Έρευνα για τους ρύπους από τα ελαστικά οχημάτων κλείνει το μάτι σε νέες Euro προδιαγραφές

Καθαρίζοντας τους κινητήρες ήρθε η όρεξη και για "επιδόρπιο"
Από το

motomag

9/6/2022
Η βρετανική εταιρεία Emissions Analytics, που θεωρείται κορυφαία στον κόσμο σε επιστημονικές μετρήσεις ρύπων, δημοσίευσε τα αποτελέσματα έρευνας στην οποία τα αιωρούμενα μικροσωματίδια που προέρχονται από τη φθορά των ελαστικών οχημάτων, αποδεικνύονται 1.850 φορές πιο επικίνδυνα από τους ρύπους κινητήρων.
 
Σε ανάλογη έρευνα του 2020, η ίδια εταιρεία είχε διαπιστώσει πως οι ρύποι από τη φθορά των ελαστικών οχημάτων (σσ. Οι έρευνες αφορούν σε αυτοκίνητα και όχι σε μοτοσυκλέτες) ήταν 1.000 φορές χειρότεροι από τους ρύπους των εξατμίσεων.
 
Η παραπάνω έρευνα είχε προκαλέσει αρκετές αντιδράσεις, ειδικά από τις εταιρείες ηλεκτρικών αυτοκινήτων, τα οποία λόγω του μεγάλου βάρους τους (βλ. μπαταρίες) φθείρουν ταχύτερα τα ελαστικά, μειώνοντας έτσι το «πράσινο» αποτύπωμα των εν λόγω οχημάτων.
 
Έκτοτε, η Emissions Analytics συνέχισε να αναλύει τους ρύπους των ελαστικών, σε ακόμα μεγαλύτερη έκταση, με λεπτομερείς χημικές αναλύσεις σε εκατοντάδες νέα ελαστικά, και με τη συνεργασία του National Physical Laboratory της Βρετανίας.
 
Το τελικό συμπέρασμα της νέας έρευνας της εταιρείας για το 2022 είναι πως οι ρύποι από τη φθορά ελαστικών οχημάτων είναι ακόμα μεγαλύτεροι από ότι είχε δείξει η προηγούμενη έρευνα, με μάζα 1.850 φορές μεγαλύτερη από ότι η μάζα των ρύπων από τους κινητήρες.
 
Όπως βέβαια επισημαίνει και η Emissions Analytics το παραπάνω αποτέλεσμα θα πρέπει να διαβαστεί με προσοχή, και να αποφευχθούν τα βιαστικά συμπεράσματα.
 
Ο Nick Molden της Emissions Analytics αναφέρει πως: «οι εξατμίσεις είναι τόσο καθαρές πια, που αν ξεκινούσαμε να μετράμε από το μηδέν, ίσως να μην χρειαζόταν καν νέα νομοθεσία για ελέγξεις τους ρύπους τους».
 
Η έρευνα καταδεικνύει πως οι ρύποι των ελαστικών είναι πολύ χαμηλότεροι σε νέα αυτοκίνητα, ενώ αυξάνονται ανάλογα τη μάζα του οχήματος και την επιθετικότητα της οδήγησης.
 
Οι ρύποι από τους κινητήρες συνεχώς μειώνονται, καθώς οι καταλύτες γίνονται ολοένα και πιο αποδοτικοί, και με τα αυτοκίνητα να προετοιμάζονται στην Ε.Ε. για τις επερχόμενες Euro 7 προδιαγραφές, αυτοί αναμένονται να μειωθούν ακόμα περισσότερο.
 
Αντίθετα, λόγω της αυξανόμενης δημοτικότητας στα βαρύτερα ηλεκτρικά οχήματα, οι ρύποι από τα ελαστικά συνεχώς αυξάνονται.
 
Για τη μέτρηση των ρύπων, η Emissions Analytics χρησιμοποίησε ζυγαριές υψηλής ακρίβειας για να ζυγίσει και τους 4 τροχούς -ελαστικά και ζάντες- μετά την τοποθέτηση νέων ελαστικών, και κατόπιν όταν τα ελαστικά είχαν διανύσει τουλάχιστον 1.600 χλμ. σε πραγματικές συνθήκες στον δρόμο φορεμένα σε μια Mercedes C-Class.
 
Η παραπάνω μέθοδος συνδυάστηκε με ένα σύστημα συλλογής δειγμάτων που βρισκόταν σε ένα σταθερό σημείο ακριβώς πίσω από κάθε ελαστικό, και κατεύθυνε τα δείγματα σε έναν αναλυτή πραγματικού χρόνου που μετρούσε το μέγεθος της διασποράς των σωματιδίων ελαστικού σε μάζα και αριθμό. Συνήθως, τα σωματίδια είχαν μέγεθος μεταξύ 10 μικρομέτρων και 6 νανομέτρων.
 
Ο παραπάνω συνδυασμός επέτρεψε στην εταιρεία να υπολογίσει τόσο τη διαφορά σε μάζα μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου σταδίου, αλλά και την αναλογία των σωματιδίων που ήταν πιθανό να παραμείνουν αιωρούμενα στον αέρα.
 
Όσον αφορά στους ρύπους των εξατμίσεων, κι αυτοί μετρήθηκαν σε πραγματικές συνθήκες με βενζινοκίνητα αυτοκίνητα.
 
Μια σημαντική διαφορά μεταξύ των σωματιδίων από τους ρύπους ελαστικών και εξατμίσεων είναι πως η μεγαλύτερη ποσότητα από τα πρώτα καταλήγει στο έδαφος και στο νερό, ενώ η μεγαλύτερη ποσότητα από τα δεύτερα αιωρείται στον αέρα για κάποια περίοδο, επηρεάζοντας έτσι αρνητικά την ποιότητα του.
 
Το συμπέρασμα αυτό υποστηρίζεται από τα αποτελέσματα της Emissions Analytics, που αποκαλύπτουν πως το 11% των ρύπων από τα ελαστικά είναι μικρότερο από 2.5 μικρόμετρα σε διάμετρο, το όριο (PM2.5) που καθορίζει την σκόνη μικροσωματιδίων που μπορεί να αιωρηθεί. Κατά συνέπεια, οι ρύποι των ελαστικών είναι πιθανότερο να κυμαίνονται στα 8 mg/km, που παρόλα αυτά συνεχίζει να είναι 400 φορές υψηλότερη τιμή από εκείνη των ρύπων των εξατμίσεων.
 
Το πόσο επικίνδυνα μπορεί να είναι τα μικροσωματίδια που προέρχονται από τα ελαστικά αυτοκινήτων εξαρτάται από το πόσο τοξικά είναι. Τα ελαστικά των αυτοκινήτων βασίζονται πλέον σε συνθετική γόμα που προέρχεται από πετρέλαιο, παρά από φυσικό καουτσούκ, μαζί με διάφορα πρόσθετα. Η χημική ανάλυση της Emissions Analytics, έδειξε εκατοντάδες διαφορετικά μείγματα σε κάθε ελαστικό, με ένα σημαντικό ποσοστό να είναι αρωματικοί υδρογονάνθρακες, κάποιοι εκ των οποίων είναι αποδεδειγμένα καρκινογόνοι.
 
Στην έρευνα αποδείχτηκε πως τα λιγότερο τοξικά ελαστικά είναι κατά το ένα τρίτο λιγότερο τοξικά από τα χειρότερα -κάτι που θα αποτελέσει το θέμα μελλοντικής ανακοίνωσης. Έτσι, τα ελαστικά δεν διαφέρουν μόνο στον δείκτη φθοράς αλλά και στην χημική σύσταση και στην τοξικότητα. Το εύρημα αυτό θα μπορούσε να μας δείξει τον δρόμο για να μειώσουμε τη φθορά και την τοξικότητα των ελαστικών μέσω κινήτρων και προδιαγραφών.
 
Η Emmisions Analytics ανακοίνωσε πως θα δημοσιεύσει άμεσα τη χημική σύσταση και την τοξικότητα για εκατοντάδες διαφορετικά ελαστικά, σε μια συνδρομητική βάση.
 
Η εταιρεία αναφέρει πως στόχος της είναι να ρίξει φως σε έναν τομέα στον οποίο δεν έχει γίνει η απαραίτητη έρευνα, ενώ τώρα έχει προσελκύσει τα φώτα της δημοσιότητας, λόγω της αυξανόμενης δημοτικότητας των βαρύτερων ηλεκτρικών αυτοκινήτων και των ολοένα και πιο καθαρών κινητήρων.
 
«Δεν θέλουμε να κόψουμε την οδήγηση στους οδηγούς, ή να εφεύρουμε εντελώς νέα ελαστικά. Αν όμως αποκλείσουμε τα χειρότερα ελαστικά, ή αν τα φέρουμε στα επίπεδα των καλύτερων, θα κάνουμε μεγάλη διαφορά.» 
 
Όπως φαίνεται, η έρευνα της Emmisions Analytics «στρώνει το χαλί» στην υιοθέτηση Euro προδιαγραφών ρύπων και για τα ελαστικά οχημάτων, και αναμένουμε με ενδιαφέρον τη συνέχεια.
 
Θα υιοθετήσει η Ευρωπαϊκή Επιτροπή τα αποτελέσματα της έρευνας; Θα δούμε τα ελαστικά να αποκτούν Euro προδιαγραφές τοξικότητας και φθοράς; Και τι θα σημάνει αυτό για το περιβάλλον, αλλά και για την τσέπη του καταναλωτικού κοινού;

Πατέντα Kawasaki για τροφοδοσία με υγροποιημένο υδρογόνο - Ο πεντακύλινδρος κινητήρας του H2 HySE

Οι Ιάπωνες επιμένουν πως το υδρογόνο είναι προτιμότερη λύση από τις μπαταρίες
kawasaki h2 hyse
Από τον

Σπύρο Τσαντήλα

27/4/2026

Σε ένα από τα ισχυρότερα αναχώματα στην προτεινόμενη λαίλαπα της βεβιασμένης Ηλεκτροκίνησης εξελίσσεται η χρήση υδρογόνου ως καύσιμο στους κινητήρες εσωτερικής καύσης και οι Ιάπωνες πρωτοπορούν στο θέμα αυτό, έχοντας στήσει εδώ και μερικά χρόνια την κοινοπραξία HySE με συμμετοχή των περισσότερων κατασκευαστών μοτοσυκλετών και αυτοκινήτων της χώρας.

Η Kawasaki είναι μια από τις πιο δραστήριες εταιρείες στον τομέα αυτόν, όσον αφορά στη Μοτοσυκλέτα τουλάχιστον, έχοντας ήδη παρουσιάσει το λειτουργικό πρωτότυπο H2 HySE που έκανε γύρους επίδειξης στις πίστες των Le Mans και Suzuka στα περιθώρια των αγώνων Endurance σε Γαλλία και Ιαπωνία πέρυσι.

kawasaki-h2-hyse

Αυτό το φουτουριστικό πρωτότυπο ωστόσο επιδεικνύει με μια ματιά το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζει η τεχνολογία υδρογόνου: την αποθήκευσή του. Οι γιγάντιες βαλίτσες του H2 HySE είναι απαραίτητες για να φιλοξενήσουν κάμποσα κάνιστρα υδρογόνου υπό πολύ υψηλή πίεση μα, ακόμη κι έτσι, η αυτονομία της μοτοσυκλέτας αυτής φέρεται να είναι ακόμη μη ανταγωνιστική συγκριτικά με μιας βενζινοκίνητης.

Η χρήση αερίου υδρογόνου έχει τα προβλήματά της, γι’ αυτό στο Akashi εξετάζουν ως λύση το υγροποιημένο υδρογόνο, καθώς έτσι θα μπορεί να χωρέσει περισσότερο στη μοτοσυκλέτα. Αυτό ακριβώς είναι και το αντικείμενο της πιο πρόσφατης ευρεσιτεχνίας που κατοχύρωσε η Kawasaki στην Ιαπωνία.

kawasaki-h2-hyse
Η ευρεσιτεχνία της Kawasaki μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορους τύπους κινητήρων, όπως λ.χ. σε έναν V8 που θα μοιάζει με V10

Στο σχέδιο βλέπουμε έναν κινητήρα που μοιάζει πεντακύλινδρος σε σειρά, ωστόσο στην πραγματικότητα είναι τετρακύλινδρος – ως ήταν εξαρχής ο κινητήρας του H2 HySE με τον υπερσυμπιεστή. Μόνο που ο ακριανός κύλινδρος στη δεξιά πλευρά του κινητήρα δεν λειτουργεί όπως οι υπόλοιποι τέσσερεις και αντί να ωθεί τον στρόφαλο, παίρνει κίνηση απ’ αυτόν για να αντλήσει καύσιμο.

Εξηγούμαι αναλυτικότερα, γιατί τα νούμερα που συνοδεύουν την πατέντα της Kawasaki έχουν ιδιαίτερο τεχνικό ενδιαφέρον.

Στα χαρτιά, το υδρογόνο έχει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα από τη βενζίνη ανά μονάδα μάζας. Αυτό σημαίνει πως ένα κιλό υδρογόνου έχει περίπου τριπλάσια αποθηκευμένη ενέργεια από ένα κιλό βενζίνης. Αν όμως μιλήσουμε για ενέργεια ανά μονάδα όγκου, τότε η κατάσταση αντιστρέφεται ραγδαία, καθώς στον ίδιο όγκο η (υγρή) βενζίνη έχει ασύγκριτα περισσότερη ενέργεια από το (αέριο) υδρογόνο. Ενδεικτικά, αναφέρει πως ακόμη κι αν συμπιέσουμε το υδρογόνο στα 700 bar (πάνω από 10.000 psi), στο ίδιο όγκο η βενζίνη έχει εξαπλάσια ενέργεια αποθηκευμένη.

kawasaki-h2-hyse

Και το πρόβλημα στη μοτοσυκλέτα είναι πως ο δεσμευτικός παράγοντας δεν είναι τόσο το βάρος, όσο ο διαθέσιμος χώρος για αποθήκευση του υδρογόνου, δηλαδή ο όγκος.

Η ιδέα της Kawasaki είναι προφανέστατη: το υγροποιημένο υδρογόνο απαιτεί πολύ μικρότερο όγκο για την αποθήκευσή του, άρα θα μπορούμε να φορτώσουμε μεγαλύτερη ποσότητα στη μοτοσυκλέτα χωρίς να απαιτεί βαλίτσες σε μέγεθος μικρής καλύβας. Μόνο που δεν είναι τόσο απλό το θέμα.

Το υγροποιημένο υδρογόνο έχει τα δικά του προβλήματα. Πρώτον, πρέπει να διατηρείται σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία για να μην εξαερωθεί, άρα το δοχείο αποθήκευσής του θα πρέπει να είναι άριστα μονωμένο για να διατηρεί το υδρογόνο σε υγρή φάση.

​ kawasaki h2 hyse
Στο σχέδιο της Kawasaki το υγρό υδρογόνο ψεκάζεται μέσω δύο μπεκ τόσο απευθείας στον θάλαμο καύσης (29) όσο και στην εισαγωγή του αέρα (28)

Μετά προκύπτει ένα θέμα με την πίεση που δεν θα έχουμε πλέον στο δοχείο του. Στα 700 και 1000 bar, μόλις ανοίξει δίοδος στο κύκλωμα τροφοδοσίας το αέριο θα εκτοξευτεί με μεγάλη πίεση. Δεν θα συμβεί το ίδιο με το υγρό όμως, οπότε τώρα χρειαζόμαστε τρόμπες για να δημιουργήσουν την απαιτούμενη πίεση στη γραμμή τροφοδοσίας.

Η προτεινόμενη λύση της Kawasaki στο θέμα είναι ένα δίδυμο από αντλίες, μια παραδοσιακή σαν αυτή που έχουν οι περισσότεροι κινητήρες της αγοράς ήδη για τη βενζίνη και μια δεύτερη την οποία στα σχέδια των Ιαπώνων υποδύεται το πέμπτο πιστόνι στον τετρακύλινδρο κινητήρα. Η Kawasaki λέει πως αυτός ο έξτρα κύλινδρος μπορεί να δημιουργήσει πίεση τουλάχιστον 1500 psi για να οδηγήσει το υγρό υδρογόνο στον θάλαμο καύσης.

Τα παραπάνω προφανώς και δεν λύνουν όλα τα ζητήματα της Υδρογονοκίνησης, αλλά αν μη τι άλλο δείχνουν πως οι Ιάπωνες επιμένουν πολύ ζεστά στο θέμα. Η Kawasaki μάλιστα δείχνει πολύ πρόθυμη να αναλάβει ρόλο πρωτοπόρου, καθώς εκτός από τη μοτοσυκλέτα κι ένα UTV που θα φορέσει τον ίδιο κινητήρα, έχει αναλάβει να εξελίξει ένα πλοίο ειδικά σχεδιασμένο για τη μεταφορά υγροποιημένου υδρογόνου, το οποίο υπολογίζεται να έχει ολοκληρωθεί ως το τέλος του 2026.

​ kawasaki h2 hyse

Αυτή τη στιγμή πάντως δεν είμαστε ακόμη κοντά στο σημείο που το υδρογόνο μπορεί να αντικαταστήσει το πετρέλαιο και τη βενζίνη στις μεταφορές, ειδικά όταν βάλουμε στην εξίσωση και όλους τους χωροταξικούς περιορισμούς που ισχύουν στα δίκυκλα. Πλησιάζουμε όμως και η δουλειά που κάνει η κοινοπραξία HySE βρίσκεται στην πρώτη γραμμή τεχνολογικής καινοτομίας.

Μετά, θα απομένει το πιο δύσκολο βήμα απ’ όλα: το δίκτυο ανεφοδιασμού, το πρόβλημα που πια ξεφεύγει από τον έλεγχο των εργοστασίων και της επιστήμης για να κυλιστεί στη λάσπη πολιτικών και επιχειρηματικών λογικών.