací jen menší část, protože velké množství oxidu uhličitého je využíváno mořským fytoplanktonem (řasy a sinice). Ten je základem potravního řetězce směrem k vyšším živočichům.

Významný může být v některých případech i tok uhlíku z litosféry do atmosféry. Děje se tak při každé sopečné erupci. Některé vulkanické události jsou takového rozsahu, že produkují obrovské množství CO2, často ve spojitosti s jinými plyny a pevným znečištěním atmosféry (popílek).

Všechny uvedené procesy jsou po milióny let v rovnováze, i když rychlost a objem některých reakcí se může měnit v závislosti na klimatických změnách.

Snahy o snižování emisí

Evropská unie vyvíjí značný tlak na snižování emisí skleníkových plynů a to i v oblasti dopravy. Zatím se většina automobilových koncernů ubírá směrem k elektromobilitě nebo hybridním typům automobilů. Na spalovací motory jsou kladeny stále vyšší nároky, což v konečném důsledku představuje hlavní úkol pro jejich konstruktéry - snižování spotřeby paliva.

Vzrůst prodeje elektromobilů je v posledních letech nepřehlédnutelný. Podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) jezdilo v roce 2019 po silnicích celého světa 7,2 milionu elektromobilů, z toho 47 % v Číně.

Přechod ke kompletnímu elektrickému vozovému parku není úplně snadný a levný. Pravdou je, že elektromotor je složen z méně součástek než motor spalovací, jednodušší je převodovka a zcela odpadá výfuková soustava s katalyzátorem či filtrem, což představuje asi o 30 % menší pracnost při výrobě. I tak je cena vozu téměř dvojnásobná v porovnání s konvenčním, protože bateriové články tvoří 30 až 50 % ceny vozu.

Abychom mohli bez omezení používat elektromobily, potřebujeme dostatečně silnou elektrickou infrastrukturu - zejména síť dobíjecích stanic. Dosavadní statistiky ukazují, že více jak 90 % všech dobíjení se děje doma nebo v zaměstnání.

Masivní zavádění elektromobilů vyžaduje adekvátní technická řešení. Můžeme to ukázat na příkladu České republiky. Odborníci předpokládají, že v roce 2030 zde bude jezdit 250 - 500 tisíc elektromobilů. To bude vyžadovat instalaci až 40 000 dobíjecích stanic, což představuje náklady kolem 40 miliard korun.

Kromě přechodu na elektrovozidla existují i jiné postupy, které vedou ke snižování dopravních emisí. Některá evropská města zakázala nebo zpoplatnila vjezd starším automobilům a vozidlům s dieselovým motorem. Velké rezervy jsou také v objemech dopravovaného zboží, je mnohem efektivnější využívat lokální produkty a výrobky, než vozit prakticky stejné přes polovinu světa.

Některá evropská města zakázala nebo zpoplatnila vjezd starším automobilům a vozidlům s dieselovým motorem. Nemalé rezervy máme také ve větším využívání železniční dopravy při přepravě osob i zboží. Podle Českého statistického úřadu narostl v roce 2020 objem přepravovaného zboží oproti roku 2010 o 30 %. V roce 2020 se přepravilo po silnicích téměř 500 tisíc tun zboží, zatímco železnice přepravila pouhých 90 tisíc tun nákladů.

Alternativou k elektrické mobilitě jsou vozidla na vodíkový pohon.

Tipy pro řidiče, jak snížit emise

• Nechte své auto pravidelně servisovat: Pravidelná údržba motoru vašeho automobilu zajistí, že bude mít vždy nejlepší výkon a spalovat palivo co nejefektivněji.
• Nevozte nadměrnou zátěž: Když je váš kufr zbytečně plný těžkých předmětů, musí vaše auto udělat více práce a spálit více paliva. Při každodenní jízdě se snažte nevozit zbytečnou zátěž.
• Jeďte plynule: Pokud chcete jezdit plynule, předvídejte. Pokud budete umět správně odhadnout situaci před vámi, můžete se vyhnout zbytečnému brzdění a následnému zrychlování.
• Kontrolujte tlak v pneumatikách: Podhuštěné pneumatiky mají mnohem větší valivý odpor, což znamená, že palivo spálíte méně efektivně. Tlak v pneumatikách kontrolujte každé 1 až 2 týdny a při přepravě těžkých břemen zvyšujte tlak.
• Dodržujte rychlostní limity: I když jsou rychlostní limity stanoveny především proto, aby vás a ostatní účastníky silničního provozu chránili, představují také způsob, jak regulovat emise z jízdy. Dodržujte rychlostní limit a máte zaručenou lepší spotřebu paliva.
• Vypněte nepotřebné spotřebiče: Moderní vozy jsou vybaveny elektrickými součástmi, které ještě více zatěžují palivovou nádrž vašeho automobilu.
• Včas řaďte převodový stupeň: Včas řaďte převodový stupeň. U vozidel s benzínovým motorem řaďte přibližně při 2 500 otáček za minutu a vozidel s naftovým motorem při 2 000 otáčkách za minutu.
• Nenechávejte běžet motor zbytečně na volnoběh: Pokud pravidelně jezdíte ve městě, pravděpodobně trávíte hodně času čekáním na semaforech. Až budete příště sedět ve frontě, vypněte zapalování, abyste zabránili zbytečné produkci emisí.
• Slučujte cesty: Ať už vyzvedáváte děti ze školky nebo popadnete půllitr mléka nebo jedete domů z práce, rychlé výlety jsou jedny z nejméně účinných cest, které můžete udělat, a pokud je to možné, snažte se je sjednotit do jedné cesty.
• Odstraňte zbytečné aerodynamické překážky: Odpor větru je obrovským faktorem při optimalizaci spotřeby paliva a moderní automobily jsou navrženy tak, aby byly co nejefektivnější. Nevozte zbytečně střešní boxy, nosiče kol a zahrádky.
• Nenechávejte motor běžet v zimě: Ačkoli to může být lákavé nastartovat auto a nechat ho zahřát v ledovém zimním ránu, v tomto okamžiku produkuje motor zbytečně emise. Místo toho si kupte kvalitní škrabku na led, rychle odstraňte veškerý led a vyrazte na cestu.
• Pečlivě si plánujte cestu: Zbytečně se ztratit v neznámé oblasti tím spálíte spoustu paliva, abyste si znovu našli cestu. V případě pochybností si vezměte aktuální cestovní mapu nebo satelitní navigaci, abyste si vždy našli cestu i na těch nejméně známých silnicích.
• Zvažte alternativy k jízdě autem: Někdy není jízda nutná, zvláště když právě vyrazíte do obchodu nebo jedete do práce pár kilometrů po silnici. Až se příště dostanete ke klíčům od auta, přemýšlejte - musím na tuto cestu opravdu použít auto?
• Používejte aditiva: Při každém tankování přidejte do palivové nádrže aditiva. Nejenže ušetříte palivo, snížíte také emise automobilu a prodloužíte životnost motoru.

Dopad dopravy na emise skleníkových plynů

Bez kvalitní a spolehlivé dopravy se moderní společnost neobejde: umožňuje dostupnost služeb, rozvoj podnikání a obchodu, podporuje sociální aspekty života a mnoho dalšího. Zároveň z dopravy pochází přibližně čtvrtina světových emisí skleníkových plynů. Pro téměř polovinu států světa platí, že největší podíl na emisích skleníkových plynů, které jsou spojeny s výrobou energie, má právě sektor dopravy.

V globálním měřítku je necelá polovina (46 %) všech emisí z dopravy spojena s přepravou nákladu, zbytek (54 %) vzniká při přepravování osob. Celkové emise z dopravy v EU v roce 2020 dosáhly 670 milionů tun CO2, což je srovnatelné s celkovými emisemi evropského průmyslu. Celkový výkon osobní dopravy byl v témže roce 8 750 miliard osobokilometrů.

Jak ukazuje graf níže, různé druhy osobní dopravy přispívají k celkovým emisím skleníkových plynů v různé míře. Nejvíce emisí (téměř 85 %) produkují automobily a letadla, přestože zajišťují pouze 72 % celkového přepravního výkonu - auta s 52 % výkonu mají 64% podíl na emisích, letadla s 20 % výkonu se na emisích podílejí z 24 %.

Poměr mezi množstvím emisí a přepravním výkonem se nazývá emisní intenzita. V osobní dopravě se emisní intenzita počítá v emisích na osobokilometr (oskm). Znalost emisní intenzity umožňuje srovnat různé druhy dopravy a jejich vliv na životní prostředí.

Vliv vzdálenosti na emise

Kromě emisní intenzity hraje u emisí z osobní dopravy významnou roli i vzdálenost, na kterou se cestující dopravují. Ne všechny dopravní prostředky jsou pro každou cestu stejně vhodné, proto je důležité v úvahách o různých typech dopravy délku trasy zohlednit.

Mezinárodní a meziměstská osobní doprava se využívá hlavně při pracovních cestách a pro turistické účely. Na kratší trasy do vzdálenosti 500 kilometrů, jako je například cesta z Prahy do Brna, volí lidé nejčastěji osobní auto nebo vlak. Na středně dlouhých trasách mezi 500 a 3 000 kilometry (např. cesta z Prahy do Bruselu) převažuje využití automobilů.

Emise z osobní dopravy na velké vzdálenosti je možné snížit například změnou některých cestovních zvyklostí, jako je výměna delších cest za kratší (třeba prostřednictvím podpory místní turistiky), ne vždy je také cestování nutné (některé služební cesty může nahradit videokonference).

Převaha osobních automobilů v regionální osobní dopravě je do značné míry způsobena jejich pohodlností a flexibilitou, což je obzvláště důležité v oblastech, kde je hromadná doprava omezená nebo neexistuje. Tento trend byl v minulosti ještě zesilován územním plánováním, které v řadě případů upřednostňovalo silniční sítě před infrastrukturou veřejné dopravy, takže používání automobilů není v mnoha případech pouze osobní preferencí, ale leckdy i nutností.

Protože v následujících dekádách bude pravděpodobně dál přibývat lidí žijících ve městech, poptávka po dopravě v regionech bude zřejmě časem opadat (v Evropě se očekává pokles až o 22 %), a i nadále se zde tedy bude hodně jezdit auty. Úbytek poptávky po regionální hromadné dopravě přinese otázku její finanční udržitelnosti.

Rychlé nahrazení aut se spalovacími motory elektrickými vozy je ovšem v regionální osobní dopravě jen částečným řešením - výrazně sice pomůže její dekarbonizaci, nezvýší však dostupnost dopravy pro ty, kteří si takový vůz nebudou moci dovolit.

I zde převažuje využívání osobních automobilů (produkujících přes 80 % emisí). Lidé dají přednost autu, jestliže pro ně hromadná doprava není atraktivní - není dostupná, bezpečná a spolehlivá nebo nejezdí dostatečně často. Současné trendy, jako je rostoucí popularita práce na dálku a online nakupování, mění i způsoby, jak lidé městský prostor využívají. S tím, jak lidí ve městech přibývá, nabývá na významu také potřeba kvalitní městské a příměstské dopravy.

Při dalším strategickém plánování proto bude důležité více myslet na udržitelnější způsoby osobní dopravy. Zejména plánovat a budovat infrastrukturu pro nemotorizovanou dopravu, protože ta je pro cesty do 10 km (v městském prostředí) zpravidla nejvýhodnější. Pouhá elektrifikace automobilové dopravy stačit nebude, protože emise skleníkových plynů nejsou jediný problém, který automobily ve městech způsobují. Zabírají také hodně místa, přinášejí další znečištění a snižují bezpečnost dopravního provozu pro ostatní - zejména pro chodce a cyklisty.

Změna chování a snižování emisí

V osobní dopravě v Evropě i v Česku dnes lidé spoléhají především na auta. To je také důvod, proč emise skleníkových plynů z osobní dopravy každoročně rostou - nová auta jsou sice efektivnější a produkují méně CO2 na kilometr, zároveň ale aut stále přibývá a míra jejich využití stoupá. Snížení celkových emisí v dopravě proto není jen technologický problém, jde také změnu některých vzorců chování, jež jsou dnes s osobní dopravou spojeny.

Mezi klíčové strategie patří:

• Změna způsobu dopravy - spočívající v tom, že dopravní prostředek s vysokou emisní intenzitou je nahrazen tam, kde to jde.
• Vytváření příležitostí pro změnu chování - navazuje na první bod - aby lidé preferovali méně emisně intenzivní dopravu, musí pro ně být atraktivnější.
• Snižování potřeby cestovat - strategickým plánováním při budování měst a jejich revitalizaci se zaměřovat na snižování vzdáleností, které lidé potřebují urazit na nákup, za prací nebo s dětmi do školky. Kromě toho je možné také podporovat místní turistiku a práci na dálku.

Karbon v motorech a jeho vliv na emise

Slovo „karbon“ se v souvislosti s moderními motory skloňuje snad ve všech pádech. Jak se ukazuje, jeho hromadění zejména na teplých částech znamená obrovský problém. Z čeho se karbon vlastně tvoří?

Dle specialistů ze společnosti I.O.B., která u nás zastupuje společnost BG Products, předního amerického dodavatele chemických produktů určených k čištění spalovacích motorů, se nejvíce karbonových úsad vytváří z oleje. Příčin je více, tou hlavní je však vysoká teplota oleje. Dalšími pak vysoká těkavost oleje, jeho zvýšená oxidace, což vše jde ruku v ruce s často až absurdně malou olejovou náplní a zároveň předlouhými intervaly jeho výměny.

Myslet si, že i po 30.000 km olej chrání motor tak, jako když byl nový, zavání šílenstvím. Bohužel dnešní situace je taková, že automobilky v honbě za čistými emisemi zvyšují pracovní teplotu motorů. Ta je u moderních agregátů zcela běžně přes sto stupňů. Zároveň ale používají stále řidší oleje z důvodu rychlejšího mazání pohyblivých částí po studeném startu, jejichž velmi nízká viskozita SAE (například 0W-30) je přesným opakem olejů pro vysoké tepelné zatížení (takový olej je třeba SAE 10W-60).

Obecně vzato je teplý olej řidší než studený, což zároveň usnadňuje jeho pronikání i tam, kam nemá. Asi nejčastěji bývá zmiňován jeho průnik do sání. U nepřeplňovaného motoru se tak děje přes odvětrávání klikové skříně, u přeplňovaných motorů samozřejmě přes ložiska turbodmychadla.

Většina starších aut má tak karbonem doslova zarostlé sání, v extrému pak sníženou pohyblivost pístních kroužků, která vede ke ztrátě komprese a v krajním případě k poškození kluzné vrstvy válců či doslova zalepené trysky vstřikovačů palivové soustavy. Právě poškozená kluzná vrstva válců či přesněji její honování je v praxi nejdražším problémem. Příčinou je právě karbon, který se dostává mezi pístní kroužky a stěny válců.

Odstraňování karbonu

V minulosti znamenalo odstraňování karbonu z motoru a tedy jeho čištění složitou rozborku agregátu. Šlo o nákladný úkon, který by se naprosté většina majitelů současných postižených aut finančně nevyplatil. Dnes však existuje řešení čištění motoru takzvanou chemickou cestou a tedy bez demontážně.

Dříve se k čištění používal přípravek na bázi PBA (Polybuteneamin). Velmi dobře rozkládá karbonové úsady, avšak má několik nedostatků. Předně je hořlavý a navíc efektivně funguje pouze za nízkých teplot. Účinně tak dokáže odstraňovat karbonové úsady v sacím potrubí a v palivové soustavě u nepřímo vstřikových motorů. Na části agregátu s vyšší teplotou je však neúčinný, protože shoří rychleji, než vůbec dokáže chemicky na karbon působit.

BG Products proto před lety vyvinuly látku PEA (Polyetheramine), která se ukrývá pod číslem patentu US 5112364. Největší předností PEA je fakt, že je hořlavý až při teplotě zhruba 900 stupňů. Tím dokáže chemicky působit na karbonové úsady i ve spalovacích prostorech motoru či systému recirkulace spalin (EGR).

tags: #co #snižuje #emise #v #autech

Oblíbené příspěvky:

• Druhy odpadu v Praze
• Povinnosti pro ekologické podnikání
• Německé zákony o odpadech
• Nařízení Vlády č. 16 a obce
• Třídění odpadu – ikony k tisku