KIVI NIRIA jaarcongres

TNO - sessie W106

06-11-2013

2 06 november 2013 Richard Smokers Emissienormen als katalysator

KIVI NIRIA Jaarcongres 2013 – Sustainable Mobility

Emissienormen als katalysator voor Toenemende invloed van milieu-eisen op de sector duurzame innovatie

Inhoud Euro-normen CO2-normen waarom werken ze?

Richard Smokers

uitlaatgassen

katalysator voor innovatie waarom werken ze niet? stimuleren ook inventiviteit m.b.t. optimalisatie naar de test

luchtkwaliteit

Conclusies ook wetgever moet innoveren

klimaat



Luchtkwaliteit Normen: personenauto’s + Class I bestel

Euro-normen

Benzine Euro 5 = Euro 6 Vanaf Euro 5 ook deeltjeseisen voor benzine Euro 5 deeltjeseis voor benzine en diesel gelijk PM10 < 4,5 mg/km PN

< 6 · 1011 (deeltjesaantal)

Aanvullende eisen voor “real driving emissies” in ontwikkeling



Drieweg katalysator voor benzine personenauto reduceert tegelijkertijd NOx, HC en CO Geschikt voor motoren met vonkonsteking: benzine, LPG en CNG

Mengselverhouding oscilleert tussen arm en rijk in een nauw venster rond λ = 1

ecu

Enablers voor Euro 5/6 Uitlaatgasnabehandeling voor diesels Exhaust gas recirculation (EGR)

injectors λ regeling is bepalend λsensor

smoorklep 3-weg katalysator

KIVI NIRIA jaarcongres 2013

1

TNO - sessie W106

06-11-2013


Luchtkwaliteit Normen voor HD voertuigen


Luchtkwaliteit Trends in emissies van transport

Huidige emissienormen Euro V of EEV zijn beperkte garantie voor lage praktijkemissies Voor Euro VI aanvullende eisen voor “real driving emissies”


Luchtkwaliteit Utrecht: NO2 in 2006

Luchtkwaliteit Utrecht: NO2 in 2015 - zonder beleidspakket ALU


Luchtkwaliteit Utrecht: PM10 in 2006




Luchtkwaliteit Utrecht: PM10 in 2015 - zonder beleidspakket ALU

2

TNO - sessie W106

06-11-2013



Luchtkwaliteit Praktijkemissies – personenauto’s / NOx / stad

Luchtkwaliteit Praktijkemissies – personenauto’s / PM10 / stad

= norm voor diesel

= norm voor diesel

excl. slijtage-emissies

bron: TNO 2013

bron: TNO 2013



Luchtkwaliteit Praktijkemissies – personenauto’s / PM10 / stad

Luchtkwaliteit Praktijkemissies – vrachtauto’s / NOx / stad

incl. slijtage-emissies

Voor moderne auto’s zijn emissies door slijtage van remmen en banden hoger dan PM10 uitlaatgasemissies

bron: TNO 2013



Luchtkwaliteit Praktijkemissies – vrachtauto’s / PM10 / stad luchtverontreinigende emissies

incl. slijtage-emissies

Indicatieve vergelijking van well-to-wheel emissies van verschillende energiedragers bij toepassing in personenauto’s Bron: TNO 2010

2015 biodiesel E85

diesel hybride

diesel LPG

benzine hybride

benzine

biogas CNG

elektrisch duurzaam

elektrisch NL-mix

elektrisch kolen

WTW CO2 emissies (excl. ILUC*) *) ILUC = additionele broeikasgasemissies als gevolg van “Indirect Land Use Change”, omzetting van natuur in landbouwgrond voor productie van biomassa of voedsel


3

TNO - sessie W106

06-11-2013



CO2-emissies Europese wetgeving voor personenauto’s target gedifferentieerd op basis van massa

CO2-wetgeving



CO2-wetgeving Europa vergeleken met andere regio’s

CO2-emissies Europese wetgeving voor personenauto’s CO2-norm voor verkoopgemiddelde van nieuwe personenauto’s in Europa 130 g/km in 2015 95 g/km in 2020

CO2 = norm + a (M - M0)

Infasering vanaf 2014 65% in 2012

130 g/km

… Supercredits voor

95 g/km

voertuigen < 50 g/km x 3,5 in 2012 …

M0

Penalty 95 € per g/km

bron: ICCT 2012


CO2-reductie conventionele voertuigen LD voertuigen


CO2-reductie conventionele voertuigen Verbeteren motorrendement

piekrendement: diesel: 38 - 45% benzine: 30 - 35% deellastrendement veel lager gemiddeld rendement in stad rond 20% diesel heeft beter deellast-rendement dan benzine directe injectie efficiëntere verbranding downsizing met turbo kleinere motor maar zelfde vermogen vermindert smoor- en wrijvingsverliezen downrating minder vermogen dus hogere relatieve belasting


4

TNO - sessie W106

06-11-2013



CO2-reductie conventionele voertuigen Luchtweerstand

CO2-reductie conventionele voertuigen Gewichtsreductie 10% gewichtsreductie op totale voertuig leidt tot 6,5% reductie van CO2-emissies

body-in-white (BIW) ≈ 400 kg

cw-waarde en frontaal oppervlak

lichtere staalconstructies

stroomlijn voertuig typische middenklasser

cw = 0,30 – 0,35

Prius III

cw = 0,25

VW 1 litre concept car:

cw = 0,16

Nuna

cw = 0,07

potentiële gewichtsreductie BIW: 5 – 30% lichtere metalen: aluminium toenemend aantal onderdelen van kunststof

luchtstroom onder / door voertuig

body van vezelversterkte kunststof

gladde bodemplaat

potentiële gewichtsreductie BIW: 50%

klep om grille te sluiten bij lage snelheden

niet realistisch voor 2020 spiegels vervangen door camera’s?



CO2-wetgeving Personenauto’s al bijna op 2015 target

CO2-wetgeving Bestelauto’s

2012

CO2-norm voor verkoopgemiddelde van nieuwe LCVs in Europa 175 g/km in 2017 147 g/km in 2020

CO2 = norm + a (M - M0)

Infasering vanaf 2014 70% in 2014 … 175 g/km

Supercredits voor voertuigen < 50 g/km

147 g/km

x 3,5 in 2014/15 … Penalty

M0

95 € per g/km bron: T&E 2013



CO2-wetgeving Bestelauto’s

Conventionele voertuigen Praktijk vs. typekeuring

2012

bron: T&E 2013


bron: TNO 2013

5

TNO - sessie W106

06-11-2013



Conventionele voertuigen Praktijk vs. typekeuring

CO2-emissies Praktijk vs. typekeuring

bron: TNO 2013



CO2-emissies Belangrijke oorzaak van toegenomen verschil tussen norm en praktijk: uitnutten van testflexibiliteiten

CO2-emissies Praktijk vs. typekeuring (NEDC)

bron: TNO 2012

bron: TNO 2013


CO2-emissies Een nieuwe testprocedure: WLTP

2002

2010


CO2-emissies Praktijk vs. typekeuring (WLTP)

bron: TNO 2013


6

TNO - sessie W106

06-11-2013


CO2-emissies Normen voor na 2020


Conclusies Emissienormen zijn belangrijke driver voor innovatie

Eerste voorstel voor 2015: 68-78 g/km Maar fabrikanten zijn ook inventief in het uitnutten van bandbreedtes / 70 g/km in principe haalbaar met zuiniger maken van conventionele voertuigen (incl. hybridisatie)

mazen in de wet Leidt tot verminderde efficiviteit van wetgeving

Voorbij 70 g/km is inzet van alternatieven nodig plug-in hybride

Dus is innovatie in wetgeving nodig om gewenste effecten te bereiken Norm voor rollenbanktest aanvullen met norm voor “real driving

batterij-elektrisch

emissions”

brandstofcelvoertuigen

In-service conformity: productievoertuigen onafhankelijk testen

Groeiende inzet elektrisch / plug-in hybrides al voor 2020 verwacht Alternatieven zijn belangrijk voor halen 2050 doelstelling:

Voldoende lage post-2020 CO2-normen belangrijk voor lange-termijn transitie naar duurzame mobiliteit

CO2-emissies van transport 60% lager dan in 1990


Colofon Richard Smokers - TNO [email protected] 088 86 68628 www.tno.nl


7

KIVI NIRIA jaarcongres

Recommend Documents