technických prohlídkách Nová technická řešení a jiná opatření ke snížení výfukových emisí:

Transkript

1 Emisní vlastnosti automobilů a automobilových motorů Ochrana životního prostředí: podíl automobilové dopravy na celkovém znečištění ovzduší Emisní předpisy: CARB, EPA, ECE (EHK), národní legislativa Emisní testy (EHK 83, EHK 49) Emisní limity (g/km, g/kwh) Povinnosti výrobců automobilů: typové zkoušky, homologace Povinnosti provozovatele automobilu: stálost emisních vlastností ve výrobě stálost emisních vlastností při provozu (OBD) emisní kontroly při periodických technických prohlídkách Nová technická řešení a jiná opatření ke snížení výfukových emisí: Optimalizace chodu motoru (omezování neúčelného chodu motoru při zastavení vozidla, hybridní pohony) Náhrada klasických uhlovodíkových paliv ropného původu tzv. alternativními (ekologickými) palivy Technicko-organizační opatření při řízení dopravy (významné zejména pro dopravu ve městech) 1

2 Emisní vlastnosti automobilů kat. M1 a N1 se zjišťují na zkušebně simulací jízdy na válcích. Předpis Platný od Limity měrných emisí [ g/km ] CO HC NO x HC+NO x PM EHK ,9 2, EHK ,2 1, EHK ,2 1,83 2, EHK ,8 1,6 2,1 - - EHK /86 14, ,69 - EHK /91 11,1-1,48 3,70 - EHK , ,97 V-0,14 EHK , ,97 V-0,14 EHK Z/V ,3/1, ,5/0,7 -/0,08 EURO 3 (M1) Z/V ,3/0,64 0,20/- 0,15/0,50 V-0,56 V-0,05 EURO 4 (M1) Z/V ,0/0,50 0,10/- 0,08/0,25 V-0,30 V-0,025 část 1.: simulace jízdy ve městě část 2.: dálniční 2

3 Vývoj emisních limitů pro VM kategorie vozidel M1 a N1 3

4 Další vývoj limitních hodnot výfukových škodlivin vozidlových motorů pro kategorii vozidel M1 a N1 v Evropě lze odhadnout podle postupu zpřísňování emisních požadavků předpisu CARB a EPA v USA, kde jsou nejtvrdší požadavky na postupné snižování emisí škodlivin z motorových vozidel a to určuje trend i pro Evropu. Předpis EPA platí pro 49 států USA, Kalifornie (předpis CARB) má ještě přísnější předpisy proti EPA. Předpisy CARB tlačí na postupné snižování emisních limitů pro nová vozidla (vč. emisí NMOG): výrobcům se určují podíly vozidel s jednotlivými emisními úrovněmi (TLEV, LEV, ULEV, SULEV, ZEV) v jejich výrobním programu. NMOG (Non-Methan Organic Gases): uhlovodíky ve výfukových plynech, tj. všechny aldehydy, ketony, alkoholy a estery s 5 a méně atomy uhlíku a všechny alkany, alkeny, alkiny a aromaty s obsahem do 12 atomů uhlíku. HCHO: formaldehyd palivo Kontrola NMHC NMOG CO NOx PM HCHO [mil] [g/míli] [g/míli] [g/míli] [g/míli] [g/míli] [g/míli] Všechna paliva TLEV TLEV LEV LEV ULEV ULEV SULEV 0,125 0,156 0,075 0,090 0,04 0,055 0,001 3,4 4,2 3,4 4,2 1,7 2,1 1,0 0,4 0,6 0,2 0,3 0,2 0,3 0,02-0,08-0,08-0,04 0,01 0,015 0,018 0,015 0,018 0,008 0,011 Elektro Nedefin. ZEV 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Vodík Nedefin. ZEV 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 4

5 Pro motorová vozidla kat. M2, M3 (autobusy) a N2, N3 (nákladní automobily) platí emisní předpis EHK 49: emisní limity jsou v [g/kwh]. Měření emisních vlastností se provádí na samostatném motoru (bez vozidla). Předpis Platný od Limity měrných emisí [ g/kwh ] CO HC NO x PM EHK (ECE R 49.00) ,0 3,5 18,0 - EHK ,2 2,4 14,4 - EHK (EURO I) ,5 1,1 8 0,36 EHK (EURO II) ,1 7 0,15 EHK (E III) ,1 0,66 5 0,1 EURO ,5 0,46 3,5 0,02 EURO ,5 0,46 2,0 0,02 Emisní test podle EHK 49 se od zavedení předpisu prováděl ve 13 ustálených provozních režimech motoru, od předpisu EURO 4 je zaveden nový emisní test pro tyto motory vozidel, který trvá 30 minut a v sekundových intervalech v celém průběhu testu se mění provozní režim (jak otáčky motoru, tak točivý moment motoru). Motor tak trvale pracuje v přechodových režimech TRANSIENT test. EEV (Enhanced Enviromentallly Friendly Vehicle vozidlo šetrné k životnímu prostředí). 5

6 Ekologické efekty plynofikace motorových vozidel 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1.1 g/km 56.7% 0.42 g/km 43.0% CO CH + NOX 1.6 mg/km 79.0% 4.53 g/km 82.4% BENZIN 54.3 g/km 2.7% 4.73 mg/km 47.9% mg/km 41.0% PM PAH B TX ALD LET SM OG PROPAN - BUTAN 5.2 mmol/km 46.2% A CID 262 g/km 87.0% GW 120 [%] 100 Plynná paliva mají proti kapalným palivům ropného původu menší hmotnostní podíl C v 1 kg paliva. Jednodušší stavba molekul u plynných paliv zajišťuje průběh hoření s výrazně menší produkcí nových uhlovodíkových molekul, které jsou hygienicky velmi rizikové (PAH, PAH KARC ). Plynná paliva mají proti kapalným palivům výrazně nižší výfukové emise po startu motoru. Předností plynných paliv je hermetická těsnost palivového systému. Vodík jako motorové palivo pro období poropného věku bez CO DIESEL LPG 0 NOx HC CO PM PAH PAHkarc 6

7 Paliva budoucnosti cesta k omezování produkce CO 2 Biopaliva: rostlinné oleje, biolíh, paliva z biomasy Základní schéma možného postupu výroby kapalných paliv z biomasy (Biomass to Liquid BtL): termickým rozkladem se získá plynný meziprodukt, který cestou FT syntézy s hydrogenačními procesy a katalytickým reformingem se upraví na kapalnou fázi, ze které se destilací postupně oddělí jednotlivá motorová paliva. Palivem pro období poropného věku se označuje vodík: vodík jako nosič energie navíc patří do kategorie obnovitelných zdrojů. Přímému spalování vodíku v pístových motorech konkurují palivové články, do vyřešení celé řady problémů u palivových článků však zůstává pístový motor v dominantním postavení. 7

8 8