PŘÍLOHA III
OPATŘENÍ SNIŽUJÍCÍ EMISE TĚKAVÝCH ORGANICKÝCH LÁTEK ZE SILNIČNÍCH MOTOROVÝCH VOZIDEL
- I. HLAVNÍ ZDROJE EMISÍ VOC Z MOTOROVÝCH VOZIDEL
- II. OBECNÉ ASPEKTY TECHNOLOGIÍ NA SNÍŽENÍ EMISÍ VOC ZE SILNIČNÍCH MOTOROVÝCH VOZIDEL
- III. OPATŘENÍ NA SNÍŽENÍ VÝFUKOVÝCH EMISÍ
- IV. OPATŘENÍ NA SNÍŽENÍ EMISÍ ODPAREM A PŘI ČERPÁNÍ PALIVA
ÚVOD
- 1. Tato příloha je založena na poznatcích o účinnosti a nákladech na snižování emisí obsažených v oficiální dokumentaci výkonného orgánu a jeho pomocných orgánů; na zprávě o těkavých organických látkách ze silničních vozidel „Zdroje a možnosti kontroly“, připravené pro pracovní skupinu pro těkavé organické sloučeniny; na dokumentaci Výboru pro vnitrozemskou dopravu Evropské hospodářské komise OSN (EHK OSN) a jeho pomocných orgánů (zejména v dokumentech TRANS/SCI/WP,29/R.242,486 a 506) a na doplňujících informacích poskytnutých vládou určenými experty.
- 2. Ve světle stále rostoucích zkušeností s novými vozidly zahrnujícími technologie s nízkými emisemi a vývoj alternativních paliv, jakož i strategie pro dovybavování již existujících vozidel bude nezbytné pravidelné zpřesňování a pozměňování této přílohy. Tato příloha nemůže být vyčerpávajícím přehledem technických možností; jejím cílem je poskytnout smluvním stranám vodítko pro hledání ekonomicky proveditelných technologií pro splnění jejich závazků vyžadovaných protokolem. Pokud nebudou k dispozici jiná data, tato příloha bude soustředěna pouze na silniční vozidla.
I. I. HLAVNÍ ZDROJE EMISÍ VOC Z MOTOROVÝCH VOZIDEL
- 3. Zdroje emisí VOC z motorových vozidel byly rozděleny na
- a) výfukové emise
- b) emise z odparu a čerpání
- c) emise z klikových skříní
- 4. Silniční doprava (s výjimkou distribuce benzínu) je hlavním zdrojem antropogenních emisí VOC ve většině zemí EHK a přispívá 30 až 45 % z celkových lidskou činností vzniklých emisí VOC. Zdaleka největším zdrojem emisí VOC v silniční dopravě jsou benzínem poháněna vozidla, která zodpovídají za 90 % z celkových dopravních emisí VOC (z nichž 30 až 50 % jsou fugitivní emise). Emise z odparu a z čerpání pocházejí především z používání benzínu, v případě nafty jsou považovány za zanedbatelné.
II. II. OBECNÉ ASPEKTY TECHNOLOGIÍ NA SNÍŽENÍ EMISÍ VOC Z MOTOROVÝCH VOZIDEL
- 5. Motorová vozidla uvažovaná v této příloze jsou automobily osobní, nákladní lehké i těžké, motocykly a mopedy.
- 6. Zatímco tato příloha pojednává o nových i již používaných vozidlech, je primárně zaměřena na snižování emisí z nových typů vozidel.
- 7. Tato příloha rovněž poskytuje poradenství o vlivu změn vlastností benzinu na emise z odpařování VOC. Nahrazování paliv jinými (např. zemní plyn, zkapalněný ropný plyn (LPG), methanol) může rovněž vést ke snížení emisí VOC, avšak tento způsob není uvažován v této příloze.
- 8. Uváděné náklady představují režijní i výrobní náklady příslušných různých technologií a ne tedy jejich prodejní cenu.
- 9. Je důležité zajistit, aby konstrukce vozidel umožňovala splnit emisní normy při jejich provozu. Toho může být dosaženo pomocí přizpůsobení produkce, úplnou spolehlivostí výrobků během provozu a vyřazováním vadných vozidel z provozu. Pro vozidla v provozu může být zajištěna pravidelná průkazná kontrola emisí pomocí pravidelných technických prohlídek a opatření k zamezení podvodů a používání nevhodných paliv.
- 10. Emise z vozidel v provozu mohou být snižovány pomocí programů zaměřených na omezování těkavosti paliv, na ekonomické podněty povzbuzující urychlené zavádění žádoucích technologií, používáním palivových směsí s nízkým obsahem kyslíku a vylepšováním vozidel. Snižování těkavosti paliva je nejúčinnějším opatřením na snížení emisí VOC ze silničních vozidel, která jsou již v provozu.
- 11. Technologie, které využívají katalyzátory vyžadují použití bezolovnatých paliv. Bezolovnatý benzín by měl být tudíž všeobecně dostupný.
- 12. Přestože opatření na snížení emisí VOC a dalších látek pomocí řízení městské a dálkové dopravy nejsou v této příloze rozpracovány, jsou dalším velmi účinným přístupem ke snížení emisí VOC. Klíčová opatření zaměřená na řízení dopravy mají za cíl přinést zlepšení pomocí taktických, strukturálních, finančních a restriktivních prvků.
- 13. Emise VOC z nekontrolovaných motorových vozidel obsahují významné množství toxických látek, z nichž některé jsou karcinogenní. Technologie na snížení emisí VOC z výfuků, odpařování, čerpání paliva a klikových skříní snižují emise těchto toxických látek ve stejné míře, v jaké je dosaženo snížení emisí VOC. Množství emisí toxických látek může být také sníženo změnou určitých parametrů paliva (např. snížení obsahu benzenu v benzinu).
III. III. OPATŘENÍ NA SNIŽOVÁNÍ VÝFUKOVÝCH EMISÍ
(a) osobní automobily poháněné benzínem a lehké nákladní automobily
- 14. Hlavní technologie na snížení emisí VOC jsou uvedeny v tabulce 1.
- 15. Základ pro porovnávání v tabulce 1 je technologická možnost B, představující nekatalytické technologie, vyvinuté na základě požadavků Spojených států pro období 1973/1974 nebo na základě nařízení EHK 15/04 podle Dohody o přijetí jednotných podmínek schvalování a vzájemného uznávání schválení pro vybavení a součásti motorových vozidel Tabulka také představuje dosažitelné úrovně emisí pro otevřené a řízené katalyzátory a jejich finanční náklady.
- 16. „Nekontrolovaná“ úroveň (A) v tabulce 1 odpovídá situaci z roku 1970 v oblasti EHK, nicméně může stále převládat v některých oblastech.
- 17. Úroveň emisí v tabulce 1 představuje emise měřené při použití postupů standardních testů. Emise z vozidel v provozu se mohou významně lišit v důsledku faktorů jako např. okolní teploty, provozních podmínek, vlastnosti paliva a údržba. Nicméně potenciál snížení uváděný v tabulce 1 se považuje za reprezentativní pro snížení dosažitelné v provozu.
- 18. Současná nejlepší dostupná technologie je uvedena v možnosti D. Tato technologie dosahuje značného snížení emisí VOC, CO a NOx.
- 19. Na základě programů snižování emisí VOC (např. v Kanadě a v USA) je vyvíjen moderní uzavřený zpětný trojcestný katalyzátor (možnost E). Toto zlepšování se zaměří na intenzivnější snižování v rámci řízení chodu motoru, vylepšené katalyzátory, palubní diagnostiku (OBD) a další. Tyto systémy se stanou nejlepší dostupnou technologií v polovině 90. let.
- 20. Zvláštní kategorií jsou dvoudobé motory, které se používají v některých částech Evropy. Tyto automobily mají v současnosti velmi vysoké emise VOC. Emise uhlovodíků z dvoudobých motorů jsou obvykle mezi 45 a 75 g během testu podle evropského jízdního cyklu. Nyní jsou na cestě snahy upravit tento typ motoru a zavést u něj katalyzátory. Je potřeba získat data o snížení potenciálu a o trvanlivosti těchto řešení. Navíc jiný typ dvoudobých motorů, který je v současnosti vyvíjen, vykazuje potenciál nižších emisí.
TABULKA 1
TECHNOLOGIE NA SNÍŽOVÁNÍ EMISÍ Z VÝFUKŮ PRO OSOBNÍ A LEHKÉ NÁKLADNÍ AUTOMOBILY POHANĚNÉ BENZINEM
III. TABULKA 1 TECHNOLOGIE NA SNÍŽOVÁNÍ EMISÍ Z VÝFUKŮ PRO OSOBNÍ A LEHKÉ NÁKLADNÍ AUTOMOBILY POHANĚNÉ BENZINEM Technologické možnosti Emisní úroveň
(relativní emise v %)Náklady*
(USD)4-dobý 2-dobý A. Bez opatření 400 900 - B. Změny motoru
(návrh motoru, systém zplyňování a zapalování, vstřikování vzduchu)100
(1,8 g/km)- ** C. Otevřené zpětné katalyzátory 50 - 150-200 D. Trojcestné řízené katalyzátory 10-30 - 250-450*** E. Moderní uzavřené zpětné trojcestné katalyzátory 6 - 350-600*** - * Dodatečné výrobní náklady na jedno vozidlo, poměrně k možnosti B
- ** Náklady na změnu motoru z možnosti A na B jsou odhadovány na 40-100 US$
- *** U technologických možností D a E jsou také kromě snížení emisí VOC významně sníženy i emise CO a NOx. Technologické možnosti B a C mohou mít za následek také částečné snížení emisí CO a /nebo NOx.
(b) Dieselové osobní a nákladní automobily
- 21. Dieselové osobní automobily a lehké nákladní automobily mají velmi nízké emise VOC, obecně nižší než osobní automobily na benzin s uzavřeným zpětným katalyzátorem. Nicméně mají vyšší emise prachových částic a NOx.
- 22. V současnosti nemá žádná země EHK přísný program snižování výfukových emisí VOC pro těžké dieselové nákladní automobily z důvodu jejich nízkých hodnot emisí. Nicméně mnoho zemí má programy snižování emisí částic z dieselových motorů a technologie na snižování emisí částic (např. zlepšování spalovacích komor a systémů vstřikování), které součastně snižují také emise VOC.
- 23. V důsledku programu snižování emisí částic se předpokládá snížení emisí VOC z těžkých dieselových nákladních automobilů o dvě třetiny.
- 24. Sloučeniny VOC emitované z dieselových motorů se liší od sloučenin VOC emitovaných z benzinových motorů.
(c) Motocykly a mopedy
- 25. Programy snižování emisí VOC z motocyklů jsou shrnuty v tabulce 2. Požadavky současných nařízení EHK (R.40) mohou být splněny bez použití snižujících technologií. Připravované normy v Rakousku a Švýcarsku mohou vyžadovat zvláště pro dvoudobé motory oxidační katalyzátory.
- 26. Pro mopedy s dvoudobým motorem je se zavedením oxidačního katalyzátoru dosažitelné snížení o 90 %, při doplňkových nákladech 30-50 USD. V Rakousku a Švýcarsku již normy vyžadují tuto technologii.
TABULKA 2
TECHNOLOGIE NA SNÍŽENÍ VÝFUKOVÝCH EMISÍ U MOTOCYKLŮ
III. TABULKA 1 TECHNOLOGIE NA SNÍŽOVÁNÍ EMISÍ Z VÝFUKŮ PRO OSOBNÍ A LEHKÉ NÁKLADNÍ AUTOMOBILY POHANĚNÉ BENZINEM TABULKA 2 TECHNOLOGIE NA SNÍŽENÍ VÝFUKOVÝCH EMISÍ U MOTOCYKLŮ Technologické možnosti Emisní úroveň (relativní emise v %) Náklady* 4-dobý 2-dobý A Bez opatření ke snížení VOC 400
(9,6 g/km)100
(2 g/km)B Nejlepší bez katalyzátoru 200 60 - C Oxidační katalyzátor, sekundární vzduch 30-50 20 50 D Trojcestný řízený katalyzátor není vhodné 10** 350 - *odhady dodatečných výrobních nákladů na vozidlo
- ** alternativa podle očekávání dostupná do r. 1991 pro několik specifických typů motocyklů (jejich prototypy již byly zkonstruovány a testovány).
IV. IV. OPATŘENÍ NA SNÍŽENÍ EMISÍ ODPAREM A PŘI ČERPÁNÍ PALIVA
- 27. Emise odparem jsou tvořeny výparem paliva z motoru a z palivového systému. Lze je rozdělit takto:
(a) emise během dne, které vznikají „dýcháním“ palivové nádrže, jako důsledek zahřívání a ochlazování během dne;
(b) horké emise z tepla motoru po jeho vypnutí;
(c) provozní ztráty z palivového systému zatímco je vozidlo v provozu a
(d) zbytkové ztráty z netěsných kanystrů (kde jsou používány) a z některých palivových systémů z umělé hmoty, přes které benzin pomalu proniká skrz materiál.
- 28. Na snížení emisí odparem z vozidel poháněných benzínem se obvykle používá nádrž s aktivním uhlím s propojovacím příslušenstvím a vytěsňovací systém, který umoňuje zachycené emise VOC spálit za definovaných podmínek v motoru.
- 29. Zkušenosti s existujícími programy snižování emisí odparem ze Spojených států ukazují, že systémy na snížení emisí odparem nezabezpečily požadované úrovně, zejména během dní se zvýšenou tendencí k tvorbě ozonu. Toto je částečně důsledkem skutečnosti, že používaný benzín má mnohem vyšší těkavost než certifikovaný benzín používaný při testech. Neadekvátní technika na snižování emisí je tedy důsledkem neadekvátní testovací procedury. Program snižování emisí odparem ve Spojených státech zdůrazňuje potřebu snížení těkavosti paliv, která jsou používaná v letním období, a nutnost zlepšit postupy testů, které podpoří moderní systémy na snižování emisí odparem, jež by umožnily v praxi snižování všech čtyř typů emisních zdrojů uvedených v odstavci 27. V zemích s vysokou_těkavostí benzinu je nejúčinnější opatření, jak snížit emise VOC, snížit tuto těkavost.
- 30. Pro účinné snižování emisí odparem je třeba uvažovat:
(a) snížení těkavosti benzínu s ohledem na klimatické podmínky a
(b) vhodný testovací postup.
- 31. Seznam technických alternativ omezujících emise, potenciál snížení emisí a odhady nákladů jsou uvedeny v tabulce 3. V současné době nejlepší dostupnou technologii představuje možnost B. Alternativa C se brzo stane nejlepší dostupnou technologií a bude představovat výrazné zlepšení oproti možnosti B.
- 32. Ekonomické přínosy z ušetřeného paliva spojené se snížením emisí odparem jsou odhadovány na méně než 2 %. Tento zisk plyne z vyšší energetické hustoty, nižšího Reidova tlaku par paliva (RVP) a spalováním zachycených par na místo jejich vypouštění.
- 33. V principu emise, které se uvolní během čerpání paliva, mohou být zachyceny pomocí systémů instalovaných na benzinových stanicích (Stupeň II) nebo pomocí systémů na palubě vozidla. Regulace na benzinových stanicích jsou již dobře zavedené technologie, zatímco palubní systémy byly představeny pouze u několika prototypů. Otázka bezpečnosti palubního systému pro rekuperaci par je v současnosti studována. Pro zajištění bezpečnosti bude pravděpodobně vhodné vypracovat bezpečnostní normy pro palubní rekuperační systémy. Stupeň kontroly II může být zaveden rychleji, neboť benzinové stanice mohou být těmito systémy vybaveny. Přínosem stupně II je, že může být používán u všech vozidel, zatímco palubní systémy pouze u nových vozidel.
- 34. Přestože emise odparem z motocyklů a mopedů nejsou v současnosti regulovány na území EHK, mohou být zavedeny stejné obecné technologie snižování emisí jako u benzínem poháněných automobilů.
TABULKA 3
OPATŘENÍ KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ ODPAREM A POTENCIÁL SNÍŽENÍ PRO
OSOBNÍ LEHKÉ NÁKLADNÍ AUTOMOBILY POHÁNĚNÉ BENZINEM
IV. TABULKA 3 OPATŘENÍ KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ ODPAREM A POTENCIÁL SNÍŽENÍ PRO OSOBNÍ LEHKÉ NÁKLADNÍ AUTOMOBILY POHÁNĚNÉ BENZINEM Technologické možnosti potenciál snížení VOC (%)1 Náklady (US$)2 A Malý zásobník, mírné RVP limity3, US testovací procedura 80. léta < 80 20 B Malý zásobník,přísné RVP limity,4 US testovací procedura 80. léta 80-95 20 C Pokročilá kontrola výparů, přísné RVP limity4, US testovací procedura 80. léta > 95 33 - 1 Vzhledem k nekontrolované situaci.
- 2 Odhad dodatečných výrobních nákladů_na vozidlo, v USD.
- 3 Reidův tlak par
- 4 Založeno na datech ze Spojených států za předpokladu RVP limit 62 kPa během horkého období při cenách 0,0038 USD na litr. Pokud uvažujeme příslušnou úsporu, opravené náklady činí pouze 0,0012 US$ na litr.
- 5 Testovací postup ze Spojených států pro období 90. let bude navržen k zajištění účinnější kontroly několika denních emisí, ztrát během provozu a během provozu za vyšších teplot, horkých emisí po dlouhém provozu a zbytkových ztrát.