Moderne bensinmotorer har langt høyere partikkelutslipp en moderne dieselmotorer. (Bilde: Colourbox)

Forbrenningsmotorer

Bensinbiler har langt høyere partikkelutslipp enn dieselbiler

Forsker etterlyser påbud om partikkelfilter.

I år kommer biler med bensinmotor til å leveres med partikkelfilter. Årsaken er at særlig bensinmotorer med direkte innsprøyting har høyt partikkelutslipp. 

I Euro 6c-kravene for bensinmotorer, som gjelder fra september, blir utslippskravet at det kan slippes ut maksimalt 600 milliarder partikler per kilometer. 

Oppfatningen har lenge vært at det er dieselmotoren som er den store synderen når det kommer til partikkelutslipp.

Men mange år med forbedringer har gjort at dieseleksosen ikke lenger er den verste.

En ny studie fra forskere ved det føderale sveitsiske laboratoriet for materialvitenskap og teknologi (Empa) og en rekke andre sveitsiske forskningsinstitusjoner hevder at partikkelutslippet fra bensinmotorer med direkte innsprøyting er høyere enn fra dieselmotorer.

Og ikke bare moderne dieselmotorer – høyere enn gamle dieselmotorer uten partikkelfilter.

Prosjektlederen var Empa-forsker Norbert Heeb, som har jobbet med å analysere utslipp fra dieselmotorer og filtersystemer i 25 år. 

Sammenlignet med dieselbil

Disse bilene ble testet

Mitsubishi Carisma 1.8 (Euro 3)
VW Golf 1.4 (Euro 4)
Opel Insignia 1.6 (Euro 5)
Volvo V60 1.6 (Euro 5)
Opel Zafira 1.6 (Euro 5)
Citroen C4 (Euro 6)
VW Golf VII 1.4  (Euro 6)
Peugeot 4008 1.6 diesel (Euro 5)

1,6 liter dieselutgaven av Peugeot 4008 har langt mindre partikkel- og PAH-utslipp enn moderne bensinbiler.
1,6 liter dieselutgaven av Peugeot 4008 har langt mindre partikkel- og PAH-utslipp enn moderne bensinbiler. Foto: PSA

Gruppen har studert sju biler med direkte bensininnsprøyting. Den eldste var en 2001-modell Mitsubishi Carisma, og den nyeste en 2016-modell Citroën C4. I tillegg ble en 2013-modell Peugeot 4008 tatt med for sammenligning. 

Hver eneste bensinbil slapp ut flere partikler enn dieselbilen – fra ti til hundre ganger mer. 

Undersøkelser viser at partiklene har samme størrelse som partikler fra gamle dieselmotorer. De måler mellom 10 og 20 nanometer, og klumper seg sammen til partikler på mellom 80 og 100 nanometer før de forlater eksosanlegget.

Partikkelantallet er dessuten langt høyere. Ifølge forskerne varierer dette fra 20 til 4000 ganger mer enn fra en moderne dieselbil med partikkelfilter.

Bensinmotoren er PAH-versting

Bensinmotorene slipper dessuten ut mye uforbrente hydrokarboner, i form av polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH), og andre flytende og faste giftstoffer. Disse samler seg på overflaten til partiklene som slippes ut.

Dette er et problem. Partiklene som slippes ut er i utgangspunktet så små at de ifølge Heeb kan penetrere lungevev og gå over i blodbanen. Partiklene vil dermed levere de giftige stoffene til kroppen. 

Forskerne påviste også at eksosen inneholder benzo-α-pyren, et PAH som blant annet også dannes når tobakk brennes, og er kreftfremkallende.

Europeiske biler kommer til å møte et strengere testregime de kommende årene, blant annet med måling av reelt utslipp fra kjøring på vei.
Europeiske biler kommer til å møte et strengere testregime de kommende årene, blant annet med måling av reelt utslipp fra kjøring på vei. Foto: PSA

EU har satt ett nanogram per kubikkmeter som grenseverdien for det som kan kalles trygg luft.

Det var 45 nanogram per kubikkmeter eksos fra dieselbilen. Den laveste verdien fra bensinbilene var 270 nanogram per kubikkmeter, og den høyeste 1700 nanogram per kubikkmeter.

Dieselbilen har med andre ord langt mindre helseskadelig utslipp enn bensinbilene.

Alle utslippstestene ble gjennomført med den nye WLTP-kjøresyklusen som fases inn i Europa i høst.

Mener bilprodusentene ikke gjør nok

Dieselpartikkelfilter av silisiumkarbid (høyre) med katalysator.
Dieselpartikkelfilter av silisiumkarbid (høyre) med katalysator. Foto: Michael KR/Wikimedia Commons/CC SA 4.0 Int.

Heeb sier ifølge en artikkel på Empas nettsider at bilprodusentene ikke gjør nok for å minimere det helseskadelige utslippet fra bensinmotorene.

Selv om noen vil lansere bensinbiler med partikkelfilter i år, mener han at de bør bli påbudt på alle biler med direkteinnsprøyting av bensin.

Han mener det haster.

– Nye eksosutslippteknologier lansert på markedet bruker vanligvis rundt 13 år på å bli fullt effektive. Bare da vil ni av ti biler i kjøretøyparken være byttet ut. Så jo fortere partikkelfiltre blir påbudt i bensinbiler, jo bedre vil det være for alles helse, sier han.

Det er ifølge en rapport fra forskningsgruppen ventet at det vil være 50 millioner bensinbiler med direkteinnsprøyting på europeiske veier innen 2020. Kun et fåtall av disse vil ha partikkelfilter. 

Partikkelfilter gir stort utslag

Forskerne har studert fire bensinpartikkelfiltre. Forsøkene viser at utslippet av partikler på 80 nanometer falt med to størrelsesordener.

Reduksjonen av partikler på 20 nanometer var større, ettersom de ikke lenger kunne detekteres etter at filteret var montert.

Dette indikerer at partikkelutslippet kan reduseres betraktelig ved å ta i bruk partikkelfilter. Men også PAH fjernes, og alt i alt er partikkelfilter et viktig bidrag for å gjøre bensineksosen mindre helseskadelig.

Det er imidlertid forskjell på partikkelfiltre. Filtre som ikke er katalytisk aktive eller har lav effektivitet vil bare lagre PAH når det er kaldt, og slipper dem ut når eksostemperaturen øker, heter det i rapporten.

Innsprøytingsmetode er synderen

Direkte innsprøyting, hvor bensin sprøytes inn under kompresjon, gir større andel uforbrent bensin.
Direkte innsprøyting, hvor bensin sprøytes inn under kompresjon, gir større andel uforbrent bensin. Foto: Bosch

Høyt partikkelutslipp er ikke en iboende egenskap for bensinmotorer generelt. 

Tidligere var det vanlig at innsprøytningsdysen satt i manifolden.

Da sprøytes drivstoffet inn når stempelet går ned, og man får en ferdig fordampet luft- og bensinblanding før stempelet er på vei opp igjen.

I motorer med direkteinnsprøytning skjer innsprøytingen derimot når stempelet er på vei opp igjen. 

Resultat er at bensinen får mindre tid til å fordampe, og det spyttes ut uforbrent bensin, som ender opp som sot.

Fordelen med direkteinnsprøyting er imidlertid at det er lettere å kontrollere mengden drivstoff som sprøytes inn i hver sylinder, og å styre tidspunktet bensinen sprøytes inn. Dette gjør at det også er mulig å redusere partikkelutslippet ved å justere innsprøytingen.

Metoden er tatt i bruk for å redusere drivstofforbruket, noe som i samme slengen gir mindre CO2-utslipp. 

Frem til nyling har det imidlertid ikke vært noen utslippskrav knyttet til partikkelutslipp fra bensinmotorer, så dette har ikke vært prioritert av bilprodusentene.

Mange bilprodusenter har ingen umiddelbare planer om å ta i bruk partikkelfilter på alle sine bensinmodeller, ettersom de kan tilfredsstille kravene ved å gjøre andre justeringer.

Kommentarer (64)

Kommentarer (64)