Stikstofemissie mobiele werktuigen achterhaald. Fabrikant aan zet

Hoe raakt de stikstofproblematiek cumelabedrijven?
Door het Klimaatakkoord, het Schone Lucht Akkoord en de stikstofproblematiek wordt de cumelasector uitgedaagd om werk te maken van emissiereductie van mobiele werktuigen. Doen we dat niet dan staan de groeiambities, omgevingsvergunningen of werk op de tocht. Gelukkig heeft onze inzet mede opgeleverd dat er 500 miljoen euro wordt gereserveerd voor innovatie van emissiereductie voor mobiele werktuigen, maar in deze transitie zijn dieselmachines voorlopig nog steeds onmisbaar. 

Stageklassen 
Verbrandingsmotoren van mobiele werktuigen worden volgens Europese normering ingedeeld in zogenaamde stageklassen. Daarmee worden de limietwaarden (tabel 1) aangegeven in g/kW van schadelijke stoffen die de uitlaat mogen verlaten zoals roetdeeltjes/fijnstof (PM), koolmonoxide (CO), koolwaterstof (HC) en stikstofoxide (NOx). In dit artikel ga ik alleen in op stikstof uit dieselmotoren. Stikstofemissie uit een uitlaat bestaat overwegend uit NOx. Motoren die zijn uitgerust met een zogenaamde SCR-katalysator stoten ook een kleine hoeveelheid stikstof uit in de vorm van ammoniak (NH3). 

Wat opvalt is dat vooral de motoren met een laag vermogen relatief hoge emissie-eisen kennen ten opzichte van de zwaardere motoren

Stageklassen werden in Europa voor het eerst geïntroduceerd in 1999 (Stage I). Sinds 2019 moeten motorfabrikanten voldoen aan de eisen voor Stage V. Nieuwe normen worden gefaseerd per vermogensklasse ingevoerd en reeds geproduceerde motoren hebben na de ingangsdatum van een nieuwe stageklasse nog een opgebruiktermijn. Binnen de normering wordt onderscheid gemaakt tussen verschillende vermogensklassen.

Wat opvalt is dat vooral de motoren met een laag vermogen relatief hoge emissie-eisen kennen ten opzichte van de zwaardere motoren. Dat hangt mede samen met de dure en complexe nabehandelingssystemen die nodig zijn om NOx te reduceren. Die zijn op kleine motoren minder haalbaar. Wat er gek genoeg in de praktijk wel toe kan leiden dat een kleine Stage V machine nominaal per dag meer NOx uitstoot dan zijn grote broer. De ontwikkeling naar schonere machines is de afgelopen tien jaar heel snel gegaan. Zo voldoet een 150 pk Stage V machine uit 2019 aan een 90 procent schonere emissielimiet dan een Stage IIIa machine uit 2008. 

Emissie in de praktijk 
Hoewel veel motorfabrikanten met groot technisch vernuft grote stappen hebben gezet blijkt de emissie in de praktijk helaas soms (veel) hoger dan de Stage-limiet. Dat komt doordat een motor ten behoeve van de limietwaarde in laboratoriumomstandigheden gedurende een aantal seconden wordt getest bij een constant laag toerental en bij een constant hoog toerental onder belasting. De hoeveelheid stikstof die vrijkomt hangt echter sterk samen met de verbrandingstemperatuur en de temperatuur in het uitlaatsysteem. Omdat in de praktijk van machines de motorbelasting en toerental zeer wisselend kunnen zijn heeft dat direct consequenties voor de hoeveelheid NOx die vrijkomt. De effectiviteit van uitlaatgas nabehandelingssystemen hangt daar namelijk mee samen.

Al in 2018 deed TNO literatuuronderzoek en praktijkmetingen op basis waarvan TNO de emissiefactoren heeft bijgesteld (tabel 1). Praktijkmeting van vier machines (tabel 2) leverden de volgende belangrijke conclusies op: 

• NOx-emissie in de praktijk circa 20 tot 350 procent hoger dan de limietwaarde voor de laboratoriumtest.
• Het aandeel stationair draaien is zeer substantieel en varieert tussen de 18 en 57 procent. 
• 12 tot 51 procent van de totale NOx-uitstoot is toe te schrijven aan stationair draaien.

Belang goed praktijkonderzoek én materieel-enquête 
Wij vinden dit praktijkonderzoek uit 2018 onvoldoende representatief voor het actuele machinepark. Cumelaondernemers vervangen hun machines gemiddeld eens in de zeven tot tien jaar en uit onze eigen stikstof-enquête blijkt dat 50 procent van het materieel inmiddels van na 2014 (Stage IV of V) is.

Hoewel veel motorfabrikanten met groot technisch vernuft grote stappen hebben gezet blijkt de emissie in de praktijk helaas soms (veel) hoger dan de Stage-limiet.

Desondanks zijn de emissiefactoren recent verhoogd in de stikstof-rekentool voor vergunningverlening ‘Aeriusmodel’. Een verhoging gebaseerd op het onderzoek uit 2018. In 2020 hebben we daarom medewerking verleend aan een nieuw TNO-praktijkonderzoek. Zodra deze meetresultaten bekend zijn delen we die uiteraard met onze leden en als er aanleiding voor is gaan we verzoeken om bijstelling van het Aeriusmodel.

Begin 2021 start TNO daarnaast op ons verzoek met een sectorbrede materieel-enquête. Die informatie is voor meerdere ministeries heel belangrijk. Alleen met actuele en betrouwbare informatie kunnen we de overheid laten zien wat een realistisch, betaalbaar en haalbaar transitiepad is, daarom is jouw deelname aan deze materieel-enquête van groot belang! 

Alleen met actuele en betrouwbare informatie kunnen we de overheid laten zien wat een realistisch, betaalbaar en haalbaar transitiepad is.

Fabrikant aan zet 
Hoewel emissies in de praktijk hoger zijn dan de limietwaarden houden motorfabrikanten zich vooralsnog volledig aan de Europese regelgeving. Daardoor wordt allereerst de te hoge emissie in de praktijk ten onrechte het probleem van de gebruiker. Daarom zijn wij blij dat meten in de praktijk voor fabrikanten ook verplicht wordt. Een Europese verordening schrijft namelijk voor dat van Stage V-motoren (56-560 kW) de eerste gegevens van de praktijktest uiterlijk 31 december 2022 bij de goedkeuringsinstantie moeten zijn ingediend.

Hoe groot de uitdaging wordt voor fabrikanten om praktijkemissie te beteugelen is sterk merkafhankelijk. Zo gelden bijvoorbeeld verrassend genoeg in Amerika al jaren strengere luchtkwaliteitseisen, waardoor fabrikanten uit de USA technisch vergevorderd zijn, terwijl een trekkerleverancier uit Oost-Europa onlangs nog adverteerde met een voor de Europese markt verboden Stage IIIA machine. We verwachten dat naleving van emissielimieten voor cumelaondernemers in de nabije toekomst een belangrijk aankoopargument wordt. Daarom adviseren we je hierover het gesprek met je dealer aan te gaan. 

Uit het oogpunt van een gelijk speelveld én de gezondheid van de medewerkers veroordelen wij dit handelen. De storingsgevoeligheid moet wel worden opgelost. 

Storingsgevoeligheid aanpakken
​​​​​​​Een tweede probleem is de storingsgevoeligheid van nabehandelingssystemen tot grote frustratie van de gebruikers van machines. Hoge kosten en stilstand zijn het gevolg. De verleiding is dan groot om die systemen onklaar te (laten) maken. Hoewel merkgebonden dealers zich hier terecht niet voor lenen komt het in de praktijk helaas zo nu en dan toch voor met ongewenste vervuilende uitlaatgassen tot gevolg. Uit het oogpunt van een gelijk speelveld én de gezondheid van de medewerkers veroordelen wij dit handelen. De storingsgevoeligheid moet wel worden opgelost. 

Chiptuning
Als laatste is ook ‘chiptuning’ een fenomeen met ongewenste risico’s. Hoger of lager vermogen van trekkers en mobiele werktuigen met gelijke motorinhoud wordt elektronisch geregeld. Het grote prijsverschil maakt het aantrekkelijk om een machine met laag vermogen te kopen en die te laten chiptunen. Dit heeft doorgaans altijd invloed (negatief óf positief) op brandstofverbruik en emissies. Vrachtwagenfabrikanten hebben dit opgelost door het prijsverschil zeer beperkt te houden.  

Het ministerie van Infrastructuur en  Waterstaat (I&W) is bekend met deze laatste twee kwesties - onklaar maken van nabehandelingssystemen en chiptuning- en overweegt daarom de introductie van een keuring waar emissiemeting deel van uit maakt. Om die verplichting te voorkomen ligt de sleutel voor de oplossing van beide problemen in handen van de fabrikant. Wat ons betreft is de fabrikant voor alle drie voornoemde punten aan zet.