Omezení emisí oxidu dusíku v autech: Technologie a normy Euro

Emisní normy EURO, které omezují mimo jiné emise oxidů dusíku a pevných částic, byly nutností. Právě nové předpisy donutily výrobce automobilů hledat lepší a ekologičtější řešení.

Historie a vývoj emisních norem

První normy pro spalování - tehdy ještě známé jako předpis R49 - byly představeny již v 80. letech 20. století. Od té doby se však mnohé změnilo. Norma EURO 5 stanovuje různé mezní hodnoty emisí výfukových plynů a částic, oxidu uhelnatého nebo oxidů dusíku, které obsahují, pro benzinové a naftové motory a také pro motocykly. Ta byla schválena již v září 2009, ale bylo zapotřebí dalšího roku a půl tzv. vacatio legis. Termín pro vstup normy v platnost byl tedy 1. leden 2011 pro automobily s benzinovými a naftovými motory. Počátkem ledna 2013 byla emisní norma EURO aktualizována.

Rozdíly mezi normami EURO 4 a EURO 5

Pokud jde o přípustné emise oxidu uhelnatého a uhlovodíků u automobilů se zážehovými motory, mezi normami EURO 4 a EURO 5 se nic nezměnilo. Byl však snížen limit pro emise oxidů dusíku. Podle normy EURO 5 zůstaly přípustné úrovně emisí oxidu uhelnatého stejné. Maximální emise oxidů dusíku a kombinovaná hodnota oxidů dusíku a uhlovodíků však byly sníženy. Limit pro emise pevných částic byl výrazně snížen, a to až pětkrát.

Rozsah platnosti norem EURO 4 a EURO 5

Norma EURO 4 platí nejen pro osobní automobily a motocykly, ale také pro autobusy, nákladní automobily a další vozidla. S normou EURO 5 se objevilo rozdělení. Norma EURO 5 se proto vztahuje na osobní vozidla (kategorie M) se vznětovými a zážehovými motory, motocykly a tříkolky (kategorie L) a lehká užitková vozidla (kategorie N1 a N2).

Technologie pro snižování emisí

Stále přísnější nové normy nutí výrobce hledat pokročilá a v jejich cílech ekologická řešení. Jedním z příkladů je zavedení systému SCR do vozidel se vznětovými motory. V čem spočívá selektivní katalytická redukce? Kapalina AdBlue se pod tlakem vstřikuje do počáteční části výfukového systému, katalyzátoru SCR. Močovina obsažená v této kapalině se při vysoké teplotě mění na amoniak, který v přítomnosti oxidů dusíku reaguje a rozkládá je na dusík a vodu - produkty, které jsou zcela bezpečné pro životní prostředí. Katalyzátory SCR ještě nebyly u dieselů EURO 5 na denním pořádku. Bohužel ani tato technologie není bez nevýhod - a vozidlo vybavené SCR katalyzátory může být problematické zejména v zimě (kapalina AdBlue zamrzá již při -11 °C).

Čtěte také: Omezení ohrožení v ČR

Vedle SCR a filtrů pevných částic je EGR (Exhaust Gas Retention) dalším způsobem, jak výrobci automobilů zvyšují účinnost paliva. Montuje se do benzinových (SI) i naftových motorů - tedy bez ohledu na použité palivo. Ventily EGR pak odvádějí část výfukových plynů - přes speciální chladič - zpět do sacího systému. Cílem NENÍ tzv. Nechybí motoristé, kteří jsou ochotni motor definitivně zbavit EGR ventilu, ale není to vhodné (ani legální). Především přítomnost funkčního systému nemá vliv na chování vozu. Nevýhodou jsou však usazeniny, které se hromadí jak na systému EGR, tak na prvcích filtru pevných částic. To se projevuje spíše při běžných jízdách na krátké vzdálenosti, kdy se motor vozu nestihl řádně zahřát.

Katalytické konvertory: Klíčová technologie

Nemalou zásluhu na radikálním snížení těchto emisí má objev katalytických konvertorů (hovorově katalyzátorů). Tato zařízení v posledních čtyřiceti letech zabránila emisím znečišťujících látek ve výši až jedné miliardy tun. Spotřebitelé, politici a aktivisté žádají ještě více, protože moderní katalytické konvertory mohou snížit emise o více než 90 %. Proto se vědci a inženýři snaží tato zařízení stále vylepšovat, aby se plnily stále přísnější požadavky na čistotu ovzduší. V popředí tohoto úsilí je katalytický konvertor, který byl poprvé vyvinut v USA v roce 1973 ve společnosti Engelhard Corporation. Impulzem pro jeho vývoj byl americký zákon o čistotě ovzduší z roku 1970 (US Clean Air Act), který donutil výrobce automobilů radikálně snížit škodlivé emise.

Katalytické konvertory jsou keramická tělesa s vnitřním voštinovým trubkovým uspořádáním s velkým povrchem. Povrch je opatřen nátěrem, který obsahuje kovy, jako je platina, paládium a rhodium, fungující jako katalyzátory při různých chemických reakcích. První katalyzátory měnily oxid uhelnatý (CO) na oxid uhličitý (CO2) a nespálené uhlovodíky na CO2 a vodu. Pozdější modely, označované jako „trojcestné konvertory“, rovněž přeměňovaly škodlivé oxidy dusíku (NOx) na dusík a kyslík (správněji "trojčinné", protože odstraňují CO, uhlovodíky a NOx). Přísnější předpisy nutily k neustálému vylepšování technologie. Mezi roky 1992 až 2014 vyžadovaly předpisy EU snížit emise oxidu uhelnatého u nových benzínových automobilů o dvě třetiny a emise uhlovodíků a NOx téměř o řád.

V roce 2006 koupila firmu Engelhard společnost BASF a dnes je jedním z největších dodavatelů katalytických konvertorů na světě. Jedním z posledních objevů je syntetický katalyzátor označovaný jako „měďnatý chabazit“ (copper chabasite), který pomáhá odstranit 95 % NOx z výfukových plynů naftových motorů. Systém pracuje v kombinaci s močovinou, která se přidává do výfukových plynů, kde se mění na čpavek. Minerál chabazit obsahuje pravidelně uspořádané póry, v nichž čpavkové a dusíkaté molekuly reagují za vzniku dusíku a vody. Ahmed Moini, člen týmu, který tuto technologii patentoval v roce 2009, uvedl, že měďnatý chabazit poskytuje jak vynikající katalytickou aktivitu, tak strukturální stabilitu, která zajišťuje dlouhodobou trvanlivost. (Přírodní chabazity jsou silikáty ze skupiny zeolitů, (Ca,Na,K,Sr)4/Al4Si8O24/.12H2O. Minerál pojmenoval v roce 1788 Louis-Augustin Bosc d´Antic z řeckého chabazios - melodie. Je bezbarvý, bílý, šedý, zelený, žlutý, hnědý i červený, skelně lesklý, průsvitný až průhledný.

Tým BASF vyvíjí příští generaci konvertorů, aby vyhověl přísnější legislativě. Jednou z možností je využít další filtr, který by odstraňoval saze. Vědci BASF ale přišli s jiným řešením, které kombinuje filtraci částic a konvenční třícestnou katalytickou konverzi. Nová konstrukce je tvořena dlouhými paralelními tunely voštinového uspořádání, jimiž procházejí výfukové plyny. Plyny se vedou stěnami tunelu, kde se rozkládají v katalytických reakcích, potom se odvádějí do jiného souboru paralelních tunelů a odtud ven z konvertoru. Póry v tunelových stěnách jsou příliš malé, takže jimi saze nemohou projít, jsou zadrženy a spálí se na CO2. Nová zařízení se nazývají EMPRO Four-Way Conversion katalyzátory.

Čtěte také: EU zpřísňuje emisní normy

Výroba nových zařízení znamenala pro BASF vyřešit řadu technických problémů. Filtrační proces například nesmí příliš zvyšovat odpor motoru, protože by to vedlo ke snížení výkonu nebo ke zvýšení spotřeby paliva. První automobily se čtyřcestnými (správněji "čtyřčinnými") konverzními komponentami se objevily na trhu v roce 2016.

Současná situace a norma EURO 7

V současné době musí registrované automobily splňovat normu EURO 6. Je jen otázkou času - a to spíše dříve než později - kdy bude zavedena norma EURO 7, která bude dalším krokem ke snížení emisí pevných částic a dalších znečišťujících látek do ovzduší. Podle odborníků je to předzvěst blížícího se konce spalovacích motorů. Výrobci automobilů je budou nahrazovat elektrickými. A co vozidla uvedená na trh v letech 2011 až 2015, tj. Jejich uživatelé se zatím nemusí obávat.

Europoslanci schválili emisní normu pro osobní i nákladní automobily Euro 7. Z původního návrhu přitom příliš nezbylo, podle Michala Vojtíška z Centra udržitelné mobility ČVUT má ale i tak smysl, protože se zaměřuje na omezení dalších škodlivých látek, a to i v reálném světě. Nová emisní norma nakonec přichází s nižšími limity emisí a škodlivých látek, než se původně zamýšlelo.

Vojtíšek připouští, že spotřebu paliva i množství emisí ovlivňuje styl jízdy, ovšem díky novým zařízením pro úpravu výfukových plynů jsou emise na kilometr zhruba desetinové oproti normě Euro 4. Limity se nově týkají i emisí z pneumatik a brzd, které obsahují škodlivé kovy a organické látky. „Je to obdobně velký problém jako částice z motorů. Intenzita dopravy neustále roste a nelze říci, že by byly neškodné pro lidské zdraví,“ vysvětluje.

Přestože konkrétní návrhy nové normy jsou několik let staré, automobilky nakonec dostaly více času na implementaci - z původních dvou let až na čtyři a půl roku. „Je to zpřísnění oproti Euro 6 a posun k čistšímu ovzduší, které se ale nezlepší tolik, jak se plánovalo. Nemocných lidí a předčasných úmrtí bude více, automobilky budou mít snadnější a levnější výrobu automobilů. Doufejme, že se to projeví i v levnějších vozech,“ hodnotí Vojtíšek.

Čtěte také: Omezení Ekologické Stopy

Vedle snahy o co nejnižší emise u nových automobilů je ovšem podle něj důležité řešit i ty nejstarší. „Odhaduji, že polovina částic, které vyletí z výfuků, jsou od 5 až 10 procent aut. 21. Toxické emise z jednoho automobilu ze 60. let jsou asi stejně vysoké jako ze sta moderních automobilů.

tags: #omezeni #emisi #oxidu #dusiku #v #aute

Oblíbené příspěvky:

• Chraňte svůj drtič odpadu
• Trička pro muže s potiskem přírody
• Třídění odpadu po malování
• Recyklace plastů v Třinci
• Ekologická recyklace kosmetických obalů