A környezet szennyezésében még a tehenek is verik az autóipart

Az autózás csak hatodik a környezet terhelésében, miközben az autóipar korszakos fejlesztésekkel küzd a környezetterhelés csökkentéséért, és a dízelmotorok károsanyag-kibocsátása csökkent a legjobban. Iparági elemzés.

Tények igazolják: az elmúlt másfél-két évtizedben az autóipar tette a legnagyobb lépéseket a károsanyag-kibocsátás csökkentéséért. Nagyobbat, mint bármely más ágazat vagy maga a lakosság. Mindez különösen érdekes akkor, amikor az úgynevezett dízelbotrány kirobbanása óta eltelt két évben szinte minden az autóipar és különösen a dízeljárművek környezetkárosító szerepéről szól.

Miközben az autózás, a mobilitás előnyeit hosszasan lehet sorolni, hátrányai közül egy tényezőt szoktak kiemelni: a környezetkárosító hatást. Ami alapvetően két területen jelentkezik: a gyártás és az autóhasználat során kerülnek a levegőbe szennyező gázok, porok, amelyek összetétele és mennyisége részben mérhető, részben becsülhető. A mérték mindkét esetben attól függ, hogy mennyire korszerű, azaz milyen, a környezet károsítását mérséklő eszközökkel felszerelt az autó, illetve az azt kibocsátó üzem.

Már a 60-as években észbe kapott az autóipar

Persze az autóipar nincs egyedül: ugyanez érvényes több más termékre, valamint eszközre is, amelyek a gyártás, illetve a mindennapos használat során úgy károsítják a környeztet, hogy azt szinte természetesnek vesszük. Ezért is érdemes mérlegre tenni, egymással összevetni a környezetkárosítással összefüggő különböző tevékenységeket. Így pedig már egyértelműen kiderül:

nem egyedül és nem a legnagyobb mértékben a sokat kárhoztatott autóiparból és közlekedésből kerülnek a levegőbe káros anyagok. Emellett is nagyon sok más olyan összetevője van a környezetszennyezésnek, ami együttesen járul hozzá a globális felmelegedéshez.

Kiindulópontnak leszögezhetjük: a vizsgálati eredményekből egyértelmű: teljesen egyoldalú az a megközelítés, miszerint az autózás a környezetszennyezés fő oka. Sőt, különösen az elmúlt másfél-két évtizedet tekintve az autógyártók élen jártak a környezetszennyezés visszaszorításában, és igen komoly eredményeket értek el. Miközben már sokkal korszerűbbé és biztonságosabbá váltak az autók, a folyamatos újításokkal a termelés és a járművek használata során jelentős mértékben sikerült csökkenteni a károsanyag-kibocsátást. Olyannyira, hogy

a legfrissebb kimutatások szerint a járműipar és az autózás csak az 5. helyen áll a globális környezetszennyezés tekintetében.

Az elektromos és hibrid technológia elterjedésével pedig ez a pozíció tovább javulhat majd.

Ennek kapcsán érdemes egy kicsit felidézni a múltat: az autók környezetszennyezésére elsőként az 1960-as években kezdtek felfigyelni az Egyesült Államokban, amely már akkor nagyhatalomnak számított a motorizációban, de az amerikai életformából eredően nemcsak nagyméretűek voltak a járművek, de sok üzemanyagot is fogyasztottak. Ezzel pedig egyenes arányosban kerültek a levegőbe a környezetszennyező anyagok, főként: a szén-dioxid, a szén-monoxid, a nitrogén-oxid és a szilárd részecskék.

A nyugat-európai országokban az 1970-es évektől, az olajválság hatására vetődött fel az autók üzemanyag-fogyasztásának kérdése, és ezzel összefüggésben a környezetkárosítás vizsgálata. Egy évtizeddel később pedig már arról is döntöttek, hogy szabályozzák, grammban és kilométerben mérhetővé teszik a kipufogóból kibocsátható károsanyag-mennyiséget.

Az autóipar innovációja megkezdődött, ami különösen Európában a kisebb fogyasztás és egyre inkább a környezetet mindinkább kímélő autók irányába mozdult el. Így jutottunk el oda, hogy egy európai uniós jelentés szerint ma már a

világ 15 legnagyobb áruszállító hajója több szén-dioxidot juttat a levegőbe, mint a Föld összes személyautója.

Már önmagában ez az adat is árnyalja azt a képet, ami az autózás kizárólagos környezetszennyezéséről szól. Persze az is tény, hogy a tengeren  levegőbe kibocsátott káros anyagoktól igencsak távol vagyunk, ezért közvetlenül nem érezzük a tengerjárókból kiáramló füstgázokat. Amit nem érzünk, arról könnyen azt gondoljuk, hogy nincs is.

A rizstermelés, az állattartás és a ruhaipar károsanyag-kibocsátása is magasabb

Ugyanerre a megállapításra juthatunk

a mezőgazdasági tevékenységből eredő károsanyag-kibocsátást tekintve is. A metángáz légkörbe kerülése döntően az állattenyésztés és a rizstermesztés járulékos hatása. A rizs termesztésénél azért, mert az elöntött rizsföldek talajában lévő szerves anyagok az elegendő oxigén hiányában lebomlanak, és az egyik keletkező melléktermék a metán. Az Egészségügyi Világszervezet, a WHO emellett a légtérben fellelhető metán talán másik fontos forrásának a szarvasmarhatartást jelölte meg.

A szarvasmarhák és más kérődző állatok beleiben ugyanis a rostok megemészthetetlensége miatt nagy mennyiségben termelődik metán. Brit vizsgálatok szerint egy átlagos nagyságú tehén naponta 100-120 liter metánt termel, miközben más adatok szerint, csak az USA szarvasmarha-telepeiről több millió tonna szén-dioxid és metán kerül a légtérbe, míg a juhtermeléséről híres Új-Zélandban tartott 45 millió juh és mintegy 8 millió szarvasmarha az ország teljes metántermelésének 90 százalékát adja, ami az összes üvegházhatást okozó emisszió 43 százalékát teszi ki.

Mindez azért fontos adat, mert miközben a szén-dioxid és a metán gáz közül a mennyiséget tekintve a szén-dioxid vezet, de eközben a metán a légkörben 23-szor hatékonyabban fogja fel a hőt. Vagyis ennyiszer erősebb üvegházhatást képes okozni a szén-dioxidhoz képest. Ezért sem mindegy, hogy japán vizsgálatok szerint egy kilogramm marhahús termelése 36 kg szén-dioxiddal növeli az üvegházhatású gázok mennyiségét. Más szóval egy kiló marhahús előállítása annyi szén-dioxid kibocsátásába kerül, mint amennyi egy átlagos európai gépkocsi emissziója egy 250 km-es autóút során.

Érdekes tény az is, hogy a Danish Fashion Institute friss kutatása szerint

a ruhaipar a második legkörnyezet-szennyezőbb iparág a világon.

A kutatás szerint a világ rovarirtószer-felhasználásának negyede a gyapot termesztéséhez köthető, míg az ipari vízszennyezés egyötöde a ruhaanyagok kezeléséhez és színezéséhez kapcsolódik. Ráadásul évente úgy készül 150 milliárd ruhadarab, hogy a divat változásai miatt többségük rendkívül rövid ciklust ér meg. Az Egyesült Államokban például évente 13 millió tonna ruhát dobnak ki – amit aztán újjal pótolnak.

A lakosság is dobogós a környezetszennyezésben

De a gazdaság különféle ágazatai mellett

a legtöbb helyen a lakosság is erőteljesen hozzájárul a környezet szennyezéséhez. Jelentős mértékben azzal, ha valamilyen korszerűtlen eszközzel fűti a lakását szénnel vagy fával, netán csak a kertjében gyújt tüzet.

Ezzel ugyanúgy szén-dioxid és más füstgáz kerül a levegőbe, mintha az egy autóból vagy gyárkéményből jutna oda.

Az Egészségügyi Világszervezet és az Európai Bizottság által 2015-ben kezdeményezett, valamennyi kontinensre kiterjedő vizsgálatból az is kiderült, hogy például Közép-Európában elsősorban a korszerűtlen háztartási tüzelés felelős a 2,5 mikronnál kisebb szennyező részecskék kibocsátása miatti rossz levegőminőségért. A felmérések végeredménye: a lakosság által okozott környezetszennyezés a teljes légszennyezés mintegy 13 százalékát tesz ki. 

A Manchesteri Egyetem kutatása szerint a mikrohullámú sütők használatával 7,7 millió tonna szén-dioxid jut a levegőbe, amire éves szinten 6,8 millió autó képes együtt. A mikróknál nemcsak az elektromos energia felhasználását mérték, hanem a gyártáshoz használt anyagokat, a termelési körülményeket is vizsgálták. Fontos ugyanis, hogy az ilyen készülékek átlag életkora hat-nyolc év, ami után környezetszennyező elektronikai hulladék lesz belőlük.

Kiszámították azt is, hogy a mikrohullámú sütők világszerte – természetesen országonként eltérő mértékben – a háztartásokon belül, összességében 20 százalékkal járulnak hozzá a klímaváltozáshoz.

Részecske-légszennyezés Németországban

Megjegyzés: *összesen, **százalékban

Forrás: Bosch/German Federal Environmental Agency, G7-24.hu

Technikai fejlesztések sora a levegő tisztaságának megőrzéséért

Mindemellett vitathatatlan tény, hogy a belsőégésű motorok többféle káros anyagot bocsátanak ki a használatuk során. Ennek összetétele, mértéke a járműfajtától is függ: a nagyobb motorok működése értelemszerűen nagyobb károsanyag-kibocsátással jár, miközben leginkább a teljesen elavult dízelmotoros autóbuszok, teherautók károsítják a környezetet.

Ezért az Európai Unióban előírták, hogy a járművek motorjainak károsanyag-kibocsátását fokozatosan mérsékelni kell. Ennek teljesítésében már a kezdettől fogva partnerek voltak az autógyártók, akik egyre intenzívebb fejlesztésekbe kezdtek a környezetterhelés csökkentése érdekében. Először a kipufogógáz szénmonoxid-tartalmát korlátozták 4,5 térfogat-százalékra, aminek a karburátoros autók gondos beállításával, szükség esetén más típusú karburátor alkalmazásával már meg is tudtak felelni. Ezután következett a kartergáz bevezetése a motorba, ami azt eredményezte, hogy a környezetszennyező, el nem égett szénhidrogén végül is nem jutott ki a levegőben, hanem a motorban elégett.

Ugyanezt a célt szolgálta a benzinellátó rendszerek zárt kialakítása: innentől kezdve már csak aktívszenes szűrőn keresztül szellőzhettek.

Amikor az égés során keletkező káros anyagok mennyiségének korlátozása került sorra, azt már csak a katalizátoros rendszerek tudták megoldani, amelyek működéséhez már elengedhetetlen volt a pontos, szabályozott keverékképzés.

Ez magával hozta az úgynevezett lambda-szondás elektronikus benzinbefecskendezők megjelenését, ami – mivel a szén-dioxid a szénhidrogének égésterméke – az autók fogyasztására is kedvező hatással volt.

A benzines motoroknál a hármas hatású katalizátorok már a motorból távozó, de el nem égett szénhidrogéneket, szén-monoxidot és nitrogénoxidokat is feldolgozták. Így a hatósági követelmények további szigorítása a motor szabályozásával és az égés tökéletesítésével, esetleg a katalizátorok javításával továbbra is tartható volt. A technológiai fejlődés következő állomásaként megjelent közvetlen benzinbefecskendezés pedig még tovább javította a helyzetet. Jó hatással volt a motorok fogyasztására és teljesítményére, miközben a dízelmotorokhoz hasonlóan a benzinmotoroknál is alkalmazni kezdték a részecskeszűrőt. Ez is azt jelzi, hogy az autógyártók, költséges fejlesztéseik során folyamatosan figyelembe vették a környezet kíméléséhez szükséges technológiák alkalmazását.

Mindeközben

a dízelek fejlődésének nagy lökést adott a turbó technika megjelenése, ami tovább javította ezeknek a motoroknak az amúgy is jó hatásfokát. Olyannyira, hogy a közvetlen befecskendezéssel és más fejlesztésekkel a dízelek dinamikában már elérték, sőt gyakran túl is szárnyalták a benzines autókat.

De ezeknél a motoroknál a kipufogóban már szükség volt az oxidációs katalizátoron kívül – ahol az el nem égett szénhidrogéneket és a szén-monoxidot kezelték – a kipufogógáz-visszavezetésre, amivel a nitrogénoxid-kibocsátást csökkentették, mivel a kipufogógáz nagy oxigéntartalma miatt lehetetlen volt a katalizátorban redukálni. A dízeleket hamarosan felszerelték részecskeszűrővel is, ami már rendkívül jó hatásfokkal szűri a kormot és alakítja át azt a regeneráció során szén-dioxiddá.

A további hatósági szigorítások eredményeként megszületett legújabb, Euro 6-os előírásoknak a dízelek már szinte csak az SCR-rendszer néven emlegetett, szelektív katalitikus redukciós rendszerrel tudnak megfelelni. A kihívás mértékét jelzi, hogy az új elvárásoknak való megfelelés már a gyártás gazdaságosságát teszi kockára: a dízelmotor után kapcsolt „kémiai üzem” ára szinte közelíti a motor árát, de a környezetszennyezés csökkentése érdekében a gyárak természetesen ezeket is beépítik.

 Az autóipar folyamatos a műszaki fejlesztéseinek következménye az utóbbi 25-30 évben látható károsanyag-kibocsátás csökkenés.

Ezek az adatok az új modellek típusjóváhagyására vonatkoznak, a forgalomba helyezésnél egy évvel később követelik meg ezeket az értékeket. ( Európai Uniós irányelv)

Milliárdos fejlesztések a tisztább jövő érdekében

A jövő útját és a dízelmotorok esélyeit jelzi, hogy a Bosch járműfejlesztő üzletágának törekvése szerint a kipufogó rendszerek további fejlesztésével – többek között a kipufogógáz-utókezelés javításával – és a szennyező-anyagot eltároló katalizátorok széleskörű alkalmazásával az egyik legkritikusabb nitrogénoxid-kibocsátás akár már 80 százalékkal csökkenthető.

Az autógyártók hasonló motorfejlesztései párhuzamosan folynak, a sűrített-földgáz (CNG-technológia) alkalmazása is nagyban hozzájárulhat a széndioxid-kibocsátás csökkentéséhez, hiszen legkorszerűbb megoldással már átlagosan 85 százalékkal kevesebb nitrogén-oxid kerül a levegőbe, miközben 25 százalékkal mérséklődik a széndioxid-kibocsátás is.

Az autóipar elkötelezettségét és rugalmas irányváltását jól mutatja, hogy a start/stop funkció bevezetése, elterjedése, a hibrid-hajtások újabb és újabb modelleknél való térnyerése, illetve az elektromotorok fokozatos beépülése a modellkínálatba, mind-mind azt a célt szolgálják, hogy az autóhasználat során kibocsátott káros anyagok visszaszorításával javuljon a levegő minősége és ez jól kimutatható, érzékelhető legyen a nagyvárosokban is.

Az autók korszerűsítése több fronton zajlik: a leghangsúlyosabb a károsanyag-kibocsátás csökkentése a motorok és a kipufogórendszerek folyamatos fejlesztésével. Ezzel párhuzamosan zajlik a menettulajdonságok javítása – például az aerodinamikai korszerűsítések, a gördülési ellenállás csökkentése, az anyagfelhasználás javítása is.

Az autók konstrukciós fejlődésével, a maximális biztonságra való törekvés előtérbe kerülésével az utóbbi időszakban növekedett a gépjárművek tömege. Ezért viszont némileg romlottak az üzemanyag-fogyasztási adatok. Így, amikor az első, alsó-középkategóriás autók saját tömege meghaladta az 1300 kg-ot, a gyárak úgy döntöttek, hogy a prioritások megőrzése mellett meg kell fordítani ezt az úgynevezett tömegspirált. Ennek eredményeként a legújabb technológiai szintet képviselő, könnyebb, ugyanakkor különleges szilárdságú anyagok – például a különleges alumíniumkarosszériák, szénszálas ötvözetek – beépítésével lehetővé vált, hogy például ebben a modell kategóriában már csak az ezer kilogrammot közelíti az autók tömege, ami a lényegesen kedvezőbb üzemanyag-fogyasztásban is megmutatkozik. Az autóipar ebben az esetben is vállalta a technológiai fejlesztés költségeit és a drágább anyagok beépítésével járó kiadásokat.

A gépjárműipar további fejlesztéseinek irányát jelentősen meghatározza, hogy az Európai Unióban, a személyautókra vonatkozó, 2008-tól érvényes üzemanyag-hatékonysági előírás egyértelműen a széndioxid-kibocsátását csökkentését írja elő.

Ezzel kapcsolatban a fogyasztóknak jó hír az, hogy egy kimutatás szerint minden 10 gramm, amivel csökken a károsanyag-kibocsátás, jelentősen csökkenti az autó üzemeltetési költségét is.

A jövő útját jelzi, hogy az EU 2020-ra 95 g/km-re kívánja mérsékelni az átlagos szén-dioxid kibocsátást, ami négy liter körüli üzemanyag-fogyasztást feltételez 100 km-enként.

Annak ellenére, hogy a mostanában szigorodó mérési eljárások és a károsanyag-kibocsátás rendkívül szigorú célszámai megnehezítik ennek elérését, az autógyárak rendkívül komoly lépésekkel haladnak az előírt cél teljesítése felé. Erre jó alapot ad, hogy 1992-től lépett életbe az úgynevezett Euro-normáknak való megfelelés és négyévenkénti szigorítással, 2014-től már csak az Euro 6-os normakövetelmény szerinti benzines vagy dízel gépjárművek kerülhetnek ki az autógyárakból.

Az Euro-normák bevezetése azt jelenti, hogy 1992 és 2014 között például a kipufogógázban lévő részecske mennyisége 98 %-kal, az el nem égett szénhidrogének és a nitrogénoxidok együttes mennyisége 88%-kal csökkent, miközben a szén-monoxid 78%-kal lett kevesebb. Ennek megvalósítása érdekében pedig az autók kipufogórendszere egyre hatékonyabb és egyre drágább lett. Ezért is jutottunk el oda, hogy ma már egyre több autógyár veszi ki a gyártási programjából a dízelmotoros kisautókat: ezek árába ugyanis már nem fér bele a drága SCR-rendszer, amivel a mai autók teljesítik a legszigorúbb NO_x-kibocsátási határértékeket.

A környezetterhelés csökkentése, a hatósági normák teljesítése kapcsán előírt követelményeknek való megfelelés komoly anyagi és szellemi erőforrásokat igényel az autógyártóktól. Így például a Volkswagen-csoport is jelentős összegeket fordít a kutatás-fejlesztésre. Csak így vált lehetővé az, hogy a csoport márkái – más, neves autógyártókhoz hasonló mértékben – teljesítsék a környezetvédelmi előírásokat. A cégcsoport fejlesztői ennek szellemében nemcsak arra törekszenek, hogy dinamikusabb motorok kerüljenek a járművekbe, hanem arra is, hogy az üzemanyag-takarékosság és a károsanyag-kibocsátás csökkentése is a lehető legnagyobb mértékben érvényesüljön.  

Az elektromos jövőnek is van hatása a környezetre

A fejlődés másik irányaként, a több évtizedes gyártási, fejlesztési múltra visszatekintő belsőégésű motorok mellett alig egy évtizede megkezdődött a nulla károsanyag-kibocsátású elektromotorok, illetve az ezekkel működő elektromos-autók, az e-autók megjelenése.

A közhiedelemmel szemben azonban ezzel sem szűnik meg az autós közlekedés károsanyag-kibocsátása: az e-autókhoz is kapcsolódik környezetszennyezés.

Persze a közvetlen forrás nem az autó, hanem egyrészt az akkumulátor feltöltéséhez szükséges villamos energiát termelő erőmű: ebben az esetben a szén-dioxid ott kerül a levegőbe. Másrészt, egy nagyméretű akkumulátor gyártásával 150 kilogramm szén-dioxid kerül a levegőbe – számították ki a holland alkalmazott tudományok központjában. Vagyis az e-autó sem „makulátlan”. Persze kétségtelen, hogy közlekedés közben, az úton haladva kevesebb káros anyagot bocsát ki egy e-autó, mint egy benzin- vagy dízelmotoros.

Ugyanakkor árnyalja a képet, hogy a Norvég Műszaki és Tudományegyetem kutatói azt számolták ki, hogy mintegy 200 ezer kilométer megtételével az e-autó 27-29 százalékkal kevesebb káros anyagot bocsát ki, mint „ősi” sorstársai, ám 100 ezer kilométer-teljesítménynél ez az arány már „csak” 9-14 százalék.

Ehhez azt is hozzá kell tenni, hogy Norvégiában állítják elő a világon a legtisztább módon az elektromos áramot: vízerőművekkel. Vagyis az ezzel az árammal táplált elektromos autó egy kilométerre számított szén-dioxid kibocsátása lett négy gramm. Ez ma a legjobb érték a világon. Kínában viszont már a dízelautók szén-dioxid kibocsátásával is össze lehet mérni ezt az értéket, mert ott még nagyrészt szénerőművek termelik az e-autók üzemelését is szolgáló áramot.

e-autók kilométerenkénti szén-dioxid-kibocsátása*

* Megjegyzés: a villamos áramot előállító erőmű energia felhasználásából adódóan.

Fontos azt is megjegyezni, hogy az atomerőművek használata ugyan csökkenti a szén-dioxid kibocsátást, de például Németországban az atomerőművek helyett részben szén alapúra visszaállított áramtermeléssel már növekszik ez az adat.

Az autó önmagában nem képes csökkenteni a környezetterhelést: az utak, a forgalom, a sofőr is számít

Miközben az autóipar minden erejével a környezetterhelés csökkentésére fókuszál, az autóipar önmagában kevés a javuláshoz. A károsanyag-kibocsátás mérséklésében az autóhasználóknak, a közutakat tervezőknek és kivitelezőknek valamint a forgalmi rendszereket irányítóknak is nagy felelősségük van.

Amíg a sofőrök a takarékos vezetéssel, a minőségi üzemanyagok használatával, utóbbiak a korszerű utak létrehozásával, karbantartásával, az ütemes haladást biztosító forgalomszervezéssel járulhatnak hozzá a közös cél eléréséhez. A gépjármű tulajdonosok emellett apró megoldásokkal is hozzájárulhatnak saját autójuk károsanyag-kibocsátásának csökkentéséhez.

Ilyen például a ritmusosabb – kevesebb gyorsítással/fékezéssel járó –, előrelátóbb vezetés, az álló helyzetben fölöslegesen járó motorok leállítása, a légkondicionáló vagy a fűtés mérsékeltebb használata – és még lehetne sorolni a pozitív praktikákat.

A környezet kímélése tehát nem pusztán az autógyártókra hárul, és amennyiben valamennyi szektor képviselője, illetve a lakosság is az autók gyártóihoz hasonló intenzitású tesznek lépéseket a levegőbe kerülő káros anyagok csökkentésére, a jelenleginél jóval gyorsabban lehetne pozitív változást elérni a környezeti kérdések megoldásában.