Autojen todelliset päästöt liikenteessä

Transkriptio

1 VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD Autojen todelliset päästöt liikenteessä 41. Ilmansuojelupäivät Lappeenranta, Juhani Laurikko, VTT

2 Lainsäädännön perusteita Pakokaasupäästöjä rajoitetaan osana moottoriajoneuvojen teknisiä määräyksiä Kaikkien markkinoille tulevien uusien autojen tulee olla yhtenäisten määräysten mukaisia EU:ssa osa sisämarkkinoiden harmonisointia, ei ympäristölainsäädäntöä kuten USA:ssa 2

3 Lainsäädännön perusteita Säädöksissä määritetään: Mitkä ovat päästöjen sallitut enimmäisarvot Miten päästöt mitataan: laitteisto olosuhteet ajo-ohjelma Soveltamisen aikataulu 3

4 Euro5/Euro6 raja-arvot - Ottomoottorit Kipinäsytysmoottoriset (SI) - Bensiini, E85 yhdiste yksikkö Euro5a Euro5b Euro6b Euro6c THC NMHC NOx mg/km CO PM ( (2 4.5 (2 4.5 (2 PN Nb/km *E11 (3 6.0*E11 1 vain suoraruiskutteiset (GDI) moottorit 2 PMP-mittausmenetelmä (UN-ECE-R83, suppl. 7.) 3 6.0*E12 raja-arvoa voidaan soveltaa 3 v. ylimenoajan 4

5 Euro5/Euro6 raja-arvot - Ottomoottorit Kipinäsytysmoottoriset (SI) - Bensiini, E85 yhdiste yksikkö Euro5a 2012 > Euro5b 2013 > 07/2016> Euro6b 07/2017> Euro6c THC NMHC NOx mg/km CO PM ( (2 4.5 (2 4.5 (2 PN Nb/km *E11 (3 6.0*E11 1 vain suoraruiskutteiset (GDI) moottorit Raja-arvot kaasumaisille päästöille pysyvät samoina 2020 asti 2 PMP-mittausmenetelmä (UN-ECE-R83, suppl. 7.) 3 6.0*E12 raja-arvoa voidaan soveltaa 3 v. ylimenoajan 5

6 Euro5/Euro6 raja-arvot - Ottomoottorit Kipinäsytysmoottoriset (SI) - Bensiini, E85 yhdiste yksikkö Euro5a Euro5b Euro6b Euro6c THC NMHC NOx mg/km Suurimmat haasteet liittyvät CO hiukkaspäästöihin PM ( (2 4.5 (2 4.5 (2 PN Nb/km *E11 (3 6.0*E11 1 vain suoraruiskutteiset (GDI) moottorit 2 PMP-mittausmenetelmä (UN-ECE-R83, suppl. 7.) Hiukkassuodattimia myös GDI-bensiiniautoihin! 3 6.0*E12 raja-arvoa voidaan soveltaa 3 v. ylimenoajan 6

7 Euro5/Euro6 raja-arvot - Dieselmoottorit Puristusytysmoottoriset (CI) - Diesel yhdiste yksikkö Euro5a Euro5b Euro6b/c NOx HC+NOx mg/km CO PM PN Nb/km - 6.0*E11 6.0*E11 7

8 Euro5/Euro6 raja-arvot - Dieselmoottorit Puristusytysmoottoriset (CI) - Diesel yhdiste yksikkö Euro5a Euro5b Euro6b/c NOx HC+NOx mg/km Suurimmat haasteet CO liittyvät 500 NOx-päästöihin PM PN Nb/km - 6.0*E11 6.0*E11 LEAN-NOx TRAP (LNT) 8

9 Pakokaasujen mittaaminen - henkilöautot 9

10 Pakokaasujen mittaaminen - henkilöautot Lenght: km Duration: 1180 s Max. speed: 120 km/h Average Speed: 33.6 km/h 10

11 Violations of EU Air Quality Standards (NO 2 ) are reported by almost all Member States, despite advances in EU Emissions Regulations (Euro4> Euro5> Euro6), and slight falling trend in annual mean NO 2 concentrations Therefore, NOx and especially direct NO 2 emissions from motor vehicles remain as a serious problem 16/08/

12 Air quality in Europe 2014 report (EEA Report No 5/2014) 12

13 Air quality in Europe 2014 report (EEA Report No 5/2014) 13

14 Laboratorio vs. normaali liikenne 14

15 15

16 16

17 Moottorin kuormitusaste Standardisykleissä moottorit toimivat vain pienellä osalla kuormitusalueestaan motorway urban NEDC Moottorin käyntinopeus (kierroksia minuutissa) 17

18 18

19 Sallitut arvot vs. todelliset päästöt Lähde: 19

20 Sallitut arvot vs. todelliset päästöt Lähde: 20

21 blob=publicationfile Lähde: 21

22 Lähde: 22

23 Lähde: 23

24 Lähde: 24

25 Kuumakäynnistyksen jälkeen Nox-päästöt paljon korkeammat! Lähde: 25

26 Lähde: 26

27 Ei yhtään VAG konsernin autoa! 27

28 Mitkä ovat pahimmat ongelmat ja miten niihin reagoidaan? 28

29 Havaittuja pulmia ja niiden korjaamisen tilanne Pulma Syy Tyyppihyväksymiskokeessa saavutetaan hyvät tulokset, mutta todellisessa ajossa päästöt ovat korkeammat Havaittiin ensin CO 2 :n osalta, koska todellinen kulutus (ja CO 2 ) on isompi kuin normin mukaan mitattu ja ilmoitettu Myöhemmin paljastui vakava NOx-päästömanipulointi (VW et.al.) Pakokaasukokeen ajo-ohjelma liian helppo Korjaavat toimenpiteet Ajo-ohjelman muuttaminen paremmin todellisuutta vastaavaksi Status Uusi, globaali WLTC-ajosykli Testilämpötila matalammaksi (+23 C >> +14 C) under development ; Euro 6c (TA 09/2017) 29

30 Uusi World Harmonised ajosykli (WLTC) 30

31 Havaittuja pulmia ja niiden korjaamisen tilanne Pulma Syy Tyyppihyväksymiskokeessa saavutetaan hyvät tulokset, mutta todellisessa ajossa päästöt ovat korkeammat Havaittiin ensin CO 2 :n osalta, koska todellinen kulutus (ja CO 2 ) on isompi kuin normin mukaan mitattu ja ilmoitettu Myöhemmin paljastui vakava NOx-päästömanipulointi (VW et.al.) Laboratoriossa suoritettava pakokaasukoe voidaan tunnistaa Korjaavat toimenpiteet Käytetään satunnaistettua sykliä ja/tai Real World Driving Emissions (RDE) -lisäkokeet, joissa mittauksia tehdään todellisessa liikenteessä (PEMS) Status under development ; tulee mukaan Euro 6c (TA 09/2017) 31

32 PEMS = Portable Emissions Measurement System Tässä vaiheessa mitataan CO 2, NOx ja PN 32

33 33

34 34

35 35

36 36

37 37

38 Lämpötilan vaikutus RDE-tuloksiin 38

39 RDE Conformity Factor (CF) & Not to Exceed (NTE) 39

40 Eri mittaustapojen vertailua CF=2.1 SAE Int. J. Engines 7(3):2014, doi: /

41 Keli- ja liikenneolosuhteet vaihtelevat koko ajan Millaista on todellinen ajaminen? 41

42 Sääolosuhteiden ja liikenteen vaikutus 42

43 Myös laboratoriomittauslaitteisto kehittyy jatkuvasti 43

44 Laboratorio vs. todellinen ajaminen - Kumpi on oikeassa? TODELLINEN LIIKENNE LABORATORIO Tarkasti kontrolloitu + Toistettavuus hyvä + Monipuoliset mittalaitteet - Ei aina vastaa todellisuutta - Altis manipuloinnille Lähes kaoottinen + Testitilanne vaikeammin manipuloitavissa - Rajoitetut mittalaitteet - Heikko toistettavuus 44

45 Yhteenveto Dieselgate nosti dieselmoottorin suuret (ajon aikaiset) päästöt otsikoihin syksyllä 2015 Ongelma koski kuitenkin etupäässä jo vanhoja Euro5-autoja, ja muutkin merkit kuin VAG-konserni saivat siitä osansa Suuri osa korjaavista toimista, kuten uusi ajosykli (WLTP) ja Real Driving Emissions (RDE) -mittaus todellisessa liikenteessä olivat jo tulossa, ja astuvat voimaan syyskuussa 2017 RDE-mittaus täydentää laboratoriomittauksia, ja varmentaa, että autoissa ei käytetä testitilanteen ja olosuhteiden tunnistusta ja muutakaan puhdistusjärjestelmän tehokkuutta heikentäviä järjestelmiä Dieselmoottorin hintakilpailukyky on kuitenkin vaarassa, koska Euro6b/Euro6c edellyttävät hyvin tehokasta ja kallista jälkipuhdistusta 16/08/

46 Loppu Kysymyksiä? Kiitos mielenkiinnostanne! 46