Για χρόνια, η συζήτηση όσον αφορά τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της αυτοκίνησης περιστρεφόταν γύρω από τις εκπομπές της εξάτμισης. Σήμερα όμως, στο προσκήνιο έρχεται ένας διαφορετικός ρύπος και έχει να κάνει με τα σωματίδια τα οποία εκπέμπονται κατά τη χρήση του οχήματος, ανεξάρτητα από το αν αυτό είναι θερμικό ή «μηδενικών ρύπων».
«Στο παρελθόν, ένα αυτοκίνητο diesel, ιδίως αν δεν διέθετε φίλτρο αιθάλης, εξέπεμπε από την εξάτμισή του περίπου 100 mg/km σωματιδίων. Αντίστοιχα, ένα φορτηγό ή λεωφορείο diesel χωρίς φίλτρο αιθάλης μπορεί να εκπέμπει ακόμη και 500 mg/km, ειδικά αν δεν είναι σωστά συντηρημένο», εξηγεί ο κ. Λεωνίδας Ντζιαχρήστος, καθηγητής στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και διευθυντής του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Θερμοδυναμικής του ΑΠΘ, ο οποίος έχει συμβουλευτικό ρόλο σε έργα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής για τις εκπομπές ρύπων και την περιβαλλοντική νομοθεσία.
Τα σωματίδια που εκπέμπουν τα σύγχρονα αυτοκίνητα, τα νανοσωματίδια, είναι ίσως η πιο επικίνδυνη μορφή ρύπανσης
«Δυστυχώς, τέτοια αυτοκίνητα εξακολουθούν να κυκλοφορούν στους ελληνικούς δρόμους», συμπληρώνει. Τα σωματίδια στα παλαιότερα πετρελαιοκίνητα οχήματα ήταν σε μεγάλο βαθμό ορατά. Η χαρακτηριστική μαύρη κάπνα οφειλόταν στην ατελή καύση του πετρελαίου. Αιτία μπορούσε να είναι ένας κακορυθμισμένος κινητήρας, το φαινόμενο όμως εμφανιζόταν και σε συνθήκες υψηλού φορτίου, όπως η απότομη επιτάχυνση, η κίνηση σε ανηφορικό δρόμο ή η μεταφορά μεγάλου φορτίου.
»Τα σωματίδια που εκπέμπουν τα σύγχρονα αυτοκίνητα δεν είναι ορατά, καθώς έχουν πολύ μικρό μέγεθος – κάτω από 1 μικρόμετρο. Είναι αυτό που αποκαλούμε νανοσωματίδια, τα οποία εισέρχονται στους πνεύμονες, περνούν στο αίμα και φτάνουν σε διάφορα όργανα του οργανισμού, προκαλώντας σοβαρές βλάβες», σημειώνει. «Είναι ίσως η πιο επικίνδυνη μορφή ρύπανσης». Με άλλα λόγια, όσο μικρότερο είναι το σωματίδιο τόσο βαθύτερα εισχωρεί στον οργανισμό και τόσο δυσκολότερα αποβάλλεται.
Τα φρένα, τα ελαστικά και ο συμπλέκτης
Ο κ. Ντζιαχρήστος επισημαίνει ότι η εξάτμιση δεν είναι η αποκλειστική πηγή για τον συγκεκριμένο ρύπο. «Τα αυτοκίνητα εκπέμπουν σωματίδια από επιπλέον τρεις πηγές: τα φρένα, τα ελαστικά και, σε μικρότερο βαθμό, τον συμπλέκτη. Τα σωματίδια αυτά δεν προέρχονται από την καύση, αλλά από τη φθορά, δηλαδή από την τριβή στα φρένα και τη μικροφθορά των ελαστικών πάνω στο οδόστρωμα».
Στα σύγχρονα αυτοκίνητα τα σωματίδια από την τριβή είναι πλέον πολλαπλάσια εκείνων από την καύση
Πρόκειται για αυτό που διεθνώς αποκαλείται «non-exhaust emissions», δηλαδή εκπομπές που δεν σχετίζονται με την εξάτμιση αλλά με την ίδια τη λειτουργία του οχήματος. Στο παρελθόν, αυτού του τύπου οι εκπομπές αντιστοιχούσαν περίπου στο 10% των σωματιδίων που προέρχονταν από την εξάτμιση. Σήμερα όμως, χάρη στο φίλτρο μικροσωματιδίων πετρελαίου (DPF- Diesel Particulate Filter), οι εκπομπές από την εξάτμιση ενός σύγχρονου diesel έχουν μειωθεί δραστικά, σε επίπεδα πολύ κάτω από 1 mg/km, έναντι περίπου 100 mg/km στο παρελθόν. Αξίζει να σημειωθεί ότι και τα σύγχρονα βενζινοκίνητα διαθέτουν πλέον φίλτρα σωματιδίων (GPF).
«Με άλλα λόγια βρισκόμαστε μπροστά σε μια διαφορετική κατάσταση, καθώς στα σύγχρονα αυτοκίνητα τα σωματίδια από την τριβή είναι πλέον πολλαπλάσια εκείνων από την καύση», προσθέτει ο κ. Ντζιαχρήστος. «Οσο, λοιπόν, και αν δεν είναι αναμενόμενο, και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα εκπέμπουν σωματίδια, εξαιτίας των φρένων και των ελαστικών τους, και κατά συνέπεια δεν είναι απόλυτα μηδενικών εκπομπών ρύπων», μας εξηγεί. Εδώ βρίσκεται και η βασική παρανόηση, καθώς ο όρος «zero emissions» αφορά αποκλειστικά την εξάτμιση και όχι το σύνολο των ρύπων που παράγει ένα όχημα κατά τη χρήση του.
Πόσο ρυπαίνουν τα ηλεκτρικά;
«Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα διαθέτουν ένα πλεονέκτημα, καθώς η πέδηση επιτυγχάνεται σε μεγάλο βαθμό μέσω ανάκτησης ενέργειας. Αρα χρησιμοποιούνται λιγότερο τα μηχανικά φρένα», σημειώνει ο κ. Ντζιαχρήστος. «Αν θεωρήσουμε ότι κατά την επιβράδυνση ανακτάται περίπου το 70% της ενέργειας, μπορούμε να πούμε αναλογικά ότι και οι εκπομπές από τα φρένα είναι περίπου 70% χαμηλότερες».
Φυσικά, αυτό σχετίζεται άμεσα και με τον τρόπο που χρησιμοποιείται το αυτοκίνητο. Σε πιο επιθετική οδήγηση, με συχνά και έντονα φρεναρίσματα, ενεργοποιούνται συχνότερα τα μηχανικά φρένα. Σε γενικές γραμμές, σε ένα συμβατικό αυτοκίνητο τα τακάκια μπορεί να χρειαστούν αντικατάσταση στις 40.000 χιλιόμετρα, ενώ σε ένα ηλεκτρικό μπορεί να αντέξουν έως και 120.000 με 130.000 χλμ.
Αν συνδυάσουμε τις λιγότερες εκπομπές από τα φρένα και τις περισσότερες από τα ελαστικά, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα έχουν συνολικά χαμηλότερες εκπομπές σωματιδίων, κατά περίπου 20% έως 30% σε σχέση με τα θερμικά
Στα ελαστικά όμως η εικόνα αντιστρέφεται. «Τα ηλεκτρικά έχουν μεγαλύτερα και φαρδύτερα ελαστικά και υψηλότερη φθορά», μας εξηγεί. «Αυτό οφείλεται τόσο στο μεγαλύτερο βάρος των ηλεκτρικών οχημάτων όσο και στη μεγαλύτερη επιτάχυνση που συνήθως αναπτύσσουν. Ολα αυτά αυξάνουν τις δυνάμεις στο ελαστικό και τη φθορά. Για αυτόν τον λόγο, τα ηλεκτρικά οχήματα έχουν περισσότερες εκπομπές από τα ελαστικά, πιθανόν δύο έως τρεις φορές περισσότερες από ένα αντίστοιχο συμβατικό. Αν συνδυάσουμε τις λιγότερες εκπομπές από τα φρένα και τις περισσότερες από τα ελαστικά, μπορούμε να πούμε ότι τα ηλεκτρικά έχουν συνολικά χαμηλότερες εκπομπές σωματιδίων, κατά περίπου 20% έως 30% σε σχέση με τα θερμικά, όμως σίγουρα δεν είναι μηδενικών ρύπων», καταλήγει ο κ. Ντζιαχρήστος.
Τι προβλέπει η νομοθεσία;
«Οσον αφορά τις εκπομπές σωματιδίων από τα φρένα, η νομοθεσία με το Euro 7 εισάγει συγκεκριμένα όρια για όλα τα οχήματα», εξηγεί ο κ. Ντζιαχρήστος. «Τα όρια αυτά δεν είναι ιδιαίτερα αυστηρά και μπορούν να καλυφθούν με υπάρχουσες τεχνολογίες, όπως με νέες τεχνολογίες για τα τακάκια (non-asbestos organic). Στο μέλλον όμως μπορεί να απαιτηθούν πιο αυστηρά μέτρα». Μεταξύ των λύσεων που εξετάζονται είναι νέα συστήματα πέδησης ή φίλτρα συλλογής σωματιδίων. «Τέτοια συστήματα υπάρχουν ήδη σε κάποια μοντέλα και συλλέγουν σωματίδια κοντά στον τροχό, συμβάλλοντας και στη διατήρηση καθαρών ζαντών».
Η αυτοκίνηση έχει ήδη αντιμετωπίσει σε μεγάλο βαθμό το πρόβλημα των εκπομπών από την καύση, όμως έχει αναδειχθεί μια νέα, λιγότερο ορατή και πιο σύνθετη περιβαλλοντική πρόκληση
Ομως, για τα ελαστικά η εικόνα παραμένει υπό διερεύνηση, καθώς τα σωματίδια που εκπέμπουν αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από συνθετικά υλικά και καουτσούκ και, ειδικά με τη βροχή, καταλήγουν στο έδαφος, στον υδροφόρο ορίζοντα και στη θάλασσα. «Δεν υπάρχουν ακόμη όρια, αλλά η Ευρωπαϊκή Επιτροπή το εξετάζει πολύ σοβαρά. Μέσω ερευνητικών προγραμμάτων που χρηματοδοτούνται κυρίως από το Horizon προσπαθούμε να καταλάβουμε πώς ακριβώς δημιουργούνται τα σωματίδια και τι επιπτώσεις έχουν», σημειώνει ο κ. Ντζιαχρήστος.
Συνολικά, η εικόνα που διαμορφώνεται είναι ότι η αυτοκίνηση έχει ήδη αντιμετωπίσει σε μεγάλο βαθμό το πρόβλημα των εκπομπών από την καύση, όμως έχει αναδειχθεί μια νέα, λιγότερο ορατή και πιο σύνθετη περιβαλλοντική πρόκληση.
