Wraz z postępem technologii oraz rozpowszechnieniem różnych środków transportu pojawił się problem zanieczyszczenia środowiska przez spaliny pochodzące między innymi z pojazdów samochodowych. Na przestrzeni lat szczególny udział w kształtowaniu norm emisji spalin dla samochodów osobowych, dostawczych czy ciężarowych miała Unia Europejska. Poważny problem pojawił się w momencie, kiedy producenci samochodów chcąc spełnić wszystkie wymagania produkcyjne dla nowych pojazdów zaczęli rezygnować z silników spalinowych na rzecz napędu elektrycznego, który okazuje się finalnie mniej ekologiczny.
Aktualna norma emisji spalin EURO 6 została zatwierdzona w 2014 roku i dotyczy pojazdów produkowanych od 16 września 2015 r. Następna norma EURO 7 będzie jeszcze bardziej restrykcyjna i wymagająca, dlatego już teraz większość fabryk przestawia się na produkcję aut elektrycznych. Pytanie brzmi, czy silniki spalinowe wprowadzone na rynek przez ostatnie kilka lat są bardziej eko niż ich elektryczne odpowiedniki?
Zdaniem wielu mechaników, serwisantów i ekspertów motoryzacyjnych samochody elektryczne same w sobie wytwarzają trochę mniej szkodliwych substancji podczas codziennej eksploatacji. Brak procesu spalania i uwalniania CO2 do atmosfery oraz konieczności wymian oleju czy filtrów to pewna oszczędność. Jednak nie można zapominać o procesach produkcji i późniejszej utylizacji tych samochodów, gdzie leży największy problem. Praktycznie każdy silnik spalinowy można przez wiele lat użytkować i będzie on pracował, dopóki właściciel będzie dbał o jego serwis, przestrzegał zaleceń producenta co do eksploatacji. Równie istotne są regularne wymiany oleju i innych płynów eksploatacyjnych, aby maksymalnie wydłużyć żywotność podzespołów samochodu. Akumulatory, czyli jeden z najważniejszych elementów samochodu elektrycznego są w stanie wytrzymać około 10 lat ciągłego użytkowania. Po tym czasie ich zmniejszona pojemność i wydajność zmuszają właściciela do wymiany lub zakupu nowego samochodu. Ogniwa litowo – jonowe wykorzystywane w tego typu konstrukcjach są tak drogie, że często nie opłaca się ich wymieniać na nowe, więc samochód trafia na złom. W ten sposób napędza się zapotrzebowanie na nowe samochody i zwiększanie produkcji, co ma katastrofalny wpływ na środowisko. Zarówno masowa produkcja samochodów elektrycznych jak i utylizacja starych niszczy zasoby naturalne, jakość powietrza, którym oddychamy (zwiększone zapotrzebowanie na prąd z elektrowni węglowych) bardziej niż używanie aut spalinowych, które raz wyprodukowane przejadą kilkukrotnie większy przebieg niż ich elektryczne odpowiedniki. Wyniki badań niemieckiej, branżowej organizacji inżynierów VDI wykazały, że w przypadku samochodów elektrycznych ładowanych prądem produkowanym przez elektrownie węglowe emisja dwutlenku węgla jest większa niż w przypadku aut spalinowych o podobnych parametrach.
Produkcja dwutlenku węgla przez auto wielkości VW Golfa po pokonaniu dystansu 200 000 km. | Dane: VDI. Źródło: https://motopedia.otomoto.pl/slad-weglowy-auta-elektrycznego-i-spalinowego-zaskakujace-wyniki-badania-niemieckiego-vdi
Kolejną wadą pojazdów elektrycznych jest ich spora waga, co w połączeniu z silnikiem o bardzo dużym momencie obrotowym powoduje szybkie zużywanie się opon. Guma pochodząca z opon ścierających się na drogach również powoduje zanieczyszczenie środowiska. Im więcej opon zostanie zużytych w czasie jazdy, tym większe szkody dla klimatu. Przebieg opon przystosowanych do samochodów elektrycznych wynosi od około 30 do 50 tysięcy kilometrów, natomiast w samochodach spalinowych ten przebieg wzrasta do około 50-80 tysięcy kilometrów.
Nowoczesne silniki spalinowe posiadają wiele rozwiązań technicznych, które pozwalają znacznie ograniczyć wytwarzanie toksycznych substancji i dwutlenku węgla trafiających do atmosfery. Filtr cząstek stałych (DPF) stosowany w silnikach diesla lub GPF w silnikach benzynowych zatrzymuje w układzie wydechowym szkodliwe dla zdrowia cząsteczki PM10 oraz PM2.5, aby nie przedostały się na zewnątrz pojazdu. Stosowane są one w samochodach od 1996 roku aż do dzisiaj. Katalizator samochodowy, to kolejna część układu wydechowego, która ma za zadanie przechwytywać szkodliwe substancje chemiczne powstałe w procesie spalania. Reaktor katalityczny składa się z metali szlachetnych, które wchodzą w reakcję ze spalinami. Układ recyrkulacji spalin (w skrócie EGR) stosowany najczęściej w silnikach diesla, ale również w nowszych benzynowych, działa na zasadzie przekierowania części spalin z powrotem do komory spalania, aby zredukować liczbę tlenków azotu. W zależności od typu silnika, do komory spalania wprowadza się przy jednostkach benzynowych do 25% objętości spalin, natomiast w jednostkach wysokoprężnych do 50%, przy jednoczesnym obniżeniu temperatury. System Adblue stosowany głównie w silnikach o zapłonie samoczynnym, to roztwór mocznika kierowany w stronę spalin wewnątrz katalizatora SCR w celu redukcji liczby tlenków azotu. Bezpośredni wtrysk paliwa to obecnie najwydajniejszy i najbardziej ekologiczny system zasilania silnika benzynowego. Początki tego rozwiązania sięgają roku 1955, lecz popularność i masowa produkcja rozpoczęła się w 1996 r. Ten rodzaj wtrysku paliwa pozwala na mniejsze zapotrzebowanie na paliwo i zwiększenie mocy. Wszystkie wyżej wymienione rozwiązania znacząco wpływają na zmniejszenie emisji spalin. Wyniki badań niemieckiej, branżowej organizacji inżynierów VDI wykazały, iż w przypadku samochodów elektrycznych ładowanych prądem produkowanym przez elektrownie węglowe emisja dwutlenku węgla jest większa niż w przypadku aut spalinowych o podobnych parametrach.
Podsumowując, obecnie samochody spalinowe, które są odpowiednio traktowane zostawiają mniejszy ślad węglowy niż samochody z napędem elektrycznym. Więc tym samym są bardziej ekologiczne. Pojazdy zelektryfikowane to rozwiązanie przyszłościowe, które jednak musi zostać dopracowane. Bez odpowiednich źródeł prądu i sposobu utylizacji starszych egzemplarzy ta technologia napędu nie ma sensu.
Bibliografia:
Wywiad przeprowadzony z technikami serwisu samochodowego F.H.U. Mariusz Rybka.
J. Merkisz, Emisja cząstek stałych przez silniki spalinowe o zapłonie samoczynnym – wybrane zagadnienia, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1997, s. 133–143
Jak działa wtrysk bezpośredni?
Ślad węglowy auta elektrycznego i spalinowego: zaskakujące wyniki badania niemieckiego VDI
Dlaczego opony do aut elektrycznych mają trudniejsze życie niż w samochodach spalinowych?
