Opravdu nastává konec dieselů? Nebo je zachrání nejnovější technologie?

O zákazu některých dieselů do velkých německých měst se mluví již nějaký čas. Minulý týden však došlo k vyhrocení celé kauzy, neboť Stuttgartský soud se ve správním řízení přiklonil na stranu ochránců přírody. Jak informovalo ČTK, ti požadují výrazné zpřísnění dosavadních opatření na ochranu ovzduší v tomto automobilovém městě (vyrábí se zde Mercedes-Benz a Porsche).

Městu Stuttgart s více než 600.000 obyvateli se zatím nedaří, stejně jako některým dalším velkým německým městům, plnit spolkovou vládou nařízené normy o míře znečištění ovzduší. Spolková země Bádensko-Württembersko, jíž je Stuttgart hlavním městem, původně počítala pouze s úpravou dieselových aut a neměla v úmyslu jim vjezd do města zakazovat.

Jenže dle správního soudu má ochrana zdraví větší hodnotu než zájmy řidičů dieselových aut. Trnem v oku soudu a ochráncům životního prostředí jsou zejména oxidy dusíku. Norma Euro 6 požaduje u osobních a lehkých užitkových automobilů maximum 0,080 g na jeden ujetý kilometr. Jenže nedávné testy německých úřadů ukázaly, že dieselové vozy splňující normu Euro 6, produkují ve skutečném provozu 0,507 gramů NOx na jeden ujetý kilometr.

Z výše napsaného by tak mohl věci neznalý čtenář usuzovat, že dieselový motor je vlastně obrovskou hrozbou lidstvo, stejně jako spalovací motor obecně. Jenže je opravdu tak zle? Nebo jde jen o další „planý poplach“, za nímž stojí zejména politické pozadí celé věci? Níže se pokusíme na celou záležitost podívat poněkud realističtějším pohledem, než jaký nám servírují politici a některé sdělovací prostředky. A současně si řekneme něco o trendech, které by mohly za předpokladu jejich použití udržet vznětový motor ještě desítky let „ve hře“.

Německé automobilky upraví software u pěti milionů dieselů

Všichni proti dieselu (i benzinu)

Jak se ukazuje, celá problematika emisí se netýká pouze vznětových motorů, ale vůbec všech spalovacích agregátů, používaných v osobních automobilech. Za tímto až nezdravým tažením proti spalovacím motorům stojí nedávné kauzy „dieselgate“, při nichž automobilky podváděly s emisemi a také informace o „kartelové dohodě“ mezi německými výrobci automobilů. O obou těchto kauzách bude také první setkání v Berlíně, takzvaného „Národního fóra pro diesel“, jehož se mají zúčastnit politické špičky Německa v čele s kancléřkou Angelou Merkelovou, spolu se zástupci německých automobilových výrobců, kterých se uvedené kauzy předně týkají.

Spalovacímu motoru a tedy i dieselu ale zvoní hrana i jinde. Třeba Norsko se nechalo slyšet, že do roku 2025 chce zakázat prodej aut se spalovacími motory. A Holandsko se zase chce počínaje rokem 2035 spoléhat výhradně na elektromobily, tedy auta s „nulovými“ emisemi. Vůbec nejambicióznější plán má švédské Volvo v čínském vlastnictví. To chce na domácím, tedy švédském trhu, už od roku 2019 prodávat pouze vozy vybavené také elektromotory.

Ještě extrémněji na to jdou v Číně. Tam chtějí už od příštího roku prodávat pouze elektromobily. Angličané mají za klíčový rok 2040. Od něj dále by se již neměly na britských ostrovech vůbec prodávat auta se zážehovými a vznětovými motory. A Francouzi mají obdobné cíle splnit ještě o něco dříve.

Je řešením dieselový mildhybrid?

Jenže celé to běsnění trochu připomíná vymítání čerta ďáblem. Spalovací motor totiž ještě poslední slovo rozhodně neřekl, na čemž se shoduje řada odborníků v automobilovém průmyslu. Pokud zůstaneme u dieselu, tak i v jeho případě jsou stále možnosti, jak jej udělat čistším. Vezměme třeba emise CO2. Ty sice přímo neohrožují zdraví, avšak jejich nadměrná tvorba má za následek vznik skleníkového efektu, který stojí za zvýšeným ohříváním zemského povrchu. V Německu chtějí do roku 2050 snížit emise oxidu uhličitého v porovnání s rokem 1990 o 80 až 95 procent! Snížení emisí dusíkatých sloučenin jde ruku v ruce se snížením spotřeby paliva. A bez dieselu to půjde jen velmi obtížně, jestli vůbec. Diesely totiž v porovnání se zážehovými motory vykazují nižší emise CO2. Zásluhou vyšší účinnosti vznětového motoru dokáže diesel vykazovat přibližně o 20 procent nižší emise oxidu uhličitého než ekvivalentní zážehový motor.

Dost se v budoucnu spoléhá na kombinaci mildhybridu s dieselem, který by navíc pracoval s napětím 48 voltů. Takové auto již nyní nabízí Renault v podobě Scénicu a Grand Scénicu Hybrid Assist, jehož pohon vznikl ve spolupráci s firmou Continental. V české republice se však tato verze nenabízí. Hybrid se v tomto případě omezuje pouze na generátor, spojený se spalovacím motorem drážkovým řemenem. Dle vyjádření Dr. Olivera Maiwalda, senior vice prezidenta společnosti Continental pro technologie a inovace, vykazuje takto poháněný vůz v současném měřícím režimu NEDC (New Europen Driving Cycle) až o 13 procent nižší spotřebu, v některých režimech dokonce ještě lepší. U novější metodiky měření WLTP (Worldwide Harmonised Light Vehicle Test Procedure) se očekává o něco menší potenciál, řekněme zlepšení o 6 až 7 procent. Pokud by se však testovalo vozidlo dle programu RDE (Real Driving Emission), mohlo by být snížení spotřeby ve skutečnosti výraznější - dle zkušeností firmy Continental může úspora činit až 21 procent. Tady záleží samozřejmě na řidiči a některých dalších okolnostech, spojených s měřením spotřeby při reálném provozu.

Konec naftových aut? Ale kdeže, u protinožců jejich prodeje raketově rostou!

Z laboratoře na silnice

Na podzim letošního roku začne v Evropě platit emisní nařízení Euro 6d. To bude coby doplňkovou metodiku měření vyžadovat výše zmíněný měřící cyklus RDE. Tedy zjišťování emisí na silnici, což bude mnohem více odpovídat realitě při běžném provozu, neboť při tom bude auto také výrazněji akcelerovat.

V případě vznětových motorů představují největší problém emise oxidů dusíku. Jednou z cest, jak je dále snížit při existenci stávajících technologií, je zkombinovat zásobníkový katalyzátor NOx s pokročilejším systémem odbourávání oxidů dusíku využívající technologii SCR (selektivní katalytickou redukci, tedy AdBlue).

Otázkou je, zda to bude do budoucna stačit. Obecně vyrobit superčistý diesel lze již dnes. Jenže je třeba uvažovat náklady na jeho vývoj a zavedení dodatečných emisních systémů do sériových aut. Pokud by se tak stalo, budou auta s takovým superčistým dieselem o dost dražší. Jedním z možných řešení do budoucna, jak snížit emise dusíkatých sloučenin u dieselů, je přidávání vody do zápalné směsi. Ta by tedy byla tvořena vzduchem, palivem (v tomto případě naftou) a vodou. S touto technologií nedávno přišli vědci z technické univerzity v Drážďanech. Vstřikování vody do motoru není ale v zásadě ničím novým. Tuto technologii dokázal letecký průmysl zvládnout již v dobách druhé světové války. Problém představuje celou technologii udělat tak, aby to moc nestálo a současně to nabízelo očekávanou efektivitu. A to je zatím ve stádiu vývoje.

Vstřikování vody do zápalné směsi zvyšovalo pístovým motorům letadel výkon, neboť odpařující se voda účinně ochlazovala spalovací prostor. Teoreticky tak bylo možné pracovat s vyšším kompresním poměrem, aniž by to vedlo k nežádoucím samozápalům. A vyšší kompresní poměr znamená vyšší účinnost spalování.

V případě vznětových motorů by kýžené přidávání vody také ochladilo spalovací prostor, což je žádoucí, neboť by se tím snížila teplota spalování, která má poměrně zásadní vliv na tvorbu probíraných emisí oxidů dusíku. Ostatně proto se u motorů v masivní míře používá recirkulace spalin jak v nízkotlaké, tak současně i vysokotlaké formě. Prostě je snahou co nejvíce snížit teplotu spalování.

Vraťme se však k emisím CO2. K jejich masivnímu snížení, požadovanému do roku 2050, by mohly velkou měrou pomoci také inovace v palivech. V tomto případě se mluví o takzvaných umělých palivech, jejichž základem by mohl být vodík. Ten by vznikal z přebytku elektrické energie vznikající takzvanou fotovoltaikou, což je přímá přeměna slunečního záření na elektrickou energii s využitím fotoelektrického jevu, k němuž by docházelo na velkoplošných fotodiodách. A případně z energie z větrných elektráren. Syntetickými palivy se v současnosti již zabývá Audi, respektive jeho výzkumná odnož v Drážďanech.

Realita všedních dnů bývá jiná

Všechny výše uvedené technologie mají učinit vznětový motor ještě čistším, než dosud byl. Problém je, že už vznětové motory splňující Euro 5 či současnou Euro 6 jsou čisté docela dost. Příčina vysokých emisí v německých městech tudíž není pouze záležitostí technologie odstraňování emisí, ale také jednání, respektive chování jednotlivců – uživatelů aut s diesely.

„V samotném Německu se od roku 2006 prakticky neměří emise. Pouze se technici na stanicích kontroly emisí spoléhají na vyčtení takzvaných Readiness kódů,“ říká k celé problematice Libor Fleischhans z IHR Technika, která je předním českým specialistou na diagnostiku motorových vozidel a měření jejich emisí. Přitom spoléhání se výhradně na readiness kódy při měření emisí může být ošidné.

Velká Británie také plánuje zákaz aut se spalovacími motory!

Podle Libora Fleischhanse tkví problém s vysokými reálnými emisemi v ulicích měst také v neukázněnosti mnohých majitelů dieselových aut. Pokud si myslíte, že problematika vytloukání částicových filtrů či různé „úpravy“ emisního systému, například zaslepení EGR ventilu, je záležitostí pouze české kotliny, pak se mýlíte. „Téměř všechna chipnutá auta, tedy s úpravou softwaru řízení motoru s cílem zvýšit jeho výkon a točivý moment, mají vyřazený systém recirkulace spalin,“ dodává Fleischhans. A jak uvádíme výše, funkční systém recirkulace spalin (na motorech pro Euro 6 zdvojený) má značný podíl na snižování emisí oxidů dusíku ve výfukových plynech.

Problém jsou také částicové filtry jako takové. Ty jsou coby originální díl stále velmi drahé. Přitom existují spolehlivé a životnímu prostředí šetrné metody, jak je účinně čistit. Například metoda Advanpure, kterou poskytuje IHR Technika. A dále je to možné chemickou cestu čištění, kterou nabízí BG Care.

Přesto motoristé i na západě od našich hranic raději koupí částicový filtr z druhovýroby, často pochybné kvality a hlavně účinnosti. Že jsou některé levné aftermarketové filtry pevných částic méně účinné než drahé originální, je už všeobecně známé. Některé jsou údajně dokonce „děravé“, takže vlastně prakticky vůbec nefiltrují.

Ke zlepšení emisí ve městech tak nepomůže pouze donekonečna se zpřísňující limity škodlivých látek, které jsou pro automobilky často noční můrou a splnit je dokážou pouze díky kompromisům (třeba vyšší spotřeba paliva v reálném provozu – viz výsledek upravených aut v rámci kauzy VW Dieselgate), ale také přísnější kontrola již jezdících aut. Vždyť jedno takové auto, které má nefunkční DPF a vyřazený EGR ventil, produkuje v praxi více emisí než desítky aut, co mají emisní systém v pořádku a tedy plně funkční.

Co jsou readiness kódy

Readiness kódy jsou měřítkem připravenosti motoru ke kontrole emisí. Jinak řečeno jde vlastně o sebekontrolu řízení motoru a většiny systémů, které mají co do činění s emisemi a mohou tak ovlivňovat množství škodlivin ve výfukových plynech. Jedná se o osmimístný kód složený z číslic 0 a 1. Při jízdě kontroluje kupříkladu výpadky zapalování na jednotlivých válcích u zážehových motorů, zda správně pracuje katalyzátor, je správná směs či optimální funkce odvětrávání palivové nádrže. Kontrolovaných míst je ale více. Pokud některý ze systémů začne vykazovat odchylku od optimálních hodnot, zapíše do readiness kódu číslo 1.

Jestliže se bude stav opakovat, dojde k jeho zapsání do trvalé paměti řídicí jednotky.

Readiness kódy ovšem mají i jistá úskalí. K uskutečnění kontroly jednotlivých celků jsou potřeba některé podmínky. Třeba katalyzátor. Aby správně pracoval, potřebuje mít určitou teplotu. A ta nebude dosažena, jestliže bude někdo takovým vozem jezdit jen velmi krátké vzdálenosti. V případě katalyzátoru to znamená jízdu ustálenou rychlostí s motorem ohřátým na provozní teplotu po dobu minimálně pěti minut. Příkladem může být třeba maminka vozící každý den své dítě do 3 km vzdálené školky. To se pak katalyzátor během půl roku nezkontroluje ani jednou.