Hoe schadelijk zijn bandenemissies nu echt?

Wat betekenen de resultaten voor elektrische voertuigen?

De auto-industrie zet tegenwoordig sterk in op elektrificatie. Een van de grote drijfveren is het ecologische aspect: afstappen van fossiele brandstoffen moet het milieu ten goede komen. Geen enkel voertuig rijdt echter zonder emissies rond: recente wetgeving reguleert nu ook emissies van banden en remmen. Zeker voor elektrische voertuigen heeft dit op papier een grote impact. Maar hoe groot is die nu eigenlijk in de praktijk?

Veranderende wetgeving

Europese en Amerikaanse wetgeving kijken steeds meer naar wat er naast de uitlaat van een voertuig gebeurt. Hoewel deze categorie nog maar recent in rekening wordt genomen, is het nu al duidelijk dat ook elektrische voertuigen niet langer de emissiedans zullen ontspringen. Het gaat in de eerste plaats om uitstoot van remmen en banden. Zeker voor elektrische voertuigen is dit van groot belang, aangezien deze auto's doorgaans zwaarder zijn en dus voor meer slijtage van deze onderdelen zorgen.

Er is echter een algemene trend richting grotere en zwaardere wagens, zowel door strengere veiligheidseisen als door de veranderende smaak van de consument. Denk maar aan de enorme groei in de verkoop van allerhande SUV's. Ook hier kunnen we in principe dus meer uitstoot van banden en remmen verwachten, terwijl dit net ingeperkt moet worden.

Meetmethodes

Emission Analytics heeft een testopstelling ontwikkeld die op zowat elk voertuig kan gemonteerd worden en waarmee de emissies van banden - massa, aantal en fysieke opvanging - kunnen gemeten worden. Hiervoor is geen verdere modificatie van het voertuig vereist, waardoor de wagen nog steeds op de openbare weg mag.

Er is een algemene trend richting grotere en zwaardere wagens

Voor de chemische analyse zelf werd er gebruikgemaakt van tweedimensionele gaschromatografie, gekoppeld aan massaspectrometrie. Hiermee kon men de samenstelling van de banden vaststellen. Ten slotte heeft men gekeken in de wetenschappelijke literatuur naar de mogelijke gevolgen van blootstelling aan de diverse stoffen die vrij kunnen komen. Deze inschatting van de relatieve gevaren speelde een belangrijke rol bij het vaststellen van de impact van elke band.

Gebruiksgerelateerde emissies

massa en aantal

Emission Analytics onderzocht 18 verschillende modellen van banden onder steeds hetzelfde voertuig, waarbij de banden telkens in nieuwe staat waren. De testen werden uitgevoerd op de openbare weg, waarvan het merendeel op de snelweg. De totale gemiddelde afstand die werd afgelegd was zo'n 5.000 km.

Hier kwamen enkele algemene resultaten uit voort. De gemiddelde massa van de uitgestoten deeltjes bedroeg 67 mg/km, met een interkwartielafstand van 46 tot 77 mg/km. Er waren enkele outliers - bijvoorbeeld van 160 mg/km - maar de resultaten suggereren een redelijke limiet van ongeveer 80 mg/km.

Secundaire vervuiling

Er bestaat echter ook zoiets als secundaire vervuiling bij het gebruik van banden. Organische aerosolen gaan zich vormen door interactie van uitgestoten VOC's afkomstig van banden. Deze stoffen gaan zich mengen in de lucht en vormen zo nieuwe, giftige componenten. Dit uitstoten van VOC's gebeurt onder alle omstandigheden, zelfs bij stilstand van het voertuig.

Deze VOC's zijn afkomstig van het loopvlak van de band, maar vooral van de zijwand. Deze onderdelen kunnen verschillen qua chemische samenstelling en zo voor allerlei interacties zorgen in de lucht. Zo is er een secundaire organische aerosol (SOA) productie van 4,01 µg/m3 afkomstig van de stof toluene.

BEV vs. ICE

Hoe zit het nu specifiek met de volledig elektrische voertuigen op batterijen (BEV's)? Dé cruciale vraag is of extra massa en koppel bij BEV's effectief leiden tot hogere bandenemissies. Aangezien uitlaatemissies steeds lager worden bij wagens met verbrandingsmotoren (al dan niet hybride), kunnen bandenemissies bij hetzelfde voertuig maar liefst 1.850 keer hoger liggen. Bovendien tonen verschillende studies aan dat emissies van banden van BEV's nog eens 10-25% hoger kunnen liggen dan hun equivalenten onder wagens met verbrandingsmotoren.

Feit is dat een voertuig met een grotere massa nood heeft aan grotere banden. Bij elke gewichtstoename neemt de band gemiddeld genomen toe in breedte, velggrootte en oppervlak. Er is echter een verrassende wending. Uit het onderzoek van Emission Analytics blijkt nu dat grotere banden gemiddeld genomen beter scoren. Vooral op het vlak van snelheid en grip doen ze het een stuk beter dan hun kleinere broertjes. Het enige vlak waarop ze minder scoren is de geluidsoverlast. Deze ligt ietwat hoger bij de grotere banden.

Voor deze goede resultaten moet wel een zware tol betaald worden. Letterlijk dan, want deze grotere banden zijn gemiddeld genomen een pak duurder. Maar hoe zit het nu met de toxiciteit? Vertalen de betere prestaties zich ook in minder schade voor mens en natuur?

Ook hier worden we verrast: deze grotere banden zijn net minder giftig dan de kleinere varianten. Op Emission Analytics hun genormaliseerde schaal doen ze het 4,3% beter qua potentiële toxiciteit. Dit goede resultaat is vooral te wijten aan het mindere gebruik van aromatische concentraties (-9,5%). De andere samenstelling van de grotere banden maakt dus een cruciaal verschil. Algemeen genomen neemt de toxiciteit gemiddeld genomen af wanneer de velggrootte toeneemt.

Uiteraard zijn er ook hier de nodige nuances. Zo blijven er voorname variaties bestaan tussen de verschillende merken en zelfs tussen de modellen van eenzelfde fabrikant. Er zijn dus genoeg uitzonderingen op de eerder aangegeven regel. Het wordt dus ook duidelijk dat sommige fabrikanten het veel beter doen dan andere.

Amerikaanse analyse

De Amerikanen hebben op dit vlak hun eigen analyses gemaakt, met min of meer dezelfde resultaten. Hier zien we eenzelfde correlatie bij grotere banden: banden bestemd voor zwaardere belasting zijn breder en hoger, met grotere velgen. Ook hier zien we het ondertussen verwachte eindresultaat: deze grotere banden zijn minder giftig dan hun kleinere tegenhangers. Dit komt nogmaals door het sterk verminderde gebruik van aromatische stoffen - nog meer dan in Europa - hoewel er meer alkanen worden gebruikt.

Grotere banden zijn minder giftig dan de kleinere varianten, maar wel flink duurder

Een misschien verrassende vaststelling aan de hand van de vergelijking tussen Amerika en Europa: de Amerikaanse banden zijn doorgaans minder giftig. Dit is mogelijk het gevolg van andere prioriteiten. In Amerika worden banden in de eerste plaats ontwikkeld en verkocht met het oog op een lange levensduur, in plaats van een lage rolweerstand of goede prestaties bij het nemen van bochten. Het resultaat zijn simpelere chemische formules die ook minder giftig zijn. De vraag is nu wat de gevolgen zullen zijn van het nieuwe wetgevende programma in de Verenigde Staten, waar recent Californië en binnenkort ook andere staten inzetten op het inperken van allerlei emissies.

6PPD

Ten slotte buigt het onderzoek van Emission Analytics zich over de impact van 6PPD. Deze stof is alleszins alomtegenwoordig: ze werd vastgesteld in alle geteste banden. De modale concentratie was ongeveer 700 ng per mg aan steekproef. De frequentieverdeling is echter heel breed. Sommige banden bevatten erg weinig 6PPD, terwijl sommige banden meer dan 2.000 ng bevatten. Ongeveer 10% van de banden bevat IPPD als gedeeltelijk substituut. IPPD lijkt vooralsnog even giftig te zijn als 6PPD.

Conclusies

Hoewel grotere banden in theorie vervuilender zijn, zien we dat ze in de praktijk zodanig anders ontworpen zijn dat ze eigenlijk minder schadelijk zijn voor mens en milieu. Hier hangt echter wel een stevig prijskaartje aan vast, juist door dat andere productieproces. Voor BEV's is er dus niet meteen een probleem op het vlak van bandenemissies, maar de totale kostprijs blijft mede hierdoor wel hoog.

Emission Analytics blijft alvast inzetten op het evalueren van banden en hun emissies. Hiervoor heeft het een programma opgezet waarbij banden worden beoordeeld op zeven dimensies. Hoe kleiner de eindscore, hoe beter. Op deze manier kunnen banden snel en eenvoudig vergeleken worden. Zo hoopt de organisatie regulerende organen verder te voorzien van empirische data om een holistische aanpak te stimuleren.

Concreet kan u bij Emission Analytics terecht voor het nagaan van de prestaties van specifieke banden, maar ook voor het testen van andere modellen en voor het bespreken van nieuwe onderzoeksresultaten en wetgeving. Bij CarFix blijven we u alvast regelmatig updaten over deze problematiek. Lees het uitgebreide verslag van dit onderzoek hier.