Europos Sąjungos pastangos mažinti transporto sektoriaus taršą
Europos Sąjungos atsinaujinančių išteklių direktyvoje nurodyta, kad iki 2020 metų ES šalyse narėse atsinaujinantys ištekliai transporto sektoriuje turėtų pasiekti mažiausiai 10 proc., o iki 2030 metų - mažiausiai 14 proc. energijos išteklių dalies. Elektromobilių Europos keliuose dar taip sparčiai negausėja, tad vairuotojai prie rodiklių gerinimo prisideda vartodami ekologiškesnius degalus. Naujausia studija skelbia, kad ES šalyse pastaraisiais metais sparčiai auga iš javų gaminamo etanolio, kuris yra įmaišomas į benziną, vartojimas.
2017 m. etanolio suvartojimas siekė 6,9 mlrd. litrų, pernai išaugo iki 7,08 mlrd. litrų, o šiemet turėtų pasiekti 7,22 mlrd. Pasak Biodegalų asociacijos prezidento Mindaugo Palijansko, praėjusiais metais Lietuvos degalinėse keitėsi kuro rūšių žymėjimas: benzinas pradėtas žymėti su apskritime esančia raide E, kartu su skaičiais 5 ar 10, nurodančiais maksimalų biodegalų (etanolio) kiekį procentais esantį benzino ir etanolio mišinyje.
Etanolis kaip alternatyva ir jo nauda aplinkai
Etanolis yra švarus ir labai efektyvus, iš grūdų išgaunamas atsinaujinantis kuras, kuris tinkamas naudoti šiuolaikiniuose automobiliuose ir sunkvežimiuose. Etanolio efektyvumas susijęs su jo fizinėmis savybėmis: jis aušina automobilių variklius dvigubai efektyviau nei benzinas ir padaro variklių darbą našesniu. Remiantis „ePURE“ duomenimis, etanolio naudojimas kure sumažina bendrą Europos transporto sektoriaus išmetamų šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį mažiausiai 6 mln. tonų per metus, o tai prilygsta 4 mln. automobilių pašalinimui iš kelių.
Pasvalyje bioetanolį gaminančios bendrovės „Kurana“ generalinis direktorius Jurgis Polujanskas teigia, kad Lietuvoje pagamintas bioetanolis, palyginti su mineraliniais degalais, išskiria nuo 50 proc. iki 72 proc. mažiau anglies dvideginio. Pildamiesi degalus, kurių sudėtyje yra Lietuvoje pagaminto bioetanolio, vairuotojai ne tik veiksmingai prisideda prie oro taršos mažinimo, bet ir kuria pridėtinę vertę Lietuvos ekonomikai: grūdai etanoliui gaminti superkami iš vietinių ūkininkų, gamyba vyksta Lietuvoje, o tai reiškia naujų darbo vietų kūrimą, sumokamus mokesčius valstybei, užsakymus kitų ūkio sektorių bendrovėms, mokslo institucijoms ir tyrėjams.
Iki Antrojo pasaulinio karo etanolis buvo plačiai naudojamas automobiliuose, tačiau po karo jį teko pakeisti pigesniu benzinu. Dabar etanolis gali būti naudojamas ir kaip atskiras kuras, tačiau dažniausiai būna maišomas su benzinu įvairiais lygiais ir parduodamas kaip degalų mišinys. Kuras, kuriame yra etanolio, apima: E10 (iki 10 proc. etanolio), E85 (nuo 65 proc. iki 85 proc. etanolio) ir ED95 (95 proc. etanolio). Nors kuras, kuriame yra didelis procentas etanolio, parduodamas tik keliose šalyse, Europoje į visas benzinines transporto priemones galima pilti iki 5 proc. etanolio ir benzino mišinį, o daugiau kaip 90 proc. Europos Komisija ragina ES šalis ambicingiau vykdyti klimato įsipareigojimus ir teigia, kad jei valstybės nesistengs labiau - sunkiai pasieks 2030 metams numatytus atsinaujinančios energijos diegimo tikslus. Etanolio ir benzino mišinių naudojimas laikomas vienu iš būdų aktyviau kovoti su klimato kaita ir aplinkos teršimu.
Išmetamosios dujos iš vidaus degimo variklių ir jų poveikis
Paprastai automobiliai su vidaus degimo varikliais kaip išmetamąsias dujas pirmiausia išskiria anglies dioksidą (CO₂) ir anglies monoksidą (CO). Tačiau santykinis kiekvienos išmetamų dujų kiekis gali skirtis priklausomai nuo kelių veiksnių, tokių kaip naudojamų degalų tipas ir variklio efektyvumas. Be to, nepilnas variklio degimas taip pat išskiria nesudegusius angliavandenilius (HC). Azoto oksidai (NOx) daro didelę įtaką aplinkai ir žmonių sveikatai; jie išsiskiria deginant degalus aukštoje temperatūroje. Kuo daugiau mišinyje etanolio, tuo labiau mažėja išmetamų kenksmingų medžiagų kiekis, sukeliantis uždegimus ir oksidacinį stresą - vienus pagrindinių veiksnių, sukeliančių astmą ar širdies ligas. Vidutiniškai benzolo normaliame benzine yra 1,6 proc. ir švino neturinčiame bei su švinu A 95 ir A 98 benzine iki 2,3 proc. arba 3,8 proc. Į aplinką jis patenka kartu su automobilių išmetamosiomis dujomis ir garuodamas.
Transporto priemonės išmeta daugiau kaip 15% visų kietųjų dalelių (KD) Europoje. Pasaulyje dėl smulkių kietųjų dalelių (KD2,5) poveikio kasmet kenčia 200 tūkst. žmonių.
Anglies dioksido (CO₂) vaidmuo
Anglies dioksidas (CO₂) yra bespalvės, nedegančios, silpnai rūgščios dujos, natūrali oro sudedamoji dalis, sudaranti 0,33 proc. Jis susidaro kvėpuojant gyviems organizmams ir visų pirma degant medžiagoms (elektrinėse, mažose kūryklose deginant anglį, naftą ir dujas). Anglies dioksidas priklauso klimato dujoms, kurios, absorbuodamos ilgųjų bangų spinduliavimą, sąlygoja natūralų šiltnamio efektą. Atmosferoje esantis anglies dioksidas ir vandens garai sušildo apatinius oro sluoksnius vidutiniškai nuo -18°C iki +15°C. Be šio šiltnamio efekto gyvybė Žemėje tokia, kokia yra, nebūtų įmanoma.
Nuo industrializacijos pradžios, daugiau naudojant anglies, gamtinių dujų ir mazuto bei iškirtus tropinius miškus, anglies dioksido kiekis atmosferoje padidėjo maždaug 25 proc. Maždaug 50 proc. antropogeninio (žmogaus sukelto) šiltnamio efekto sudaro anglies dioksidas. Kita vertus, daugėjant atmosferoje anglies dioksido, šiltnamio efektas sustiprėja - padvigubėjus anglies dioksido koncentracijai temperatūra pakiltų nuo 1,5 iki 4,5°C (jei anglies dioksido ir toliau daugės tokiu pat tempu, to galima tikėtis maždaug 2050 metais). Pagrindinė sustiprėjusio šiltnamio efekto priežastis - anglies dioksidas, kuris susidaro degimo procese.
Jei nebus imtasi mažinti anglies dioksido ir kitų dujų (metano, azoto oksido ir kt.) emisijos, po 100 metų vidutinė oro temperatūra pakils 2,5°C. Šis klimato istorijai neįprastas staigus atšilimas turėtų įtakos pasauliniam klimato pasikeitimui. Dėl globalinio atšilimo pasikeistų kritulių pasiskirstymas ir dėl to pasistūmėtų vegetacinės zonos, būtų padarytas poveikis miškams, natūraliai ekosistemai ir žemės ūkiui. ES klimato teisės aktas nustato ES įsipareigojimą neutralizuoti anglies dioksido poveikį iki 2050 m. Siekiant, kad temperatūra nepakiltų daugiau kaip 1,5°C, anglies dioksido poveikio neutralizavimas visame pasaulyje turi būti užtikrintas maždaug 2050 m., o visų kitų šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) - kiek vėliau antroje amžiaus pusėje. 2019 m. gruodį Europos Komisija pristatė „Europos žaliąjį kursą“ - planus iki 2050 m. pasiekti, kad ES taptų klimatui neutrali. Siekdami apsaugoti ES gamintojus nuo nesąžiningos konkurencijos ir paskatinti ES nepriklausančias valstybes stiprinti kovą su klimato kaita, EP nariai siūlo įvesti pasienio anglies dioksido mokesčio mechanizmą.
Anglies monoksidas (CO)
Anglies monoksidas (CO) yra bekvapės, bespalvės ir beskonės, tačiau labai nuodingos dujos, kartais vadinamos „tyliuoju žudiku“. Jos susidaro nevisiškai sudegus organiniams junginiams, o pagrindiniai šaltiniai - automobilių varikliai, sunkioji pramonė ir namų šildymas. Anglies monoksidas (CO) ir anglies dioksidas (CO₂) išmetami dėl nepilno degimo. Įkvėptas anglies monoksidas užblokuoja deguonies patekimą į kraują, audiniuose sukelia deguonies trūkumą bei sąlygoja, esant tam tikrai koncentracijai, galvos skausmą, pykinimą, svaigimą, ūžimą ausyse ir sąmonės netekimą. Patekęs į gryną orą, jis gana greitai išsisklaido ir, esant deguoniui (O₂), gali reaguoti sudarydamas anglies dioksidą (CO₂). Reakciją galima pavaizduoti taip: 2 CO + O₂ → 2 CO₂. Anglies monoksidas ore santykinai greitai pavirsta anglies dioksidu.
Palyginimui, vidaus degimo variklių išmetamas anglies dvideginio kiekis paprastai yra daug didesnis nei anglies monoksido. Tačiau svarbu pažymėti, kad anglies monoksidas yra stipresnis teršalas tiesioginio poveikio sveikatai požiūriu, nes gali sutrikdyti organizmo gebėjimą transportuoti deguonį. Nors CO₂ išmetimas yra didesnis ir todėl lengviau aptinkamas, CO dujos yra labiau pavojingos dėl tiesioginio poveikio sveikatai.
Kiti teršalai: azoto oksidai ir rūgštūs lietūs
Iš vidaus degimo variklių (Oto ir dyzelinių variklių) į aplinką patenkančios dujos susideda iš aplinkai neutralių medžiagų - azoto dujų, vandens garų, anglies dioksido ir kenksmingų - anglies monoksido, azoto oksido, angliavandenilio, taip pat dulkių ir suodžių. Azoto oksidas susidaro iš azoto ir deguonies vykstant aukštos temperatūros degimui. Rūgštūs lietūs susiję su sieros ir azoto rūgščių kiekiu atmosferoje. Šios rūgštys susidaro atmosferoje kaip sieros oksido ir azoto oksido teršalai. Jau keleri metai iš dalies visame Vidurio Europos areale miškams daroma vis daugiau žalos, visų pirma baltosioms eglėms ir eglinių medžių grupėms. Dėl tokios žalos kalti ir rūgštūs lietūs. Rūgštūs lietūs turi įtakos dar ir korozijai.
Nuo 1975 metų Jungtinėse Amerikos Valstijose automobiliuose imta plačiai naudoti katalizatorius, kurių sudėtyje yra tauriųjų metalų. Išmetamųjų dujų kenksmingų medžiagų katalizatoriai gali sumažinti iki 90 proc. ir daugiau.
Oro kokybės stebėjimas uždarose erdvėse: CO₂ ir CO jutikliai
Dėl savo paprastai žemų lubų požeminės ir uždaros automobilių stovėjimo aikštelės yra ypatingas iššūkis vėdinimo sistemoms. Išmani vėdinimo sistema turi neleisti garaže kauptis nuodingoms dujoms iš variklio išmetamųjų dujų. Paprastai anglies dioksido (CO₂) išskiriamas didesnis kiekis nei anglies monoksido (CO) vidaus degimo variklio išmetamosiose dujose. Taip yra todėl, kad anglies dioksidas yra visiško angliavandenilių kuro, pavyzdžiui, benzino ar dyzelino, degimo šalutinis produktas. Anglies dioksidas arba CO₂ yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios yra natūralios ir mažais kiekiais nekenksmingos. Tai būtina gyvybei žemėje išlikti. CO₂ susidaro ne tik deginant iškastinį kurą.
Anglies monoksido (CO) rizika ir jutikliai
Kai CO susimaišo su oru požeminiame garaže, iš pradžių jis dar labiau padidins CO₂ koncentraciją. Tačiau uždarose arba prastai vėdinamose patalpose, pvz., automobilių stovėjimo aikštelėse, CO gali kauptis, jei iš transporto priemonių išmetamųjų dujų ar kitų šaltinių be tinkamo vėdinimo nuolat išmetama CO. Nesant tinkamo oro srauto, dujos gali užsitęsti ir susikaupti iki pavojingos koncentracijos, o tai gali sukelti pavojų žmonių sveikatai tose vietose, o tai gali sukelti galvos skausmą, galvos svaigimą, pykinimą, o sunkiais atvejais tai gali būti pavojinga gyvybei.
Įkvėpus CO, jis patenka į kraują ir prisijungia prie raudonųjų kraujo kūnelių, kurie vėliau nebegali pernešti deguonies. Apsinuodijimo CO simptomai yra galvos skausmas, mieguistumas, regėjimo sutrikimai, dusulys, pykinimas ir net skrandžio bei krūtinės skausmai. Reguliarus CO lygio stebėjimas automobilių garažuose yra labai svarbus siekiant išlaikyti saugos standartus ir apsaugoti keleivių sveikatą. Tai padeda laiku aptikti galimus nuotėkius arba netinkamą vėdinimą, todėl galima imtis veiksmų, siekiant sumažinti su CO poveikiu susijusią riziką sveikatai. Dėl šios priežasties vietiniuose teisės aktuose dėl oro kokybės stebėjimo automobilių stovėjimo aikštelėse kartais yra numatyti CO jutikliai.
Statant anglies monoksido (CO) jutiklius vidaus erdvėse, pvz., požeminiuose automobilių garažuose, paprastai rekomenduojama juos įrengti tokiame aukštyje, kad jie galėtų veiksmingai aptikti CO koncentraciją, kuri kelia pavojų keleiviams. Skirtingai nuo SND, kuri yra tankesnė už orą ir linkusi kauptis arčiau grindų, CO yra maždaug tokio pat tankio kaip oras ir tolygiai pasiskirsto visoje erdvėje. Norint efektyviai išdėstyti jutiklius, labai svarbu suprasti oro srauto modelius automobilių stovėjimo garaže. Jutikliai turi būti dedami vietose, kuriose nėra kliūčių, galinčių trukdyti CO srautui į jutiklį. Vietiniai statybos kodeksai ar taisyklės gali nustatyti reikalavimus dėl CO jutiklių išdėstymo automobilių stovėjimo aikštelėse ar kitose vidaus erdvėse.
Anglies dioksido (CO₂) stebėjimo vaidmuo vėdinimo sistemos valdyme
Nors CO išmetimas yra didesnis ir todėl lengviau aptinkamas, CO dujos yra labiau pavojingos dėl tiesioginio poveikio sveikatai. Patalpų anglies dvideginio koncentracija yra lauko CO₂, patalpų kvėpavimo ir pastato vėdinimo greičio derinio rezultatas. CO₂ pašalinamas tiekiant gryną orą. Kai variklis degina kurą, esant pakankamai deguonies, pagrindiniai degimo produktai yra anglies dioksidas (CO₂) ir vandens garai (H₂O). Degimo metu išsiskiriančio CO₂ kiekis paprastai yra didesnis nei susidarančio anglies monoksido (CO). Esant normalioms eksploatavimo sąlygoms, šiuolaikiniai varikliai ir degimo sistemos yra sukurti taip, kad optimizuotų degimo procesą, kad visiškai sudegus būtų sukurta kuo daugiau CO₂, tuo pačiu sumažinant anglies monoksido (CO) ir kitų kenksmingų emisijų kiekį.
Padidėjęs CO₂ kiekis gali sukelti diskomfortą, galvos skausmą ir užgulimo jausmą. CO₂ lygio stebėjimas užtikrina tinkamą vėdinimą ir padeda palaikyti priimtiną patalpų oro kokybę, kad būtų patogu ir gerai jaučiasi automobilių stovėjimo garaže besinaudojantys ar dirbantys asmenys. Norint išvengti arba sumažinti didelės anglies dioksido koncentracijos uždaroje aplinkoje, kaip požeminėje automobilių stovėjimo aikštelėje, reikia tiekti gryną orą anglies dioksidui nuplauti. CO₂ lygis patalpose yra 400-1 000 ppm.
Tačiau vėdinimo sistemą automobilių stovėjimo aikštelėse valdyti galima daug efektyviau, remiantis CO₂ matavimais. Kai transporto priemonės su vidaus degimo varikliais yra aktyvios, CO₂ jutikliai bus pirmieji, kurie aptiks prastą oro kokybę, gerokai anksčiau nei CO jutikliai pastebės padidėjusias vertes. Oro kokybė yra vėdinimo sistemos valdymo pagrindas. Kai oro kokybė yra nepakankama, reikia daugiau vėdinimo. Grynas oras pašalins toksiškas dujas. CO₂ jutikliai tiksliau rodo oro kokybę ir reaguos daug greičiau nei CO jutikliai. Galime daryti išvadą, kad norint garantuoti gerą oro kokybę požeminiame garaže, reikalingi CO₂ jutikliai. Remiantis CO₂ matavimu, ventiliatoriai gali būti valdomi, kad būtų tiekiamas grynas oras ir laiku pašalintos toksiškos dujos.
Anglies dioksidas: bendras kontekstas ir fiksacija
Anglies dioksidas (pasenęs pavadinimas „angliarūgštės dujos“, neteisingas pavadinimas angliarūgštė) - atmosferos dujos, susidedančios iš vieno anglies ir dviejų deguonies atomų (O=C=O). Anglies dioksidas yra gautinis produktas organizmuose, kurie gauna energiją skaidydami cukrus, riebalus ir aminorūgštis procese, žinomame kaip ląstelinis kvėpavimas. Jis vyksta visuose augaluose, gyvūnuose, daugelyje grybų ir kai kuriose bakterijose. Aukštesniuosiuose gyvūnuose anglies dioksidas keliauja kraujyje iš kūno audinių į plaučius, kur yra iškvėpiamas. Mažos koncentracijos anglies dioksidas yra nekenksmingas, o didelės - gali veikti svaiginančiai ar troškinančiai. Anglies dioksidas yra kritinis Žemės atmosferos komponentas, būtinas augalų gyvenimui, klimato reguliavimui ir pramoniniam pritaikymui. Nepaisant to, kad atmosferoje yra natūraliai, žmogaus veikla, pvz., iškastinio kuro deginimas, miškų naikinimas ir pramoniniai procesai žymiai padidino CO₂ lygį, o tai kelia susirūpinimą dėl klimato. Siekiant kovoti su klimato kaita, labai svarbu sumažinti išmetamo CO₂ kiekį.
Anglies telkiniai yra bet kokia sistema, sugerianti daugiau anglies, nei ji išskiria. Pagrindinės natūralios anglies saugyklos yra dirvožemis, miškai ir vandenynai. Skaičiuojama, kad natūralūs telkiniai per metus pašalina nuo 9,5 iki 11 gigatonų CO₂. Natūraliuose telkiniuose, pavyzdžiui, miškuose, kaupiama anglis patenka į atmosferą per miškų gaisrus, besikeičiant žemės naudojimo paskirčiai ar kertant miškus medienai.
Anglies fiksacija yra anglies pašalinimas iš anglies dioksido, kuris gaunamas iš oro, jo įtraukimas į kietus junginius. Augalai, dumbliai ir daugelis bakterijų rūšių (cianobakterijos) fiksuoja anglį ir susikuria savo maistines medžiagas fotosintezės dėka. RuBisCO yra fermentas, kuris dalyvauja pirmajame anglies fiksacijos žingsnyje.
Anglies dioksido poveikis žmogaus sveikatai ir patalpų oro kokybė
Harvardo aplinkosaugos tyrinėtojai atliko tyrimą, kuriame pastebėjo tiesioginį ryšį tarp patalpų oro kokybės ir žmogaus gebėjimo gauti, perdirbti, išlaikyti ir prisiminti tam tikrą informaciją. Tyrimo duomenimis, tose patalpose, kurios buvo nuolat vėdinamos, darbuotojai 101% geriau pasirodė užduotyse nei tie, kurių patalpose buvo gerokai padidėjęs CO₂ kiekis.
Nors ore visuomet yra šių dujų, per didelė jų koncentracija gali sukelti didelių nemalonumų žmogaus sveikatai. Didžiausias CO₂ kiekis išsiskiria iš žmogaus kūno. Būdami užterštoje aplinkoje, žmonės vietoj deguonies įkvepia daugiau anglies dioksido dujų, taip priversdami kūną badauti. Dėl kūne padidėjusio CO₂ kiekio, žmogui yra sukeliami įvairiausi smegenų pažeidimai, kurie gali privesti iki mirties. Tai yra ypač pavojinga uždaruose miegamuosiuose, biuruose ir mokyklose. Taip pat CO₂ dujų padidėjimą gali sukelti labai daug įvairiausių faktorių: atvira liepsna, rūkymas patalpose, žemė, esanti po pastatu, statybinės medžiagos ir t.t. Uždarose ir nepravėdintose patalpose miršta apie 90 žmonių per metus.
Nacionalinio darbuotojų saugos ir sveikatos instituto (NIOSH) nustatyta riba yra 1000 ppm, kuri yra nekenksminga žmogui bei jo darbingumui. Tačiau žmonės, patys to nežinodami, gyvena ar dirba prie daug didesnės CO₂ koncentracijos. Įprastame, mažai vėdinamame miegamajame, anglies dioksido lygis pasiekia maždaug 1200 ppm. Kad ir kur bebūtume, anglies dioksido dujos yra aplink mus. Padidėjusi šių dujų koncentracija yra pavojinga žmogaus sveikatai ir gali iššaukti galvos skausmą, svaigimą, nerimą, nuovargį, mieguistumą, padažnėjusį širdies ritmą, o retais atvejais - smegenų pažeidimus, kurie gali privesti iki mirties. Dėl šių priežasčių labai svarbu domėtis būdais, kaip palaikyti kokybišką patalpų orą bei stebėti CO₂ koncentraciją vidaus patalpose, ją matuojant specialiais įrenginiais.
tags: #anglies #dioksidas #ir #benzinas