Emise vznětových motorů

Pozemní doprava produkuje emise, jako je oxid uhličitý (CO2), oxid uhelnatý (CO), oxidy dusíku (NOx), prachové částice (PM), těkavé organické látky (VOC) a těžké kovy (např. olovo). Pozemní doprava produkuje zanedbatelné emise oxidů síry (SOx). Na Obr. 1 jsou znázorněny hlavní znečišťující látky a jejich produkce dle jednotlivých odvětví.

Silniční doprava má největší podíl ve světových emisích na produkci těžkých kovů, kde se podílí 50 % všech produkovaných emisí a oxidů dusíku, kde se podílí zhruba 40 %. Další výrazné skupiny tvoří emise oxidu uhelnatého (20 %), oxidu uhličitého (greenhouse gases) (15 %) a prachových částic (10 %).

Evropská unie reguluje emise z pozemní dopravy od 70. let. Od roku 1992 byly v Evropské unii zavedeny Euro normy, které určují horní limity emisí vozidel. Euro normy jsou rozděleny do 6 kategorií, nejnovější Euro 6 byla uvedena v platnost v září 2015. Tato norma byla dále upravena aktualizacemi s podkategoriemi 6b/6c a 6d.

V aktuální environmentální politice je nejsledovanějším emisním parametrem CO2. Produkce CO2 je přímo úměrná množství spáleného paliva. Euro normy nestanovují limity pro emise oxidu uhličitého! Hodnoty produkovaného CO2 jsou omezeny nařízením Evropské unie a jsou vztaženy k celé produkci automobilového koncernu, nikoliv ke konkrétnímu vozu. Emise CO2 lze redukovat pouze snížením spotřeby paliva vozu. Při spálení 1 l paliva je vytvořeno 2,4 kg CO2 (benzín) resp.

Elektromobily mají nulové lokální emise. Pro vyhodnocení podnikové dopravní flotily byl vytvořen výpočetní nástroj PHMtool společnosti EnergySim, s.r.o. Nástroj pracuje s hodnotami emisí a spotřeb udanými Evropskou agenturou pro životní prostředí vydaným v technickém průvodci z roku 2019. Hodnoty reflektují emise a spotřeby dopravních prostředků při reálném provozu.

Čtěte také: Vše o emisních normách

V nástroji lze volit kategorii a typ vozidla, palivo a emisní třídu (případně rok výroby) vozidla a celkový nájezd km či spotřebovaný objem pohonných hmot dané kategorie vozidel. Technický průvodce popisuje tři metody, jak přistupovat k řešenému problému.

Metoda 1Je použitelná v případě, kdy nejsou známy konkrétní kategorie vozů ve flotile. Metoda 2Vyžaduje informace o typu, modelu a stáří vyhodnocovaných vozů. Ke kategorii vozu přiřazuje emisní faktory a spotřebu dle emisní třídy (roku výroby) vozu. Charakteristika jízdy je zprůměrován pro standartní užívání dané kategorie vozidel. Výpočet je oproti metodě 1 výrazně zpřesněn. Metoda 3Zpřesňuje výpočet. K využití této metody je zapotřebí znát charakteristiku jízdy vozidel, tedy průměrnou rychlost, poměr jízdy město / mimo město / dálnice. Dále je zakomponován vliv studených startů.

Pokud by byl podnikatelem tzv. velkým viz [1], týká se ho audit automaticky bez ohledu na spotřebu energie. Může však být malým či středním podnikatelem, jehož spotřeba EH bude vyšší než 5 000 MWh/rok. Majitel z faktur za elektřinu a zemní plyn ví, že v budovách a procesech celkové spotřebuje 4017 MWh/rok. Avšak ve svém podnikovém vozovém parku vlastní 15 osobních vozů, 5 dodávek a 3 kamiony.

Při zadání vozového parku do výpočetního nástroje PHMtool je možné určit průměrnou spotřebu paliva každé kategorie vozů. U velké podnikové flotily, jako je v našem případě, by získávání těchto dat bylo zdlouhavé a možná i nereálné. Zároveň nedoporučujeme přebírat data z technického průkazu vozidel, jelikož nereflektují styl jízdy ani technický stav vozidla. Z výstupu vidíme, že podniková flotila aut spotřebuje 1 083 MWh/rok. V součtu roční spotřeba energie energetického hospodářství podnikatele překročí 5 000 MWh/rok a je potřeba dle zákona [1] zpracovat energetický audit.

Budova vytápěná plynem, chlazená včetně osvětlení a větrání spotřebuje 75 % spotřeby, procesy pak 4 % a doprava dělá 21 % celkové spotřeby energetického hospodářství. Úsporným opatřením může být výměna vozů za nové, úspornější modely. V tomto případě by se jednalo o výměnu osobních vozů a kamionů za modely splňující emisní normu Euro 6. Z Tab. 5 je názorně vidět, že výměnou vozového parku běžně nedojde k snížení spotřebované energie ani produkovaného CO2.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Je to dáno tím, že spotřeba paliva nových vozů v posledních letech razantně neklesá. Jedinci znalí tématiky mohou namítnout, že se na trhu najdou vozy, u kterých došlo za poslední léta k výraznému snížení průměrné spotřeby. To je jistě pravda, ale nejedná se o obecný trend, který by bylo možné aplikovat v energetických auditech.

Na druhou stranu, moderní automobily mají výrazně nižší emise oxidů dusíků, kde v našem případě klesly emise NOx o 84 %. U vznětových motorů jsou také výrazně regulovány emise jemných prachových částic. V našem případě klesly o 83 %. Z Tab. 5 si můžeme všimnout nárustu u emisí čpavku. Z Obr. 1 je ovšem patrné, že celkové emise čpavku tvoří z více než 90 % zemědělství a vliv dopravy je zanedbatelný.

Samostatnou kapitolou je elektromobilita. Ta sice má nulové lokální emise, ale pro spravedlivé vyhodnocení je nutné počítat s globálními emisemi, které v současném energetickém mixu České republiky nejsou příznivé - viz Vyhláška č. 480/2012 Sb. V Tab. 6 je vidět výrazné snížení spotřebované koncové energie a pokles či kompletní eliminace emisí těkavých látek, čpavku a oxidu uhelnatého. Na druhou stranu emise pevných částic a oxidů dusíku narostly, což jsou dvě kategorie, za které jsou dieselové motory nejvíce haněny. Kromě toho dojde i k produkci emisí oxidů síry (cca 17 g/100 km).

Vyhláška dnes stanovuje hodnoty emisí CO2 pro elektrickou energie jako 1011 g/kWh. Tato hodnota je dnes již zastaralá a jako reálnější se jeví hodnota okolo 450 g/kWh. Případ, kdy by náš podnikatel z případové studie vyměnil osobní automobily za elektromobily, je znázorněn v Tab. 7. V tomto případě by došlo k snížení koncové spotřebované energie. Množství produkovaných emisí CO2 jsou závislé na emisních faktorech v ČR.

Je tedy zřejmé, že emise produkované elektromobily jsou přímo závislé na zdroji elektrické energie. Tedy primárně na státě, ve kterém je vůz provozován. V druhé řadě se jedná o politické rozhodnutí, který zdroj bude na národní či nadnárodní úrovni prosazován. V současných emisních faktorech ČR není elektromobilita vhodné opatření z hlediska emisí CO2.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Pro energetické specialisty je vhodné vědět, že spotřeba elektromotorů je daleko více ovlivněna stylem jízdy než spotřeba spalovacích motorů. Při rychlosti 130 km/h je spotřeba cca 2× vyšší, než při optimální rychlosti okolo 50 km/h. Dále je spotřeba výrazně ovlivněna aktivitou topení, jelikož elektromobily, na rozdíl od klasických spalovacích vozů, nemohou využívat odpadní teplo z motoru. Spotřeba se zapnutým topením bude vyšší o desítky %.

Výpočetní nástroj PHMtool pak může sloužit pro rychlou identifikaci spotřeby a emisí daného případu. Potenciál ke snížení spotřeby energie a redukci emisí CO2 je při výměně vozů za nové velmi omezen. Pořízení nových elektromobilů je z hlediska snížení spotřeby energie možné řešení. Emise CO2 však při současném nastavení emisního koeficientu 1 011,6 kg/MWh naopak navýší emise CO2.

Použité zdroje:

• Zákon č. 406/2000 Sb.
• Vyhláška č. 480/2012 Sb.
• Vyhláška č. 2019/631 Evropského parlamentu a Rady Evropy vydaná 17. dubna 2019 setting CO2 emission performance standards for new passenger cars and for new light commercial vehicles, and repealing Regulations (EC) NO 443/2009 and (EU) No 510/2011.
• Vyhláška č. 1222/2009 Evropského parlamentu a Rady Evropy vydaná 25. listopadu 2009 on the labelling of tyres with respect to fuel efficiency and other essential parameters (EC) NO 443/2009 and (EU) No 510/2011.
• Evropská agentura pro životní prostředí, 2019 [online]. EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook 2019 - Technical guidance to prepare national emission inventories, V Lucemburku: Úřad pro publikace Evropské unie. ISBN 978-92-9480-098-5.
• Ntziachristos L. a Samaras Z., 2019 [online]. EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook 2019 - příloha 1.A.3.b.i-iv Road transport 2019, V Lucemburku: Úřad pro publikace Evropské unie.
• Evropská agentura pro životní prostředí, 2016 [online]. [cit. 25.03.2020].
• Evropská komise, 2019 [online]. Greenhouse gas emission statistics - emission inventories.
• Evropská komise, 2019 [online]. Emissions in the automotive sector. [cit. 25.03.2020].
• Evropská komise, 2020 [online]. [cit. 25.03.2020].
• Světová zdravotnická organizace [online]. [cit. 25.03.2020].
• Mezinárodní energetická agentura, 2019 [online]. Fuel Economy in Major Car Markets: technology and Policy Drivers 2005-2017.
• Mezinárodní energetická agentura [online]. [cit. 25.03.2020].
• Transport and environment [online]. [cit. 25.03.2020].
• Ray Galvin, 2017 [online]. Energy consumption effects of speed and acceleration in electric vehicles: Laboratory case studies and implications for drivers and policymakers.
• Electricity map [online]. [cit. 24.03.2020].
• PopisOdborná publikace jasně a srozumitelně podává ucelený přehled problematiky z oboru pístových spalovacích motorů. Je určena studentům technických automobilních škol všech typů (vyšší odborné, střední i vysoké školy) a samozřejmě i odborné veřejnosti.Publikace seznamuje čtenáře s historickým vývojem a základním rozdělením spalovacích motorů. Hlubší rozbor je věnován teorii pístových spalovacích motorů. Rozsáhlá část je zaměřena na palivové soustavy zážehových a vznětových spalovacích motorů. Závěrečné kapitoly jsou věnovány elektrickému příslušenství spalovacích motorů, chladicím a mazacím soustavám a přeplňování.

tags: #emise #vznětových #motorů #publikace

Oblíbené příspěvky:

• Komensalismus a parazitismus
• Rozměry Scania odpadkového koše
• Jizerské hory: Klimatické pásmo
• Recyklace plastů
• Ubytování Strážné: Škola v přírodě