NOx-utsläpp

NOx-utsläpp är kväveoxider, främst kvävemonoxid och kvävedioxid, som bildas när luft förbränns vid hög temperatur inuti en motor. Luft består till omkring sjuttioåtta procent av kväve, och även om kväve normalt är inert bryter förbränningens intensiva hetta och tryck de starka bindningarna i kväve- och syremolekylerna och låter dem förenas. Samlingsbegreppet NOx används eftersom de två föreningarna omvandlas till varandra i atmosfären och regleras gemensamt.

Det avgörande villkoret för NOx-bildning är temperatur. Ju hetare förbränning, desto mer NOx bildas, vilket försätter ingenjörer i en svår sits eftersom hög förbränningstemperatur också tenderar att förbättra den termiska verkningsgraden och minska andra föroreningar. Denna avvägning ligger i hjärtat av mycket modern motor- och avgasteknik, och den förklarar varför åtgärder som sänker NOx ibland kan höja bränsleförbrukningen eller sotbildningen.

Till skillnad från koldioxid är NOx inte i första hand en växthusgas utan en lokal luftkvalitetsförorening. Kvävedioxid irriterar luftvägarna och förvärrar astma och andra andningsbesvär, och kväveoxider bidrar till bildningen av marknära ozon och fotokemisk smog, liksom till surt regn och partikeldis. Skadan känns mest akut i tät stadstrafik, vilket är skälet till att NOx har blivit i fokus för miljözoner och restriktioner i stadskärnor.

Dieselmotorer är en särskild källa till oro eftersom deras magra förbränning vid hög temperatur i sig ger mer NOx än bensinmotorer, samtidigt som den ger goda koldioxidvärden. Denna motsättning blev ökänd under den så kallade dieselgate-affären, då det framkom att vissa fordon konstruerats för att känna av laboratorietestet och sänka NOx-utsläppen endast under de förhållandena, medan de släppte ut långt mer på vägen. Skandalen påskyndade övergången till vägbaserad Real Driving Emissions-provning.

Kontroll av NOx vilar på en tudelad strategi. Uppströms återför avgasåterföring (EGR) en del av de inerta avgaserna till cylindrarna, vilket sänker den högsta förbränningstemperaturen och därmed dämpar NOx-bildningen vid källan. Nedströms sprutar selektiv katalytisk reduktion (SCR) in en urealösning, såld som AdBlue, i avgaserna, där den frigör ammoniak som omvandlar NOx till ofarligt kväve och vatten över en katalysator. NOx-fällor (lean-NOx traps) fyller en besläktad roll på vissa motorer.

NOx hänger därmed direkt ihop med en rad efterbehandlingstekniker, nämligen SCR, AdBlue och EGR, och med regelverket kring Euro-utsläppsnormerna, där Euro 6 ställer de strängaste gällande gränsvärdena. Att hantera det väl är en av de centrala utmaningarna för att göra förbränningsmotorer godtagbara i moderna städer.