Spalovacími motory jako hlavní zdroj nanočástic v městském ovzduší: Identifikace problémů a návrh řešení
Doc. Michal Vojtíšek, M.S., Ph.D.
Centrum vozidel udržitelné mobility Fakulta strojní, ČVUT v Praze EU LIFE+ projekt MEDETOX, Technická univerzita v Liberci
[email protected] Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů 1 262 854 tel. (+420) 774 Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
Proč nás zajímají částice?
Částice a ozon v přízemních vrstvách atmosféry jsou příčinou cca 406 tisíc předčasných úmrtí v EU ročně (dopravní nehody „jen“ 39 tisíc)
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
2
Částice a ozon v přízemních vrstvách atmosféry jsou příčinou cca 406 tisíc předčasných úmrtí v EU ročně (dopravní nehody „jen“ 39 tisíc)
Rozjezd kamionu na 90 km/h: 0,5 až 1 litr nafty Volnoběh osobního automobilu: 0,5 až 1 litr paliva za hodinu Zkuste spálit stejné množství uhlí či biomasy uprostřed ulice. Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
3
Spalovací motory – hlavní zdroj nanočástic Částice ve výfukových plynech naftového motoru Zvětšíme-li tyto částice na velikost zrnka máku, částice o průměru 10 mikrometrů (součást PM10) bude velká jako meloun.
Liati A., Dimopoulos P.E., Combustion and Flame 157 (2010) 1658–1670.
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
4
Spalovací motory – hlavní zdroj nanočástic
Zachycovací účinnost dýchacího systému
A. Mayer, 12th ETH Conference on Combustion Generated Nanoparticles, Zurich, 2008 Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
5
Spalovací motory – hlavní zdroj nanočástic Pronikání velmi jemných částic (desítky nm) buněčnou membránou
1000 nm Polystyrene Particles
78 nm Polystyrene Particles
Barbara Rothen-Rutishauer, as quoted by A. Mayer, 12th ETH Conference on Combustion Generated Nanoparticles Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
6
Kolik nanočástic vdechujeme ve škole a kolem ní?
Michal Vojtíšek*, Erik Zoubek, Eliška Hrnčiariková, Lukáš Kuneš, Jakub Sýkora, Adam Černík, Šimon Peterka, Michal Vojtíšek, Eliška Víravová
*
Základní škola Sion J. A. Komenského v Hradci Králové, Na Kotli 1201, 500 09 Hradec Králové
Centrum vozidel udržitelné mobility, Fakulta strojní ČVUT v Praze,
[email protected], tel. (+420) 774 262 854
Den vědeckých pokusů na ZŠ SION J.A.Komenského, Hradec Králové, 23. ledna 2015 Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů 7 Ovzduší 2015,2015, Brno, 20.-22.4.2015 Prezentace výsledků – Ovzduší Brno, 20.-22.4.2015
Lokalita ZŠ Sion
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
8
Naše měření - přístoje Přístroje: Klasifikátor částic, třídí částice podle velikosti, od 5 do 560 nanometrů, a v každé velikostní skupině je počítá. (EEPS model 3090, TSI, St. Paul, MN, USA)
Kondenzační čítač, Počítá částice větší než 5 nm. Sráží páry butanolu kolem částic, ty se zvětšují, až jsou tak velké, že je lze přístrojem „vidět“, a počítá je. (UF-CPC model 200, Palas, SRN) GPS (eTrex 20, Garmin) LiFeYPo Akumulátory, Měniče, Notebook
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
9
Validace přístroje pro venkovní ovzduší Kolokace EEPS s SMPS (projekt UFIREG), 28.6.-3.7.2014
3
EEPS (particles per cm , 5-minute rolling mean)
90 000 80 000 y = 1.0518x - 1476.9 R2 = 0.9316
70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 -
10 000
20 000
30 000
40 000
50 000
60 000
SMPS (particles per cm3, 1 scan every 5 minutes) Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
10
70 000
80 000
Kde jsme měřili a kolik kde bylo částic
50.2033
50.2023
50.2013
50.2003
50.1993
50.1983
ZŠ Sion
50.1973
do 10 tis. 10-20 tis.
50.1963
20-50 tis. nad 50 tis.
50.1953
50.1943 Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
11
Nejhorší je parkoviště u školy!!! Nejhorší je parkoviště...
parkoviště
Ne všechna auta přispívají stejně, zdaleka nejvíc produkují vozidla špatně navržená či seřízená nebo ve špatném technickém stavu!!!
vchod do školy
15.843
koncentrace částic v tisících na cm3
5.842
100
15.843
UF-CPC-1s
90
Parkoviště u školy 5s
80
Před vchodem do školy 5s
70 60
15.844
15.844
50 40
maximum: 738 720 částic/cm3
30 20 10 0 7:38
7:42
7:46
7:50
7:54
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
7:58
8:02 12
8:06
8:10
50.1975
Exkurze k výpadovce Brněnská
50.1970
50.1965
50.1960
do 10 tis. 50.1955
10-20 tis. 20-50 tis. nad 50 tis.
50.1950 Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
13
Co říci závěrem? Distribuce nanočástic je velmi nerovnoměrná, a koreluje s provozem spalovacích motorů. Koncentrace ve škole a před školou jsou srovnatelné s „městským pozadím“
parkoviště
vchod do školy
15.843
15.843
15.844
koncentrace částic > 5 nm [tisíce na cm3]
5.842
(roční průměr 6-8 tisíc částic na cm3) 20 18
Parkoviště Budova ZŠ
15.844
16 14 12 10 8 6 4 2 0 9:30
10:00
10:30
11:00
11:30
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
12:00 14
12:30
13:00
Co to pro nás znamená? Co máme dělat? Praktická doporučení pro cestu pešky či na kole Vyhněte se frekventovaným silnicím a křižovatkám. (Pokud tak již neděláte z důvodů snížení rizika úrazu.) 50.2033
50.2023
50.2013
50.2003
50.1993
50.1983
50.1973
do 10 tis. 10-20 tis.
50.1963
20-50 tis. nad 50 tis.
50.1953
50.1943
50.1933
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
15
Jak můžeme přispět k tomu, abychom dýchali méně nanočástic? Musíte-li cestovat autem (lze též pěšky, na kole, vlakem):
Praktická doporučení pro cestu autem Nejprve naložte děti a zavřete dveře. Teprve poté nastartujte motor. Jakmile motor běží, vyjeďte. Jeďte umírněně do zahřátí motoru (pokud k němu vůbec při Vaší cestě dojde). Jezděte s láskou, ohleduplně, bezpečně. Udržujte vozidlo v dobrém technickém stavu.
Neodmontovávejte katalyzátory a filtry částic. Dbejte na dodržení základních požadavků na palivo. Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
16
Co máme chtít po našich zastupitelích? Návrhy opatření pro politiky 1. Omezit intenzitu dopravy Usilovat o kvalitní pracovní místa s vysokou přidanou hodnotou, nikoliv skladiště, překladiště a montovny Podpora místní ekonomiky Omezení rozlézání měst do satelitů (urban sprawl) Podpora alternativních způsobů dopravy (železnice, MHD, ...)
2. Omezit výskyt kongesce Snížení počtu vozidel tak, aby nebyla překročena kapacita komunikace Zvýšení mýtného o ekologickou složku Další opatření ke snížení intenzity dopravy
3. Zamezit přístup vozidlům s velmi vysokými emisemi Důsledné technické kontroly na silnicích, včetně vozidel registrovaných v zahraničí
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
17
Částice a ozon v přízemních vrstvách atmosféry jsou příčinou cca 406 tisíc předčasných úmrtí v EU ročně (dopravní nehody „jen“ 39 tisíc)
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
18
Částice ve výfukových plynech naftového motoru Zvětšíme-li tyto částice na velikost zrnka máku, částice o průměru 10 mikrometrů (součást PM10) bude velká jako meloun.
Liati A., Dimopoulos P.E., Combustion and Flame 157 (2010) 1658–1670.
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
19
Pronikání velmi jemných částic (desítky nm) buněčnou membránou 1000 nm Polystyrene Particles
78 nm Polystyrene Particles
Barbara Rothen-Rutishauer, as quoted by A. Mayer, 12th ETH Conference on Combustion Generated Nanoparticles Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
20
Emise ze spalovacích motorů - plyny • Oxid uhelnatý (CO) – jedovatý plyn • Směs uhlovodíků (vyjma metanu) (NMHC) • Oxidy dusíku (NOx) – NO, NO2
- látky podílející se na tvorbě přízemního ozonu a smogu • Těkavé organické sloučeniny (VOC) odpařené z paliva • Toxické látky, zejména formaldehyd, acetaldehyd, benzen, acrolein, 1,3-butadien, a směs plynných, kapalných a pevných organických látek vznikajících spalováním nafty ve vznětových motorech
• Metan (CH4) • Oxid uhličitý (CO2) - Skleníkové plyny Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
21
Poměrné riziko infarktu myokardu v závislosti na vzdálenosti od komunikace s vysokou intenzitou dopravy 3399 pacientů, věk 45-75, Essen, Germany (A. Mayer, TTM, Switzerland)
Risiko OR
3 2.5 2 1.5 1 > 200
100-200
50-100
< 50 m Distanz
0.5 0
Hoffmann 2006
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
22
Prostorové rozložení imisí PM10
(ATEM / Praha – Životní prostředí 2009)
Nejvyšší koncentrace jsou podél hlavních dopravních tahů. Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
23
severní šířka
Celkové počty částic 10-500 nm Líbeznice, 15. 5. 2014, ranní špička
50.195 15
50.194
50.193
56
29 16 27 43
Kouřící vozidla
25
114
33
9 55 31 29
50.192
Ranní špička 15.5.
11
492 89
21 30 67 30
13
7
2
171
3
3
7 35
50.191 14.491
14.493
14.495
14.497
14.499
14.501
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
východní délka 14.503 14.505 24
Nanočástice v městském ovzduší: - nejvíce částic ve výfukových plynech je v katerogii „nano“ (< 100 nm), nejčastěji nízké desítky nanometrů - tyto emitovány spalovacími motory uprostřed ulic, ne z komínů - tyto také podél frekventovaných ulic nalezeny - tyto se usazují v plicích, pronikají do krve
- není zřejmé, že významný podíl mají stacionární zdroje (větší částice, komíny)
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
25
Emisní limity vs. reálné emise
Euro I Euro II
Máme přísnější EURO limity, ale kvalita ovzduší se nezlepšuje.
Reálný provoz – emise vyšší než při homologačních testech. Malý počet vozidel – velký podíl na celkových emisích. Zvyšující se intenzita dopravy.
Euro II Euro III
NOx [g/kWh]
Euro IV Euro V Euro VI 0
2
4
6
8
10
Euro I Euro II Euro II Euro III
PM [g/kWh]
Euro IV Euro V Euro VI 0 Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
0.1
0.2 26
0.3
0.4
Filtry částic (DPF) fungují, ale ... jsou v EU normou, nebo jsou privilegiem bohatších a pokrokovějších zemí a regionů? Český inzerát na odstranění DPF z dovezených vozidel
Filtr částic má nulovou účinnost, je-li odmontovaný nebo zničený.
Je nesmyslné požadovat filtry na nových vozidlech, a zároveň povolovat jejich následnou demontáž/ničení.
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
27
Malé procento motorů ve špatném stavu = velký podíl na celkových emisích
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
28
severní šířka
Celkové počty částic 10-500 nm Líbeznice, 15. 5. 2014, ranní špička
50.195 15
50.194
50.193
56
29 16 27 43
Kouřící vozidla
25
114
33
9 55 31 29
50.192
Ranní špička 15.5.
11
492 89
21 30 67 30
13
7
2
171
3
3
7 35
50.191 14.491
14.493
14.495
14.497
14.499
14.501
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
východní délka 14.503 14.505 29
Jízda po městě Osobní automobil Škoda Octavia, naftový motor, 103 kW CO2
NOx
PM*10
rpm
km/h
NOx [mg/s], PM*10 [mg/s], CO2 [g/s], speed [km/h]
60 50 40 30 20 10 0 14:13:00
14:15:00
14:17:00
14:19:00
14:21:00
Velká část celkových emisí – krátké epizody s vysokými emisemi mnohdy nepokryté & modely Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise zetesty spalovacích motorů 30 Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
Vliv stylu jízdy na emise Studený start
Přínosy „ekojízdy“?
Autobus International 3400 145 kW 6,0 l turbodiesel
Agresivní jízda
Normální jízda
(při dodržení bezpečnosti provozu a předpisů)
Velmi klidná jízda (bez omezení dopravy pomalou jízdou)
Obsah kruhu je úměrný okamžitým emisím pevných částic, kruh = 1 s jízdy
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
31
Počet automobilů (osobních i nákladních) na našich silnicích neustále roste
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
32
Automobilismus
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
33
A co s tím?
Automobilismus Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
34
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
35
Biopaliva v ČR Jednotky % etanolu v benzinu
Historické využití: Parní stroj (dřevo) Dřevoplyn
Jednotky % FAME v naftě
E85 (70-85% etanol) B100 (čistá bionafta) B30 (směsná nafta) „Pokoutné“ spalování rostlinných olejů různých kvalit
Výzkumné a demonstrační účely Bioplyn (metan) Dimetyléter
n-butanol, iso-butanol ...
http://www.km-prona.cz/Seznam_cerpacich_stanic.htm?stanice=Cerpaci_stanice_-_Byst#seznam Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
36
Vliv elektromobility
(Vojtíšek, IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, 2013)
1999 and earlier
model year
2000-2007 2008 2009 2010 0 50 100 150 200 250 number of registered electric drive vehicles Fig. 3: Electric drive vehicles registered in the Czech Republic as of 1.1.2011 by model year [RV]
Z 560 registrovaných elektromobilů k 1.1.2011: 439 (78%) motocykly (z celkem 920 tisíc motorcyklů) 32 (6%) speciální vozidla (z celkem 32 tisíc spec. vozidel) Na elektrická kola se nevztahuje registrace. Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
37
Vliv elektromobility na ovzduší v Praze PM emissions of electric vehicles and their effects (classic ICE vehicle = 100%)
(Vojtíšek, IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, 2013) Direct PM emissions per km using “average” emissions factors [Mrzena 2010] 100% 10% 1% 0.1% 0.01% 0.001%
0.0001% PM emissions
Adjustment for ICE engine “excess” due to congestion (2-4x) and cold/warm starts (1.5-3x) Adjustment for more severe health effects of engine-related PM (4-9x) Adjustment for lower population density (4-10x) and higher sourcereceptor distances (3-50+ x) in area affected by power plant emissions Adjustment for 2-3 orders of magnitude lower contribution (power generation vs. engine exhaust) to local ambient concentrations in Prague Health effects of PM emissions
Fig. 4: Electric vehicle PM emissions and their health effects, relative to classic internal combustion engine powered vehicles. Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
38
“Ropný zlom“: Světová těžba je blízko svého maxima a bude klesat, poptávka vzrůstá, vzrůstat budou i ceny.
Graf: Objevy nových nalezišť ropy (levá křivka) klesají. A lze vytěžit jen to co bylo objeveno. Ivanhoe, L.F.: World Oil, October 1995, p. 77-87 Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
39
Výfukové emise částic nadměrně zvyšují: - ladění motorů na homologační cykly, ne na reálný provoz (předmětem nové EU legislativy pro měření za provozu) - vytloukání a demontáž filtrů částic (DPF)
(demontáž samotná nelegální výslovně není, ale provoz takového vozidla již je)
- vyřazování z provozu a demontáž redukčních katalyzátorů (SCR)
(demontáž samotná nelegální výslovně není, ale provoz takového vozidla již je)
- přečipování motorů vozidel na vyšší výkon
(přečipování samotné nelegální výslovně není, ale provoz takového vozidla je)
- nevhodná, nedostatečná či žádná údržba motoru - podvádění na emisních měřeních STK (jejichž cílem je nalézt vozidla s nadměrnými emisemi a tyto opravit)
- velmi vysoká rychlost jízdy - nadměrný výskyt kongesce
(přetížené a proto částečně či zcela nefunkční části dopravní sítě)
- přílišná intenzita (zvláště zbytné) silniční dopravy (přetížené a proto částečně či zcela nefunkční části dopravní sítě) Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
40
Výhled opatření na evropské úrovni - emise během reálného provozu - měly by být sledovány - měly by se přibližovat homologačním limitům - při reálné jízdě - po celou dobu životnosti vozidla - filtry částic u těžkých naftových motorů fungují - nyní na řadě - benzinové motory - malé motory - nesilniční motory - evropská politika čisté mobility ve městech - snižování energetické náročnosti & CO2 Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
41
Výhled opatření na národní úrovni Nová metodika - vytloukání a demontáž filtrů částic (DPF)pro měření technické kontrole (demontáž samotná nelegální výslovněčástic není, alepři provoz takového vozidla již je) - vyřazování z provozu a demontáž redukčních Kontroly technického stavu katalyzátorů (SCR) nákladních a osobních (demontáž samotná nelegální výslovně není, ale provoz takového vozidla již je) přímo na silnici - přečipování motorů vozidelvozidel na vyšší výkon (přečipování samotné nelegální výslovně není, ale provoz takového vozidla je)
Postihování úprav - nevhodná, nedostatečná či žádná údržba motoru vedoucích - podvádění na emisních měřeních STK k technické nezpůsobilosti k provozu (jejichž cílem je nalézt vozidla s nadměrnými emisemi a tyto opravit) - velmi vysoká rychlost jízdy Dopravní politika – snižování - nadměrný výskyt kongesce intenzity silniční & kongesce (přetížené a proto částečně či zcela nefunkční částidopravy dopravní sítě)
- přílišná intenzita (zvláště zbytné) silniční dopravy (přetížené a proto částečně či zcela a nefunkční části dopravní sítě) Objektivní realistické hodnocení dopadu staveb na dopravu-emise-ovzduší Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
42
Důkaz matematickou indukcí o neomezené kapacitě silniční komunikace dle současné praxe: (Aneb stokrát nic umořilo neplodného samce tura domácího):
1. Na silnici se vejde jedno vozidlo. (Budiž.) 2. Vejde-li se na silnici n vozidel, vejde se tam i n+1 vozidel. (Záměry staveb s malým zvýšením dopravy povolovány bez zkoumání kumulativního vlivu na dopravní síť.) Z toho teoreticky plyne: Kapacita silniční sítě je neomezená.
Ale ona není!!! Přetížení -> kongesce -> emise
Dopravní politika – snižování intenzity silniční dopravy a kongesce Objektivní a realistické hodnocení dopadu staveb na dopravu-emise-ovzduší Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
43
I malá parkoviště mohou být problém - viz. prezentace v úterý
parkoviště
Nejhorší je parkoviště... Ne všechna auta přispívají stejně, zdaleka nejvíc produkují vozidla špatně navržená či seřízená nebo ve špatném technickém stavu!!!
vchod do školy
15.843
koncentrace částic v tisících na cm3
5.842
100
15.843
UF-CPC-1s
90
Parkoviště u školy 5s
80
Před vchodem do školy 5s
70 60
15.844
15.844
50 40
maximum: 738 720 částic/cm3
30 20 10 0 7:38
7:42
7:46
7:50
7:54
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
7:58
8:02 44
8:06
8:10
I malá parkoviště mohou být velký problém - viz. prezentace v úterý
parkoviště
Zákon o ochraně ovzduší ukládá hodnocení dopadu velkých parkovišť – jsou emisní faktory reálné, vede metodika k rozumným výsledkům?
vchod do školy
Měla by se hodnotit i menší parkoviště v těsné blízkosti obytné zástavby? (Kauza pan Zahradník, Pardubice)
5.842
15.843
15.843
15.844
15.844
Studené a „polostudené“ starty a pomalé pojíždění – řádově vyšší emise BaP Zima: řádově vyšší BaP oproti 20-25 C (kdy měřeny emisní faktory) Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
45
Doprava a BaP: realita v městských aglomeracích BaP řádově vyšší při Studeném startu (Karavalakis 2010) Reálném provozu (Kristensson 2004) Pomalém pojezdu (Shah 2005) Nízkých teplotách (Ludykar 1999) Absenci katalyzátoru (Ravindra 2007) „předávkování“ motoru palivem (EC 2001)
Literatura viz. souhrnná práce o dopadu parkovišť na BaP, Vojtíšek, Ochrana ovzduší 3/2013
Koncentrace BaP v budkách pro výběrčí mýtného na dálnici: 105-121 ng/m3 327-482 osobních automobilů 61-111 nákladních automobilů / hodina / jízdní pruh (Tsai 2004) Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
46
Emisní faktory BaP: model MEFA vs. měření ČR+zahraničí M EFA (RS Park M alšovice), EURO 3, automobil-benzin, 20 km/h M EFA (RS Park M alšovice), EURO 3, automobil-nafta, 20 km/h M EFA (RS Park M alšovice), EURO 3, maly nakl. vuz, 20 km/h M EFA (RS Park M alšovice), EURO 3, tezsi nakl. vuz, 20 km/h
Rozptylová studie (2012) odkazující na MEFA06 Nákupní centrum “Park Malšovice“, HK
ing. Bureš, TESO, M ŠM T 2B08040, tunel, 96% osobní vozy ing. Bureš, TESO, M ŠM T 2B08040, tunel, 96% osobní vozy ing. Bureš, TESO, 96% osobní vozy, model CDV
Měření ČR
ing. Bureš, TESO, M ŠM T 2B08040, tunel, 75% nákladní vozy ing. Bureš, TESO, M ŠM T 2B08040, tunel, 75% nákladní vozy ing. Bureš, TESO, 75% nákladní vozy, model CDV
Měření ČR
Phuleria 2007, automobily, jen částice < 180 nm
Zahr. měření
Karavalakis 2010, automobil, UDC cyklus Kristensson 2004, reálný provoz, smíšený vozový park Gertler 2004, tunel, tezke nakladni vozy Gertler 2004, osobní vozy - benzin Přístup MŽP k Nelson 2008, smíšený vozový park
2008/50/EC: „Dva řády žádná míra“ ???
Ludykar 1999, automobily, -7 C Ludykar 1999, automobily, -22 C
BaP [ug/km]
0.01
0.1
1
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
10 47
100
1000
Méně energeticky náročná doprava
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
48
Méně energeticky náročná doprava
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
49
Změny v územním plánování
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
50
Města pro pěší a ekologická doprava
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
51
Problémová souhra faktorů v hustě obydlených místech s vysokou hustotou provozu Vysoká koncentrace vozidel
-> vysoký příspěvek vozidel k imisím
Vysoká hustota obyvatel
-> vysoký počet osob exponován
Vysoká frekvence problematických provozních režimů • protáhlý provoz na volnoběh, pojíždění malou rychlostí • vysoce dynamické změny • akcelerace na plný výkon
-> vyšší a/nebo více nebezpečné emise
Částice obsažené ve výfukových plynech spalovacích (nejen naftových) motorů způsobují rakovinu
Doporučení: Pro hodnocení toxicity výfukových plynů u nových technologií a nových paliv hodnotit použít realistické městské provozní podmínky. Brát v úvahu současný stav poznání a pečlivě přistupovat k hodnocení dopadu záměrů na ovzduší a zdraví. Nepřetěžovat dopravní síť – zachovat plynulý provoz Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
52
Výhled opatření na národní úrovni Nová metodika -Smysluplná vytloukání podpora a demontáž filtrů částic (DPF)pro měření technické kontrole (demontáž samotná nelegální výslovněčástic není, alepři provoz takového vozidla již je) pokročilých paliv - vyřazování z provozu a demontáž redukčních Kontroly technického stavu katalyzátorů (SCR) nákladních a osobních (demontáž samotná nelegální výslovně není, ale provoz takového vozidla již je) přímo na silnici - přečipování motorů vozidelvozidel na vyšší výkon (přečipování samotné nelegální výslovně není, ale provoz takového vozidla je)
Postihování úprav - nevhodná, nedostatečná či žádná údržba motoru vedoucích - podvádění na emisních měřeních STK k technické nezpůsobilosti k provozu (jejichž cílem je nalézt vozidla s nadměrnými emisemi a tyto opravit) - velmi vysoká rychlost jízdy Dopravní politika – snižování - nadměrný výskyt kongesce intenzity silniční & kongesce (přetížené a proto částečně či zcela nefunkční částidopravy dopravní sítě)
- přílišná intenzita (zvláště zbytné) silniční dopravy (přetížené a proto částečně či zcela a nefunkční části dopravní sítě) Objektivní realistické hodnocení dopadu staveb na dopravu-emise-ovzduší Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
53
Výhled opatření na národní úrovni Nová metodika -Smysluplná vytloukání podpora a demontáž filtrů částic (DPF)pro měření technické kontrole (demontáž samotná nelegální výslovněčástic není, alepři provoz takového vozidla již je) pokročilých paliv - vyřazování z provozu a demontáž redukčních Kontroly technického stavu Spolupráce mezi katalyzátorů (SCR) nákladních a osobních (demontáž samotná nelegální výslovně není, ale provoz takového vozidla již je) ministerstvy/institucemi přímo na silnici - přečipování motorů vozidelvozidel na vyšší výkon Jednotný přístup (přečipování samotné nelegální výslovně není, ale provoz takového vozidla je) Kompetentní odborníci Postihování úprav nevhodná, nedostatečná či žádná údržba motoru udržující znalosti v oboru vedoucích - podvádění na emisních měřeních STK k technické nezpůsobilosti k provozu Pozor na (jejichž cílem je nalézt vozidla s nadměrnými emisemi a tyto opravit) nechtěné - velmi vysoká rychlost jízdy Dopravní politika – snižování vedlejší efekty - nadměrný výskyt kongesce intenzity silniční & kongesce (vyhánění čerta (přetížené a proto částečně či zcela nefunkční částidopravy dopravní sítě) ďáblem)intenzita (zvláště zbytné) silniční dopravy - přílišná (přetížené a proto částečně či zcela nefunkční části dopravní sítě) Objektivní a realistické hodnocení dopadu staveb na dopravu-emise-ovzduší Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
54
Poděkování: EU LIFE+ program, projekt LIFE10 ENV/CZ/651 MEDETOX, "Inovativní metody monitorování toxicity výfukových plynů v podmínkách reálného městského provozu" Grantová agentura ČR, projekt 13-01438S BIOTOX, "Mechanismy toxicity pevných částic z biopaliv" Evropský sociální fond, projekt CZ.1.07/2.3.00/30.0034, "Podpora zkvalitnění týmů výzkumu a vývoje a rozvoj intersektorální mobility na ČVUT v Praze„ MŠMT Národní program udržitelnosti - NPU I (LO), projekt # LO1311 „Rozvoj Centra vozidel udržitelné mobility“
Foto pro zamyšlení: Útlum automobilové dopravy a podpora pěší a cyklistické dopravy, Manhattan, New York
Poděkování - doktorandi: Mgr. Jitka Štolcpartová, PřF UK ing. Vít Beránek, FS ČVUT ing. Luboš Dittrich, FS TU v Liberci ing. Martin Pechout, FS TU v Liberci
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
55
Návrhy opatření – smysluplné a odpovědné využívání motorů 1 Snížit intenzitu silniční dopravy
Vrátit města pěším, vrátit život do center měst Navrhovat a plánovat pro lidi, ne pro automobily Nerozšiřovat města, nepodporovat překladiště Podporovat kompaktní zástavbu Podporovat podnikání s vysokou přidanou hodnotou a s malou zátěží infrastruktury a životního prostředí Funkční alternativy – skutečně integrovaná doprava včetně návaznosti spojení, funkční, navazující, smysluplný, použitelný systém cyklostezek
2. Využití technologie nízkoemisních motorů
Ošetřit udržení homologačních limitů v reálném provozu (předmětem legislativy EU) Ošetřit kvalitní údržbu – funkční systém emisních kontrol pro vozidla provozovaná ve městech Zamezit nežádoucím úpravám motorů a vozidel Nezvyšovat, ale spíše snižovat rychlost jízdy na dálnicích (Vysoká rychlost patří na železnici)
3. Přechod na dlouhodobě udržitelné zdroje energie - biopaliva, elektrické pohony, ...
Vojtíšek: Návrhy legislativních opatření – emise ze spalovacích motorů Ovzduší 2015, Brno, 20.-22.4.2015
56