2018-11-01

Utsläpp från fordon: betydelse och övervakning

Vägtrafik är en viktig bidragande orsak till luftföroreningar i många delar av världen idag. Genom åren har olika lagstiftningsinsatser gjorts för att minska förorenande utsläpp, både på nationell och internationell nivå. Ett av de senaste stegen som tagits är att införa gränsvärden för utsläpp vid körning i verklig trafik, även kallat Real Driving Emissions, RDE. Följaktligen måste sådana avgaser kunna mätas med utrustning i fordonet.

När fordonsutsläpp först kom i fokus lades de flesta ansträngningarna på att förbättra bränsleekonomin och därmed minska koldioxidutsläppen samt minska nivåerna av kolmonoxid (CO), kväveoxider (NO_X) och oförbrända kolväten (HC), de senare ibland uttryckta som totala kolväten (THC) eller icke-metankolväten (NMHC). Lösningen blev att införa avgasåterföring (EGR) i kombination med trevägskatalysatorer. Detta har varit standard i fordon i de flesta delar av världen sedan 1980- eller 1990-talet. Senare infördes också bestämmelser som ledde till ytterligare minskningar av utsläppen av NO_X och partiklar (PM) med hjälp av filter och NO_X-fällor, och på senare tid (när det gäller NO_X) katalytiska omvandlare (SCR) baserade på ureainsprutning ("AdBlue"). Dessa ytterligare metoder för att minska föroreningarna har införts i stor skala i fordon under det senaste decenniet.

Utsläppsgränser har dock litet värde om det inte också anges under vilka förhållanden de ska uppfyllas. Till en början utformade lagstiftarna därför också exakt reglerade simuleringar av körmönster som skulle utföras i laboratorier. Ett exempel på detta var "New European Driving Cycle" (NEDC) för personbilar som först infördes på 1980-talet. Men i takt med att utsläppsgränserna under årens lopp blev allt svårare att uppfylla, blev det uppenbart att vissa biltillverkare optimerade reningsmetoderna för laboratorietesterna snarare än för verkliga körförhållanden. Som en följd av detta ökade ofta föroreningsnivåerna av framför allt NO_X och PM i stadsmiljöer. En del av detta berodde på en allmän ökning av antalet fordon men det var också tydligt att de enskilda fordonen, även de nya, släppte ut föroreningar långt över de gränsvärden som uppfylldes vid testerna.

För att komma till rätta med skillnaderna mellan tester och verklig körning utformades en ny testcykel kallad WLTP (Worldwide harmonised Light vehicle Test Procedure) under 2000-talet, och den kompletterades med en standard för att mäta utsläpp under verkliga körförhållanden (RDE-standarden) 2011. Standarderna har förfinats och förtydligats ytterligare under de följande åren. Inom EU är från och med 2017 alla nya typgodkännanden av lätta fordon för förorenande utsläpp villkorade av överensstämmelse med utsläppsgränser som erhållits enligt WLTP- och RDE-körstandarderna.

Minskade utsläpp av luftföroreningar från fordon uppnås därför både genom sänkta utsläppsgränser och genom mer krävande testcykler som WLTP- och RDE-standarderna där gränserna anges. I EU sänktes till exempel utsläppsgränserna genom att Euro 5 ersattes med Euro 6-standarden 2014. Ursprungligen skulle Euro 6-normen uppfyllas enligt NEDC-testförfarandet, men den skärptes ytterligare 2017 genom införandet av WLTP- och RDE-normerna. Att uppfylla de nuvarande gränsvärdena med WLTP- och RDE-standarderna kallas "Euro 6d temp". "Temp" beror på att RDE-delen av testerna för närvarande har ett högre gränsvärde än WLTP-delen. RDE-gränsen kommer att sänkas 2020. Fordon som uppfyller denna lägre gräns kommer att sägas överensstämma med "Euro 6d".

Att mäta utsläpp under verklig körning är en större utmaning än att göra det i ett laboratorium. Mätutrustningen måste vara robust, lätt och kompakt nog att få plats i eller på fordonet, energiförbrukningen måste vara så låg att utrustningen kan vara självförsörjande under flera timmars testning, den måste vara snabb och enkel att montera och demontera och den måste vara säker och enkel att använda. OPSIS har utnyttjat sina decennier av erfarenhet från statisk emissionsövervakning inom industrin för att utveckla ett portabelt emissionsövervakningssystem (PEMS) för fordon som uppfyller dessa krav. Systemet är baserat på beprövade komponenter som används i industriella miljöer. Systemet, som kallas RD100, uppfyller övervakningsbehoven för Real Driving Emissions-tester.