Du er her

Diesel mer miljøvennlig enn bensin

Den teknologiske utviklingen for dieselmotorer til personbiler viser imponerende resultater. Miljømessig er den i ferd med å gå forbi bensinmotoren. NOx og partikkelutslipp er fortsatt problemområder, men med sitt nye partikkelfilter viser Peugeot at partiklene i dieselavgassene kan fjernes og DeNOx-katalysatorer er under utprøving hos flere bilprodusenter.

Venn tipset!

Din venn har blitt sendt en e-post om denne artikkelen.

Tips en venn

Av Rolf Hagman

To nordiske undersøkelser av avgassutslipp fra moderne dieselbiler viser at dieselmotorene nå forbrenner drivstoffet meget effektivt. Det blir helt enkelt lite igjen av helseskadelige forurensinger fra drivstoffet i avgassene. Moderne dieselbiler utnytter dessuten den kjemiske energien i drivstoffet bedre enn bensinbiler. Dette betyr mindre drivstoff pr kilometer og dermed mindre utslipp av klimagassen CO2. I en rapport fra Svenska Vägverket - mai 2002, blir to moderne dieselbiler sammenlignet med to tilsvarende bensinbiler. I en rapport fra Statens Vegvesen i Norge - juni 2002, blir avgassutslipp fra 6 moderne dieselbiler analysert under normale og ekstra harde belastninger. I begge rapportene konstateres at moderne personbiler med dieselmotor har blitt mer miljøvennlige. Vi kan også vente oss dieselbiler med effektive renseanlegg både for NOx og partikler. Slike anlegg vil sannsynligvis bli vurdert som nødvendige for å minske de gjenstående påvirkningene på helse og miljø.

Forbedret forbrenning

Når personbiler med bensinmotor, for å klare de strengere avgasskravene på slutten på 1980-tallet, ble utstyrt med treveiskatalysator innebar dette en miljømessig revolusjon. Alle utslippskomponenter ble redusert med en faktor 10. Det var ikke like enkelt å redusere de helseskadelige utslippene fra personbiler med dieselmotorer. For dieselmotoren har veien, til mindre helseskadelige avgassutslipp, i større grad gått via forbedret forbrenning enn via rensing av avgassene i renseanlegg etter motoren.

I moderne dieselmotorer sprøytes drivstoffet inn i sylindrene under meget høyt trykk. Høyt innsprøytingstrykk og nøyaktig regulering er gunstig for god og fullstendig forbrenning. I det vanligste innsprøytingssystemet tilføres diesel til innsprøytingsdysene via en felles ledning under høyt trykk ”Common rail”. Et annet system er ”Unit injector”, hvor det høye innsprøytingstrykket genereres av en pumpebevegelse i selve innsprøytingsdysen. I begge de innledningsvis nevnte rapportene vises at moderne dieselbiler nå kun sipper ut cirka 0.01 gram hydrokarboner (gassfase) per kilometer. Hydrokarbonene er uforbrent eller delvis forbrent drivstoff. Av rapportene fremgår videre at disse utslippene blir enda lavere ved hard belastning som ved forbikjøring eller ved kjøring i oppoverbakke.

Fryktede toksiske og kreftfremkallende hydrokarbonforbindelser i dieselavgasser utgjør kun en brøkdel av de totale utslippene av hydrokarboner. Det aller meste av de kreftfremkallende stoffene blir nå brent opp. Dieselbilene i rapporten fra Svenska Vägverket oppnår med ”svensk miljøklasse 1 diesel” lavere indeks for kreftrisiko fra eksosutslippene i gassfase enn tilsvarende bensinbiler. Indeksen for kreftrisiko for de moderne bilene vises i den rapporten å være på kun 2-15 % av hva den var for nye bensinbiler i 1993/1994.

Den forbedrede motorteknologien gir mulighet til imponerende lavt drivstofforbruk med god kjørbarhet hos bilene. En Audi A2 med en liten dieselmotor på kun 1.2 liter inngikk i prosjektet til Statens Vegvesen. Den bilen viste seg å være sprek. Den klarte å følge kjøremønstret til den Europeiske testsyklusen også i 3% oppoverbakke. Drivstofforbruket var her på 0.54 l/mil. På flat vei og med den samme testsyklusen (som innebærer blandet kjøring) ble drivstofforbruket målt til 0.37 l/mil. Dieseltanken på 20 liter rekker til lange turer!


NOx og partikler

Som nevnt innledningsvis er utslipp av NOx og partikler gjenstående problemer med moderne dieselmotorer. NOx dannes hovedsakelig som resultat av høy temperatur ved forbrenning. Lavere temperatur i forbrenningsrommet gir mindre NOx. Resirkulering av avgasser ”EGR” brukes i moderne dieselmotorer for å minske utslippene av NOx. Resirkulering av avgasser og lavere temperatur kan på den andre siden gi høyere utslipp av partikler.

Utslipp av NOx fra moderne personbiler med dieselmotor er ved kjøring av den standardisere (men snille) Europeiske kjøresyklusen i størrelsen 0.4 gram/km. Under ekstrem belastning som forbikjøring og kjøring i 3% oppoverbakke kan utslippene bli tre ganger så store. Det ser ut som 1.5 gram/km er en øvre grense for hva man kan vente av NOx utslipp under ekstremt hard belastning. NOx utslipp har helse- og miljømessige konsekvenser. Det blir en miljøvurdering om disse utslippene er akseptable eller om fjerning av NOx med DeNOx katalysator er nødvendig. DeNOx katalysatorer er foreløpig ikke montert som standardutstyr på noen personbiler, men er under utvikling og utprøving.

Utslipp av partikler fra biler blir tradisjonelt målt som vekten av partikkelutslippene per kilometer. Utslipp av partikler, fra personbiler med dieselmotor, målt på denne måten har de seneste 10-20 årene blitt redusert med en faktor 5-10. Nå har fokus begynt å bli rettet mer mot antall partikler i stedet for mot den samlede vekten av utslippene. Det finnes indikasjoner på at antallet små partikler som pustes inn i lungene har større negativ helsemessig effekt enn den samlede vekten av partikkelutslippene. Konsentrasjonen av små partikler i dieselavgasser er i størrelsesorden 100 millioner partikler/cm3. Utslippene av antall partikler fra moderne personbiler med dieselmotor representeres av det nesten ubegripelige tallet 1014 partikler pr utkjørt kilometer. Den dominerende antallet partikler i dieselavgasser har en diameter på ca 70 nanometer (1 nanometer =10-9 meter). Hvilke størrelser av de meget små partiklene som gir størst helserisiko eller om alle er like farlige er foreløpig ikke helt kartlagt.

Uansett om partiklenes størrelse, vekt eller antall er kritisk finnes det løsninger på problemet. Peugeot leverer nå som første bilprodusent en personbil ”Peugeot 607” med et effektivt partikkelfilter. Rapportene fra Svenska Vägverket og Statens Vegvesen viser begge at så godt som alle partikler i dieselavgassene blir fjernet med partikkelfilteret fra Peugeot. Et filter som samler opp partikler fra dieselavgassene var ved avgassmålingene helt hvitt. Ved måling var antallet partikler redusert med en faktor tusen i forhold til utslippene fra andre moderne dieselbiler. Antallet partikler fra Peugeot 607 var også lavere enn antallet partikler fra moderne bensinbiler.

Diesel- kontra bensinmotor

Er dette begynnelsen til slutten for bensinmotoren som drivverk i personbiler og begynnelsen til slutten for bensin som drivstoff i personbiler?

Hvis oppfatningen om at dieselmotor er mer forurensende enn bensinmotorer ikke lengre kan dokumenteres, og dieselmotoren dessuten er mer energieffektiv, hvorfor skal vi da bruke bensinbiler? Den turbolade dieselmotoren er dessuten sprek, robust og har et betydelig høyere dreiemoment ved lave turtall enn tilsvarende bensinmotorer.

I mange land i Europa tar dieselmotoren en alt større del av markedet for personbiler. I for eksempel Tyskland og Frankrike er salget av personbiler med dieselmotor nå oppe i 30-35%. I Norge kom i 2001 andelen dieselbiler opp i 13% av nybilsalget. Vil andre verdensdeler som Amerika og Asia følge etter Europa og få et mer positivt syn på personbiler med dieselmotor?

Oljeselskapene vil få problemer hvis etterspørselen etter dieseldrivstoff øker og etterspørselen etter bensin minsker. Raffineriene kan produsere noe mer diesel fra råolje, men det er enklest med en tradisjonell fordeling mellom raffineringsproduktene bensin og diesel.

Vi får se hva som skjer. Bensinmotoren med treveiskatalysator og λ-regulering var et stort fremskritt for å minske avgassutslipp på 1980-tallet. Utviklingen vil ikke stoppe med dette! Mitsubishi var først ute med den direkteinnsprøytede bensinmotorer ”GDI”. Bensinmotorer begynner med ”GDI” alt mer å ligne på dieselmotorer. Dieselmotorene utnytter nå drivstoffet så effektivt at de ofte gir for lite overskuddsvarme til oppvarming av personbiler ved vanlig kjøring i nordisk vinterklima. Det skal bli spennende å se den videre utviklingen av bensinmotorene. Kravene på bedre effektivitet og mindre utslipp av CO2 øker!


Referanser:

The Norwegian Directirate for Public Roads (2002), Rolf Hagman TØI, Characterization of tailpipe exhaust emissions from 6 modern diesel cars in demanding conditions

Swedish National Road Administration (2002), Peter Ahlvik Ecotraffic, Environmental and health impact from moderen cars – A comparison between two petrol and two diesel cars with varying emission control technology

DEBATTREGLER I SAMFERDSEL
Har du synspunkter på denne saken, så kom gjerne med dem her i kommentarfeltet! Det du skriver vil i de fleste sammenhenger fremstå som mer interessant og troverdig dersom du skriver under fullt navn. Hold deg til saken, vis respekt og raushet overfor andre og deres meninger. Husk at det du skriver kan bli lest av mange!

Ytringer som inneholder trusler eller annen form for sjikane, vil bli fjernet.

Vennlig hilsen
Samferdsel-redaksjonen

comments powered by Disqus

  • Tweets

Bunnbilde
SAMFERDSEL, TØI
Gaustadalléen 21,
0349 Oslo.
Telefon: 22 57 38 00
Telefaks: 22 60 92 00

PÅ VEIEN
I LUFTEN
PÅ SKINNER
PÅ SJØEN
TRANSPORT
REISELIV
MILJØ
TEKNOLOGI

ARKIV
AKTUELT
ANNONSERE

TØI
DEBATT
KONTAKT OSS
OM OSS

 

Ansvarlig redaktør: Flemming Dahl. Mobiltelefon: 986 255 96. Epost: fda@toi.no  |  Personvern

Designet og utviklet av CoreTrek AS