Het is precies 20 jaar geleden dat experts van Empa en VERT de eerste testresultaten van roetfilters publiceerden. Vandaag, meer dan 300 miljoen voertuigen wereldwijd zijn uitgerust met dergelijke filters. Echter, een VERT-conferentie in de Empa Academy onthulde waarom het emissieprobleem nog lang niet voorbij is.

Het verhaal van het dieselroetfilter begon allemaal met een storing in Californië – en een succesverhaal in Zwitserland. In het begin van de jaren tachtig, Daimler-Benz rustte een vloot luxe limousines uit met roetfilters voor Californië. Gebouwd in een consortium van het Duitse bedrijf Degussa en de Amerikaanse keramiekfabrikant Corning, echter, de filters brokkelden af ​​op de bodem van de dieselauto. Met 2, 000 beschadigde motoren en een terugroepactie, deze eerste poging eindigde in een ramp.

Vijf jaar later, echter, effectieve en praktische deeltjesfilters waren al vereist voor bouwmachines. Op 21 sept. 1992 Zwitserland stemde in een referendum voor de NRLA-basistunnel. Hoe dan ook, experts berekenden al snel dat het uitgraven van twee 57 kilometer lange tunnels simpelweg onmogelijk was met ongefilterde dieselbouwmachines. "We hadden niet binnen de maximaal toelaatbare concentratie (MAC) voor dieselroet kunnen blijven als we alleen hadden vertrouwd op het ventileren van de tunnel met frisse lucht, ", zegt Andreas Mayer. En zo werd het VERT-project gelanceerd om de roetfilters in NRLA te testen. Hieruit ontstond de VERT Association, die in maart 2018 twee decennia filtertesten vierde met een tweedaags seminar op Empa. In de jaren negentig, de naam VERT stond voor Verbesserung der Emissionen von Realmaschinen im Tunnelbau (Verbetering van bouwmaterieel bij tunnelbouw); vandaag, het is een kwaliteitszegel voor de best beschikbare filtertechnologie, die een depositiesnelheid van> . moet bereiken 98% voor alle deeltjesgrootteklassen (20-400 nanometer).

De onderzoeksvereniging waarbij Empa betrokken is, de hogescholen in Biel en Noordwest-Zwitserland in Windisch en de VERT Association werden een succesverhaal:de tien testfilters voor bouwmachines in 1998 zijn uitgegroeid tot 300 miljoen filters die worden gebruikt in personenauto's, vrachtwagens, bussen en off-road machines vandaag. In 2000 bracht Peugeot voor het eerst een personenauto in massaproductie met roetfilters. Sinds de introductie van de Euro 5-emissieklasse in 2011 filters zijn vrijwel onontkoombaar geworden voor nieuwe dieselauto's in Europa. Met de invoering van Euro 6d in september 2019 en de verlaging van het emissieplafond tot 600 miljard deeltjes per kilometer, voertuigen met benzinemotor kunnen niet meer zonder roetfilters, of.

Is dat nu het einde? Is de uitstoot van auto's en vrachtwagens schoon genoeg? Na twee decennia, mag Vereniging VERT haar testapparatuur ophangen? Alles behalve, als de tweedaagse conferentie in maart iets te bieden heeft. 600 miljard deeltjes per kilometer is een duizelingwekkend hoog cijfer. Met behulp van VERT-gecertificeerde filters, de uitstoot van deeltjes kan tien of zelfs honderd keer worden verminderd, gewoon zo. De VERT-organisatoren hadden chemici uitgenodigd, toxicologen, artsen en ingenieurs om de risico's en nadelige effecten van verbrandingsemissies te bespreken. Uwe Wagner van het Institute of Internal Combustion Engines van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) presenteerde zijn optimistische visie. Zijn conclusie:"De emissieproblemen van verbrandingsmotoren zijn opgelost." Nu moeten oudere voertuigen gewoon geleidelijk worden vervangen door nieuwere. Het feit dat oudere voertuigen, zoals later bleek, kan ook worden opgewaardeerd was verloren.

Wat is gevaarlijker:stikstofoxiden of roetdeeltjes?

De ingenieur uit Karlsruhe stuitte op felle tegenstand op het VERT-forum:het NO2-probleem in steden is niet opgelost; de EU-drempels voor het schadelijke gas werden op veel stedelijke meetpunten overschreden, zoals blijkt uit 650 milieuzones die in Europa zijn ingevoerd om de hoge niveaus van luchtverontreinigende stoffen te bestrijden. Miljoenen dieselpersonenauto's met legale manipulatie-instrumenten rijden nog steeds op de weg - en kunnen nog steeds worden verkocht. De milieunorm Euro 6d geldt pas vanaf september 2019 voor alle nieuwe auto's. Alleen dan moet elke nieuw verkochte auto ook aan de NO2-drempels op de weg voldoen.

Ook was er een discussie over welke emissiecomponenten schadelijk zijn voor de gezondheid. Alleen zeer giftig koolmonoxide (CO) heeft emissielimieten; kankerverwekkende stoffen zoals benzeen of benzo(a)pyreen zijn niet beperkt, ook al heeft de EU wettelijke buitenluchtdrempels opgelegd. Is stikstofmonoxide (NO) of stikstofdioxide (NO2) giftiger? Of zijn het de roetdeeltjes ter grootte van een nanometer die bij een drempel van 600 miljard deeltjes per kilometer nog in grote hoeveelheden vrijkomen? Roetdeeltjes hebben een grote, specifieke ondergrond waar kankerverwekkende verbrandingsresten aan kunnen hechten, sluipen langs de eigen afweermechanismen van het lichaam en gaan de longblaasjes binnen - ongeveer als een paard van Troje.

"Partikelfilters en DeNOx-systemen zijn chemische fabrieken."

Norbert Heeb, een chemicus bij Empa die al 20 jaar betrokken is bij emissieonderzoek, weet welke verbrandingsresten zich aan de roetdeeltjes hechten. In zijn toespraak, hij legde uit welke giftige componenten worden aangetroffen in verbrandingsemissies van aardolieproducten. Gedeeltelijk verbrande koolwaterstoffen, die langer in DeNOx-systemen en roetfilters blijven hangen, zijn bijzonder problematisch. Volgens Heeb, de combinatie van reactiewarmte, zuurstof, stikstofoxiden en koolwaterstoffen kunnen leiden tot nieuwe kankerverwekkende producten. "Het is een echte chemische fabriek."

Echter, giftige stoffen ontstaan ​​niet alleen in het hete uitlaatkanaal. Bepaalde verontreinigende stoffen, aangeduid als "secundaire verontreinigende stoffen", ontwikkelen zich ook nadat de hete emissies zich vermengen met koele omgevingslucht. Dit zijn onder meer laaggelegen ozon of secundaire condensaten en fijne stofdeeltjes die ook kankerverwekkende verbrandingsresten absorberen. Aanvullende metingen – zo waren de experts het eens – zijn in alle opzichten aan te raden. "Een op de tien roetfilters is defect, " zei Jan Czerwinski van de Bern University of Applied Sciences in Biel in zijn toespraak en drong erop aan:"We moeten deze defecte filters vinden."

Menselijke cellen beschadigd door emissies

De oproep is ook gerechtvaardigd vanuit een toxicologisch perspectief - ondertussen er is voldoende bewijs voor gezondheidsrisico's veroorzaakt door emissies:verschillende experts, waaronder Tina Bürki van Empa, Barbara Rothen-Rutishauser van het Adolphe Merkle Instituut of Marianne Geisser en Loretta Müller van de Universiteit van Bern, presenteerde een reeks tests waarbij menselijke celculturen werden blootgesteld aan emissies van diesel- en benzinemotoren. De biologische reacties op deze celculturen zijn indicatief voor schadelijke gezondheidseffecten voor de mens.

Tegelijkertijd, de filter- en DeNOx-technologie wordt verfijnd. Nieuw ontwikkelde retrofitfilters verhogen Euro 2 tot Euro 5 bedrijfsvoertuigen naar de Euro 6-norm. In Shenzhen (China) en Teheran (Iran) moeten volledige busvloten worden omgebouwd. autoriteiten in Israël overwegen een landelijke lage-emissiezone" en de Israëlische regering heeft zojuist de uitgebreide upgrade van de busvloot met filters goedgekeurd. En in Europa groeit het aantal milieuzones waar oudere dieselvoertuigen niet in mogen. Ondertussen groeit er zijn zoveel van deze zones dat de website van een adviesbureau te hulp moet komen. Alle rijverboden in Europa worden hier vermeld, samen met hun respectievelijke voorschriften.

Met andere woorden, het emissiedebat is nog lang niet voorbij, zelfs twee decennia na de introductie van VERT-filtertesten.