Redaktør: Transportøkonomisk institutt

Hovedside/ / Miljø, lover og retningslinjer/ Eurokrav og typegodkjenning av kjøretøy

Eurokrav og typegodkjenning av kjøretøy

Forfattere 2015: Astrid H. Amundsen og Rolf Hagman, TØI. Tiltaket er skrevet i 2014, noe justert i 2015.

Utslippet fra kjøretøy i virkelig trafikk er ofte forskjellig fra det utslippet som en ville forvente ut fra hva kjøretøyets typegodkjenning skulle tilsi. Særlig når det gjelder utslippet av NOx er forskjellene mellom faktisk utslipp og utslipp i typegodkjenningstesten stor. Typisk bykjøring i kulde kan gi utslipp som er 7-9 ganger høyere enn typegodkjenningskravet for diesel personbiler av Euro 6 klasse.

1 Problem og formål

I byer både i Norge (se figur 1) og i andre land sliter myndighetene med å overholde kravene til årsmiddelkonsentrasjon av NO2 (nitrogendioksid). Utslippet av svevestøv har hatt en noe bedre utvikling enn utslippet av NO2, men fortsatt er det flere norske byer som ikke overholder kravene i Forurensningsforskriften (se figur 2).

figur1.png

Figur 1: Utvikling - årsmiddelkonsentrasjon av NO2 (µg/m3) i norske byer fra 2003-2013.

I Norge har vi et nasjonalt mål (gul linje) om at døgnmiddelkonsentrasjonen av svevestøv (PM10) ikke skal overskride 50 µg/m3 mer enn 7 dager pr. år. Trenden er nedadgående i flere byer, men vi er langt fra å ha oppnådd dette målet (se figur 2). Kravet i henhold til Forurensningsforskriften (rød linje) er satt til maksimalt 35 overskridelser i året (av 50 µg/m3).

figur2.png 

Figur 2: Utvikling antall overskridelser i kravet til partikler i norske byer fra 2004-2013.

Utslippskravene til nye kjøretøy har blitt stadig strengere siden de første Euro kravene (se neste kapittel) ble innført tidlig på 1990-tallet. Likevel har det vist seg at luftforurensningen i byer ikke har forbedret seg i den grad en skulle forventet, gitt at alle kjøretøyene tilfredsstilte gjeldende krav.

Særlig i forbindelse med innføringen av Euro 5/V, og dels også Euro 4/IV, opplevde flere storbyer at utslippet av NO2 ikke ble redusert i den størrelsesordenen en hadde forventet, men heller syntes å øke. Det har i ettertid vist seg at dette dels skyldes den økende andelen av dieselkjøretøy i storbyene. For å tilfredsstille Euro kravene til avgassutslipp må dieselkjøretøyene fra og med Euro 5/V i praksis ha partikkelfiltre og oksiderende katalysatorer. Denne teknologien har imidlertid vist seg å være ugunstig med hensyn til NO2 andelen av det totale NOx utslippet. NOX er en samlebetegnelse for ulike nitrogenforbindelser. NO2 er helseskadelig. 

 

til toppen

2 EURO kravene til nye kjøretøy

Alle nye biler og nye motorer til kjøretøy skal typegodkjennes. Euro kravene angir hvor store utslipp som nye personbiler og nye motorer til tunge kjøretøy maksimalt kan ha for å bli godkjent for salg i EUs medlemsland. Norge følger EUs direktiver for kjøretøy.

Avgassutslippene for typegodkjenning av personbiler skal måles under kjøring av en nøye spesifisert kjøresyklus for personbiler (se kapittel 3). Avgassutslippene for typegodkjenning av motorer til tunge kjøretøy skal måles med nøye spesifiserte motorbelastninger. Avgassene skal i begge tilfelle samles inn og innholdet analyseres etter avsluttet kjøring av kjøresyklus og motorbelastninger.

For å bli typegodkjente må nye kjøretøy og nye motorer tilfredsstille de krav som til enhver tid gjelder. Kravene som har vært gjeldende, og er gjeldende fra 2014 er vist i tabellene nedenfor (se tabell 1-3). Ved typegodkjenning må kjøretøyene og motorene gjennom så mange avgasstester at utslippene under de gitte forutsetninger er statistisk sikre. I tillegg er bilprodusentene pliktig å sørge for at biler som selges har utslipp som er i samsvar med lovkravene. Dersom det gjennom stikkprøvetester oppdages at en bilmodell har for høye utslipp, kan bilprodusenten bli pålagt å utbedre samtlige biler som er solgt. 

Tabell 1: Utslippskrav for typegodkjenning av bensin personbiler i g/km. Kilde: Dieselnet

Direktiv (registreringsår)

NOx

PM

HC

CO

HC + NOx

Euro 1 (1992, bensin)

 

 

 

2,72/3.16

0,97/1.13

Euro 2 (1996, bensin)

 

 

 

2,2

0,5

Euro 3 (2000, bensin)

0,15

 

0,2

2,3

 

Euro 4 (2005, bensin)

0,08

 

0,1

1,0

 

Euro 5 (2009, bensin)

0,06

0,005

0,1

1,0

 

Euro 6 (2014, bensin)

0,06

0,005

0,1

1,0

 

 

Tabell 2: Utslippskrav for typegodkjenning av diesel personbiler i g/km. Kilde: Dieselnet

Direktiv (registreringsår)

NOx

PM

HC

CO

HC + NOx

Euro 1 (1992, diesel)

 

0.14/0,18

 

2,72/3.16

0,97/1.13

Euro 2 (1996, diesel)

 

0,08/0.1

 

1,0

0,7/0.9

Euro 3 (2000, diesel)

0,5

0,05

 

0,64

0,56

Euro 4 (2005, diesel)

0,25

0,025

 

0,5

0,3

Euro 5 (2009, diesel)

0,18

0,005

 

0,5

0,23

Euro 6 (2014, diesel)

0,08

0,005

 

0,5

0,17

 

Tabell 3: Utslippskrav for typegodkjenning av motorer til tunge kjøretøy i g/kWh. Kilde: Dieselnet

Direktiv (registreringsår)

NOx

PM

HC

CO

CO2

Euro I (1994-1996)

8,0

0,36/0.61

1,1

4,5

Ingen

Euro II (1997-2000)

7,0

0,15/0.25

1,1

4,0

Ingen

Euro III (2001-2006)

5,0

0,1

0,66

2,1

Ingen

Euro IV (2007-2008)

3,5

0,02

0,46

1,5

Ingen

Euro V (2009 -2014)

2,0

0,02

0,46

1,5

Ingen

Euro VI (2013/14-)

0,4

0,01

0,13

1,5

Ingen

Euro kravene har ikke egne krav for utslipp av NO2, men har et felles krav til utslippet av alle nitrogenforbindelsene (NOx). 

til toppen

3 Typegodkjenningstesting

New European Driving Cycle (NEDC) er den kjøresyklus som nå brukes for typegodkjenning av personbiler i EU. I USA og Japan brukes andre kjøresykluser (og andre utslippskrav). NEDC består av ulike faser som er ment å skulle fange opp både typisk bykjøring, og en del som skal representere kjøring på landevei med akselerasjoner og hastigheter opp til 120 km/h (se figur 3).

Kritikken mot kjøresyklusen NEDC og de fleste andre testsyklusene for typegodkjenning som brukes i dag, er blant annet at akselerasjonene i testene er for jevne og at de kun krever et begrenset utvalg av ulike motorbelastninger og turtall. NEDC syklusen fanger i liten grad opp faktiske forhold ved bytrafikk med lave hastigheter, høye turtall, kraftige akselerasjoner og retardasjoner (Weiss m fl 2011). Utslippene i faktisk bytrafikk kan derfor bli betraktelig høyere enn det typegodkjenningen til det aktuelle kjøretøyet viser. Dette er en av årsakene til at EU utreder muligheten for å innføre mer relevante kjøresykluser for typegodkjenning av biler.

figur_3.png

Figur 3: Hastighetsprofil for New European Driving Cycle (NEDC). Kjøring i by (urban driving) og på tilnærmet landevei (extra-urban). Kilde: Hagman og Amundsen 2013b

Dagens typegodkjenningstestene blir utført ved en temperatur på 23° C, dvs at ved kaldstart er motoren temperert til +23° C. Ved nordiske vintertemperaturer kan utslippet være betraktelig høyere. I tillegg testes kjøretøyenes rullemotstand ofte på spesialdesignede baner, ofte med spesielle dekk og høyt lufttrykk i dekkene, noe som vil gi helt andre verdier enn på normale veidekker.

til toppen

4 Testing av utslipp ved kjøring i virkelig trafikk

TØI har i samarbeide med VTT i Finland testet utslippet fra en rekke kjøretøyer for å finne ut hva kjøretøyene kan forventes å slippe ut i tilnærmet virkelig trafikk (Hagman og Amundsen 2013a og 2013b, Hagman m fl 2015, Weber m fl 2015). Fokuset var hovedsakelig på forventet utslipp fra Euro 6/VI kjøretøy.

Ved testene utført ved det finske laboratoriet (hos VTT) blir flere testsykluser brukt for å studere avgassutslipp under forskjellige kjøreforhold. Bilene testes slik de blir levert og kjøremotstanden programmerers i samsvar med rullemotstanden på normal vei.  Personbilene testes ved hjelp av Helsinki bykjøresyklus (se figur 4), som skal simulere hvordan bilene kjører i typisk bytrafikk. Testen er laget basert på registrering av kjøring i Helsinki. De tunge kjøretøyene har egne tilpassede kjøresykluser, som er tilpasset forventet bruk av de aktuelle kjøretøyene..

Kulde er ofte en faktor som bidrar til høye avgassutslipp. Dette er imidlertid en faktor som sjeldent testes ut av ikke-nordiske, vest og sentral-europeiske avgasslaboratorier. For å kunne se i hvilken grad streng kulde øker avgassutslippene i virkelig bytrafikk kjøres det to turene i avgasslaboratoriet ved henholdsvis temperaturene -7 °C (i kuldekammer) og ved +23°C.

Vi får med denne testprosedyren måleverdier for:

  • bykjøring med kaldstart ved -7°C
  • bykjøring med varmstart ved -7°C
  • bykjøring med kaldstart ved +23°C
  • bykjøring med varmstart ved +23°C

Avgassutslippene fra de fire beskrevne testene med bykjøresyklusen gir et utfyllende bilde av de testede kjøretøyenes utslipp av klimagasser og lokalt forurensende avgasser under bykjøring i kulde -7°C, og ved normal temperatur på +23°C.

figur_4.jpg 

Figur 4: Helsinki bykjøresyklus kjørt to ganger med en pause på 15 min, noe som gir en syklus med kaldstart og en syklus med varmstart. Kilde: Hagman og Amundsen 2013b

til toppen

5 Miljøeffekter

Utslipp av NOx og NO2 i virkelig trafikk

Stort sett alle nye biler som har blitt testet ved VTTs avgasslaboratorier tilfredsstiller Euro-kravene for de aktuelle bilmodellene. Dette innebærer i prinsipp at Euro-kravene oppfylles med en relativt god marginal. Selv om noen grenseverdier skulle overskrides ville bilene med tillatte tilpasninger for typegodkjenning ha klart typegodkjenningskravene.

Figur 5 viser utslippet av NOX for et utvalg av kjøretøy i TØI og VTTs tester. Euro 6 kravet (for dieselpersonbiler) til NOx på 0,08 g/km er i figuren vist med en rød linje. Figuren illustrerer at NOx utslippet fra de fleste kjøretøyene ligger langt over Euro kravet, som de aktuelle bilmodellene er sertifisert for ved å klare typegodkjenningstesten. Figuren viser også at utslippet av NOx synes å bli redusert som følge av Euro 6, og at utslippet er høyere for dieselbiler enn for bensin- og hybridbiler. I figurene (5-9) er D-dieselbiler, B- bensinbiler og H-hybridbil.

 figur_5.png

Figur 5: Utslipp av NOX fra avgasstester med personbiler. Helsinki bykjøresyklus under forskjellige betingelser for motortemperatur ved start og med forskjeller i omgivelsestemperatur. Den røde linjen viser NOX typegodkjenningskravet (Euro 6) for dieselbiler.  Øvrige forkortelser er: D-dieselbiler, B-bensinbiler, H-hybridbil,5-Euro 5 og 6-Euro 6. Kilde: Hagman og Amundsen 2013b.

Figurene 6-9 viser resultater fra en av testsyklusene. Det er her valgt å vise den antatt verste syklusen med hensyn på utslipp, dvs utslippet ved kaldstart i kulde.

Typegodkjenningskravet til Euro 6 personbiler er på 0,08 g/km (diesel) og 0,06 g/km (bensin). Testresultatene viser at ved kjøring i kulde er utslippet fra alle de testede dieselpersonbilene langt høyere enn dette, se figur 6.

fkgur_6.png 

Figur 6: Utslipp (g/km) av NOfra avgasstester med personbiler, Helsinki bykjøresyklus med kaldstart og kjøring av 7,8 km i kulde (-7°C). Øvrige forkortelser er: D-dieselbiler, B-bensinbiler, H-hybridbil, 5-Euro 5 og 6-Euro 6. Kilde: Hagman og Amundsen 2013b.

Figur 7 viser utslippet av den helseskadelige komponenten NO2 fra de ulike kjøretøyene. Det er ikke et eget krav til NO2 utslippet fra nye kjøretøy i typegodkjenningen, men dette vil dels fanges opp i NOx kravet. Figuren viser at andelen NO2 utslipp av det totale NOx utslippet kan variere mye fra kjøretøy til kjøretøy.

 figur_7.png

Figur 7: Utslipp (g/km) av NO2 fra avgasstester med personbiler, Helsinki bykjøresyklus med kaldstart og kjøring av 7,8 km i kulde (-7°C). Øvrige forkortelser er: D-dieselbiler, B-bensinbiler, H-hybridbil, 5-Euro 5 og 6-Euro 6. Øvrige forkortelser er: D-dieselbiler, B-bensinbiler, H-hybridbil, 5-Euro 5 og 6-Euro 6. Kilde: Hagman og Amundsen 2013b.

Franco m fl (2014) har testet utslippet fra 15 Euro 6 dieselpersonbiler. Testene er utført i virkelig trafikk (ikke laboratorier), ved at måleutstyr er påmontert de aktuelle kjøretøyene. Disse kjøretøyene kjøres så rundt i ulike typer trafikkmiljø. Hovedresultatet fra uttestingen var at NOx utslippet i snitt var syv ganger høyere enn Euro 6 kravet. Dette inntrykket stemmer godt med resultatene fra den norsk/finske studien (Hagman og Amundsen 2013a og 2013b). Ved testing i 23° C var utslippet av NOx tre-fem ganger høyere i virkelig trafikk enn Euro 6 kravet, mens det i kulde kunne ligge på rundt syv-ni ganger høyere enn kravet.

Utslipp av PM og CO2 fra personbiler i virkelig trafikk

I følge typegodkjenningskravet skal nye personbiler ikke ha et høyere utslipp enn 0,005 g/km av partikler. De fleste kjøretøyene klarer å tilfredsstille dette kravet, også under vanskelige testbetingelser, se figur 8. Unntaket er to Euro 5 bensinbiler (med ny innsprøytingsteknologi) som viste seg å ha høye utslipp ved denne ugunstige testbetingelsen. De klarte kravet under de tre andre testbetingelsene (jf. kapittel 4).

figur_8.png 

Figur 8: Utslipp (g/km) av PM fra avgasstester med personbiler, Helsinki bykjøresyklus med kaldstart og kjøring av 7,8 km i kulde (-7°C). Øvrige forkortelser er: D-dieselbiler, B-bensinbiler, H-hybridbil, 5-Euro 5 og 6-Euro 6. Kilde: Hagman og Amundsen 2013b.

Utslippet av CO2 fra kjøretøyene har i liten grad endret seg fra Euro 5 til Euro 6 kjøretøyene, se figur 9. I alle de 4 testbetingelsene (jf. kapittel 4) var utslippet godt over målet for gjennomsnitt utslipp på 85g CO2 fra gjennomsnittet av nye personbiler i 2020 (se Miljøverndepartementet 2012). Den målte verdien av CO2 ved typegodkjenningen ligger under de fleste kjøreforhold langt under de faktiske utslipp ved kjøring i virkelig trafikk. Typisk er CO2-utslippet 30-40% høyere i virkelig trafikk enn hva som er oppgitt ved typegodkjenningen. Ved kaldstart i nordisk klima (-7°C) og bykjøring ser vi fra figur 9 at CO2-utslippene i gjennomsnitt er ca det dobbelte av målet for typegodkjenningen i 2020.

figur_9.jpg

Figur 9: Utslipp (g/km) av CO2 fra avgasstester med personbiler, Helsinki bykjøresyklus med kaldstart og kjøring av 7,8 km i kulde (-7°C). Øvrige forkortelser er: D-dieselbiler, B-bensinbiler, H-hybridbil, 5-Euro 5 og 6-Euro 6. Kilde: Hagman og Amundsen 2013b. 

I flere europeiske land rapporteres (Transport and Environment 2013) det at CO2 utslippet i virkelig trafikk ligger på i overkant av 20% av hva som blir oppnådd i typegodkjenningstesten.

Utslipp fra tunge kjøretøy med Euro VI teknologi

Når det gjelder tunge kjøretøy har det vært en kraftig reduksjon i utslippet av NOx og PM fra Euro V til Euro VI. Ved testing av både busser og lastebiler i tilnærmet virkelig trafikk, er utslippet redusert med 90 prosent eller mer når det gjelder NOx og PM, se Figur 10.

image012.png

Figur 10: Gjennomsnitt NOx-utslipp og avgasspartikler PM i g/km, for seks busser med Euro VI dieselmotorer, sammenlignet med en typisk buss med Euro V dieselmotor. Målt ved ca. +23 °C, og kjøring av Braunschweig bykjøringssyklus. Kilde: Hagman m fl 2015.

Selv om det er tatt i bruk renseteknologi som til dels er energikrevende, har vi ikke registrert at utslippet av CO2 har økt for de nye kjøretøyene i forhold til hva som var nivået for Euro V kjøretøy. Figur 11 viser utslippet av CO2 fra seks Euro VI bybusser (BBA-BBF) sett i forhold til en Euro V bybuss. Utslippet fra bussene påvirkes blant annet av vekt, noe som dels gjenspeiles i bussens lengde.

image014.png

Figur 11: CO2-utslipp i g/km for seks bybusser med Euro VI motor ved kjøring av Braunschweig kjøresyklus. Utslippsverdiene er på samme nivå som en buss med Euro V motor. Kilde: Hagman m fl 2015.

til toppen

6 Utfordring og muligheter

Det er foreløpig et begrenset antall land/miljøer som har testet utslippet fra Euro 6/VI kjøretøy i virkelig trafikk, blant annet fordi det fortsatt er et begrenset antall Euro 6 lette kjøretøy tilgjengelige på markedet.

 

Det er hovedsakelig når det gjelder utslippet av NOx at det er størst mismatch mellom faktisk utslipp fra kjøretøyene og typegodkjenningskravet. Forskjellen er størst for dieselpersonbiler, i typisk bykjøring, og i kulde. Figur 12 gir et eksempel på forskjellen mellom utslipp i henhold til typegodkjenningskravet (markert med stiplet rød sky) og utslippet i faktisk trafikk (grå sky) for Euro 3-6 dieselpersonbiler.

figur_10.png 

Figur 12: Utslipp av NOx fra dieselpersonbiler av ulike Euro klasser (markert med grå skyer) i virkelig trafikk. Skyen markert med stiplet rød linje indikerer typegodkjenningskravet for de ulike Euro klassene. Kilde: Carslaw mfl 2011 og ICTT 2014.

Når forskjellene mellom faktisk utslipp og typegodkjenningskravet blir såpass stort, kan dette gi til flere uheldige virkninger. Dette betyr at utslippsreduksjonene ikke blir i den størrelsesordenen myndighetene hadde forutsett, med de negative konsekvenser dette har for helse og klimautslipp. Dagens skatte og avgiftsordninger er i stor grad basert på utslippet oppgitt i typegodkjenningstesten, noe som betyr at kjøretøy som i virkelig trafikk har et høyt utslipp, likevel avgiftsbelegges etter utslippsnivået oppnådd i typegodkjenningstestene.

Når myndigheter iverksetter tiltak kun basert på hva de aktuelle kjøretøyene har oppnådd i typegodkjenningstesten, kan dette gi begrenset effekt av tiltaket, og i verste fall kan tiltaket virke mot sin hensikt. Det er derfor særlig viktig at en har god oversikt over utslippet fra ulike kjøretøytyper gitt typisk kjøring i områder der forurensningsproblemene er store.

til toppen

7 Referanser

Carslaw, D., Beevers, S., Westmoreland, E., Williams, M., Tate, J., Murrels, T., Stedman, J. Li, Y., Grice, S., Kent, A. and Tsagatakis, I. 2011
Trends in NOx and NO2 emissions and ambient measurements in the UK. Report prepared for Defra, 18th July 2011.

Franco, V., Sànchez, F. P., German, J. and Mock, P. 2014
Real-world exhaust emissions from modern diesel cars. A meta-analysis of PEMS emissions data from EU (EURO 6) and US (TIER 2 BIN5/ULEV II) diesel passenger cars. Part 1: Aggregated results. The international Council on Clean Transportation (icct). White paper, October 2014.

Hagman, R. og Amundsen, A. H. 2013a
Utslipp fra kjøretøy med EURO 6/VI teknologi. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1259/2013.

Hagman, R. og Amundsen, A. H. 2013b
Utslipp fra kjøretøy med EURO 6/VI teknologi. Måleprogrammet fase 2. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1291/2013.

Hagman, R., Gjerstad, K. I. og Amundsen, A. H. 2011
NO2 utslipp fra kjøretøyparken i norske storbyer. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1168/2011.

Hagman; R., Weber, C. og Amundsen A. H. 2015
Utslipp fra nye kjøretøy - holder de hva de lover? Avgassmålinger Euro 6/VI - status 2015. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1407/2015.

ICCT 2014
Real-world emission from modern diesel cars. Fact Sheet Europe. October 2014.

Miljøverndepartementet 2012
Meld. St. nr. 21 (2011-2012). Norsk klimapolitikk.

Transport and Environment 2013
Mind the gap! Why official car fuel economy figures don`t match up reality. Brussels, Transport and Environment.

Weber, C., Hagman, R. og Amundsen, A. H. 2015
Utslipp fra kjøretøy med Euro 6/VI-teknologi. Resultater fra måleprogrammet i EMIROAD 2014. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1405/2015.

Weiss, M., Bonnel, P., Hummel, R., Manfredi, U., Colombo, R., Lanappe, G., Le Lijour, P. and Sculati, M. 2011
Analyzing on-road emissions of light-duty vehicles with portable emission measurement systems (PEMS). JRC Scientific and Technical Report. Brussels, European commission. EUR-24697-2011.

til toppen