Dieslový motor ekologicky: překvapivá fakta a srovnání s elektromobily

Ta palčivá otázka v době rozšiřující se nabídky elektrických vozů a kritiky turbodieselů zaznívá stále častěji: Jsou elektromobily opravdu šetrnější k přírodě než konvenční auta, jak se o nich říká? Lokální emise jsou sice u nich nulové, ale co ty emise elektráren, jejichž elektřinu využívají? A co ta ekologicky náročná výroba baterií?

Německý autoklub ADAC zjišťoval odpověď. A v době stále reálnějšího zákazu dieselových aut v centrech měst bude tato odpověď pro mnohé hodně překvapivá. Z komplexního výzkumu totiž vyplývá, že u velkých aut je stále nejekologičtějším řešením naftový motor.

Emise CO2: nafta vs. elektřina

Po 150.000 ujetých kilometrech takové auto vyšší střední třídy podle ADACu v průměru vypustí 33.000 kilogramů oxidu uhličitého, což odpovídá 219 gramům CO2 na kilometr. U elektrovozů naopak tato hodnota činí 277 gramů CO2 na kilometr, hlavně kvůli ekologicky náročné produkci jejich baterií. Aby byly elektřinou poháněné vozy ekologičtější, musely by ujet alespoň 580.000 kilometrů.

Na druhou stranu výsledek elektrovozů lze výrazně vylepšit, to když pro jejich nabíjení budou využívány výhradně obnovitelné zdroje energie. To ale nejde vždy zajistit...

U kompaktů však už byl výsledek jiný, v jejich případě dopadly nejlépe elektromobily, hned za nimi následovaly plug-in hybridy. Při současném mixu zdrojů elektrické energie u našich západních sousedů elektroauta dosáhla při ujetí 150.000 kilometrů na průměr 150 gramů CO2 na kilometr. Lépe než naftová auta (186 g/km) dopadly i automobily na CNG (174 g/km). Stejně jako u větších aut na tom byly nejhůře zážehové motory, s emisemi oxidu uhličitého s hodnotou 201 g/km.

Čtěte také: Dieselové motory a životní prostředí

Naopak v případě malých aut to byl vcelku vyrovnaný souboj. Nejlepší výsledek hlásí opět elektromobily (158 g/km), naftová auta ale byla hned v závěsu (166 g/km). Paradoxně nejhůře dopadly hybridy, s výsledkem 178 g/km byly o jeden gram na kilometr horší než vozy s konvenčním zážehovým agregátem.

Malé automobily ale většinou jezdí kratší vzdálenosti, a tak výzkum u nich počítal i s ujetými pouhými 50.000 kilometry. V takovém případě se výhoda čistého dobíjení ztrácí, a tak před elektromobily a hybridy najednou jsou auta s dieselovým i benzinovým motorem.

Shrnutí výsledků ADAC:

Metodologie studie

Studie vznikla ve spolupráci německého autoklubu ADAC a Výzkumného centra energie a životního prostředí v Heidelbergu. Počítalo se v ní s emisemi nutnými na výrobu automobilu i jeho likvidaci a emisemi vypouštěnými jeho provozem během jeho životního cyklu. Ten byl stanoven na 150.000 km.

Energetický mix elektráren byl pak převzat z dat z roku 2013 platnými pro Německo, kde převažují uhelné elektrárny, v jiných státech s odlišným poměrem elektráren by tak výsledky byly jiné. Ke kompletnímu popisu zátěže pak ve studii chybí zohlednění požadavků na zisk surovin (lithium) nebo využití vodních zdrojů pro potřeby výroby.

Alternativní paliva a pohony

Mezi ekologicky šetrná vozidla, angl. green vehicle, eco-friendly vehicle patří vozidla, která do ovzduší produkují méně škodlivých látek než vozidla poháněná klasickým spalovacím (naftovým či benzinovým) motorem. Za taková vozidla obecně považujeme vozidla využívající alternativní pohon nebo alternativní paliva.

Čtěte také: Znečištění ovzduší způsobené spalovacími motory

Za alternativní pohon je považován elektromotor nebo motor hybridní kombinující elektromotor se spalovacím motorem. Elektromobily jsou často vnímány jako automobily zcela ekologické a k životnímu prostředí šetrné. Je zde ale mnoho faktorů, které tento pohled minimálně upravují, v některých případech až vyvrací.

Výroba baterií a těžba surovin

Při výrobě lithium-iontového akumulátoru do elektromobilu je spotřebováváno o min. 70 % více CO2 než při výrobě konvenčního spalovacího motoru. Ve srovnání s automobilem na naftový motor trvá elektromobilu 10 let bezemisního fungování, než vykompenzuje tuto ekologickou zátěž způsobenou při samotné výrobě.

V dnešní době přicházejí do výroby elektromobily s ještě většími akumulátory, než které byly testovány ve výzkumu spol. Bloomberg, což znamená, že jejich ekologická stopa se tím může zvýšit až na dvojnásobek. Navíc z odhadů světových zásob nerostných surovin vychází, že při pokračování současného trendu elektromobilů dojdou kolem roku 2030 zásoby kobaltu, který se také využívá na výrobu akumulátorů.

Bude záležet hlavně na tom, jakým způsobem budou poháněné továrny, ve kterých se tyto akumulátory budou vyrábět, a elektrárny dodávající energii na samotný provoz elektromobilů.

K provozu používají hybridy akumulátory vyráběné z niklu a kadmia. Například tisíce tun niklu ročně sloužící k výrobě baterií do aut Toyota Prius je těženo v kanadském Ontariu, kde v širokém okolí továrny vznikla takzvaná mrtvá zóna, kde díky absenci jakéhokoliv života může NASA zkoušet měsíční vozidla.

Čtěte také: Vývoj dvoutaktních motorů

Vezmeme-li již zmíněnou Toyotu Prius jako nejznámější a nejrozšířenější hybridní vozidlo, zcela enviromentálně nešetrnou těžbou niklu to zdaleka nekončí. Vytěžený nikl je v kontejnerech přepravován do Evropy, kde je čištěn a dále přepravován do Číny, kde probíhá výroba niklové pěny, ta je konečně posílána do Japonska, kde dochází k finální výrobě baterie.

LPG a CNG

Mezi nejrozšířenější alternativní paliva patří LPG, jedním z důvodů je fakt, že se jedná o nejsnáze dostupné alternativní palivo - v ČR až 900 čerpacích stanic disponuje právě tímto typem paliva. Motor fungující na zkapalněný ropný plyn nevylučuje dým, prach, saze, oxidy síry, olovo a produkuje méně oxidu uhelnatého a nespalitelných uhlovodíků. LPG vzniká jako doprovodný produkt při těžbě zemního plynu nebo rafinací ropy. Míra jeho ekologičnosti je v tomto bodě rozporuplná vezmeme-li v potaz fakt, jak úzce souvisí s těžbou a zpracováním ropy.

CNG je vůbec nejlevnější pohonnou hmotou. Jedná se o dnes již Evropskou unií schválený obnovitelný zdroj - stlačený zemní plyn neboli metan. Je tvořen z 98% metanem CH4 s atomy uhlíku a vodíku zastoupenými v poměru 1:4, což je nejpříznivější poměr ze všech současných pohonných hmot. Emituje v průměru ještě o 5% méně škodlivých látek a je tedy ekologičtější než LPG.

Stejně jako LPG nevylučuje dým, prach, saze, oxidy síry, olovo a produkuje nízké množství oxidu uhelnatého a nespalitelných uhlovodíků. V dnešní době stoupá zájem o vozy na CNG pohon a zvyšuje se i počet čerpacích stanic, které disponují tímto typem paliva. Momentálně je jich v ČR ale pouze 60, což výrazně snižuje praktičnost provozu těchto vozidel.

Vodíkový pohon

Vodíkové auto je vlastně elektromobil. Místo baterie má ale nádrž vodíku a svazek palivových článků, kde při slučování vodíku s kyslíkem vzniká elektřina. Z výfuku pak vychází čistá vodní pára. Jde o zařízení podstatně skladnější a lehčí než je klasická elektromobilová baterie. Vodíkový pohon se již rozšířil téměř do všech druhů dopravních prostředků, ať už ve formě prototypů, nebo sériových produktů.

Existují vozidla, letadla i plavidla s vodíkovým pohonem. Nejrozšířenější jsou vodíkové automobily a vodíkové autobusy. V Evropě je „vodíkovou velmocí“ Německo.

Historie dieselu v Evropě

Dokument Auto/Oil Programme v roce 1998 velmi idealisticky viděl diesel jako řešení ekologického problému, jehož obrysy se nám pomalu začínaly rýsovat. Současně s tím rostl kolem přelomu tisíciletí i vliv nejrůznějších organizací zabývajících se ochranou klimatu a přírody obecně.

Osobní auta na naftu se prodávala jako na běžícím pásu, měly z toho prospěch obě strany: Automobilky si nastřelily cenu výše, takže měly vyšší marži. Navíc v některých zemích byly diesely částečně osvobozeny od daně, výsledná cena pak byla pro zákazníka nižší. Zákazníci měli radost z nižší spotřeby paliva, které bylo rovněž zpravidla levnější než benzín, což přinášelo vlastně dvojí úsporu.

Emisní limity pro diesel

Obecná hranice byla 140 gramů CO2 na kilometr, což odpovídalo spotřebě 5,8 litrů benzínu a 5,2 litrů nafty. Dnes je to u benzínu poměrně realistická hodnota, tehdy však nebylo moc motorů, které by se podívaly pod sedm litrů na sto. Diesely však s tímto problém neměly a limit plnily bez problémů. Pozdější utahování emisních norem stále favorizovalo diesely. Stačí se podívat na limity u EURO 3 nebo EURO 4 - u NOx jsou znatelně vyšší než u benzínu.

Naproti tomu šel i testovací cyklus NEDC, který vychází z velmi nerealistického scénáře, který nahrával automobilkám. Všichni to věděli a nikdo nic neřešil, nafta byla v módě a vznikala z dnešního pohledu dost bizarní auta. Například Volkswagen Lubo 3L TDI, který měl spotřebu kolem tří litrů na sto. Rachtalo jak traktor, dělalo to kravál, ale všichni jásali nad tím, že to jezdí skoro zadarmo.

Tehdejší jednoduché nafťáky neměly až takový problém s krátkými trasami, takže čmoudily před školami i u obchodů, zkrátka Evropa byla dieselová.

Zpřísňování norem a Dieselgate

Namísto lobbistů z automobilek a ropných koncernů začali v Bruselu leštit kliky aktivisté z opačné strany barikády. Jak se později ukázalo, ne všechny příjmy těchto organizací byly křišťálově čisté, spíš naopak. Buďme však fér - ty zmíněné ropné koncerny s financemi problém nemají, ale neštítí se někdy velmi štědře financovat například režimy, které vedou války a podobně.

Naftové motory byly dlouhé roky blahořečeny pro svou příkladnou efektivitu i ekologičnost, což se ale dramaticky změnilo v září 2015, kdy vypukla kauza Dieselgate. V září 2015 odhalila americká Agentura pro životní prostředí informaci o tom, že německá automobilka Volkswagen změnou nastavení svých motorů dočasně snižovala množství vznikajícího oxidu dusíku (NOx), aby automobily splnily zákonný limit.

Od té doby musely automobilky vynaložit ohromné sumy peněz nejen na zaplacení pokut a odškodnění, ale také na vývoj nových technologií, které by naftové motory vrátily do hry.

Benzín vs. Diesel: pro a proti

Při koupi nového vozu se vám nejspíš honí hlavou spousta otázek. Sedan nebo kombi, černé nebo bílé, benzin nebo diesel? Nejdřív byste se měli zamyslet nad tím, jak často a k jakým cestám budete auto využívat. Řidička, která vozí děti do školy, na kroužky a odpoledne zajede na nákup, si vystačí s benzínovým motorem. Diesel naopak ocení řidič, který každý den absolvuje cestu přes celou republiku.

Obecně se udává, že dieselové auto se vyplatí kupovat od 10 až 15 000 najetých kilometrů ročně. Jezdíte-li méně, diesel se vám vzhledem k vyšší pořizovací ceně a nutným servisním zásahům, jako jsou například výměna filtru pevných částic, dvouhmotového setrvačníku nebo turbodmychadla, nevyplatí.

Motorová nafta, též diesel, je směs kapalných uhlovodíků získaných destilací a rafinací z ropy. Její kvalita je určována cetanovým číslem, které ovlivňuje její vznětlivost. Benzín je též tvořen uhlovodíky a je vyroben z ropy. Jeho kvalita se určuje oktanovým číslem, které ovlivňuje spalování - čím vyšší, tím lepší.

Benzínové motory: pro a proti

Auto s benzínovým motorem je vhodné především na opakované krátké cesty a přerušovanou jízdu v městském provozu. Pořizovací cena takového vozu je většinou nižší, což lze říci také o náhradních dílech a servisu motoru. Motor má lepší akceleraci a při jízdě budete mít pocit, že jedete mnohem rychleji, než ukazuje tachometr.

Benzínový miláček zpravidla také slibuje vyšší komfort při jízdě, nižší hlučnost a vibrace, a v neposlední řadě také nižší cenu za povinné ručení. Nevýhody spatřujeme ve vyšší spotřebě paliva, které je navíc za cenu přibližně o korunu dražší, než pro dieselové motory. Tento rozdíl však nyní není tak markantní a dá se předpokládat, že se cena těchto komodit do budoucna zcela srovná. Benzínové motory jsou navíc mnohem náchylnější na kvalitu paliva, což může vést k jejich rychlejšímu opotřebení a snížení životnosti.

Dieselové motory: pro a proti

Pokud auto využíváte naplno a dokážete bez problému najet 20 000 km a víc, vyplatí se vám investovat do vozu s dieselovým motorem. Většina těchto vozů má nižší spotřebu paliva, které je navíc levnější než benzín. Vaše investice se vám tedy v dlouhodobém horizontu může vrátit. Na rozdíl od benzínových aut, diesely si lépe poradí s vyšší zátěží, takže se hodí při častém převážení většího nákladu nebo počtu osob, jsou efektivnější při nízkých a středních otáčkách a motor má delší životnost.

Velké pozitivum vidíme v pomalejším poklesu ceny vozu, která je stabilnější než u benzínových aut. Dieselový agregát se rozhodně nehodí pro městské popojíždění a neustálé zastavování na semaforech. Nejenže se tím zvyšuje spotřeba, ale motor se tímto způsobem zbytečně ničí. Negativa dieselů spatřujeme ve vyšší pořizovací ceně, vyšších nákladech na servis, nižším jízdním komfortu a vyšší ceně povinného ručení.

Moderní diesely a testy ekologičnosti

Organizace Green NCAP se dá považovat za „dceřiný podnik“ organizace Euro NCAP, která je známá svými testy bezpečnosti. Green NCAP se však zaměřuje na testy ekologičnosti a spotřeby u nových automobilů různých koncepcí, včetně elektromobilů a vozů na CNG. V testu označovaném „Clean Air Index,“ který hodnotí množství vypuštěných škodlivých částic, totiž Mercedes dosáhl plného skóre 10 bodů.

Naftový 2.0 litrový čtyřválec o výkonu 143 kW s točivým momentem 400 Nm se tak dokázal vyrovnat elektromobilům, které vzhledem k absenci jakýchkoliv výfukových zplodin dostávají 10 bodů automaticky. V testu „Energy Efficiency Index,“ který měří spotřebu vozu v různých podmínkách, už si ale Mercedes tak dobře nevedl a s průměrnou spotřebou 5,7 l/100 km získal hodnocení 5,3 z 10 bodu.

To se promítlo na jeho výsledném hodnocení 3 hvězd z maximálních 5, díky čemuž skončil na třetím místě z pěti testovaných automobilů. Na prvním místě skončil čistě elektrický Nissan Leaf, který dostal 10 bodů v testu Clean Air Index a 8,5 bodu v testu Energy Efficiency Index. Na druhém místě skončil Opel Corsa s 1,0 litrovým benzínovým motorem, který získal za Clean Air Index 9,0 bodu a v testu Energy Efficiency Index 6,0 bodů.

Z výsledků naftového Mercedesu je tedy evidentní, že vznětové motory rozhodně nejsou odepsanou technologií včerejška. Podoba testů navíc stále není finální a brzy by se jejich součástí mělo stát i hodnocení vlivů výroby daného automobilu na životní prostředí. Zpracování chemikálií pro výrobu baterií přitom rozhodně není žádnou čisto záležitostí a mohlo by elektromobilům ještě citelně přihoršit.

Čistší než dřív

Již v listopadu minulého roku jsme se věnovali vyjádření Erika Jonnaerta, tajemníka Evropské asociace výrobců automobilů ACEA, který se k situaci na britském trhu vyjádřil následovně: „Nové vznětové motory jsou zásluhou moderních technologií mnohem čistší než jejich předchůdci.“ Své prohlášení přitom opíral o emisní testy cca 270 nových automobilů se vznětovými motory. V rámci testů podle metodik WLTP se potvrdilo, že hodnoty emisí, především u nejškodlivějších oxidů dusíku a pevných částic, se shodují při testech v laboratoři i při jízdě v reálném provozu.

Zástupci ACEA také neopomněli zmínit, že vznětové motory vyvinuté v rámci normy Euro 6 jsou o cca 85 % čistší, než jejich předchůdci vyvinutí v letech 2010 až 2014 s normou Euro 5. Co si pod tím představit v praxi? Například limitní hodnoty oxidů dusíku u naftových motorů klesly při přechodu z emisní normy Euro 5 na Euro 6 z 0,180 g/km na 0,080 g/km.

Rekordně nízké emise NOx

Spolek ADAC proto vybral 13 moderních automobilů se vznětovým motorem, které podrobil jízdnímu testu RDE v rámci homologačního testu WLTP. A výsledky nejspíš všechny překvapily. Nejlépe totiž dopadl již výše zmiňovaný Mercedes-Benz C220d, který jako jediný vyprodukoval 0 mg/km NOx. V jeho těsném závěsu zůstaly vozy BMW 520d Touring a Opel Astra 1.6 D, které shodně produkovaly pouze 1 mg/km NOx. Na posledním místě pak skončila Honda Civic 1.6 i-DTEC, u které bylo naměřno 101 mg/km NOx. Ve srovnání s ostatními se to může zdát hodně, nicméně pravdou zůstává, že i Civic by prošel chystanými přísnějšími emisními limity.

Stoupající nároky na emise

Výrobci však nemají příliš na vybranou, neboť nároky na regulaci emisí jsou stále přísnější. V posledních letech však celá situace nabrala až absurdních rozměrů, jak dokazuje nedávno schválený plán EU pro rok 2030.

Například emise CO tak byly u naftových motorů od roku 1993 sníženy o 82% a limity pevných částic byly sníženy o 96%. Dalšího zpřísňování se dočkáme v roce 2020, kdy vstoupí v platnost norma Euro 7. Od té se však již nyní očekává, že ještě více podkope životaschopnost vznětových motorů.

Začátkem roku 2030 by se tak emise nových osobních automobilů měly ve srovnání s rokem 2021 snížit v průměru o 37,5 procenta a u nových dodávek v průměru o 31 procent.

Na otázku „Jaké snížení emisí CO2 byste považoval za dosažitelné pro další období?“ odpověděl: „Maximálně 25 %. Toho by šlo dosáhnout s mixem konvenčních technologií, účinnost spalovacího motoru lze stále zlepšit. Musela by se ovšem zastavit hysterie kolem dieselu. Auta by také mohla být lehčí a mohlo by se prodávat méně SUV“. Snížení v rozmezí 30 až 40 procent pak označil za těžko dosažitelné.

Zákazy a omezení vjezdu

Řada měst se také v reakci na hysterii po kauze Dieselgate rozhodla zakázat vjezd vozidel s naftovými motory do center měst, což se na první pohled může zdát jako racionální nápad. Při bližším pohledu se však ukazuje, že v řadě případů se zákazy vztahují i na vozy s moderními naftovými motory, které produkují poměrně nízké množství škodlivých látek.

Francouzi však ve své honbě za kvalitním ovzduším plánují zakázat do roku 2024 vjezd do Paříže všem dieselovým autům a do roku 2030 pak všem automobilům se spalovacími motory. Od roku 2040 by pak měl vstoupit v platnost zákon, který zakáže prodej nových automobilů se spalovacími motory po celé Francii. S podobnými prohlášeními vystoupila i Velká Británie, Německo a řada dalších evropských států.

Účinky výfukových plynů na lidské zdraví

Výfukové plyny motorových vozidel jsou vážným ekologickým a zdravotním problémem na mnoha místech České republiky, Evropské unie i celého světa. Svou povahou se jedná o komplexní směs chemických látek, jež závisí na složení paliva, typu a funkčním stavu motoru a případném užití zařízení na snížení emisí (filtru, katalyzátoru atd.). Zejména děti a staří lidé mohou být ke škodlivým vlivům zvláště citliví.

Výsledky monitorování kvality ovzduší v České republice potvrzují přetrvávající význam dopravy jako hlavní příčiny znečištění ovzduší měst prachovými částicemi (PM10, PM2,5) a oxidem dusičitým (NO2). Z hlediska vlivu na zdraví má v České republice největší význam znečištění ovzduší prachovými částicemi (PM) a polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAU), v silně dopravně zatížených lokalitách také oxid dusičitý.

tags: #dieslový #motor #ekologicky

Oblíbené příspěvky:

• Evidence léčiv a ochrana životního prostředí
• Tontarelli 3x44l koš
• Parametry elektrických čerpadel na odpad
• Ministerstvo životního prostředí a kvalita ovzduší
• Průvodce recyklačními symboly