Dette blogginnlegget undersøker luftforurensningsproblemet fra dieselbiler og begrensningene og potensialet til etterbehandlingsteknologi for å løse det.
Seoul er alltid et spennende sted. Når du tar KTX-bussen fra Busan stasjon, kjører i to og en halv time og går av på Seoul stasjon, blir du ofte forskrekket. Spesielt det første som fanger blikket ditt når du ankommer Seoul stasjon er den disige, mørke himmelen. Bare tre timer tidligere var himmelen klar og gjennomsiktig i Busan, men i Seoul har den ofte blitt gråaktig. Denne luftforurensningen stammer fra Seouls mye større befolkning og antall kjøretøy sammenlignet med Busan. Selv om innbyggerne i Seoul, som møter denne grå himmelen daglig, har blitt noe vant til den, er dette ikke bare Seouls problem. Forringet luftkvalitet og smog har lenge vært etablert som alvorlige miljøproblemer som storbyer over hele verden står overfor.
Problemet med luftforurensning forårsaket av bileksos har faktisk vært et tema for sosial debatt siden tidlig på 1900-tallet. For eksempel stiller et bilmuseum i Alaska ut beskyttelsesutstyr som ble brukt av kvinner tidlig på 20-tallet for å forhindre at klærne eller huden deres ble tilsmusset av eksosgasser, noe som viser at luftforurensning ble anerkjent som et problem helt fra begynnelsen av bilæraen. Problemet med luftforurensning forårsaket av biler har blitt stadig mer alvorlig over tid, noe som har ført til at mange land, inkludert USA og Europa, har styrket forskriftene om kjøretøyutslipp i moderne tid.
Spesielt bekymringene rundt luftforurensning øker på grunn av den økende etterspørselen etter dieselmotorer, som slipper ut mer forurensende stoffer enn bensinmotorer. Selv om dieselmotorer kan skryte av høy drivstoffeffektivitet, har de den ulempen at de slipper ut mer forurensende stoffer. Følgelig utvikles ulike etterbehandlingsenheter og teknologier for å redusere forurensende stoffer fra dieselmotorer, og deres betydning blir stadig mer anerkjent.
Forskjellen mellom diesel- og bensinmotorer starter med drivstoffets fysiske egenskaper. Relativt lettere komponenter fra petroleum klassifiseres som bensin, mens tyngre komponenter blir diesel. Vektforskjellen mellom disse drivstoffene fører til en forskjell i kokepunktene deres (temperaturen de fordamper ved), som igjen dikterer hvordan de sprøytes inn i motoren. Bensin blandes forhånd med luft før den kommer inn i motoren, hvor forbrenningen skjer i en jevnt blandet tilstand. Dette gjør at bensinen kan oppnå en relativt fullstendig forbrenning. Omvendt kommer diesel, med sitt høyere kokepunkt, inn i motoren separat fra luft. Drivstoff sprøytes inn og forbrennes etter at luft er tvunget inn under høyt trykk. Denne forskjellen fører til at dieselmotorer slipper ut drivstoffpartikler som ikke har reagert fullstendig med oksygen. Disse partiklene er det skadelige partikkelstoffet (PM) som er et av de primære luftforurensningene som slippes ut av dieselbiler.
Et annet forurensende stoff som genereres av dieselmotorer er nitrogenoksider (NOx). Fordi dieselmotorer opererer ved høye temperaturer og trykk, kombineres stabile nitrogenmolekyler i atmosfæren med oksygen for å danne nitrogenoksider. Nitrogenoksider utløser kjemiske reaksjoner i atmosfæren, noe som fører til dannelse av ozon og fint støv. Dette kan forårsake luftveis- og hjerte- og karsykdommer på lang sikt. Samtidig er stoffer som nitrogenoksider i bileksos generelt usynlige og dermed lett oversett. Men når forurensning akkumuleres, kan det forårsake smog i atmosfæren og føre til langsiktige miljøproblemer.
Ulike etterbehandlingsenheter er utviklet for å redusere luftforurensningsproblemene fra dieselbiler. En representativ enhet er dieselpartikkelfilteret (DPF), som fanger partikler i eksosen gjennom et filter, og reduserer millionene av partikler som slippes ut av motoren til bare tusenvis. DPF-en fungerer ved å fange partikler inne i det lukkede filteret når eksosen kommer inn, slik at bare ren eksos kan komme ut. For å opprettholde filterets funksjon må en "regenereringsprosess" utføres med jevne mellomrom. Dette innebærer å øke den indre temperaturen for å brenne bort de akkumulerte partikkelstoffene. Selv om slike enheter effektivt kan redusere partikler, kan forsømmelse av filtervedlikehold føre til at filteret tetter seg, noe som potensielt kan føre til økte forurensende utslipp. Derfor er grundig håndtering avgjørende.
En annen etterbehandlingsenhet er eksosgassresirkuleringssystemet (EGR). EGR resirkulerer en del av eksosgassen tilbake i motorens forbrenningskammer for å senke forbrenningstemperaturene, og dermed undertrykke dannelsen av nitrogenoksid (NOx). Selv om EGR reduserer NOx-utslipp, har det ulempen at det potensielt kan påvirke motorens effektivitet. I tillegg er systemet for selektiv katalytisk reduksjon (SCR) utviklet for å kjemisk nøytralisere nitrogenoksider. SCR forbedrer eksosrensingseffektiviteten ved å injisere et materiale som inneholder et reduksjonsmiddel, som spalter nitrogenoksider i eksosen til vann og nitrogen. Denne teknologien er spesielt mye brukt av europeiske bilprodusenter som Mercedes-Benz og BMW.
Tilstedeværelsen av disse etterbehandlingsenhetene løser imidlertid ikke alle problemer. Etterbehandlingssystemer i biler fungerer bare ordentlig over en viss temperatur. De kan slutte å fungere effektivt under korte turer eller gjentatt kjøring i lav hastighet i byområder. For eksempel slippes de fleste forurensende stoffer ut intensivt innen omtrent 10 minutter etter at motoren er startet, en periode der etterbehandlingssystemer ofte ikke kan fungere effektivt. Videre har visse etterbehandlingsenheter problemer som økt drivstofforbruk eller potensielt forårsaker generering av andre forurensende stoffer, noe som betyr at mange utfordringer gjenstår å løse.
Etter hvert som bekymringen rundt luftforurensning øker, strammes regelverket for eksosutslipp fra biler globalt, noe som driver aktiv teknologisk utvikling for å redusere forurensende stoffer. Å forbedre teknologien for å sikre at etterbehandlingssystemer for dieselmotorer opprettholder jevn effektivitet og stabilitet under ulike kjøreforhold vil fortsatt være en kritisk utfordring. For å gi et bedre miljø videre til neste generasjon krever bilindustrien utvikling av forbedrede utslippsreduserende enheter og innovative teknologier. Dette vil gradvis bidra til å gi renere luft i hverdagen vår.
