Forskningsartikkelen «Environmental Analysis of Petrol, Diesel and Electric Passenger Cars in a Belgian Urban Setting» understreker dette, og konklusjonene aktualiseres av debatten rundt dieselforbud i Oslo.
– Vi kan trygt fastslå at partikkelutslipp (PM10-PM2,5) fra elbiler er vesentlig lavere og mindre skadelige enn fra konvensjonelle biler. PM-utslippene er opp til åtte ganger høyere for dieselbiler og minst to ganger høyere for bensinbiler. Deres bidrag til dødelighet og helseskader er 2-10 ganger høyere enn for biler med elektriske drivlinjer.
– Resultatene i analysen viser at det ikke er gjort særlige framskritt fra Euro 4 til Euro 6 for konvensjonelle biler. Elbiler er det beste alternativet til mer miljøvennlig transport, skriver forskerne Nils Hooftman, Luis Oliveira, Maarten Messagie, Thierry Coosemans og Joeri van Mierlo ved Vrije Universiteit Brussel.
Sistnevnte kommer også til Nordens største elbilkonferanse, der Norsk elbilforening er en av arrangørene, i Drammen 7.-8. februar.
– Elbiler har ingen direkte utslipp, reduserer forurensing som ikke er knyttet til avgass betydelig og medfører lave utslipp knyttet til kraftproduksjon. Skader forårsaket av diesel- og bensinbiler er langt høyere enn for elbiler i alle undersøkte kategorier, konkluderer forskerne.
I denne artikkelen peker vi på de viktigste funnene, som kan være greie å ha i bakhodet når du møter folk som hevder elbilen er like ille som biler med forbrenningsmotor.
Vi har ved flere anledninger også omtalt hvor mye bedre elbilen er gjennom hele livsløpet.
Dieselbilene dominerer i Europa
Forskerne understreker at det meste som skjer i samfunnet medfører utslipp. Veitrafikken er et eksempel de fleste kjenner på kroppen (se kilder i tabell under). Selv om europeiske reguleringer over tid har redusert forurensing fra kilder som karbonmonoksid, bly og sulfater, gjenstår fortsatt mye.
Partikkelutslipp er en av de verste synderne, og særlig de minste – med diameter under 10 mikrometer (PM10) – har økt sterkt i bymiljø de siste 15 årene (i tillegg til økte nivåer av ozon på bakkeplan).
Verdens helseorganisasjons (WHO) terskel for skadelig PM-påvirkning på 20 µg/m3 overskrides mange steder. Til tross for at kravene til utslipp fra personbiler har eksistert i over 20 år, har de ikke ikke gitt ønskede effekter på luftkvaliteten.
Kanskje ikke så rart: 83 prosent av kjøretøykilometer i Europa (2012) ble gjennomført med personbiler, og det europeiske personbilmarkedet har vært dominert av nettopp dieselbiler (53 prosent i 2013).
Forskerne plasserer mye av skylden for dieselproblemet på bilindustriens påvirkning på Europakommisjonen. Dette skapte en dieselboom fra slutten av 1990-tallet, ved at «dieselprisene har blitt holdt systematisk lave sammenlignet med bensinprisene».
Samtidig ble det satt mindre strenge krav til utslipp av nitrogenoksider (NOx) i typegodkjenningen. Dermed kunne dieselbilene enkelt slippe ut minst tre ganger mer enn bensinlbilene.
De uregulerte PM-utslippene
Det er nettopp NOx- og partikkelutslipp (PM) som har vært dieselbilenes akilleshæl. Førstnevnte er fortsatt et problem, og krever både sofistikerte og dyre teknologier for å gi akseptable nivåer i enden av eksospotta (for eksempel AdBlue). Men: Bare et lavt antall dieselbiler har slik teknologi, og effekten er diskutabel (se tabell):
For PM hjalp innføringen av partikkelfilter (DPF) betydelig for partikkelutslipp som følge av fossil forbrenning. Likevel har man ikke lykkes å komme øvrige PM-utslipp (som ikke stammer fra forbrenning) til livs, siden det ikke er gitt noen europeiske direktiver for disse. Disse utslippene stammer typisk fra bremse-, dekk- og veislitasje.
Uavhengig av hva slags drivlinje personbilene har, antas det at alle (med sammenlignbar egenvekt) bidrar omtrent likt til PM-utslippene som ikke stammer fra eksos.
Siden elbiler er noe tyngre enn konvensjonelle biler, kan deres utslipp her være noe høyere. Nyere studier har imidlertid vist at dette ikke er tilfelle.
– Grunnen er at elbiler bremses fysisk omtrent 1/3 mindre, på grunn av regenerativ bremsing (som tilbakefører energi til batteriet). På grunn av dette blir elbilenes totale andel av ikke-eksosrelaterte utslipp lavere enn for konvensjonelle biler, skriver forskerne.
40 prosent høyere forbruk enn idealtall
Siden 1992 er alle nye bilmodeller testet etter typegodkjenningsprosedyren NEDC. Målesyklusen har fått mye kritikk for at den ikke gir et rimelig bilde av jobben en fossilmotor gjør i hverdagen. Konsekvensen har vært at virkelig forbruk – og dermed utslipp – er mye høyere enn det som oppnås i testene.
– Dette har gitt historisk misforhold mellom offisielle og faktiske NOx-utslipp for dieselbiler. På samme måte har CO2-utslippene blitt underestimert for både diesel- og bensinbiler, skriver forskerne.Måling av avgass fra fossilbil. (Illustrasjonsfoto: Argonne National Laboratory (CC BY-NC-SA) 4.0))
The International Council on Clean Transportation (ICCT) har påvist at spriket mellom typegodkjent og virkelig drivstofforbruk økte fra åtte prosent i 2001 til 40 prosent i 2014. NEDC-syklusens mange svakheter er årsaken til innføringen av en ny testrutine kalt WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Procedure) senere i år.
Denne rutinen inkluderer den nye testsyklusen WLTC, som skal by på mer realistiske kjøreforhold og ditto forbruk. Når WLTP innføres, blir det dermed også et definerende øyeblikk for dieselmotorer – som er svært utfordret når det gjelder å redusere NOx under alle arbeidsforhold.
ICCTs studie fra 2014 viste også at Euro 6-dieselbiler i gjennomsnitt slapp ut sju ganger mer NOx enn det tillatte (se side 5 i rapporten, lenke nederst i artikkelen).
Uregulerte forurensingskilder
Selv om personbiler i dag testes for fem regulerte forurensingskilder (CO2 og NOx inkludert), slipper biler med forbrenningsmotor ut en rekke andre farlige og – til og med – kreftfremkallende substanser som ikke har fastsatte grenseverdier.
Blant disse er benzen, aldehyd, 1,3-butadien, metaller og en lang rekke polysykliske organiske materialer. Blant de sistnevnte er polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH). Amerikanske Enivironmental Protection Agency (EPA) har listet 16 av over 500 PAH-er for overvåkning i nærområdeluft.
Sju av disse anses som kreftfremkallende av International Agency for Research on Cancer (IARC).
Figuren over viser hvordan man ser for seg at de eksosrelaterte PM-utslippene vil reduseres mot 2020. En av årsakene er at gamle dieselbiler uten DPF fases ut. Dette gjelder såkalt PM2,5, nemlig bittesmå partikler som enkelt trenger inn i luftveier.
Samtidig antas øvrige PM-utslipp (opp til PM10) å holde seg stabile. Dette er de større partiklene som stammer fra slitasje på bremser, dekk og vei.
Elbilens trumfkort: Regenerering av energi
De mest vanlige kjemiske bestanddelene i PM10, fra slitasje av bremser og dekk, framgår av tabellen under. For det meste er disse tungmetaller som brukes som indikatorer på mengden PM bremseslitasje utgjør.
Grunnen er at bremseslitasje er en stor kilde for noen metaller, mens dekkslitasje betyr minst for de ikke-eksosrelaterte PM-utslippene, skriver forskerne, som også forklarer hvorfor oppvirvlet støv ikke er en del av forskningsrapporten. Grunnen til at dette ikke er inkludert, er at slikt støv er krevende å kvantifisere og at det er underordnet en rekke eksterne faktorer som årstid, nedbør og veibanens fuktighetsgrad.
De understreker samtidig at bremseslitasje utgjør 16-55 prosent av PM10-utslippsmassen i urbane områder, mens den antas å være nede på tre prosent på motorvei – siden det bremses lite der.
Bidragene fra dekkslitasje antas å være 5-30 prosent i bymiljø.
Elektrisk Smart ForTwo (Foto: Ståle Frydenlund / elbil.no)Det er nettopp elbilens evne til å regenerere energi som gjør den til vinner, siden slitasje på bremseklosser reduseres opptil 66 prosent. Dette kompenserer den gjennomsnittlig høyere vekten elbiler har som følge av batteripakke og øvrig elektronikk, skriver forskerne.
De understreker også at partikler fra dekk er større, og dermed også mindre skadelige for menneskers helse, enn partikler fra bremseslitasje.
Konklusjoner og anbefalinger
Elbilen demonstrerer i alle kategorier at den er det beste alternativet. Diesel- og bensinbilers bidrag til helseskader og dødsfall er fra to til ti ganger høyere enn for elbiler. Elbiler bidrar til forbedring av urban luftkvalitet, og en rekke helsefordeler kan knyttes til bruk (i motsetning til biler med forbrenningsmotor).
Scenarier hvor 100 prosent fornybar energi (som er tilfellet i Norge, red.anm.) brukes til å lade elbiler er ideelle. Da blir ingen konverteringsutslipp utløst (en høy andel av PM-utslippene stammer fra forbrenning).
Videre innføring av fornybar energi vil gjøre elbilen til et enda bedre alternativ (enn i denne analysen). Kull og olje bør unngås som kilde til produksjon av både strøm og andre fossile drivstoff.
Også svevestøvet som ikke skyldes eksos krever aktiv regulering. Dette kan oppnås ved bruk av alternative materialer i produksjonen av både dekk, bremser og veibane, og/eller ved å innføre regenerativ bremsing i alle biler med forbrenningsmotor. Dekk bør være gjenstand for teknologiske framskritt for å forbedre sammensetningen og dermed redusere slitasje og skadevirkninger.
Kanskje ikke så rart: 83 prosent av kjøretøykilometer i Europa (2012) ble gjennomført med personbiler, og det europeiske personbilmarkedet har vært dominert av nettopp dieselbiler (53 prosent i 2013).
Forskerne plasserer mye av skylden for dieselproblemet på bilindustriens påvirkning på Europakommisjonen. Dette skapte en dieselboom fra slutten av 1990-tallet, ved at «dieselprisene har blitt holdt systematisk lave sammenlignet med bensinprisene».
Samtidig ble det satt mindre strenge krav til utslipp av nitrogenoksider (NOx) i typegodkjenningen. Dermed kunne dieselbilene enkelt slippe ut minst tre ganger mer enn bensinlbilene.
De uregulerte PM-utslippene
Det er nettopp NOx- og partikkelutslipp (PM) som har vært dieselbilenes akilleshæl. Førstnevnte er fortsatt et problem, og krever både sofistikerte og dyre teknologier for å gi akseptable nivåer i enden av eksospotta (for eksempel AdBlue). Men: Bare et lavt antall dieselbiler har slik teknologi, og effekten er diskutabel (se tabell):
For PM hjalp innføringen av partikkelfilter (DPF) betydelig for partikkelutslipp som følge av fossil forbrenning. Likevel har man ikke lykkes å komme øvrige PM-utslipp (som ikke stammer fra forbrenning) til livs, siden det ikke er gitt noen europeiske direktiver for disse. Disse utslippene stammer typisk fra bremse-, dekk- og veislitasje.
Uavhengig av hva slags drivlinje personbilene har, antas det at alle (med sammenlignbar egenvekt) bidrar omtrent likt til PM-utslippene som ikke stammer fra eksos.
Siden elbiler er noe tyngre enn konvensjonelle biler, kan deres utslipp her være noe høyere. Nyere studier har imidlertid vist at dette ikke er tilfelle.
– Grunnen er at elbiler bremses fysisk omtrent 1/3 mindre, på grunn av regenerativ bremsing (som tilbakefører energi til batteriet). På grunn av dette blir elbilenes totale andel av ikke-eksosrelaterte utslipp lavere enn for konvensjonelle biler, skriver forskerne.
40 prosent høyere forbruk enn idealtall
Siden 1992 er alle nye bilmodeller testet etter typegodkjenningsprosedyren NEDC. Målesyklusen har fått mye kritikk for at den ikke gir et rimelig bilde av jobben en fossilmotor gjør i hverdagen. Konsekvensen har vært at virkelig forbruk – og dermed utslipp – er mye høyere enn det som oppnås i testene.
– Dette har gitt historisk misforhold mellom offisielle og faktiske NOx-utslipp for dieselbiler. På samme måte har CO2-utslippene blitt underestimert for både diesel- og bensinbiler, skriver forskerne.
Figuren over viser hvordan man ser for seg at de eksosrelaterte PM-utslippene vil reduseres mot 2020. En av årsakene er at gamle dieselbiler uten DPF fases ut. Dette gjelder såkalt PM2,5, nemlig bittesmå partikler som enkelt trenger inn i luftveier.
Samtidig antas øvrige PM-utslipp (opp til PM10) å holde seg stabile. Dette er de større partiklene som stammer fra slitasje på bremser, dekk og vei.
Elbilens trumfkort: Regenerering av energi
De mest vanlige kjemiske bestanddelene i PM10, fra slitasje av bremser og dekk, framgår av tabellen under. For det meste er disse tungmetaller som brukes som indikatorer på mengden PM bremseslitasje utgjør.
Grunnen er at bremseslitasje er en stor kilde for noen metaller, mens dekkslitasje betyr minst for de ikke-eksosrelaterte PM-utslippene, skriver forskerne, som også forklarer hvorfor oppvirvlet støv ikke er en del av forskningsrapporten. Grunnen til at dette ikke er inkludert, er at slikt støv er krevende å kvantifisere og at det er underordnet en rekke eksterne faktorer som årstid, nedbør og veibanens fuktighetsgrad.
De understreker samtidig at bremseslitasje utgjør 16-55 prosent av PM10-utslippsmassen i urbane områder, mens den antas å være nede på tre prosent på motorvei – siden det bremses lite der.
Bidragene fra dekkslitasje antas å være 5-30 prosent i bymiljø.
