Чорні клуби диму, що вириваються з вихлопних труб дизельних автомобілів, раніше були достатньою причиною, щоб затамувати дихання. Десятиліттями наратив був простим: дизелі брудні. Вони витрачають паливо економічніше, але викидають коктейль токсинів, що залишає неприємний присмак у повітрі – і буквально у наших легенях. Але ж історія змінюється. Нове міжнародне дослідження, опубліковане в журналі Scientific Reports, передбачає, що сучасні дизельні автомобілі можуть бути чистішими за свої бензинові аналоги з точки зору конкретних забруднювачів повітря.
Команда дослідників зосередилася на вихлопних газах легкових автомобілів, приділивши особливу увагу твердим вуглецевим частинкам (ТЧ). Йдеться не просто про видимий пил. Ми говоримо про тверді речовини, що вдихаються, і рідкі краплі, деякі з яких у 30 разів менше людського волосся. Ці частинки утворюються, коли органічні сполуки реагують з газами, такими як оксиди азоту (NOx) та оксиди сірки (SOx) в атмосфері.
Розуміння вуглецевмісних твердих частинок
Не всі ТЧ однакові. У дослідженні підкреслюється углеродсодержащая ТЧ – токсична суміш сажі, первинних органічних аерозолів (ПОА) та вторинних органічних аерозолів (ВООА). Більшість викидів від легкових автомобілів потрапляє до категорії ВООА. Високий рівень ВООА вкрай шкідливий здоров’ю людини, представляючи значний ризик дихальної системи.
Нормативні вимоги посилювалися з роками. Агентство з охорони навколишнього середовища США (EPA) вже давно вимагає тестування викидів транспортних засобів та палива, щоб тримати ці рівні під контролем. Проте правозастосування має складну історію.
Пробудження від Volkswagen
Пам’ятаєте 2015? Це був важкий рік для репутації дизельних двигунів. Мільйони власників Volkswagen виявили, що їхні дизельні двигуни викидають NOx у 40 разів більше за встановлену законом межу. NOx сприяє утворенню смогу, кислотних дощів та приземного озону. Це стало величезним ударом по репутації дизельних двигунів.
Історично дизельні двигуни виконували свою частину зобов’язань щодо викидів вуглекислого газу (CO2), зазвичай випереджаючи бензинові двигуни в цьому показнику. Однак вони були відомі викидами вищих рівнів NOx та дрібних твердих частинок. Старі дизелі, які не оснащені сучасними технологіями фільтрації, залишаються спірним питанням в екологічних дебатах.
Лабораторний тест: холодний пуск та фільтри
Нове дослідження спробувало розібратися у ситуації за допомогою суворого лабораторного тесту. Дослідники не покладалися лише на стандартні перевірки на ходу. Вони збирали зразки сирих вихлопних газів і розбавлених проб в реальному часі в контрольованих умовах: -7°C (19°F) і 22°C (72°F).
Результати були різкими. Сучасні дизельні автомобілі, оснащені сажовими фільтрами, перевершили бензинові автомобілі в зниженні вмісту вуглецевмісних ТЧ. Бензинові автомобілі викидали значно більше цих токсичних аерозолів.
«Бензинові автомобілі викидали в середньому в 10 разів більше вуглецевих аерозолів при 22 °C і в 62 рази більше при -7 °C в порівнянні з дизельними автомобілями», – повідомили дослідники.
Чому така велика різниця при низькій температурі? Вся річ у холодному пуску. Коли ви заводите бензиновий двигун у морозну погоду, каталізатор ще не досягнув робочої температури. Ефективність згоряння знижується, і вуглеводні, що не згоріли, викидаються у вигляді твердих частинок. Дизельні двигуни, які часто розраховані на більш високий ступінь стиснення та інші цикли згоряння, краще справлялися з холодним пуском у цьому конкретному показнику.
Компроміс з NOx
Проте є нюанс. Хоча дизельні автомобілі виграли війну з твердими частинками у лабораторії, вони програли битву за NOx. Команда виявила, що дизельні двигуни викидали в 10 разів більше NOx, ніж бензинові автомобілі за обох температур.
Це створює складну картину. Чи забруднюють дизелі менше? Це залежить від того, як ви визначаєте забруднення. Якщо вас турбують ВООА та дрібні тверді частинки, сучасні дизелі з фільтрами є переможцями. Якщо ви зосереджені на NOx і змогу, що утворюється з нього, бензинові автомобілі лідирують в цьому конкретному тесті.
Реальні застереження
Лабораторні дані є чистими. Реальна їзда брудна. Дослідження визнає, що стандартні цикли керування не завжди відображають фактичне використання. На довших заміських поїздках викиди дизельних двигунів можуть зростати. Їзда на високій швидкості вносить змінні, які не тестувала лабораторія.
Крім того, самі фільтри сажі не є чарівним засобом. Вони можуть виробляти діоксид азоту, відомий подразник дихальних шляхів. Таким чином, хоча фільтр уловлює сажу, він може сприяти виникненню інших хімічних проблем у повітрі.
Вердикт: Все складно
Дебати про те, який двигун екологічніший, не вщухають. Міжнародна рада з чистого транспорту (ICCT) відзначила, що у 2015 році викиди оксиду азоту від дизельних автомобілів були пов’язані зі 107 600 передчасними смертями по всьому світу. Це найважча ціна.
З іншого боку, нормативні межі розвиваються. Стандарти EPA Tier 3, запроваджені в період з 2017 по 2025 рік у США та Канаді, спрямовані на різке скорочення як викидів з вихлопної труби, так і викидів. Очікується, що ці стандарти призведуть до реальних викидів NOx до їх найменших значень за всю історію.
До того часу повітря залишається змішаним. Ви можете купити дизель і дихати легше від сажі, або купити бензиновий автомобіль та сподіватися, що каталізатор швидко прогріється. Хімія однакова в обох випадках, але результат змінюється залежно від двигуна, погоди та дороги.
У 2016 році загальні викиди діоксиду вуглецю в США від авіації та згоряння автомобільного бензину досягли приблизно 1,147 мільярда метричних тонн. Це становить близько 22 відсотків усіх викидів CO2, пов’язаних з енергетикою у США.
Цифри не брешуть. Вибір двигуна, який ви робите сьогодні, – це лише одна змінна у величезному рівнянні, що триває.
