Autod meie elus

1. Autod meie elus Kristjan Jasinski ja Ilmar-Jürgen Rammi TKoG Juhendaja: Ana Valdmann

2. 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!

3. Heitgaasidest 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.

4. Keskmine auto, mille läbisõit aastas on 20 000 kilomeetrit ning millel on 2,0 liitrine mootor paiskab aastas õhku 5 tonni heitgaase

5. Valitud saasteaine Heitmeid kilomeetri kohta Heitmeid aastas Kaudne kulu Tekitatud kahju 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)

6. Auto tulevikus Vesinik. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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....

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

16. 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.

17. 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.

18. 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.  

19. 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.

20. Lisaks tundsime huvi koolitee pikkuse vastu, sest kindlasti määrab koolitee pikkus ka selle, kas tullakse jalgsi või kasutatakse transpordivahendeid.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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?

25. Et saada pilti autostumisest, küsisime kas peres on auto? 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?

26. 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.

27. 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.

28. TÄNAME TÄHELEPANU EEST Kristjan Jasinski ja Ilmar-Jürgen Rammi