Od pewnego czasu przemysł motoryzacyjny rozwija się w takt ogłaszania nowych norm emisji spalin. Proces ma długą historię i prawdopodobnie równie długą przyszłość. Przyjrzyjmy się, jak wyglądał kalendarz ograniczania emisji spalin i jakie są aktualne wymagania wobec silników spalinowych i ich układów wydechowych. Spróbujmy też przewidzieć, dokąd zaprowadzi nas konsekwentne zaostrzanie restrykcji i jak będzie wyglądała przyszłość motoryzacji – na początek ta niezbyt odległa.
12 kwietnia 2024 roku Rada Unii Europejskiej przyjęła rozporządzenie w sprawie normy emisji Euro 7, która ma zastąpić obowiązującą obecnie normę Euro 6d. Zmiany wprowadzane przez tę normę są interesujące choćby dlatego, że nie obniżają dopuszczalnych wartości emisji poszczególnych składników spalin. Zmieniają one natomiast katalog emisji, które muszą być ograniczane.
Wprowadzono między innymi ograniczenie dopuszczalnego ścierania opon, klocków i tarcz hamulcowych. Od 2025 roku dopuszczalne zużycie hamulców wynosi 7 mg/km, a od 2035 roku będzie ono już wynosiło jedynie 3 mg. Oprócz tego wprowadzono normy trwałości akumulatorów trakcyjnych oraz okresu eksploatacji samochodów. Nowe pojazdy będą musiały zachować parametry emisji określone w homologacji przez 10 lat lub 200 tys. km przebiegu. Akumulatory trakcyjne montowane w samochodach hybrydowych i elektrycznych muszą zachować co najmniej 80% pojemności przez 5 lat eksploatacji albo 50 tys. km przebiegu. W przepisach znalazł się też zapis, że do 8 lat eksploatacji lub 160 tys. km przebiegu pojemność akumulatorów nie może spaść poniżej 72% wartości początkowej.
Norma Euro 7 zacznie obowiązywać:
• po 30 miesiącach – dla nowych typów samochodów osobowych i dostawczych;
• po 42 miesiącach – dla nowych samochodów osobowych i dostawczych;
• po 48 miesiącach – dla nowych typów samochodów ciężarowych, autobusów i przyczep;
• po 60 miesiącach – dla nowych samochodów ciężarowych, autobusów i przyczep.
Efekty wprowadzenia nowych norm emisji
Nowe normy oznaczają wyższe koszty produkcji. Prawodawca zakłada wzrost o 200 euro dla samochodów z silnikami benzynowymi i 400 euro dla samochodów z silnikami wysokoprężnymi. Europejskie Stowarzyszenie Producentów Samochodów (ACEA, od fr. Association de Constructeurs Européens d’Automobiles) ma na ten temat inne zdanie.
Opierając się na opiniach niezależnych ekspertów, ACEA oszacowało, że koszty te mogą wzrosnąć odpowiednio
o 2 i 2,6 tys. euro. Nie jest to dobra wiadomość dla właścicieli pojazdów. Przypomnijmy, że w roku 2035 redukcja emisji ze spalin ma osiągnąć poziom 100%, co oznacza całkowite zaprzestanie produkcji samochodów z silnikami spalinowymi.
Teoretycznie istnieje możliwość odroczenia tego terminu albo nawet dopuszczenia odstępstwa pozwalającego na produkowanie samochodów z silnikami spalinowymi pod warunkiem, że będą one zasilane wyłącznie paliwami syntetycznymi. Może to oznaczać horrendalne koszty eksploatacji, ale jedną z grup nacisku są w tym przypadku producenci i właściciele supersamochodów, którzy chcą zachować prawo do produkcji ekstremalnie drogich symboli klasycznej motoryzacji i prawdopodobnie będą gotowi za to zapłacić.
Skład spalin
Norma Euro 7 utrzymuje wartości emisji spalin zdefiniowane dla Euro 6d. Przypominamy je poniżej.
Graniczne wielkości emisji w normie Euro 6 (silnik benzynowy):
• CO – 1,0 g/km,
• HC – 0,10 g/km,
• NOx – 0,06 g/km,
• PM – 0,005 g/km
(tylko bezpośredni wtrysk),
• PM – 6,0 x 1011/km
(tylko bezpośredni wtrysk).
Graniczne wielkości emisji w normie Euro 6 (silnik Diesla):
• CO – 0,50 g/km,
• HC+ NOx – 0,17 g/km,
• NOx – 0,08 g/km,
• PM – 0,005 g/km,
• PM – 6,0×1011/km.
Ważne jest to, że norma definiuje
nie tylko maksymalną zawartość składników (CO, HC, NOx, PM), ale także metodę pomiarową.
Na przykład dla obowiązującej obecnie de facto normy Euro 6 pierwotnie była stosowana metoda NEDC, następnie (od 1.09.2018 w rewizji Euro 6c) norma WLTP, a od 01.01.2021 norma RDE (od ang. Real Driving Emissions) – jest to ostatnia rewizja normy Euro 6d. Pierwotnie pomiary były wykonywane w taki sposób, że wyniki informowały o teoretycznych wartościach emisji uzyskiwanych wyłącznie w laboratoriach. Później urealniano je, modyfikując metody tak, aby odpowiadały faktycznej emisji podczas jazdy w normalnych warunkach.
Zmiana metodologii pomiarów doskwiera producentom nie mniej niż zaostrzanie norm. Po każdej aktualizacji okazuje się, że utrzymanie tych samych wyników liczbowych wymaga włożenia dodatkowego wysiłku w modyfikację silników i układów wydechowych, ponieważ czym innym jest spełnienie warunków w laboratorium, a czym innym na ulicy, przy zmiennym obciążeniu silnika i w różnych temperaturach otoczenia.
Realne cele czy utopia?
Wprowadzanie kolejnych, coraz bardziej restrykcyjnych norm emisji przypomina próbę odzwyczajenia od jedzenia paszy konia, od którego w tym samym czasie wymaga się, żeby ciągnął wóz. Wiadomo, że zwierzę padnie, zanim zupełnie odstawimy paszę, ale eksperyment trwa. Z podobną sytuacją mamy do czynienia na rynku motoryzacyjnym: wszyscy wiedzą, że samochody z silnikami spalinowymi będą emitowały spaliny. Wiadomo też, że każda kolejna próba ograniczenia emisji wymusza modyfikację silnika, a technologia nie nadąża za wymaganiami i spełnienie norm jest uzależnione od stosowania dodatkowych urządzeń, które nigdy wcześniej nie były testowane. Trzeba je wymyślać w pośpiechu, w cyklu wyznaczanym przez kalendarz ustawodawcy zapowiadającego daty wprowadzenia następnych wersji norm.
Efekty tych działań obserwujemy wszyscy: ceny samochodów rosną, bo wcielanie w życie nowych pomysłów zawsze kosztuje i jest pretekstem do podnoszenia cen. Obsługa pojazdów wyposażonych w te wynalazki także staje się coraz bardziej skomplikowana i kosztowna. Dokładanie dodatkowych podzespołów zwiększa ponadto awaryjność jednostek i utrudnia dostęp do miejsc, do których mechanicy muszą dotrzeć, aby usunąć inne, nawet trywialne awarie. W konsekwencji prosta czynność staje się wyprawą w nieznane, bo żeby uzyskać dostęp do jednej części, niejednokrotnie trzeba zdemontować kilka innych elementów.
Na horyzoncie mamy zupełny upadek motoryzacji wykorzystującej silniki spalinowe, ale chyba nikt w tym momencie nie potrafi powiedzieć, co je zastąpi ani jak będzie wyglądał świat po silnikach spalinowych. I to dosłownie: świat, bo równolegle z odchodzeniem od paliw kopalnych rozwija się nowa, wcale nieobojętna dla środowiska branża: górnictwo i metalurgia metali ziem rzadkich oraz przemysłowa produkcja akumulatorów o wielkiej pojemności i bardzo dużej gęstości zgromadzonej energii.
Lepsza przyszłość?
Co jeszcze przyniesie przyszłość? Znikną szyby naftowe (choć niezupełnie, bo przecież ropa służy nie tylko do produkcji paliw), ale pojawią się kopalnie litu, niklu i innych niezbędnych surowców (często w miejscach, które dotychczas wydawały się dziewicze i bezpieczne, jak np. Grenlandia). Zmniejszona emisja gazów cieplarnianych spalin zostanie skompensowana (być może z nawiązką) przez inne.
Redukcja emisji spalin nie rozwiązuje problemu zanieczyszczenia atmosfery i nie rozwiąże go tak długo, jak długo są eksploatowane elektrownie wykorzystujące paliwa kopalne.
Bo nawet jeśli zastąpimy wszystkie samochody z tradycyjnym napędem supernowoczesnymi, elektrycznymi odpowiednikami, to jedno nie ulegnie zmianie: ich akumulatory nadal trzeba będzie naładować. Energia elektryczna będzie potrzebna zawsze, ale w ciągu najbliższych 20–30 lat nastąpi skokowy wzrost zapotrzebowania. Nie wiadomo, czy będzie można je zaspokoić, stosując wyłącznie źródła odnawialne, które przecież nadal są niedoskonałe.
Na pewno będzie narastał problem utylizacji podzespołów elektrowni wycofywanych z eksploatacji, np. ogniw fotowoltaicznych, których sprawność spadnie poniżej dolnej granicy opłacalności eksploatacji.
Dokąd zmierzamy?
Trudno powiedzieć, dokąd zaprowadzi nas polityka ochrony klimatu za pomocą mniej lub bardziej skutecznych metod ograniczania emisji. Nie ulega wątpliwości, że przyroda potrzebuje ochrony, a skala degradacji naszej planety osiągnęła poziom graniczny. Tylko czy aby wciąż nie chcemy uzyskać zbyt dużo zbyt szybko i zbyt pochopnie? Być może kompulsywnie wdrażając rozwiązana, które mają rozwiązać jeden problem, stwarzamy inny, całkowicie nowy. Problem, którego rozwiązanie zajmie nam kolejne dziesięciolecia i wciąż nie gwarantuje sukcesu.
Z punktu widzenia warsztatu mechanicznego każda kolejna modyfikacja układu wydechowego i silnika oznacza nowe problemy do rozwiązania, nowe usterki i nowych klientów. Za każdym razem pojawia się nowe wyzwanie, które można sformułować mniej więcej tak: jak doprowadzić samochód do stanu, w którym znowu będzie mógł jeździć? Powstaną też nowe sposoby rozwiązania problemu, np. poprzez znalezienie taniego sposobu na naprawę nienaprawialnego podzespołu (jak regeneracja i czyszczenie katalizatorów i filtrów DPF).
Sytuacja zmieniłaby się radykalnie, gdyby pojawił się sensowny sposób kontrolowania zgodności spalin z normami emisji w całym okresie eksploatacji pojazdu. Powstaje jednak pytanie: jak zareagowaliby właściciele pojazdów, gdyby okazało się, że wymiana zużytych podzespołów jest tak kosztowna, że stawia pod znakiem zapytania sens dalszej eksploatacji pojazdu. Wymuszenie zgodności emisji z homologacją może i zapewniłoby nieco czystsze powietrze w pobliżu ruchliwych dróg, ale zapchałoby także złomowiska pojazdami, które w innym przypadku nadal mogłyby jeździć. Na ich miejsce trzeba by wyprodukować nowe, zapewne elektryczne. Tylko jak to się ma do ograniczania konsumpcji energii i powstawania odpadów? Fabryki także potrzebują przecież prądu albo innego nośnika energii oraz surowców, półproduktów itd.
Wychodzi na to, że ograniczanie emisji gazów cieplarnianych przez pozornie proste do wdrożenia narzucanie kolejnych norm emisji ma ograniczoną skuteczność. Konsekwencje nie są znane i nie można mieć pewności, że przyniosą oczekiwany efekt. Uczestniczymy w wielkim eksperymencie, który musimy oceniać w oparciu o własną wiedzę i doświadczenie. Warto to robić, ponieważ tam, gdzie dużo się dzieje, od czasu do czasu pojawiają się okazje, także biznesowe. Ten, kto będzie potrafił je odpowiednio wykorzystać, zdobędzie przewagę konkurencyjną, być może na długie lata.










