Aplinkos taršos mažinimo būdai ir automobilių vaidmuo
Automobilių išmetamo CO2 kiekį galima sumažinti dviem būdais: didinti degalų naudojimo efektyvumą arba keisti iškastinį kurą aplinkai draugiškesnėmis alternatyvomis. Skaičiuojant automobilio išmetamą CO2 reikėtų atsižvelgti ne tik į eksploatacijos metu variklio išmetamas dujas, bet ir į tas, kurios susidaro automobilius gaminant ir šalinant. Automobilių tarša sudaro apie 40 % visų pasaulio transporto CO2 emisijų. Šį skaičių norima sumažinti, todėl ateityje politikai mato ir absoliučius automobilių su vidaus degimo varikliais draudimus.
2019 metais dauguma (66,7 proc.) Europos kelių transporto buvo varomi benzinu. Toliau rikiuojasi dyzeliniu kuru (24,55 proc.) ir kitu kuru, pavyzdžiui, dujomis ir elektra, varomi automobiliai. Elektra varomų automobilių daugėja - 2021 metais jų užregistruota 17,8 proc. (palyginti su 10,7 proc. 2020 metais). Nors elektrinių automobilių gamyba ir šalinimas kol kas teršia aplinką labiau nei automobilių su vidaus degimo varikliu gamyba ir utilizavimas, o generuojamo CO2 kiekis priklauso nuo to, iš kokių šaltinių pagaminta jų naudojama elektra, atsižvelgiant į vidutinį ES energijos šaltinių derinį, elektriniai automobiliai teršia mažiau nei benzininiai.
Dyzelinių automobilių ateitis ir taršos iššūkiai
Dyzelinu varomų automobilių ateitis yra miglota. Prieš 15-20 metų (o kartais ir gerokai vėliau) dyzelinas buvo laikomas ateities degalais. Dyzeliną ėmė naudoti lenktyniniai automobiliai, atsirado dyzelinių „Porsche“ ir net „Maseratti“ modelių, o kartais šių automobilių savininkai netgi džiaugėsi mažesniais mokesčiais valstybėse, kuriose automobilių mokesčiai skaičiuojami pagal CO2 emisijas. Štai 60 kW „Volkswagen Polo“ su 1,6 litrų dyzeliniu varikliu į aplinką išmeta 97 CO2 gramus kiekvienam kilometrui. Tačiau dabar dyzelinių variklių dienos baigiasi.
Miestų orą labiau teršia dyzeliniai automobiliai. NOx - tai įvairūs azoto oksidai, kurių dyzeliniai varikliai išmeta žymiai daugiau nei benzininiai. Manoma, kad tai - kancerogenas, kuris, be kita ko, yra ir smogo sudedamoji dalis. Būtent NOx yra didžiausia problema, dėl kurios diegiami EGR vožtuvai, SCR katalizatoriai ir kitos išmetamųjų dujų neutralizavimo sistemos.
Griežtėjantys standartai ir draudimai
Griežtėjantys emisijų standartai po truputį mažino vidaus degimo variklių tūrį ir prie jų klijavo vis didesnes turbinas. Nauji dyzeliniai automobiliai nėra absoliutus blogis, tačiau „Euro 6“ standartas, paskelbtas dar 2007 metais, nustatė 80 mg/km ribą NOx emisijoms. Po WLTP standarto ir RDE („Real Driving Emissions“) statistikos įgyvendinimo 2017 metais Europos Sąjunga reikalavimus sušvelnino - nustatė 168 mg/km ribą.
Daugelyje miestų įsigalioja arba planuojami dyzelinių automobilių ribojimai:
- Hamburgas: 2018 metų gegužę, įsigaliojus teismo sprendimui, dvejose svarbiose gatvėse uždraudė visus senesnius dyzelinius automobilius, kurie neatitinka „Euro 6“ standarto.
- Tokijas: itin griežti reikalavimai dyzelinėms transporto priemonės įsigaliojo dar 2003 metais. Jie buvo paremti ne CO2 emisijomis, o kietųjų dalelių skaičiumi išmetamosiose dujose.
- Madridas, Paryžius, Briuselis: pasiekė griežtesnius tarptautinius reikalavimus emisijoms.
- Roma: ketina pradėti dyzelinių automobilių draudimus nuo 2024 metų.
- Atėnai: nuo 2025 metų.
- Paryžius: taip pat maždaug nuo 2025 metų.
Taip po gatvę, po apribojimą, po vieną ar kitą didesnį mokestį dyzelinas bus spaudžiamas lauk.
Gamintojų pozicija
Apie dyzelinių modelių Europoje atsisakymą paskelbė visa eilė gamintojų. Artimiausiu metu Senajame žemyne nebeliks naujų dyzelinių „Suzuki“, „Mitsubishi“, „Nissan“, „Toyota“, „KIA“, „Porsche“, „Bentley“ ir dar eilės kitų automobilių. „Fiat“ grupės markės nustos siūlyti dyzelius Europoje nuo 2022 metų, o štai PSA grupė, kuriai priklauso „Peugeot“, „Opel“ ir „Citroën“, paskelbė, kad stabdo naujų dyzelinių automobilių kūrimą ir vystymą. Pagrindinės „Volkswagen“ grupės markės ir toliau savo gamose išlaikys dyzelinius automobilius, tačiau krentant paklausai jų dalis vis trauksis. „Audi“ stiprina „E-tron“ diviziją, o pačios „Volkswagen“ markės ateitis bus siejama su ID elektromobiliais. „Mercedes-Benz“ taip pat nebemato dyzelinių automobilių ateities, tačiau kraštutinių veiksmų nesiima, o vietoj dyzelinių variklių atsisakymo bus kuriamos efektyvios hibridinės ir elektrinės sistemos, kurios, kaip tikimasi, tiesiog pritrauks daugiau pirkėjų.
Dyzelinių variklių technologijų proveržis: „Bosch“ inovacijos
„Bosch“ generalinis direktorius Dr. Volkmaras Deneris 2018 metais pranešė apie lemtingą dyzelinio variklio technologijų proveržį. Naujieji „Bosch“ patobulinimai gali padėti automobilių gamintojams sumažinti azoto oksidų (NOx) išmetimą į aplinką tiek, kad jis jau dabar atitiktų būsimus apribojimus. RDE (taršos realaus vairavimo sąlygomis) bandymų metu automobiliai, kuriuose įdiegta naujai pristatyta „Bosch“ dyzelinių variklių technologija, į orą išmeta ne tik kur kas mažiau teršalų, negu leidžiama šiuo metu, bet ir mažiau, negu bus leidžiama 2020 metais įsigaliosiančiais apribojimais. „Bosch“ inžinieriai pasiekė šių rezultatų, atnaujinę jau sukurtas technologijas, be papildomų detalių, dėl kurių padidėtų išlaidos. „Bosch“ tiesiog praplėtė techniškai įmanomų dalykų ribas“, - teigė Deneris. „Įdiegus naujausią „Bosch“ technologiją, dyzeliniai automobiliai bus priskiriami nedidelės taršos klasės transporto priemonėms ir vis tiek išliks įperkami.“
Technologiniai sprendimai ir rezultatai
Jau dabar kompaktiškas golfo klasės automobilis su „Bosch“ dyzelinių variklių technologija RDE bandymų ciklo metu išmeta vidutiniškai vos 13 miligramų NOx kilometrui. Tai sudaro maždaug vieną dešimtąją nuo 2020 metais įsigaliosiančios leistinosios normos. Šis rezultatas pasiektas patobulinus jau sukurtas technologijas be papildomų priedų.
Naujosios „Bosch“ dyzelinės sistemos didžiąja dalimi sukurtos jau rinkoje esančių ar netrukus atsirasiančių dalių pagrindu, todėl klientai iškart galės jas įtraukti į gamybos projektus. „Bosch“ nuomone, eksperimentiniuose automobiliuose pristatyta technologija standartine įranga taps per dvejus ar trejus metus, o iki tol dyzeliniai varikliai palaipsniui artės prie 13 miligramų NOx teršalų išmetimo ribos RDE bandymų ciklo metu. Reikšmingas žingsnis į priekį yra išmanus variklio optimizavimo ir išmetamųjų dujų apdorojimo derinys. Vis dėlto, automobilio koncepcija turi atitikti „Euro 6d temp“ arba „Euro 6d“ standartą, o tai reiškia, kad jame turi būti įdiegta, pavyzdžiui, SCR „AdBlue“ sistema.
Iki šiol dyzelinių automobilių išmetamus NOx kiekius sumažinti trukdė du dalykai:
- Vairavimo stilius: „Bosch“ sukurtas technologinis sprendimas yra itin reaktyvi variklio oro srautų valdymo sistema. Dinamiškam vairavimo stiliui reikalinga lygiai tokia pati dinamiška išmetamųjų dujų recirkuliacija. Tai pasiekiama naudojant turbokompresorių, veikiantį greičiau už įprastus turbokompresorius. Aukšto ir žemo slėgio išmetamųjų dujų recirkuliacijos derinimo dėka oro srautų valdymo sistema tampa dar lankstesnė.
- Temperatūros poveikis: Kad NOx konversija būtų optimali, išmetamųjų dujų temperatūra turi būti aukštesnė negu 200 laipsnių Celsijaus. Miesto eismo sąlygomis tokios temperatūros paprastai nepasiekiama. Dėl to „Bosch“ sukūrė sudėtingą dyzelinių variklių šilumos valdymo sistemą, kuri aktyviai reguliuoja išmetamųjų dujų temperatūrą, užtikrindama, kad išmetimo sistema nuolat bus pakankamai karšta veikti stabilių temperatūrų intervale ir išmes nedaug teršalų.
Poveikis ir įperkamumas
„Bosch“ paprašė nepriklausomos inžinerijos bendrovės atlikti analizę Štutgarto miesto Neckartor gatvėje, liūdnai pagarsėjusioje dėl didelės oro taršos. Tyrimo duomenys rodo: jei visuose dyzeliniuose automobiliuose būtų naujoji „Bosch“ išmetamųjų dujų technologija, jų indėlis į vietos taršą būtų nežymus ir neabejotinai atitiktų ES nustatytas ribas netgi Neckartor gatvėje. „Bosch“ mano, kad naujoji sistema kainuos maždaug tiek pat, kiek šiuolaikinė dyzelinė sistema su SCR „AdBlue“ sistema, todėl bus įperkama ir kompaktiškų automobilių atveju. Bandomojo automobilio „AdBlue“ sąnaudos buvo maždaug 1,5 litro 1000 kilometrų netgi važiuojant sportiniu režimu, o kuro sąnaudos išliko tokios pat, kaip įprasto dyzelinio automobilio, išsaugant CO2 privalumus.
„Bosch“ inžinieriai, dirbę su šia technologija, įdėjo didelį darbą, kurio bendros sąnaudos siekė aštuonženkles sumas. Jie yra įsitikinę, kad ateityje niekas negalės drausti dyzeliniams automobiliams važinėti miestuose - jie išsaugos savo pozicijas miesto gatvėse ir toliau bus naudojami prekybininkų bei priemiesčių gyventojų.
Moksliniai tyrimai ir taršos rodikliai
Naujo automobilio dyzelinis variklis ne tik sunaudoja mažiau degalų, bet ir mažiau į aplinką išmeta šiltnamio efektą sukeliančių CO2 dujų nei artimiausias analogiškas tokio paties automobilio modelio benzininis variklis. Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) Transporto inžinerijos fakulteto docentas dr. Alfredas Rimkus atliko tyrimus su vienodais automobiliais ir vienodo darbinio tūrio varikliais (dyzeliniu ir benzininiu). Matavimai atlikti automobiliams važiuojant trimis skirtingais greičiais (50 km/val., 90 km/val. ir 120 km/val.), dirbtinai padidinus apkrovą.
Paaiškėjo, kad dyzelinis variklis ne tik sudegina vidutiniškai 26 procentais mažiau degalų, bet dar ir į aplinką išmeta vidutiniškai 16 proc. mažiau CO2 nei benzininis variklis, lyginant energetinius ir ekologinius rodiklius varikliams funkcionuojant įprastuose režimuose. „Įvertinus tris važiavimo režimus nustatėme, kad realios CO2 emisijos yra artimos tam, ką deklaruoja gamintojas, o, jei lygintume benzininį ir dyzelinį variklius, pastarojo emisija yra apie 15-20 proc. mažesnė. Kadangi šie automobiliai turi „Euro 6“ standartą atitinkančias išmetamųjų dujų neutralizavimo sistemas, kitų teršalų - anglies monoksido, angliavandenilių, azoto oksidų - emisijos yra artimos nuliui“, - sako dr. A. Rimkus.
Apskritai, mažesnė dyzelinių automobilių CO2 tarša yra susijusi su jų efektyvumu, t. y., mažesniu degalų suvartojimu nei benzininių variklių: kadangi mažiau degalų sudeginama, mažesnės ir emisijos. A. Rimkus priduria, kad benzininių, o ypač dyzelinių, variklių taršos rodikliams didelę įtaką turi jų amžius ir juose esančios technologijos - kietųjų dalelių filtrai, neutralizavimo katalizatoriai.
„Mes bandėme naujus automobilius - juose kietųjų dalelių emisijų tiesiog nebuvo. Tačiau senesnių dyzelinių automobilių su neatnaujintomis arba prastai prižiūrimomis išmetimo sistemomis tarša, būtent kietųjų dalelių ir azoto oksidų, įprastai yra didesnė“, - teigia A. Rimkus. Anot jo, taršos rodikliams įtakos turi ir naudojami degalai. Pavyzdžiui, naujos kartos biodyzelinas, gaminamas naudojant naujausias technologijas, gali turėti mažiau anglies, ją pakeičia vandenilis. Šiems biodegalams gaminti gali būti naudojamos įvairios žaliavos, tarp kurių gali būti įvairių pramonės šakų gamybos atliekų, buitinių atliekų, ne maistui skirtų žemės ūkio produktų. Taigi CO2 emisijas galima sumažinti ir pakeitus degalus ekologiškesniais: jie yra atsinaujinantys ir prisideda prie atliekų utilizavimo.
Kad naujų dyzelinių automobilių taršos rodikliai drastiškai mažėja, patvirtina ir kiti tyrimai. Antai pirmaujanti nepriklausomų tarptautinių taršos tyrimų kompanija „Emissions Analytics“ skelbia, kad 2013 metais 10 proc. mažiausiai taršių jų tirtų dyzelinių automobilių vidutinės azoto oksidų emisijos siekė 265 mg/km, o 10 proc. taršiausių - 1777 mg/km. Tuo metu 2017 metais dešimtadalio švariausių automobilių tarša jau siekė tik 32 mg/km, o dešimtadalio taršiausių - 1020 mg/km. Atitinkamai sumažėjo ir vidutinės visų įmonės tirtų dyzelinių automobilių azoto oksidų emisijos: nuo 812 mg/km 2013 metais iki 364 mg/km po ketverių metų. Tai, kad pagal CO2 taršą dyzeliniai automobiliai yra pastebimai švaresni, pastebi ir Didžiosios Britanijos Automobilių sertifikavimo agentūra, pabrėždama didesnį variklių efektyvumą. Monrealio universiteto tyrėjai išsiaiškino, kad benzininių automobilių tarša žymiai išauga esant minusinei temperatūrai, palyginti su dyzeliniais automobiliais.
Vertinant bendrai, dėl nuolat vystomų technologijų ir griežtėjančių ES emisijų normų, kuo naujesnis dyzelinio automobilio variklis, tuo jis „žalesnis“.
Alternatyvūs degalai: dujos (LPG/CNG)
Dujų įrangos montavimo dirbtuvėse gausu įvairiausių automobilių, kuriuose diegiamos modernios dujų sistemos. Naujausiais mokslininkų skaičiavimais, LPG ar CNG dujomis varomi automobiliai į aplinką išmeta nuo 60 iki 90 proc. mažiau įvairių gamtai ir žmonėms kenkiančių cheminių junginių, taip pat nuo 30 iki 40 proc. mažiau CO2.
Pavyzdžiui, nauja „Nissan Micra“ su trijų cilindrų benzininiu varikliu pro duslintuvą į aplinką paleidžia 115 g/km CO2 dujų, o sumontavus LPG dujų įrangą šis skaičius sumažėtų bent iki 80 g. Dujine įranga „ginkluotų“ automobilių degalų sąnaudos pakyla 10 proc., bet apetitą kompensuoja mažesnė degalų kaina. Parodoje Lenkijoje jau matyta puikiai veikianti įranga dyzeliams, tinkanti miestų infrastruktūrai tvarkyti naudojamuose sunkvežimiuose ir autobusuose.
Modernios dujų įrangos sistemos sugeba LPG dujų efektyvumą išnaudoti labai arti benzino efektyvumo. Teorinis galios nuostolis, nurodytas dokumentuose, yra vos 10 proc. Tačiau sėdus prie vairo tai pajusti sunku. Vis dėlto, teks susitaikyti su tuo, kad erdvi bagažinė smarkiai sumažės. Didesnių bėdų, nei galios netekimas ar sumažėjusi bagažinė, pasitaiko, jei į automobilį dujų įrangą montavo „kreivarankiai“, dažniausiai dėl nesandariai sujungtų agregatų į saloną ima skverbtis dujos. Būtent dėl to automobilių su dujų įranga nepriima į jokias požemines stovėjimo aikšteles.
Landi Renzo dujų įrangos montavimas į Jeep Grand Cherokee 3,6 2019 metų Pentastar Servise 007
Lietuvos kontekstas: automobilių parkas ir ateities planai
Daugiau nei 1,3 milijonų Lietuvoje registruotų automobilių, beveik milijonas yra dyzeliniai. Dyzeliniai automobiliai sudaro apie 66 proc. visų registruotų automobilių Lietuvoje, ir importuojamų naudotų automobilių rinkos dalis yra apie 65-67 proc. „Regitros“ duomenimis, šiuo metu dyzelinu ir benzinu varomų automobilių Lietuvoje yra daugiau kaip 1,3 mln.
Tyrimo išvados parodė, jog taršiausi automobiliai tie, kuriems yra per 15 metų. Didžioji dalis lengvųjų automobilių Vilniaus mieste yra dyzeliniai - apie 64 proc. (26 proc. benzininiai). Nustatyta, kad didžioji dalis automobilių yra gana seni, tai yra „Euro 3“ ir „Euro 4“ standartų automobiliai.
Nacionalinė klimato kaitos valdymo darbotvarkė
Seimas patvirtino Nacionalinę klimato kaitos valdymo darbotvarkę, kurioje nustatyti trumpalaikiai (iki 2030 m.), vidutinės trukmės (iki 2040 m.) ir ilgalaikiai (iki 2050 m.) klimato kaitos švelninimo, prisitaikymo prie klimato kaitos tikslai ir uždaviniai atskiriems sektoriams. Didžioji dalis priemonių numatyta prieš didžiausią taršos šaltinį Lietuvoje - transportą.
Pagrindiniai transporto sektoriaus tikslai:
- Iki 2023 m. visos šalies savivaldybės miestuose turės nusistatyti mažos taršos zonas, kuriose bus ribojamas arba draudžiamas įprastinių automobilių eismas.
- Iki 2027 m. visas viešasis, taksi ir pavėžėjimo paslaugas teikiantis transportas naudos tik atsinaujinančius energijos išteklius.
- Iki 2030 m. elektromobiliai ir mažataršės transporto priemonės sudarys pusę visų transporto priemonių šalies automobilių parke. Tikimasi, kad iki 50 proc. bus sumažintas įprastais degalais - benzinu ir dyzelinu - varomų automobilių skaičius miestuose.
- Nuo 2030 m. sausio 1 d. N1 klasės transporto priemonės su vidaus degimo varikliais, išskyrus varomas alternatyviais degalais, Lietuvoje nebus registruojamos.
- Ambicijonas tikslas - iki 2045 m. transporte išvis neturėtų likti priemonių, kurios naudoja iškastinį kurą.
Taip pat numatoma nuolat didinti atsinaujinančios energijos išteklių energijos kiekį, elektromobilių ir netaršių transporto priemonių skaičių. Ilgalaikiame (iki 2050 m.) plane numatoma 100 proc. sumažinti išmetamųjų ŠESD kiekį, palyginti su 1990 metais.
Mokesčiai ir savivaldybių pozicija
Automobilių mokesčiai Lietuvoje yra svarstomi periodiškai, tačiau veiksmais kalbos taip niekada ir nevirsta. Šiuo metu svarstoma apmokestinti itin taršius automobilius, kurių CO2 tarša siekia daugiau nei 200-210 g/km. Tačiau mokesčiai yra tik vienas iš įrankių. Kitas - draudimas važinėti miestų centruose.
Vilniaus miesto savivaldybės Administracijos direktorius Povilas Poderskis apie Aplinkos ministerijos pasiūlymą riboti dyzelinius automobilius Vilniuje komentavo: „Šiuo metu visiškai neaišku, koks pagrindinis tikslas šito noro drausti būtent dyzelinių (o ne visų, įskaitant ir benzininius) automobilių įvažiavimą į miestus ar atskiras jų dalis. Jeigu norime sumažinti taršą, galbūt reikėtų pasižiūrėti kaip su tuo tvarkosi tokių idėjų pradininkė Vokietija. Ji dar 2008 metais priėmė tvarką, kad į kai kurias didmiesčių teritorijas gali patekti automobiliai turintys taršos pažymėjimus, t. y., lipdukus ant priekinio stiklo. Tokiu būdu kiekvienas automobilis yra įvertinamas individualiai ir priskiriamas tam tikrai taršos kategorijai, nepaisant to, ar automobilis dyzelinis ar benzininis.“
P. Poderskis pastebėjo, kad didžiausio miesto valdžios atstovai nėra sužavėti diskriminacija pagal degalų rūšį, nes „6,2 L benzininis „Cadillac Escalade“, kurį vairuoja stambus oligarchas, ir toliau galės įvažiuoti į miesto centrą, nors tikėtina, kad jis teršia kelis kartus daugiau nei eilinis kuklus dyzelinis automobilis. Tai neteisinga, nes vėl yra skriaudžiami silpniausieji“. Šalyje, kurioje retas žmogus perka naują automobilį, spaudimas dyzelinėms mašinoms atrodo tarsi agresija prieš žmones, kurie nori sutaupyti.
Tačiau su vietine tarša vis tiek būtina kovoti. P. Poderskis teigia, kad Vilnius su vietine tarša kovos ribodamas tranzitinį eismą per Senamiestį ir miesto centrą, dirbant ties nauju Darnaus judumo planu.
Sunkiojo transporto iššūkiai
Tyrimo duomenys rodo, jog sunkvežimiai orą teršia labiau nei lengvasis transportas. Dabar kai kurios įmonės jau naudoja elektrinius autobusiukus, kurie įkrauti nuvažiuoja apie 140 kilometrų, o mieste jam maršrutą padaryti sudaro nuo 70 iki 90 kilometrų. Tokiais atstumais elektrinis transportas yra priimtinas, tačiau logistikai, kuri važiuoja į Europos šalis, tai dar nėra realu.
tags: #kiek #duju #ismeta #dydeliniai #automobiliai