De werking van de huidige motoren is dus gebaseerd op de verbranding van brandstof. Alle brandstoffen die vandaag in ons land gebruikt worden, zijn gebaseerd op koolstof (C) en waterstof (H).

Wanneer we ze verbranden (Chemisch betekent verbranden ‘verbinden met zuurstof’, meestal bij verhoogde temperatuur, waarbij energie vrijkomt (onder de vorm van warmte). Zonder zuurstof is verbranding onmogelijk; kijk maar wat er gebeurt als men een glas over een brandende kaars zet. Na een tijd dooft de kaars, als alle zuurstof in het glas is opgebrand) krijgen we de volgende reactie:

HC + O2 => CO2 + H2O

Deze reactie is de ideale verbrandingsreactie: een perfecte verbrandingsmotor zou enkel CO2 en water (H2O) produceren. Water is volstrekt onschadelijk. CO2 is niet schadelijk voor mens of dier, maar is wel een broeikasgas en draagt dus bij aan de opwarming van de aarde. Het reduceren van de CO2-uitstoot is een complex probleem, dat in deze brochure niet in detail aan bod zal komen. Meer informatie over CO2, het broeikaseffect en de maatregelen die de automobielindustrie neemt om de CO2-uitstoot te verminderen, is te vinden in de FEBIAC-themabrochure over CO2 (januari 2007).

Hoe beter het verbrandingsproces, hoe meer brandstof volgens de ideale reactie verbrandt. In de realiteit treden nog tal van andere reacties op, waarbij allerlei gassen en stoffen vrijkomen:

SO2 (zwaveldioxide): in de brandstof zijn kleine hoeveelheden zwavel aanwezig. Die zwavel reageert ook met zuurstof en vormt SO2. Te hoge concentraties SO2 veroorzaken luchtwegeninfecties, verergeren hartaandoeningen en dragen bij aan de vorming van zure regen. De kwaliteit van de brandstof is hier een bepalende factor. Het MIRA-T (MIRA-T is het jaarlijkse milieurapport van de Vlaamse Milieumaatschappij (www.milieurapport.be)) rapport becijferde dat, dankzij de invoering van zwavelarme brandstoffen, de SO2-uitstoot van transport in Vlaanderen tussen 1995 en 2005 gedaald is met 85%.

NOX (stikstofoxiden): de zuurstof die gebruikt wordt voor de verbranding komt uit de lucht. De lucht bevat ook stikstof (N2) en bij hoge temperaturen (zoals in een verbrandingsmotor) reageert die stikstof met zuurstof in de lucht en vormt NOx. Te hoge NOx-concentraties leiden tot aandoeningen van de luchtwegen en dragen bij aan vorming van ozon en zure regen, en in beperkte mate aan het broeikaseffect. Transport was in 2006 verantwoordelijk voor 49% van de NOx-uitstoot in Vlaanderen.

CO (koolstofmonoxide): wanneer onvoldoende zuurstof aanwezig is bij de verbranding, wordt CO in plaats van CO2 gevormd. CO is giftig voor de mens, en kan bij voldoende hoge concentraties leiden tot gezondheidsproblemen. Volgens MIRA-T veroorzaakte transport in 2006 32% van de totale CO-uitstoot in Vlaanderen.

HC (koolwaterstoffen): te weinig zuurstof, temperatuur of tijd kunnen ertoe leiden dat een deel van de brandstof niet of onvolledig verbrand wordt. Dan blijven resten van koolwaterstofverbindingen achter in de uitlaatgassen (in gasvorm). Afhankelijk van de stof en de concentratie kunnen koolwaterstoffen een effect hebben op de volksgezondheid, maar ook bijdragen aan ozonvorming of het broeikaseffect. Het transport zorgde in 2006 voor 17% van de uitstoot van koolwaterstoffen in Vlaanderen. PM (fijn stof): onverbrande of onvolledig verbrande brandstofresten of vervuilingen die in de brandstof zaten, kunnen ook vast of vloeibaar zijn. Deze vormen het zogenaamde fijn stof. Hoge concentraties fijn stof in de lucht stimuleren infecties en aandoeningen van de luchtwegen, en kunnen leiden tot kanker. Ook hier is de kwaliteit van de brandstof bepalend in de beperking van de PM-emissies door auto's. MIRA-T berekende dat het transport goed is voor 25% van de PM10-emissies (Om het gezondheidseffect van fijn stof te bepalen, is de grootte van de deeltjes van belang. Daarom spreekt men vaak van PM10 of PM2,5. Het getal slaat op de deeltjesgrootte in
micrometer (1/1000 mm)) in Vlaanderen. Fijn stof is een complexe problematiek, niet enkel bepaald door de emissies in eigen land, maar ook door het weer en buitenlandse emissies. Zo zou ongeveer 85% van het fijn stof in onze lucht te wijten zijn aan buitenlandse factoren.

Aangezien al deze gassen en stoffen ontstaan uit ongewenste reacties, is het verbeteren van het verbrandingsproces, opdat zoveel mogelijk brandstof volgens de ideale reactie verbrand wordt, een efficiënte manier om hun emissies te verminderen. Niet alleen ontstaan minder ongewenste stoffen, er komt ook meer energie vrij om de motor aan te drijven, zodat minder brandstof verbruikt wordt om hetzelfde vermogen te behalen.