Normy czystości spalin

Polska – podobnie jak inne kraje europejskie – od wielu lat wdraża mechanizmy kontroli i redukcji emisji zanieczyszczeń powietrza ze źródeł transportowych. Należy zauważyć, że nasz kraj ma na tym polu większe sukcesy, w przeciwieństwie do redukcji emisji z sektora komunalno-bytowego.

Narzędziami wykorzystywanymi do ograniczenia emisji transportowej są przede wszystkim dyrektywy funkcjonujące w ramach europejskiego standardu emisji spalin, powszechnie zwane „normami Euro”.

Pierwsze regulacje w zakresie ograniczenia emisji spalin wprowadzono już w latach ’80 XX w. Tak zwana regulacja R49 określała maksymalne wartości emisji z pojazdów następujących zanieczyszczeń: tlenku węgla, węglowodorów oraz tlenków azotu.

U progu lat ’90 wprowadzono normę Euro 0, która zapoczątkowała system regulacji emisji funkcjonujący do dziś. Pierwszym kamieniem milowym w historii norm Euro była wprowadzona na przełomie 1992 i 93 roku norma Euro 1. Jej pokłosiem było obowiązkowe wyposażenie wszystkich nowych samochodów w katalizatory spalin. Wraz z normą Euro 1 po raz pierwszy określono również graniczne wartości emisji PM z transportu. Wprowadzając kolejne odsłony normy (Euro 2 i 3), dalej sukcesywnie redukowano poziomy emisji zanieczyszczeń z samochodów i innych pojazdów.

Drugi przełom nastąpił w 2006 r. wraz z wprowadzeniem normy Euro 4. Wymusiła ona obniżenie emisji do poziomu niemożliwego do uzyskania dotychczasowymi środkami. Aby sprostać wymogom nowej normy w silnikach Diesla zaczęto stosować specjalne rozwiązania techniczne – selektywną redukcję katalityczną (SCR), która wymaga wykorzystania roztworu mocznika (AdBlue). Pod wpływem wysokiej temperatury z mocznika uwalniany jest amoniak, który wchodzi w reakcję z tlenkami azotu (jedno z głównych zanieczyszczeń transportowych), redukując je do pary wodnej i azotu. Alternatywą dla AdBue jest podwyższenie ciśnienia wtrysku paliwa i zastosowanie recyrkulacji spalin (EGR).

Skala zmian emisji NO_X oraz cząstek stałych w kolejnych normach EURO, na przykładzie uregulowań dla samochodów osobowych z silnikiem Diesla

Procentowa redukcja emisji zanieczyszczeń w poszczególnych normach EURO, w stosunku do regulacji R49

Wraz z normą Euro 5, która weszła w życie zaledwie 3 lata po niezwykle restrykcyjnej Euro 4, powszechnie zaczęto stosować filtry cząstek stałych. Norma Euro 6 obowiązuje od 2012 r. (z późniejszymi zmianami i dalszymi zaostrzeniami). Ograniczyła dopuszczalną emisję tlenków azotu o kolejne 80% w stosunku do normy Euro 5, a emisję cząstek stałych o 66 %.

Uzyskanie takich wartości wymagało od producentów samochodów wprowadzenia podwyższenia temperatury spalania, modyfikacji sposobu wtrysku paliwa i in. Jednocześnie wprowadzono wymóg pomiarów emisji w realnych warunkach drogowych, a nie jak dotąd, w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych (hamownia).

Ze wielu względów Komisja Europejska nie zdecydowała się na razie na zaostrzenie norm emisji spalin samochodowych i wprowadzenie kolejnej normy – Euro 7. Wydaje się, że dalsze obniżenie emisji z samochodów możliwe jest już tylko poprzez zastosowanie napędów alternatywnych (ogniwa paliwowe, paliwa gazowe, energia elektryczna).

W Polsce głównym problemem jest nie tyle bardzo wysoki średni wiek pojazdów (wszak restrykcyjna norma Euro 4 obowiązuje już od 14 lat!), co ich zły stan techniczny oraz domorosłe, nielegalne zabiegi obniżające koszty ich eksploatacji poprzez niewłaściwe serwisowanie, a nawet usuwanie elementów odpowiedzialnych za oczyszczanie spalin (filtry cząstek stałych, katalizatory).

Fotografia tytułowa: Naklejka na szybie samochodu uprawniająca do wjazdu na obszar strefy niskoemisyjnej w miastach niemieckich, autor: Jojo659, licencja: domena publiczna, źródło: Wikimedia Commons, odsyłacz do fotografii tutaj.

Źródła:

1. Filipczyk J., Badania wpływu stanu technicznego silnika na poziom emisji zanieczyszczeń, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej 64/2008
2. NIK o zanieczyszczeniu powietrza salinami samochodowymi (https://www.nik.gov.pl/aktualnosci/nik-o-zanieczyszczeniu-powietrza-spalinami-samochodowymi.html, dostęp 01.05.2020)
3. https://smoglab.pl/prof-marek-brzezanski-wycinanie-dpf-cos-czym-juz-dawno-zajac-sie-prokuratura/ (dostęp 01.05.2020)
4. Lotko W., Lechowski M., 2013, Problemy eksploatacyjne pojazdów z ograniczeniem emisji limitowanych składników spalin, Technika Transportu Szynowego 10/2013
5. Durczak, T. Sander, P. Górski, K. 2017, Analiza systemów oczyszczania spalin i metod ich regeneracji, Autobusy: technika, eksploatacja, systemy transportowe, 12/2017
6. Sala R., Krasowski J., Dzida J., 2017, Selektywna redukcja katalityczna tlenków azotu w pojazdach spełniających normę emisji Euro VI, Autobusy: technika, eksploatacja, systemy transportowe, 6/2017
7. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/?uri=LEGISSUM:l28186 (dostęp 01.05.2020)
8. Piernikarski D.,2011, Kierunki rozwoju silników Diesla pojazdów użytkowych z uwzględnieniem przyszłych norm toksyczności spalin i ekonomiki paliwowej, Silniki Spalinowe 3/2011
9. Trzenskik E., Światłoń M., 2011, Wpływ implementacji norm emisji spalin Euro 5 i Euro 6 na przemysł motoryzacyjny w aspekcie wdrażania nowych technologii i wzrostu kosztów, Zeszyty Naukowe. Transport/ Politechnika Śląska, z. 72/2011