Autod meie elus

Kristjan Jasinski ja Ilmar-Jürgen Rammi

TKoG

Juhendaja: Ana Valdmann

Töö hüpotees, eesmärgid ning metoodika

Meie töö hüpoteesiks oli, et Tartu Kommertsgümnaasiumi 13-15 aastased õpilased ning õpetajad ei oska õigesti hinnata auto kasutamisega seonduvaid keskkonnariske ning ei oma piisavat teavet alternatiivkütustest, selle parandamiseks oleks vaja korraldada koolis teabepäev!

Töö eesmärkideks oli uurida:

• kuidas auto saastab keskkonda,

• milline võiks olla tulevikuauto,

• millised alternatiivkütuseid leidub,

• kuidas Tartu Kommertsgümnaasiumi õpilased ning õpetajad hindavad transpordivahendite keskkonnasõbralikkust ning kas nad lähtuvad oma teadmistest reaalse elu valikutes

Töö hüpoteesi tõestamiseks korraldasime koolis küsitluse! Eesmärkide täitmiseks uurisime lisamaterjali Internetist ja teatmeteosetest!

Mida siis heitgaasid sisaldavad? Heitgaasid sisaldavad CO-d, NOx, vääveloksiidide,

HC-d, SO2, pliid ja hõljuvate osakeste segu.

Paljud neist tekitavad igasuguseid kopsuhaigusi (nt. vääveldioksiidid). Osad tekitavad

närvisüsteemi või veresoonkonna haigusi

(nt. lämmastik- ja süsinikoksiidid). Üheks ohtlikumaks loetakse pliid, sest see kinnitub

ümbritsevatele taimedele ja mulda

(seepärast ei tohigi korjata seeni ja marju teede äärest) ning on mürgine.

Heitgaasidest

Keskmine auto, mille läbisõit aastas on 20 000

kilomeetrit ning millel on 2,0 liitrine mootor

paiskab aastas õhku 5 tonni heitgaase

Valitud saasteaine

Heitmeidkilomeetri kohta

Heitmeid aastas Kaudne kulu

Tekitatudkahju kr

CO2,

süsinikdioksiid

274g/ km 1 480 000 000 kg 53 senti/kg

784 400 000 kr

NOx,

lämmastikoksiidid

1,92-2,51 g/km

11 961 000 kg 40 senti/kg

4 784 400 kr

CO, vingugaas 5,2-9,8 g/km 40 716 000 kg 0,5 senti/kg

203 580 kr

Orgaanilised ühendid

1,33-1,45 g/km

7 506 000 kg 32 senti/kg

401 920 kr

       Kokku: 791 789 900 kr

Joon.1.Autode heitgaaside poolt tekitatud kahju.(Külvik, 2002)

Auto tulevikusVesinik. Järgmine samm autodes vesiniku kasutamisel on selle "põletamine": vesinik

reageerib hapnikuga ja tekib vesi. See võib toimuda sisepõlemismootoris. BMW on

sellel teel vast kõige kaugemale jõudnud, vesinikumootoriga 7. seeria autode

katsetamine juba käib. Kuna ainus jääkaine on vesi, tekivad peamised probleemid

roostega. Silinder ja kolb vajavad siin keraamilist katet, klappidega tuleb midagi ette

võtta, määrdeained on teised - aga see kõik on lahendatav. Teine võimalus on nn

kütuseelement, milles vesiniku ja hapniku ühinemisel tekib elekter, vesi muidugi ka.

Tehnilisi probleeme on siingi, kuid autotootjad kavandavad seeriatootmist

ajavahemikku 2004-2010.

Alternatiivkütustest

Maagaas (metaanisisaldus üle 84 %) sobib kütuseks nii ottomootorile kui gaasidiislile.

Maagaasi eelisteks on: kõrge oktaanarv, kõrge kütteväärtus, hajub kiiresti õhus, sest on

õhust kergem, mootor kulub vähem, mootori õlivahetusvahemik pikeneb. Samas on tal

ka rida puudusi: vähene energiasisaldus mahuühiku kohta, väike tsetaaniarv, vajalik on

spetsiaalne mootori toitesüsteem, piiratud varud. Peamised allikad on Uus-Meremaa,

Austraalia, Venemaa ning Kanada, samuti ka Mehhiko.

Biogaas (sisaldab 55–70% metaani, 25–45% CO2 ja alla 5% teisi gaase – N2 , H2,

H2S, O2 ) sobib kütuseks nii ottomootorile kui gaasidiislile. Eelised ja puudused on

peamiselt samad, mis maagaasil, kuid biogaasi kütteväärtus on umbes poole väiksem.

Peamised toormeallikad on reovesi ja sõnnik.

Metanool ehk puupiiritus sobib eelkõige ottomootorile. Diiselmootoris peab süütamiseks kasutama diislikütust. Metanooli eelisteks on kõrge oktaaniarv, laiad süttimispiirid võimaldavad töötada lahja seguga, leegi madala temperatuuri tõttu on NOx-sisaldus väike, ei põleta mootori klappe ning tekitab vähe ladestusi, suure aurustumissoojuse tõttu tõuseb mootori täiteaste ja väheneb kompressioonitöö, kuni 20%-ne veesisaldus ei vähenda mootori võimsust ega kasutegurit. Peamised tooteallikad on kivisüsi, puit, maagaas ning orgaanilised jäätmed.

Etanooli eelised ja puudused on peamiselt samad mis metanoolil, kuid on ka mõningaid erinevusi: suurem kütteväärtus, ei ole mürgine (denatureerimata kujul) ega reosta loodust ka pinnasesse sattudes, talub suurt veelisandit, on metanooliga võrreldes toitesüsteemile ja mootoridetailidele vähem agressiivne, põleb nähtava leegiga, väike energiakulu tootmisel.

Bensiini ja alkoholi segu eelised: oktaaniarvu oluline tõus, vabanemine tetraetüülpliist jt oktaaniarvu tõstvatest lisanditest, lahja segu kasutamise piirid laienevad, põlemisel tekib vähem ladestusi, alkoholi tootmine suureneb, kuid samas kulub rafineerimisprotsessiks vähem energiat. Bensiini ja alkoholi segu puudused: vee sattumisel kütusesse tekib bensiini ja alkoholi vahele eralduskiht, keerukas mootori toitesüsteem (kahele kütusele), kütuste jaotussüsteem ja tankimine.

Taimeõlid sarnanevad omadustelt diislikütusega. Nende kasutamisel esterdatud kujul

ei ole mootorit vaja ümber ehitada ega seadistada. Taimeõli eelised: puhas (esterdatud

kujul), heitgaasis on vähem CO-d, head määrdeomadused, sisaldab hapnikku, ei sisalda

väävlit. Taimeõli puudused: kübemeid ja NOx-t on heitgaasis veidi rohkem, suur

viskoossus esterdamata kujul, suur vaigusisaldus. Toota saab taimeõlisid rapsist, linast,

päevalille seemnetest jpms.

Vesinikku peetakse tulevikukütuseks, see sobib nii otto- kui diiselmootorile. Vesiniku

eelised: kõrge kütteväärtus massiühiku kohta, põlemisel ei teki mürgiseid ühendeid,

laiad süttimispiirid võimaldavad muuta küttesegu kvaliteeti ottomootoris ja seega tõsta

kasutegurit osalisel koormusel. Vesiniku puudused: ohtlik, sest segu süttimispiirid on

väga laiad (18–74%), autol keerukas hoida (säilitatakse metallhüdraadina, rõhu- või

krüomahutis), energiamahukas tootmine, pikem tankimisaeg (sõiduautol umbes 10

min), kiire põlemise tõttu on mootori töö jäik ja mürarikkam, mootori toitesüsteem

tuleb ümber ehitada, kõrge isesüttimistemperatuur raskendab kasutamist

diiselmootorites. Peamine toormeallikas on vesi, kuid vesinikku võib saada ka näiteks

maagaasist.

Ammoniaaki (NH3) ja teisi lämmastik-vesinikkütuseid (tuntuim on hüdrasiin) on

sisepõlemismootori kütusena vähem uuritud, kuid neid kasutatakse

reaktiivmootorikütuse osana. Selle eeliseks on tooraineks olevat lämmastikku ja

vesinikku on palju, heitgaasis on vähe NOx-t, väga kõrge oktaaniarv võimaldab tõsta

surveastme 30-ni ja seega suurendada mootori termilist kasutegurit. Puudusteks on aga,

et ta süttib halvasti, põleb halvasti ja aeglaselt, tekitab värviliste metallide (eriti

pronksi) korrosiooni, väiksem kütteväärtus, toksiline. Peamised toormeallikad on

õhulämmastik ja vesi. Ammoniaaki eraldub ka koksigaasist ja seda võib sünteesida

kõrgel rõhul ja temperatuuril katalüsaatori juuresolekul vesinikust ja lämmastikust.

Lämmastik-vesinikkütused võivad sisepõlemismootori kütusena huvi pakkuda

kaevandatavate kütuste ressursside lõppemisel.

Asjatundjad arvavad, et nafta tootmine ja tarbimine on saavutanud praeguseks maksimumi ja järgneva 10 aasta jooksul võiks kuni 30% tavakütust asendada biomassist saadava kütusega. Etanooli ja metanooli osa bensiinilisandina suureneb ning osa diislikütusest asendatakse taimeõlidega. Järgneval aastakümnel suureneb piirituse kasutamine ainult piiritusel töötavate mootorite arvel. On lootust, et leitakse lahendus vesinikkütuse autol hoidmise või vahetult autol tootmise probleemile.

Autod Eestis

Võiks ju arvata, et väikeses Eesti ei ole autosid just palju.. Aga võta näpust. Üldse on Eestis registreeritud sõiduautode arv 500 000 suurusjärgus, kuid autode keskmine vanus on üle 10 aasta. Eesti autostumise tase on Kesk- ja Ida-Euroopa üks kõrgemaid.

Küsitlus ning selle tulemused

Uurimaks inimeste teadlikkust alternatiivkütustest ja heitgaasidest ning

liikumisharjumustest, koostasime küsitluse.

Küsitlesime 80 inimest Tartu Kommertsgümnaasiumis. Küsitletute hulgas oli 10

õpetajat, 33 15-aastast, 29 14-aastast ja 8 13-aastast õpilast.

Inimeste teadlikkus alternatiivkütustest pole just kiita, 80 ankeedilt saime üpriski üllatavaid vastuseid. Alternatiivkütustest teati enim elektrit, päikest, vesinikku, vett piiritust ning tuuleenergiat. Harvemini toodi välja eeter, geotermiline jõud, biogaas ning tuumaenergia. Hämmastav oli see, et enamus 15-aastasi ei osanud nimetada ainsatki alternatiivkütust või oli vastus hoopiski kummalisem. Alternatiivkütusteks peeti bensiini, naftat ja diislit, samuti ka maagaasi. Kuid kõik need maavarad kuuluvad ju taastumatute loodusvarade hulka ning neid ei saa nimetada alternatiivseteks kütusteks.

Alternatiivkütused

elekter15%

päike19%

vesinik12%

vesi5%

piiritus3%

tuul4%

muud31%

ei tea11% elekter

päike

vesinik

vesi

piiritus

tuul

muud

ei tea

Enim pakuti alternatiivkütuseks päikest, tervelt 19% küsitletutest oskas seda pakkuda. Elekter ja vesinik järgnesid päikeseenergiale, vastavalt 15% ja 12%. Muu all käsitleme kõiki teisi variante, ka valesid. Nt. Õled, geotermiline energia, tuumaenergia, eeter, etanool, maagaas, aga ka bensiini, naftat ja diislit.

Analüüsides erinevaid vanusegruppe, tuli välja, et enim õigeid vastused suutsid nimetada 14-aastased, seejärel õpetajad, 13-aastased ning alles siis 15-aastased.Samas toodi välja kõikvõimalikke küttematerjale, mida saaks kasutada kütustena, need pole küll valed, kuid alternatiivkütusena autole ei suudaks me ettekujutada autode töötamist õlgede abil....

Alternatiivkütused

elekter15%

päike19%

vesinik12%

vesi5%

piiritus3%

tuul4%

muud31%

ei tea11% elekter

päike

vesinik

vesi

piiritus

tuul

muud

ei tea

Ka inimeste ettekujutus sellest, kui palju üks auto paiskab aastas õhku heitgaase, on

nõrgavõitu .

Heitgaasid (keskmine auto aasta jooksul)

Ei oska vastata

1%

500 kg8%

1 tonn21%

3 tonni26%

5 tonni28%

10 tonni16%

Ei oska vastata

500 kg

1 tonn

3 tonni

5 tonni

10 tonni

See diagramm kujutab üldist arvamust heitgaaside paiskamise hulga kohta. 80 küsitletust vastas 28% õigesti, see näitaja pole just kõige halvem, arvestades ka seda, et ka 16% hindasid olukorda veidike hullemaks, kuid samas olid 55% inimestest optimistlikumad. Väga palju arvati, et selleks arvuks on 500 kilogrammi, tegelikult pole see nii. Keskmine auto (kaheliitrine mootor ning 20000 km/aastas läbisõitu) paiskab aastas õhku 5000 kilogrammi e. 5 tonni heitgaase. Realistlikeimaks hindajateks olid seekord 14-aastased (28 õpilast), kellest 10 hindasid vastust täiesti õigesti. Võrreldes seda teise arvukama grupi, 15-aastaste arvamusega, tuleb välja see, et 14-aastaste hulgas hinnatakse olukorda palju realistlikumalt ning sageli ka vähem optimistlikumalt kui 15-aastased.

Heitgaasid (keskmine auto aasta jooksul)

Ei oska vastata

1%

500 kg8%

1 tonn21%

3 tonni26%

5 tonni28%

10 tonni16%

Ei oska vastata

500 kg

1 tonn

3 tonni

5 tonni

10 tonni

Kolmas küsimus saastamise kohta oli järjestamine. Palusime järjestada trolli, lennuki,

auto, bussi ning jalgratta, alustades väikseimast saastajast sel tingimusel, et kõik kohad

liiklusvahendis on täidetud.

Ei tekkinud kahtlustki, et number 1-ga märgitakse jalgratas, vaid kaks õpilast

märgistasid jalgratta number 2-ga eeldades, et jalgratas saastab rohkem kui troll.

Teine variant oli samuti 90% küsitletutest õige, vaid 8 inimest märkisid trolli suurte

saastajate hulka.

Kuid kuhu märkida buss ning kuhu auto? See valmistas pea pooltele probleemi, kuna

kiputakse arvama, et auto saastab palju vähem kui buss, auto saastabki vähem kui buss

ühtse tervikuna, kuid juhtides tähelepanu meie poolt esitatud ankeedi küsimusele, tuleb

sealt välja erinevus. Ühe inimese kohta saastab buss vähem kui auto.

Lennuki oskasid peaaegu kõik õigesse lahtrisse paigutada.

Oma töö viimases osas tundsime huvi, kui mugavad ollakse. Ei ole kahtlust, kõik

vastajad teavad, et auto saastab keskkonda. Kuid kas keskkonna hoidmise nimel ka

tuuakse ohvriks oma mugavust?

Kõigepealt uurisime, kuidas tullakse kooli.  

Kooli tullakse...

35%

13%

52%

0%

autoga

bussiga

jalgsi

rattaga/rulluiskudega

Küsitlusest järeldus, et 52 % tuleb jalgsi, seega pooled. Kas põhjuseks on lühike koolitee või ollakse tõesti teadlikud nii auto kui bussi kahjulikust mõjust keskkonnale või hoolitakse hoopiski oma tervisest? Kurb on, kui aga vaatame ülejäänud vastajaid. Ligi 35 % tuleb kooli autoga ja 13 % bussiga. Miks ei tule need 35% bussiga? Tartu linnas käivad bussid korralikult, kõik linnaosad on omavahel ühendatud. Vaevalt, et kõik tulijad on maakonnast, sest küsitletud käisid kõik põhikoolis. Arvatavasti on tegu mugavusega. Auto toob otse kooli ette, lähim bussipeatus on umbes 500 m kaugusel. Hommikuti on meie kooli juurde lausa raske ligi pääseda, vahest on isegi politsei kohal ja aitab liiklust reguleerida. Põhjuseks ikka need samad autod. Kõige kurvem on asjaolu, et mitte keegi küsitletutest ei tule kooli jalgrattaga. Põhjuseks ei saa siin olla aastaaeg, sest küsitlus on tehtud oktoobris, kui ilmad olid ilusad. Tegelikult ei olnud see meile üllatuseks, sest kooli juures pole kohta, kuhu oma ratast jätta. Isegi koolimajast seest on jalgrattaid varastatud. Lihtsam oleks tulla rulluiskudega, aga siin jätavad soovida tänavad. Kooli tullakse...

35%

13%

52%

0%

autoga

bussiga

jalgsi

rattaga/rulluiskudega

Lisaks tundsime huvi koolitee pikkuse vastu, sest kindlasti määrab koolitee pikkus ka

selle, kas tullakse jalgsi või kasutatakse transpordivahendeid.

Koolitee pikkus

35%

24%

21%

20%

alla 1 km

1-2 km

3-5 km

üle 5 km

Analüüsides koolitulekut vanuse kaupa, oli kõige rohkem jalgsi tulijaid 14-aastaste seas, kuid see on tingitud eeldatavasti sellest, et enamus 14-aastasi elab koolile lähemal kui 2 kilomeetrit. Samas on suhteliselt aktiivsed liikujad ka 15-aastased, kellest pea pooled tulevad kooli jalgsi, üks õpilane ka 2,5 kilomeetri kauguselt.Samas tuleb 50% õpetajatest kooli autoga ning vaid 2 jalgsi. Samas pole see näitaja just kõige halvem, kuna enamus õpetajaid elavad koolist umbes 3 kilomeetri kaugusel. Kõige mugavamateks osutusid 13-aastased küsitletud, kellest 40% tulevad kooli autoga, põhjendades seda sellega, et autos on soe ja hommikul vara ei jõua seda 500 meetritki kõndida. Just nimelt, 13-aastastest tulid 75% autoga koolitulnutest kooli kilomeetri kauguselt, mis oleks just paras hommikune jalutuskäik.

Kooli tullakse...

35%

13%

52%

0%

autoga

bussiga

jalgsi

rattaga/rulluiskudega

Järeldusena võib öelda, et kuigi üldine liikuvus pole just paha, võiksid inimesed siiski hakata kilomeetri kauguselt jalgsi kooli tulema. Hommikul annab see kilomeetrine kõnnak päevaks parema enesetunde ning kõndides koos sõpradega möödub kilomeeter pea märkamatult. Kooli jõudes on enesetunne mõnus ning tuju hea, sest värskes õhus viibimine on kasulik, eriti veel, kui saad olla sõpradega.

Inimeste vajadus kuhugi jõuda ei ole kindlasti seotud ainult hommikuse koolitulekuga. Pärast kooli on vaja koju minna, kindlasti käivad paljud õpilased huviringides, Auras, kinos, teatris, poes jne. Sellepärast uurisime, kui palju kasutavad õpilased ja õpetajad ühistransporti. Tartus on selleks võimaluseks bussid (ka väikebussid), mis on kõige keskkonnasõbralikumad transpordivahendid meie linna tingimustes. Vastuseid oli seinast-seina.

Ühistranspordi kasutamine

26%

24%21%

29%mitu korda päevas

üks kord päevas

üks kord nädalas

harvemini

Nagu on näha sellelt diagrammilt, kasutab 50% küsitletutest ühistransporti kord nädalas või harvem. Vanuste lõikes on kõige kehvemad ühistranspordi kasutajad õpetajad. Vaid 20% neist kasutab ühistransporti iga päev. 20% kord nädalas ning 60% harvemini. Põhjendustena oli välja toodud oma auto olemasolu, ühistranspordi aeglus ning see, et teiste inimestega koos sõita on suhteliselt häiriv.Kõige rohkem kasutasid ühistransporti taaskord 14-aastased, kellest 60% kasutas ühistransporti vähemalt kord päevas.15-aastaste hulgas oli regulaarseid ühistranspordi kasutajaid 47%. Samas 13-aastaste hulgas oli protsendiks 40…. Kas käiakse jalgsi või sõidutavad lapsi nende vanemad?

Ühistranspordi kasutamine

26%

24%21%

29%mitu korda päevas

üks kord päevas

üks kord nädalas

harvemini

Et saada pilti autostumisest, küsisime kas peres on auto?  

Autosid peres

9%

59%

26%

6%

0

1

2

3 või enam

Eesti ühiskond on hakanud autostuma. Nii on see ka meie kooli õpilaste ja õpetajatega; kui veel 2 aastat tagasi polnud peres autot umbes 15% küsitletutest, siis tänasel päeval pole autot vaid 9% küsitletutest.

Vaadates taaskord autode hulka vanuste lõikes, oli enim autostunud 15-aastaste küsitletute perekonnad, aga tuletame meelde , et pooled neist tulid hommikuti jalgsi kooli ja kasutasid nädala sees usinasti ühistransporti. Kas võime püstitada hüpoteesi, et kolmeteistaastased pole veel nii iseseisvad ja lasevad seetõttu ennast oma vanematel rohkem teenindada? Või on olemas trend, et õpilased muutuvad järjest mugavamaks?

Autostumine on jätkumas ning kui võtta aluseks arvutused, et iga auto aastas

paiskab õhku umbes 5 tonni heitgaase ( kui ta just garaažis lihtsalt ei seisa, vaid teda

kasutatakse iga päev), on see päris hirmutav.

Tulles siit veelkord eelneva juurde tagasi, siis tuleks “linnaisadel” tõsiselt

mõelda ühistranspordi ja jalgrattateede peale. Inimestel on vaja ületada Tartu suuruses

linnas kilomeetrite pikkusi vahemaid, et jõuda näiteks tööle, spordikooli, kinno või

teatrisse. Ei ole haruldased enam hommikused ja kella viiesed liiklusummikud. Kui me

tahame hoida oma linna puhtana, ei piisa ainult propagandast, vaid me peame looma ka

tingimusi. Tuleb uurida, miks inimesed hommikuti sõidavad tööle autodega?

Äkki on bussid ülerahvastatud, pole sobilikke marsruute või kellaajad ei klapi.

Meie arvates, ei aita olukorda parandada ka bussipileti hinna pidev tõstmine; osades

tekitab see trotsi , teised ainult kiruvad, kolmandad sõidavad jänest. Jalgrattaga

liiklemisest pole mõtet rääkidagi, siin on väga palju veel ära teha. Alustades

liikluskultuuri tõstmisest, parklate loomisest, jalgratta teede ja sildade

(ristmike)väljaehitamisest.

Kokkuvõtteks

Eestis on autosid suhteliselt palju ja sellega seoses oleks suurepärane, kui meil hakataks tegema või vähemalt müüma loodussäästlikke autosid. Siiski oleks nad alguses kallid, aga hiljem tasuks end kuhjaga ära. Tuleviku kindel siht ongi loodussäästlikus ja sinna poole pürgivad paljud teadlased. Tegelikult käib isegi väike võistlus teadlaste vahel, nii et on loota peatset läbimurret. Läbimurde korral on autod keskkonnasõbralikumad ja nii hoiaksime loodust.

 Nagu selgus, on palju alternatiivkütuste võimalusi. Kahjuks sai selgeks ka see, et

nendele vastavaid mootoreid on raske teha, aga sellegipoolest ei heida teadlased meelt ja miks peaks ka meie… Kuigi küsitlusest järeldub see, et teadlikkus alternatiivkütustest ning sellest, kui palju reostavad õhku kõikvõimalikud sõidukid, pole just kiita. Inimesed pole informeeritud ja teadlikud. Kuidas seda parandada saaks? Korraldades teabepäevi, keskkonnanädalaid koolides, veenmaks õpilasi, aga miks ka mitte täiskasvanuid, kasutama erinevaid keskkonnasõbralikke vahendeid ning üheskoos mõelda selle üle, mida saaks teha, et keskkond oleks puhtam ning samasugune keskkond säiliks ka meie järgnevatele põlvedele.

TÄNAME TÄHELEPANU EEST

Kristjan Jasinski ja Ilmar-Jürgen Rammi