Automobil je jedno brzo prijevozno sredstvo modernog u prometu/e-student/03-Cestovni_1.pdf · prometa, razvijen biciklistički prijevoz, vedi udio JGP-a, električna energija iz obnovljivh

30.9.2015 Promet i ekologija 1

Automobil je jedno brzo prijevozno sredstvo modernog

društva

Rezultati ankete iz Švicarske na pitanje o automobilu:

58% - ne mogu zamisliti da idu na posao bez automobila

56% - smatra automobilpraktičnim, udobnim i štedljivim

prijevoznim sredstvom

50% - smatra automobil multifunkcionalnim sredstvom

45% - smatra da donosi brojne prednosti obitelji

44% - smatra da je on glavni zagađivač okoliša


U 2000. godini bilo u upotrebi u svijetu približno 700 milijuna registriranih cestovnih motornih vozila, a predviđa se njihov porast na 1,3 milijarde do 2030., a do 2050. preko 2 milijarde.

U SAD je u prvih 35 godina poslije rata broj osobnih vozila povedan za 214 posto

U Hrvatskoj udio osobnih vozila visokih 76% zbog čega i predstavljaju i glavni izvor zagađenja zraka

Broj teretnih vozila, iako zastupljen samo sa 8% u ukupnom broju cestovnih motornih vozila, nisu zanemariv faktor zagađenja zraka (15% zagađenja od CO otpada na teška vozila)


GORIVO, ZRAK, IZGARANJE

Izgaranje izgaranjem goriva u motoru nastaju produkti

- izgaranja → uobičajeni naziv: ispušni plinovi

a) potpuno izgaranje produkti potpunog izgaranja su - ugljikov (idealan proces) dioksid (CO2) i vodena para (H2O), kao i od zraka preostali dušik i kisik – ako je zrak bio u pretičku

b) nepotpuno izgaranje Nepotpunim izgaranjem nastaju produkti (realan proces) koji su i dalje sposobni izgarati (djelomično izgorjeli ugljikovodici) i kao takvi u ispušnim plinovima iz motora vozila odlaze u okolinu.

Zbog toga se gubi dio energije (smanjen stupanj korisnog djelovanja motora). Osim toga u produktima nepotpunog izgaranja pojavljuju se sastojci koji su štetni za ljudsko zdravlje i okoliš.


Za motorna goriva koja se danas upotrebljavaju za pogon motora s unutrašnjim izgaranjem ( MUI ) određena je potrebna količina zraka od 14,7 kg za potpuno izgaranje 1 kg goriva, a to se može vidjeti iz grafikona 1 sa masenim udjelima pojedinih plinova.

Grafikon 1.: Masena bilanca potpunog izgaranja


Omjer goriva i zraka može se prikazati pomoću faktora zraka , pa je = Z / Z0 Gdje je: Z (kgz/kgg) – stvarna količina zraka potrebna za izgaranje 1 kg goriva Z0 (kgz/kgg) – stehiometrijska količina zraka potrebna za izgaranje 1 kg goriva, (količina zraka potrebna da u potpunosti izgori 1 kg goriva, ali tako da u produktima izgaranja nema slobodnog kisika)

1 – bogata smjesa (višak goriva, a manjak zraka)

= 1 – stehiometrijska smjesa (Z = Z0)

1 - siromašna smjesa, (manjak goriva, a višak zraka)


Nepotpuno izgaranje najčešde uzrokovano pomanjkanjem kisika (bogata smjesa) ili lošom izmješanosti gorive smjese

Osim kroz ispušni sustav cestovna motorna vozila zagađuju zrak i isparavanjem goriva i maziva iz spremnika goriva (HC do 5%), kučišta motora (HC 20-25%) i iz rasplinjača (ako ga vozilo posjeduje, HC do 15%).

Zbog svoje velike brojčane zastupljenosti, nepovoljnih uvjeta rada motora, slabe cirkulacije zraka, nedovoljne kvalitete goriva, cestovna motorna vozila su primarni onečiščivadi zraka u gusto naseljenim mjestima


Sastav ispušnih plinova cestovnih motornih vozila

Neškodljivi sastojci:

- dušik (N2)

- vodena para (H2O)

- kisik (O2 )

- ugljikov dioksid (CO2)

Škodljivi sastojci:

- ugljikov monoksid (CO)

- ugljikovodici (CH)

- dušikovi oksidi (Nox)

- sumporov dioksid (SO2 ) - iz nečistoda u gorivu,

- krute čestice (PM)

- Spojevi s olovom (Pb)

- dušik (IV) oksid (NO2)

- amonijak (NH3)


Slika 1.: Učešde pojedinih vidova prometu u emisiji CO2


Proizvođači automobila de do 2015. g. trebati smanjiti emisije CO2 na max. 130 g/km, plus dodatnih 10 g/km korištenjem biogoriva

120 g/km može se ostvariti s potrošnjom od 4,5l/100km za dizel motore, odnosno 5,0l/100km za benzinske motore

Najvažniji staklenički plinovi su:

- vodena para (H2O),

- ugljik (IV) oksid (CO2),

- metan (CH4),

- dušik (II) oksid (N2O),

- klorofluorovodici,

- ozon (O3) u troposferi,

- sumpor (IV) oksid (SO2) itd.

60% efekta staklenika posljedica H2O, 25 % efekta staklenika posljedica CO2 i 5 % metana (CH4).


CO2 i H2O spadaju u STAKLENIĈKE PLINOVE, jer “povećavaju efekt

staklenika”. Stakleniĉki plinovi su svi plinovi koji reflektiraju zemljino

dugovalno zraĉenje natrag prema zemljinoj površini i doprinose globalnom

zagrijavanju atmosfere.

Ukupni promet odgovoran za 27% emisija CO2

Cestovni promet odgovoran za oko 1/5 emisija CO2 unutar EU

NAĈINI SMANJENJA CO2 IZ CESTOVNIH MOTORNIH VOZILA:

- oporezivanje goriva i vozila

- tehnologijom izgaranja goriva u motoru i inovativnim

tehnologijama

- primjenom alternativnih goriva

- eko vožnjom

- smanjenjem mase vozila

EU i CO2 emisije • Udio EU u emisijama stakleničkih plinova na svjetskoj

razini iznosi 10%

• “Europa 2020” – tema najvišeg prioriteta gdje su definirani ciljevi razvoja do 2020.g.

• Cilj: svaka država sada i u budude mora doprinositi sprečavanju globalne temperature preko 2°C prema svojim mogudnostima

• EU plan za prijelaz na konkurentno gospodarstvo s niskim udjelom ugljika do 2050.g. (smanjenje emisija za 90%)

godina STAKLENIČKI PLINOVI OBNOVLJIVI IZVORI ENERGETSKA EFIKASNOST

2020. 20% 20% 20%

2030. 40% 27% 27%

RH i CO2 emisije • Sektor prometa doprinosi preko 30% u emisijama CO2

• RH izrađuje Strategiju niskougljičnog razvoja čime bi se moglo otvoriti 80000 zelenih radnih mjesta

• Okvirni ciljevi smanjenja emisija stakleničkih plinova na putu prema niskougljičnom gospodarstvu za sektor prometa iznose za 2030.g. 20%, a za 2050.g. 54%.

• NU (niskougljična) strategija za sektor prometa:

– Niskougljični gradski promet (hibridna i električna vozila, razvijena infrastruktura za punjenje električnih vozila, uža središta grada bez prometa, razvijen biciklistički prijevoz, vedi udio JGP-a, električna energija iz obnovljivh izvora, nove tehnologije)

– Razvijen željeznički, riječni i zračni promet (prijelaz sa cestovnog na željeznički i riječni promet, razvijena infrastruktura)

– Javni prijevoz u potpunosti niskougljičan

– Takse za vozila na fosilna goriva (ekološke vinjete, naplate na osnovi potrošnje goriva)


Ugljik (II) oksid (CO) → vrlo otrovan, ima veliku sklonost vezivanja za hemoglobin (oko 250 puta više od kisika), a najvedi izvor emisije CO je cestovni promet s oko 45% udjela u ukupnoj emisiji

Ugljikovodici (HC) → policiklički aromatski ugljikovodici (PAU) štetni jer djeluju kancerogeno, dovode do sekundarne kemijske reakcije i stvaranja smoga

Dušični oksidi (NOx) → indirektan staklenički plin koji u kombinaciji s drugim štetnim tvarima u gradskoj atmosferi (čestice i SO2) uzrokuje sumaglicu i smog, kisele kiše, ugrožavajudi tlo, vodni i životinjski ekosistem, građevine i ljudsko zdravlje, najvedi izvor cestovni promet sa oko 35% udjela u ukupnoj emisiji

Čestice i čađa Čađa je tvrdi filtrat ispušnih plinova a sastoji se od čestica ugljika; ovisi o sastavu goriva, a goriva s visokim odnosom ugljika i vodika su sklonija stvaranju čađe;

Čestice, naročito one promjera 10 mm i manje u kombinaciji sa SO2 i NOx uzrokuju gradski smog, naročito u zimskim mjesecima, one su problem ispušnih plinova diesel motora

Štetni ispušni plinovi

UČINCI ZAGAĐENOG ZRAKA

• na čovjeka - (bolesti respiratornih organa: rak, astma, bronhitis,)

- akutni i kronični

• na biljke

• na materijale - (korozija, oštedenja pročelja zgrada)


Neke štetne tvari zraka i njihovo djelovanje na ljudsko zdravlje


Slika 3.: Razni uzroci oštedenja drveda uz prometnice / 12 /

SOL

UKUPNO ZAGAĐENJE ZRAKA

SMETNJE PRI FOTOSINTEZI

ISPUŠNI PLIN

OŠTEĆENJE DEBLA

OTKIDANJE KORJENA BUŠENJEM INSTALACIJA

ISUŠIVANJE TLA ZBIJANJE TLA

OŠTEĆENJA KORJENOVOG SUSTAVA

SOL


EU PROCIJENJUJE DA BI SE SMANJENJEM ONEČIŠČENJA ZRAKA IZ CESTOVNOG PROMETAMOGLO SPASITI 1,71 MILIJUN ŽIVOTA GOĐIŠNJE (AKUTNA OBOLJENJA USLIJED ZAGAĐENJA ZRAKA)

Značenje homologacije cestovnih vozila za čistodu okoliša

Ukupno dosada donijeto 109 ECE pravilnika koji se odnose na područja:


Aktivne sigurnosti

Pasivne sigurnosti

Zaštite okoliša (emisije ispušnih plinova, buka, radijske smetnje i dr.)

Opdih uvjeta sigurnosti (mjerenje snage motora i potrošnje goriva i dr.)

• 80-ih godina raste svijest o okolišu i 1992.g. donosi se standard EURO I

• U Europi se prvo donose propisi o ograničenju CO, a 1970. g. za HC, a od 1977.g. i za Nox, a tek od 1988.g. ograničenja se odnose na PM za dizel motore

• Sve u EU smjernice zasnivaju se na ECE pravilnicima

Zakonski propisi glede emisija

• ECE pravilnici = mijenjaju se amandmanima (dopunama)

• EEC smjernice = ne mijenjaju se amandmanima, ved donošenjem novih smjernica

• Provjera homologacijske podobnosti vozila = zadatak da spriječi uvoz sigurnosno i ekološki nepodobnih vozila, koja u trenutku uvoza i prve registracije ne odgovaraju homologacijskim propisima u zemlji uvoza.


• Da neko vozilo koje se prvi put pojavljuje na tržištu (ili motor koji se prvi put ugrađuje u postojede vozilo) dobio uporabnu dozvolu koja omoguduje prodaju na području Europske zajednice, s ekološkog motrišta mora zadovoljiti ove testove:

• Test I Provjera potrošnje i emisije štetnih plinova nakon hladnog starta

• Test II Provjera emisije ugljičnog monoksida ( CO ) pri praznom hodu motora

• Test III Provjera emisije štetnih plinova iz kudišta motora

• Test IV Provjera isparivanja para ugljikovodika

• Test V Provjera trajnosti dijelova uređaja za smanjenje emisije štetnih tvari


• Za različite skupine vozila ne primjenjuju se svi navedeni testovi ved njihov izbor ovisi o tipu motora i namjeni vozila.

• Izbor pojedinih testova vidi se u narednoj tablici. Prije svakog testa (ispitivanja) pokusno vozilo mora prijedi najmanje 3000 km i mora biti potpuno ispravno.

• Noviji automobili prodani u 2014.g. emitirali su prosječno 2,6% manje CO2 nego oni iz 2013..g., i gotovo 7g CO2/km manje nego što je cilj bio za 2015.g.

• Do 2021.g. sva nova vozila trebaju imati 95g CO2/km



Cestovna motorna vozila učestvuju sa skoro 60 % u ukupnoj emisiji CO, u emisiji NOx sa oko 40%, a u emisiji VOC sa oko 20%. Učešde u emisiji SO2 tek 3% zbog bolje kvalitete goriva. NAPOMENA: VOC – hlapivi organski spojevi – može ih se smatrati ugljikovodicima. Dijelimo ih:

- metan (HC4) - nemetanske hlapljive organske spojeve (NMVOC)

30 % Redovita kontrola i podešavanje vozila

15 % Ĉišća, bolja goriva

2 % Smanjenje graniĉnih vrijednosti emisije

za nova vozila

Quelle US - EPA


Tablica 4.: Potencijal smanjenja emisija štetnih komponenata u

SAD-u / 21 /

TRENDOVI SMANJENJA EMISIJA :

- preventivne mjere (eko test i sl.) - smanjenje potrošnje fosilnih goriva - poboljšanjem kvalitete goriva - primjenenom alternativnih goriva - tehnološkim usavršavanjem motora - ekonomskim poticajima

• Dva osnovna načina redukcije : (Hrvatska)

– podešavanje rada postojedih motora i njihovo dovođenje u ispravno stanje

– Zamjena voznog parka s novijim ekološki prihvatljivijim voznim parkom s REG-KAT

• Prve propise donio je kralj Eduard I 1300. godine, a ispitivanja su počela u ranim pedesetim godinama u SAD

• Stalno smanjenje štetnih tvari imperativ automobilske industrije

• Najstrože zakone propisuje Kalifornija

• Najniže granice dopuštenih emisija u Kaliforniji propisuje SULEV norma koja je stupila na snagu 2003. godine


• U Kaliforniji postoji dugoročni program uvođenja novih vozila u promet koja de s vremenom imati sve niže emisije. Programski su ta vozila nazvana specifičnim nazivima:

• TLEV ( Transitional - Low - Emission Vehicles ) : Dopuštene granice emisije po ovoj kategoriji uvedene su 1994. Cilj je bio smanjiti emisiju komponenata koje doprinose stvaranju ozona ( razni ugljikovodici ).

• LEV ( Low - Emission Vehicles ) : Treba zamijeniti TLEV od 1997. Propisane granice emisije tako su niske da zahtijevaju dodatne mjere tehničkih rješenja za smanjenje sirove emisije, povedanje učinkovitosti katalizatora i uvođenje alternativnih goriva.

• ULEV ( Ultra - Low - Emission Vehicles ) : Predviđalo se postupno uvođenje od 1997. godine. Previđene granice dopuštene emisije još su niže od granica LEV-a i mogude ih je dostidi samo s novom tehnikom smanjivanja emisije i alternativnim gorivima.

•

• ZEV ( Zero - Emission Vehicles ) : Predviđalo se da bi se od 1998. počelo s 2% udjela novih vozila, čija bi emisija organskih plinova bez metana bila NMOG = 0,00 g/km ( NMOG = Non - Methan Organic Gas ). Tehnički je vrlo teško postidi te vrijednosti, aosobito dopuštenu emisiju neizgorjelih ugljikovodika. Približno zadovoljavjudu razinu emisije mogude je postidi jedino ukupnim mjerama na motoru i izvan njega.


Tablica 5.: LEV propisi u državi Kaliforniji /12/



Tablica 6.: Kalifornijski standardi za ispušne plinove lakih vozila za 2003. god. FTP 75, g/mi /14/

Tablica 5.: Standardi Eu za ispušne plinove osobnih vozila g/km


• Emisije iz vozila regulirane su standardima o snazi i gorivu, uključujudi i Direktivu u vezi sa kvalitetom benzina i dizel goriva i standardima o emisiji vozila (EURO standardi)

• Od 1990.-2005. g. došlo do porasta potrošnje goriva u cestovnom prometu, ali i do znatnog smanjenja onečiščujudih tvari zbog provedbe EURO standarda (značajno smanjenje CO i NMVOC)

PITANJA!!!!!!! • Navedite štetne i neštetne ispušne plinove kao produkt

nepotpunog izgaranja goriva i u čemu se očituje njihova štetnost?

• Navedite najvažnije stakleničke plinove i načine smanjenja stakleničkih plinova iz cestovnog prometa

• Koliko učestvuje ukupni promet u emisijama CO2, a koliko od toga otpada na cestovni promet?

• Što je to Strategija niskougljičnog razvoja i koji su joj glavni ciljevi?

• Što su to staklenički plinovi i koliko je propisano za 2015. godinu CO2 u g/km, a do 2021. godine kolike bi trebale biti emisije CO2 za nova vozila?

• Tko propisuje najstrože zakonske propise glede emisija i što je to homologacija vozila?

Documents

Automobil je jedno brzo prijevozno sredstvo modernog u prometu/e-student/03-Cestovni_1.pdf · prometa, razvijen biciklistički prijevoz, vedi udio JGP-a, električna energija iz obnovljivh