Znečištění ovzduší dieselovými motory: Studie a realita

Dieselgate, zákazy vjezdu naftových aut do některých měst a rapidní pokles prodejů - to jsou témata, která v posledních letech rezonují v souvislosti s dieselovými motory. Nicméně, problematika znečištění ovzduší je složitější a nelze ji zjednodušovat.

Problém znečištění ovzduší v městech

Německá města, stejně jako města česká a dalších zemí, trpí nadměrným znečištěním ovzduší. Německý soud rozhodl, že města mohou zakázat vjezd určitých kategorií vozidel, pokud je to potřeba pro ochranu lidského zdraví. Jedná se především o oxidy dusíku, přičemž oxid dusičitý je dráždivý plyn poškozující sliznice.

Většina částic, které se naměří ve městech, se nachází v blízkosti frekventovaných dopravních tahů a je spojena se spalovacími motory. Jsou statistiky, které odhadují, že počet úmrtí v důsledku znečištění ovzduší těmito částicemi je nejméně desetinásobný oproti počtu úmrtí způsobených dopravními nehodami.

Dieselové motory jako hlavní viník?

I když průmysl a lokální topeniště také přispívají ke znečištění, existují dva podstatné faktory, které hovoří proti dieselovým motorům. Lidé se pohybují v těsné blízkosti výfukového potrubí vozidel, na rozdíl od komínů elektráren. Mnozí výrobci navíc obcházejí emisní legislativu, a v reálném provozu jsou tak emise oxidů dusíku velmi vysoké. A mnozí motoristé provádějí pokoutné úpravy na motoru, provrtávají filtry částic a podvádějí na stanicích měření emisí při pravidelných kontrolách.

V Evropě je problém navíc: řada evropských měst trpí nadměrnými koncentracemi oxidu dusičitého, protože mnohá vozidla mají závadu už z výroby. Během každodenního provozu na silnici jsou emise oxidů dusíku mnohonásobně vyšší, než odpovídá číselné hodnotě emisního limitu. Automobilky se snaží, aby tomu v laboratorních podmínkách automobil vyhověl, ale v reálném provozu je situace odlišná.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Americký federální soud takové jednání označil jako podvod. Regulace ze strany německých a jiných měst je v takovém případě rozumné opatření. Není-li jiná možnost, je zákaz namístě.

Technologické aspekty a alternativní řešení

Benzinové motory jsou vybaveny třícestným katalyzátorem, který je velice účinný při likvidaci plynných znečišťujících látek, včetně oxidů dusíku, a také produkují relativně malé množství pevných částic oproti naftovým motorům nevybaveným filtrem. Autobus s novým nízkoemisním naftovým motorem může být ekologičtější než výroba elektřiny spalováním uhlí v elektrárnách.

Nicméně v Evropě je velký problém, že řidiči odstraňují filtry prachových částic ze svých aut. Podle nizozemské studie má problém s filtrem zhruba pět procent vozidel a v Česku to bude více, nejméně deset až patnáct procent. V Kalifornii zjistili, že pět procent vozidel vyprodukuje polovinu celkových emisí škodlivých částic.

Když Praha navrhovala regulační řád pro smogové situace, zjistili, že omezovat stacionární zdroje, tedy průmysl a elektrárny, je neúčinné, a je nutné omezit provoz motorových vozidel. Byl navržen systém sudá-lichá, kdy jeden den budou při smogové situaci moci jezdit vozy se sudou číslicí na konci registrační značky, druhý den s lichou.

Kromě klasických fosilních paliv existují i různá alternativní paliva, jako je LPG, stlačený zemní plyn CNG, elektřina, hybridní vozy, a v budoucnu vodík. My jsme už doma řešili koupi nového vozu. A nakonec jsme se shodli se ženou, že na krátké vzdálenosti budeme dál jezdit na kole, na dlouhé vzdálenosti vlakem a že si ponecháme starší automobil.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Dieselgate a nové testovací metody

V září uplynuly čtyři roky od vypuknutí aféry Dieselgate, která odhalila, že některé evropské automobilky používaly při laboratorním měření škodlivých emisí oxidů dusíku podvodný software. Od té doby se v EU leccos změnilo. Právě od letošního září musí všechna nově vyrobená auta projít testováním v reálných podmínkách jízdy (RDE) a vylepšenými laboratorními testy (WLTP).

Reálné testování se už dva roky vztahuje na nové modely aut a přísnější podmínky se podle výzkumného centra Evropské komise (JRC) na skutečných emisích pozitivně projevily. Nejnovější diesely už podle JRC vypouštějí jen 20 až 60 mg NOx/km.

Automobily, které limity pro oxidy dusíku obcházejí, totiž dokážou na ujetý kilometr vypustit více emisí než mnohé nové autobusy hromadné dopravy.

Nejvíce rizikové látky

Mezi látky, které negativně ovlivňují kvalitu ovzduší a škodí lidskému zdraví, patří prachové částice (PM10 a PM2,5), benzo[a]pyren, těkavé organické látky a oxidy dusíku. Koncentrace ozonu v ovzduší může způsobovat dýchací problémy, astma, omezovat činnost plic nebo způsobovat plicní choroby.

Za nejvíce rizikové jsou považovány velmi jemné částice, které se s vysokou účinností usazují v plicích, odkud mohou pronikat do krevního oběhu, případně též mohou pronikat podél čichového nervu do mozku. Na tyto částice jsou často navázány polotěkavé organické látky, z nichž například některé polyaromatické uhlovodíky jsou vysoce karcinogenní.

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Dopady Dieselgate a srovnání s elektrárnami

Nadlimitní emise z dieselových motorů způsobené obcházením předpisů jsou v celkovém součtu výrazné. V roce 2013 se do ovzduší kvůli nedodržování evropských limitů vypustilo nadbytečných 816 milionů kilogramů NOx, což odpovídá roční produkci dvou stovek uhelných elektráren velikosti českých Chvaletic, Mělníka nebo Tušimic.

Od druhého emisního standardu Euro platného od roku 1996 až po Euro 5 platné do září 2014 byly limity emisí NOx u benzínových motorů v některých případech i třikrát přísnější než u dieselových motorů. K výraznějšímu zpřísnění došlo u posledního emisního standardu Euro 6 platného od září 2014, který téměř vyrovnal požadavky na emise NOx u obou typů motorů.

Silniční doprava je v současné době největším zdrojem emisí oxidů dusíku v EU jako celku i ve většině unijních zemí. Její nebezpečí spočívá v tom, že doprava zvyšuje koncentrace NOx v zalidněných oblastech, a má tak přímý negativní vliv na velké množství lidí.

V českých největších městech - Praze a Brně - dochází pravidelně k překročení ročního limitu pro koncentraci oxidu dusičitého na celkem čtyřech dopravně zatížených místech. Koncentrace znečišťujících látek nejsou tak vysoké, jako když projíždí velké množství aut v ʻkaňonuʻ zástavby, kde se limit překračuje.

Polétavý prach a lokální topení

Oxidy dusíku také přispívají ke vzniku polétavého prachu, který je pro kvalitu ovzduší ještě větším problémem. Největším zdrojem polétavého prachu je lokální vytápění budov. Například v Česku stálo v roce 2016 podle Eurostatu za téměř 78 % emisí prachových částic menších než 2,5 mikrometru (PM2,5) a 70 % částic menších než 10 mikrometrů (PM10).

Pokud jde o polétavý prach pocházející z dopravy, největšími “škodiči” jsou řidiči, kteří ze svých dieselových aut záměrně odstraňují filtry pevných částic, které nebezpečný prach zachytávají. Jezdit bez filtru je nelegální, ale na českých silnicích se takto podle odhadů Ústředního automotoklubu prohání asi milion aut.

Opatření a řešení

Některé automobilky včetně domácí Škody Auto přistoupily ke zlevnění nových filtrů. Loni v říjnu tak například dostala česká policie větší pravomoci, aby mohla stav filtrů pevných částic účinněji kontrolovat přímo na silnicích. Kromě řešení těchto akutních problémů pomůže lepšímu ovzduší ve městech rozvoj hromadné dopravy a moderních alternativních pohonů.

České obce navíc mohou už od roku 2011 na svém území vyhlašovat nízkoemisní zóny (NEZ), do kterých by mohla vjíždět pouze auta splňující stanovené emisní parametry. Zatím toho ale žádná obec nevyužila. Chybí totiž především obchvaty, které by lidem umožňovaly centra měst objíždět, a odstavná parkoviště.

Spojené státy mají lepší ovzduší než Evropa, protože mají méně než poloviční limity pro koncentrace jemných částic v ovzduší a na rozdíl od většiny evropských měst je skutečně plní - a to i přes daleko intenzivnější automobilovou dopravu.

Důsledky znečištění ovzduší

Evropskou unii stojí znečištění ovzduší každoročně asi 400 000 předčasně zemřelých lidí, odhaduje Evropská agentura pro životní prostředí. V samotném Česku způsobuje špatná kvalita vzduchu ročně stovky předčasných úmrtí a způsobuje vážné zdravotní komplikace, zejména v městských oblastech, kde hraje dominantní roli doprava.

Studie o vlivu dieselových motorů

Podle studie Centra pro automobilový průzkum (CAR) není prokázaná souvislost mezi vysokou koncentrací oxidu dusičitého a množstvím starých dieselů v daném městě. Naopak, v Německu jsou města, kde je starších dieselů poměrně hodně, ale koncentrace oxidu dusičitého jsou relativně nízké. Podle jeho závěru nezáleží ani tak na konkrétní normě, ale na technickém stavu. Špatně udržovaný diesel dokáže produkovat podstatně více zplodin než stejný motor, který pracuje, jak má.

Produkce pevných částic

V testu německého magazínu Auto Motor und Sport se objevil také Citroën C5 Aircross s motorem BlueHDi 180. Ten byl jedním ze dvou aut, která se nejčastěji z výfuku vypouštěla méně pevných částic, než kolik jich motor nasál. Auto Motor und Sport sledoval tři různé scénáře: trasu na dlouhou vzdálenost (300 km), střední vzdálenost (30 km) a krátkou vzdálenost (3 km).

Závěr

Zlepšení kvality ovzduší vyžaduje kombinaci opatření. Patří sem podpora čisté mobility, přechod na obnovitelné zdroje energie a důsledná regulace emisí z průmyslu a dopravy. Ačkoliv systémová opatření hrají klíčovou roli, jednotlivci mohou také přispět. Omezování jízdy autem, volba ekologických způsobů dopravy a odpovědný přístup k vytápění mohou výrazně zlepšit lokální kvalitu ovzduší.

CNG a snížení emisí

Vozy na stlačený zemní plyn (CNG) mají pozitivní vliv na snižování emisí oxidů dusíku v ovzduší. Ve srovnání s naftovými vozy porovnatelné velikosti a motorizace vyprodukovala vozidla na CNG zhruba jedenáctkrát méně oxidů dusíku. Výhodnost CNG proti tradičním pohonným hmotám podporuje mimo jiné spotřební daň.

Plynaři tvrdí, že CNG snižuje kromě emisí oxidů dusíku také emise oxidu uhličitého. V roce 2030 odborníci očekávají více než 36procentní snížení emisí oxidu uhličitého u CNG vozů oproti benzinovým modelům.

Moderní diesely a testy ekologičnosti

Organizace Green NCAP se 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, dosáhl Mercedes 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.

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. 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.

Spolek ADAC podrobil 13 moderních automobilů se vznětovým motorem jízdnímu testu RDE v rámci homologačního testu WLTP a nejlépe dopadl Mercedes-Benz C220d, který jako jediný vyprodukoval 0 mg/km NOx.

V roce 2016 vstoupila v platnost norma Euro 6, která limitovala CO na 0,50 g/km, Nox na 0,08 g/km, HC+NOx na 0,17 g/km a pevné částice byly limitovány na hodnotu 0,0005 g/km. Například emise CO tak byly u naftových motorů od roku 1993 sníženy o 82% a limity pevných částic byly sníženy o 96%.

Tabulka: Emisní normy Euro pro naftové motory

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.

tags: #znečištění #ovzduší #diesel #motory #studie

Oblíbené příspěvky:

• Měření Emisí
• Ochrana přírody a krajiny v ČR
• Sopečná činnost a životní prostředí
• Likvidace odpadu bez kanalizace: možnosti dotací
• Třídění odpadu v obchodních řetězcích v ČR