Normy emisji spalin - Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego

Rozdział 2. Koszty zewnętrzne transportu drogowego

2.1. Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego

2.1.2. Normy emisji spalin

Europejska Wspólnota Gospodarcza, począwszy od 1970 roku prowadziła działania legislacyjne mające na celu zmniejszenie emisji zanieczyszczeń przez pojazdy silnikowe. Pierwszą dyrektywą, w której określono maksymalne wartości emisji tlenku węgla oraz węglowodorów była dyrektywa Rady z 20 marca 1970 roku (70/220/EWG) w sprawie zbliżenia ustawodawstw państw członkowskich odnoszących się do działań, jakie mają być podjęte w celu ograniczenia zanieczyszczania powietrza przez spaliny z silników o zapłonie iskrowym pojazdów silnikowych. W kolejnych latach wprowadzano dyrektywy dostosowujące do postępu technicznego dyrektywę Rady nr 70/220/EWG, które oprócz maksymalnych wartości emisji tlenku węgla oraz węglowodorów określały także graniczną emisję tlenków azotu.

Pod koniec lat osiemdziesiątych XX wieku zapoczątkowano cały program wprowadzania norm dotyczących emisji spalin przez pojazdy silnikowe, którego pierwszym etapem było wdrożenie normy ECE49 określonej w Dyrektywie 88/77/EWG z dnia 3 grudnia 1987 roku.

Jako pierwszą normę EURO przyjmuje się normę, która zaczęła obowiązywać w 1992 roku i nosiła nazwę EURO 1. Każda następna norma była nazywana kolejną liczbą i tak: obowiązująca od 1995 roku – EURO 2, obowiązująca od 2001 roku – EURO 3, obowiązująca od 2005 roku – EURO 4, obowiązująca od 2008 - EURO 5, a ta która prawdopodobnie zacznie obowiązywać w 2013 roku – EURO 6.

Normy EURO są uwzględniane w ustawodawstwie państw członkowskich Unii Europejskiej, dlatego też każdy producent chcąc uzyskać homologację na dany model

54 pojazdu w konkretnym państwie, musi najpierw wykazać zgodność swojego produktu z tymi normami. Ponadto importerzy nowych pojazdów również są zobligowani do sprzedaży tylko takich samochodów, które spełniają określone wymogi dotyczące emisji zanieczyszczeń. Powoduje to, że producenci pojazdów, w trosce o możliwość sprzedaży swoich produktów, nie mogą naruszać norm EURO.

Zgodność emisji zanieczyszczeń z limitami zawartymi w normach weryfikuje się za pomocą specjalnie zaprojektowanych do tego celu testów. W przypadku pojazdów o Dopuszczalnej Masie Całkowitej (DMC) poniżej 3,5 tony, jest to test NEDC, a w przypadku pojazdów o DMC powyżej 3,5 tony są to testy R49, ESC, ELR oraz ETC.

Wartości graniczne emisji poszczególnych związków dla samochodów osobowych przedstawiono w tabeli 3.

Tabela 3.

Normy EURO dla samochodów osobowych zasilanych benzyną lub olejem napędowym silniki zasilane benzyną

Rodzaj zanieczyszczeń Norma CO HC HC + NO_x NO_x PM g/km EURO-1 2,72 - 0,97 - - EURO-2 2,20 - 0,50 - - EURO-3 2,30 0,2 - 0,15 - EURO-4 1,00 0,1 - 0,08 - EURO-5 1,00 0,1 - 0,06 0,005 EURO-6 1,00 0,1 - 0,06 0,005 silniki zasilane olejem napędowym

Rodzaj zanieczyszczeń Norma CO HC + NO_x NO_x PM g/km EURO-1 2,72 0,97 - 0,140 EURO-2 1,00 0,70 - 0,080 EURO-3 0,64 0,56 0,50 0,050 EURO-4 0,50 0,30 0,25 0,025 EURO-5 0,50 0,23 0,18 0,005 EURO-6 0,50 0,17 0,08 0,005

Źródło: opracowanie własne na podstawie: Dyrektywa 93/59/EEC z dnia 28 lipca 1993 roku, Dyrektywa 96/69/EC z dnia 8 października 1996 roku, Dyrektywa 98/69/EC z dnia 13 października 1998 roku

W przypadku pojazdów użytkowych normy EURO określają graniczne emisje wszystkich związków zawartych w normach EURO dla samochodów osobowych oraz dodatkowo emisję niemetalowych lotnych związków organicznych (NMVOC) i metanu (CH4) – w przypadku samochodów użytkowych o DMC > 3,5 tony.

55 Kategorię lekkich samochodów użytkowych podzielono na segmenty w zależności od paliwa napędzającego silnik oraz dopuszczalnej masy całkowitej, co przedstawiono w tabeli 4.

Tabela 4.

Normy EURO dla lekkich samochodów użytkowych zasilanych benzyną oraz olejem napędowym w zależności od DMC

Rodzaj zanieczyszczeń

Norma CO HC HC + NO_x NO_x PM CO HC HC + NO_x NO_x PM

olej napędowy benzyna

g/km g/km < 1305 kg < 1305 kg EURO-1 2,72 - 0,97 - 0,140 EURO-2 1,00 - 0,70 - 0,080 EURO-3 0,64 - 0,56 0,50 0,050 EURO-4 0,50 - 0,30 0,25 0,025 EURO-5 0,50 - 0,23 0,18 0,005 EURO-6 0,50 - 0,17 0,08 0,005 1305-1760 kg 1305-1760 kg EURO-1 5,17 - 1,400 - 0,190 EURO-2 1,25 - 1,000 - 0,120 EURO-3 0,80 - 0,720 0,650 0,070 EURO-4 0,63 - 0,390 0,330 0,040 EURO-5 0,63 - 0,295 0,235 0,005 EURO-6 0,63 - 0,195 0,105 0,005 >1760 kg >1760 kg EURO-1 6,90 - 1,700 - 0,250 EURO-2 1,50 - 1,200 - 0,170 EURO-3 0,95 - 0,860 0,780 0,100 EURO-4 0,74 - 0,460 0,390 0,060 EURO-5 0,74 - 0,350 0,280 0,005 EURO-6 0,74 - 0,215 0,125 0,005 2,72 - 0,97 - - 2,20 - 0,50 - - 2,30 0,2 - 0,15 - 1,00 0,1 - 0,08 - 1,00 0,1 - 0,06 0,005 1,00 0,1 - 0,06 0,005 5,17 - 1,40 - - 4,00 - 0,65 - - 4,17 0,25 - 0,180 - 1,81 0,13 - 0,100 - 1,81 0,13 - 0,075 0,005 1,81 0,13 - 0,075 0,005 6,90 - 1,7 - - 5,00 - 0,8 - - 5,22 0,29 - 0,210 - 2,27 0,16 - 0,110 - 2,27 0,16 - 0,082 0,005 2,27 0,16 - 0,082 0,005

Źródło: opracowanie własne na podstawie: Dyrektywa 93/59/EEC z dnia 28 lipca 1993 roku, Dyrektywa 96/69/EC z dnia 8 października 1996 roku, Dyrektywa 98/69/EC z dnia 13 października 1998 roku

W przypadku ciężkich pojazdów użytkowych (o DMC powyżej 3,5 tony) pierwsze testy badające emisję zanieczyszczeń były przeprowadzane na podstawie procedury testu R49. Testem tym badana była zgodność z normami ECE49, Euro 1 oraz Euro 2, które są przedstawione w tabeli 5.

Tabela 5.

Graniczne zanieczyszczenie spalin silników Diesla zgodnie z badaniem R49

Rodzaj zanieczyszczeń

Norma CO HC NO_x PM

g/kWh

ECE49 11,2 2,4 14,4 nie określone

EURO 1 4,5 1,1 8,0 0,36

EURO 2 4,0 1,1 7,0 0,15

Źródło: opracowanie własne na podstawie: Dyrektywa 88/77/EWG z dnia 3 grudnia 1997 roku oraz Dyrektywa 91/542/EEC z dnia 1 października 1991 roku

56 Normy te obowiązywały w okresie 1990-2000. W 2000 roku zaczęła obowiązywać norma EURO 3, i wraz z jej wejściem zmieniły się wymogi dotyczące badania emisji zanieczyszczeń przez silniki. Od 2000 roku zgodność silników z wymogami norm EURO weryfikuje się na podstawie testów ESC, ELR oraz ETC.

Normy, które obowiązują po 2000 roku (EURO 3, EURO 4, EURO 5) oraz norma która będzie obowiązywać w przyszłości (EURO 6) zostały przedstawione w tabeli 6.

Tabela 6.

Normy EURO obowiązujące przy badaniu ESC oraz ELR

Rodzaj zanieczyszczeń Norma CO HC NO_x PM g/kWh EURO 3 2,10 0,66 5,00 0,10 EURO 4 1,50 0,46 3,50 0,02 EURO 5 1,50 0,46 2,00 0,02 EURO 6 1,50 0,13 0,40 0,01

Źródło: Dyrektywa 1999/96/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 grudnia 1999 roku

Podane w tabeli 6 wartości dotyczą pojazdów zasilanych silnikami Diesla, zasilanymi olejem napędowym. Emisja zanieczyszczeń emitowanych przez te silniki jest określana poprzez badania European Stationary Cycle (ESC) oraz European Load Responce (ELR).

Natomiast silniki Diesla wykorzystujące technologię katalizatorów NO_x czy filtry cząstek stałych, dodatkowo poddawane są badaniu European Transient Cycle (ETC). Badanie to dotyczy także silników zasilanych gazem ziemnym. Graniczne emisje zanieczyszczeń przez silniki poddane badaniu ETC są przedstawione w tabeli 7.⁶⁸

Tabela 7.

Graniczne zanieczyszczenie spalin silników Diesla zgodnie z badaniem ETC

Rodzaj zanieczyszczeń Norma CO NMVOC CH₄ NO_x PM g/kWh EURO 3 5,45 0,78 1,60 5,00 0,16 EURO 4 4,00 0,55 1,10 3,50 0,03 EURO 5 4,00 0,55 1,10 2,00 0,03 EURO 6 5,00 0,16 0,50 0,40 0,01

Źródło: Dyrektywa 1999/96/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 grudnia 1999 roku

57 Należy zwrócić uwagę, że kolumny w tabelach 5-7 nieco się różnią. Zamiast kolumny przedstawiającej graniczną masę węglowodorów (HC) w spalinach występuje kolumna informująca o masie niemetalowych lotnych związków organicznych (NMVOC). Ponadto dodana została kolumna zawierająca graniczną masę metanu (CH4) w spalinach. Różnice wynikają przede wszystkim z faktu, że badanie ETC jest przeprowadzane także dla silników zasilanych paliwem gazowym CNG (Compressed Natural Gas).

Oprócz omówionych powyżej substancji zanieczyszczających powietrze pojazdy drogowe emitują także znaczne ilości dwutlenku węgla (CO2). Graniczne emisje tej substancji przez bardzo długi czas nie były ściśle określone, a jedynym narzędziem, które miało skutkować zmniejszaniem emisji tego związku były dobrowolne porozumienia zawarte pomiędzy producentami. W 1998 roku producenci samochodów zawarli pomiędzy sobą następujące porozumienia:

1) porozumienie pomiędzy europejskimi producentami samochodów – producenci zrzeszeni w European Automobile Manufacturers Association (ACEA),

2) porozumienie pomiędzy japońskimi producentami samochodów – producenci zrzeszeni w Japanese Automobile Manufacturers Association (JAMA),

3) porozumienie pomiędzy koreańskimi producentami samochodów – producenci zrzeszeni w Korean Automobile Manufacturers Association (KAMA).

Do tych porozumień przystąpili następujący producenci:

• ACEA: BMW, DaimlerChrysler, Fiat, Ford, GM, Porsche, PSA Peugeot Citroën, Renault, VW Group;

• JAMA: Daihatsu, Honda, Isuzu, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Subaru, Suzuki, Toyota;

• KAMA: Daewoo, Hyundai, Kia, Ssangyong. Porozumienie ACEA zakładało:

• Osiągnięcie średniej emisji dwutlenku węgla pochodzącej z nowych samochodów osobowych w przedziale 165 – 170 g/km do roku 2003;

• Osiągnięcie średniej emisji dwutlenku węgla pochodzącej z nowych samochodów osobowych nie większej niż 140 g/km do roku 2008;

• Osiągnięcie średniej emisji dwutlenku węgla pochodzącej z nowych samochodów osobowych nie większej niż 120 g/km do roku 2012;

58 Porozumienia JAMA oraz KAMA zakładały:

• Osiągnięcie średniej emisji dwutlenku węgla pochodzącej z nowych samochodów osobowych w przedziale 165 – 170 g/km do 2003 roku (JAMA), lub 165 – 170 g/km do 2004 roku (KAMA);

• Osiągnięcie średniej emisji dwutlenku węgla pochodzącej z nowych samochodów osobowych nie większej niż 140 g/km do 2009 roku;

• Osiągnięcie średniej emisji dwutlenku węgla pochodzącej z nowych samochodów osobowych nie większej niż 120 g/km do 2012 roku.

Zobowiązania zapisane na 2003, 2004 i 2009 rok zostały wykonane, jednak pewne wątpliwości już od kilku lat budziła możliwość wywiązania się ze zobowiązań producentów w 2012 roku. Podjęto więc decyzję o wprowadzeniu aktu prawnego regulującego dopuszczalną emisję dwutlenku węgla. W dniu 23 kwietnia 2009 roku Parlament Europejski oraz Rada Unii Europejskiej przyjęły rozporządzenie określające normy emisji CO2 dla nowych samochodów osobowych.

Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) Nr 443/2009 wprowadziło średni poziom emisji CO2 dla nowych samochodów osobowych na poziomie 130 g/km.

Tym samym nałożono jednocześnie na producentów obowiązek spełnienia warunku, że średni indywidualny poziom emisji CO₂dla danego producenta będzie nie większy niż docelowy indywidualny poziom emisji dla tego producenta.

Średni indywidualny poziom emisji CO₂ dla producenta jest średnią indywidualnych poziomów emisji CO₂wszystkich nowych samochodów osobowych danego producenta

Docelowy indywidualny poziom emisji producenta jest średnią docelowych indywidualnych poziomów emisji CO₂wszystkich nowych samochodów osobowych danego producenta.

Sposób obliczania docelowego indywidualnego poziomu emisji dla każdego nowego samochodu osobowego jest określony w załączniku do rozporządzenia i zależy od masy pojazdu – czym pojazd jest cięższy to przyznany jest mu wyższy docelowy indywidualny limit emisji.

Indywidualny poziom emisji każdego samochodu badany jest natomiast na podstawie rzeczywistej emisji CO2 przez pojazd.

59 W celu określenia średniego indywidualnego poziomu emisji CO₂dla danego producenta uwzględnia się w obliczeniach w kolejnych latach różne procentowe udziały nowych samochodów:

• 65% w 2012 roku;

• 75% w 2013 roku;

• 80% w 2014 roku;

• 100% od 2015 roku.

Jeśli średni indywidualny poziom emisji dla producenta jest większy niż docelowy indywidualny poziom emisji to rozporządzenie przewiduje następujące kary:

w latach 2012-2018

• za pierwszy gram ponad limit – 5 EUR

• za drugi gram ponad limit – 15 EUR

• za trzeci gram ponad limit – 25 EUR

• za każdy następny gram – 95 EUR od 2019 roku

• za każdy gram ponad limit – 95 EUR

Powyższe kary naliczane są dla każdego samochodu danego producenta.

Rozporządzenie ponadto określa cel na 2020 rok – emisja CO2 dla nowych samochodów osobowych ma być nie wyższa niż 95 g/km.

W przypadku lekkich pojazdów użytkowych rozporządzenie dotyczące maksymalnych emisji CO2 zostało przyjęte przez Parlament Europejski w dniu 15 lutego 2011 roku. Konstrukcja tego rozporządzenia jest analogiczna do rozporządzenia odnoszącego się do samochodów osobowych. Różnice dotyczą poziomu dopuszczalnej emisji, obliczeniowego procentowego udziału pojazdów oraz okresu obowiązywania kar za przekroczenie limitu.

Rozporządzenie wprowadza średni poziom emisji CO₂ dla nowych lekkich pojazdów użytkowych na poziomie 175 g/km. Ponadto producenci są zobowiązani do nie przekraczania wartości 147 g/km średniego poziomu emisji CO₂, licząc od 2020 roku. Obliczeniowe procentowe udziały nowych lekkich pojazdów użytkowych są określone następująco:

• 70% w 2014 roku,

• 75% w 2015 roku,

• 100% w 2017 roku.

Za przekroczenie dopuszczalnych limitów rozporządzenie przewiduje następujące kary: w latach 2014-2018