Euro VI = környezetkímélő?

Az Európában érvényes környezetvédelmi szabályozások alapján 2013 ősze óta csak Euro VI-os emissziós normát teljesítő haszonjárműveket lehet újonnan forgalomba helyezni. Ezt a feltételt nem csak a dízelmotornak, hanem a gázmotoroknak (CNG, LNG) is teljesíteni kell. Utóbbiak esetében ez jóval könnyebb feladat: a gáz beporlasztása, majd szikrával történő begyújtása egy jóval tökéletesebb égés, és ezáltal a keletkező égéstermékek is tisztábbak egy ugyancsak Euro VI-os dízelmotorhoz képest.

A norma teljesítéséhez a dízelmotoroknál elengedhetetlen a kipufogógáz motoron kívüli utánkezelése. Ebben a kipufogó-dobrendszerben több lépcsőn keresztül tovább szűrik és kezelik a motorból kilépő égésterméket. Ahhoz, hogy ez a motor minden üzemállapotában (hidegindítás, etc) a legideálisabb átalakítást végezze (értsd: a lehető legtisztább égéstermék távozzon), szenzorokra van szükség. Ezeknek a továbbított jeleiből (hőmérséklet, nyomás, nitrogén-oxidok ppm-ja) a motorvezérlés úgy működteti a teljes rendszert (motor + utánkezelő dobrendszer), hogy az a legkevesebb káros anyagot engedje a szabadba.

A fentebb emlegetett szenzorokat a jármű életciklusa alatt (legyen most 10 év) átlagosan három évente ki kell cserélni – amelyik esetében nem jöhet szóba a javítás vagy tisztítás. Ennek oka elsősorban a szenzor gyártási költsége és az üzemelési hely zord körülményei (több száz fokos léghőmérséklet, felverődő víz).

Kipufogógáz-utánkezelő rendszer

Az Euro IV-es emissziós norma bevezetése óta egyre komplexebb módon van jelen a belsőégésű motoroknál a motoron kívüli gázkezelés. Ezeknek a dobrendszereknek az előállítása (és fenntartása, meghibásodás esetén javítása) egy hagyományos dízelmotor üzemeltetéséhez képest többlet terhelést ró a környezetre. Elsőként az Euro IV-es motorok igényeltek AdBlue (kipufogógáz-utánkezelő adalékanyag; víz + ipari karbamid 32,5 V/V%-os oldata), melynek vegyi előállítása szintén terhelés a környezet számára.

A szenzorok egy része javítható/tisztítható, nagyobb hányaduk viszont "egybeöntött" kivitelű, sérülésmentesen nem bontható – újat kell vásárolni. Az új legyártásával (és a régi „hasznosításával”) pedig valahol egy környezeti terhelés keletkezik; míg

ahol használják majd, ott valóban (mérhetően) kisebb terhelést okoz a környezet számára egy Euro VI-os jármű.

A költségnövekedés haszonjárművenként az Euro VI-os norma teljesítéséhez 1500..3000 €-val emelkedett [1]. (Az nem derül ki a cikkből egyértelműen, hogy ez egyszeri költség vagy ismétlődő, és hogy mihez képest emelkedett ennyivel.)

Cummins utánkezelő-dobrendszer...

...DAF utánkezelő-dobrendszer.

Ugyanakkor szükséges a rendszer ún. regenerálása (bővebben itt olvashat róla), mely folyamat egyrészt többlet tüzelőanyag-felhasználással, másrészt egy (helyileg) nagyobb környezeti terheléssel jár (kormot oxidál, mely folyamat valóságos esetben biztosan jelent koromkibocsátást, továbbá nagymennyiségű NOx-ot bocsát ki a magasabb belső hőmérséklet miatt).

Károsanyagok keletkezése légviszony és hőmérséklet tekintetében [1].

Euro VI dízel = Euro VI CNG?

Az írás az Euro VI-os haszonjárművekről szól általánosan, viszont meg kell különböztetni a két, legelterjedtebb motorváltozatot: a kompresszió- és a szikragyújtású motort. Utóbbi a CNG/LNG-üzemet fedi, mely esetén a kisebb szénhidrogén-molekula, valamint az eltérő égési feltételek miatt egy tökéletesebb égés zajlik a motorban. Így értelemszerűen a kipufogógázok is más („tisztább”) összetételűek. A tökéletesebb égés (+ magasabb hőmérséklet) miatt a koromképződés alacsony, viszont a NOx kibocsátás magasabb a dízelhez képest [2]. A CNG-üzemű motorokhoz így például DPF-rendszer nem szükséges.

Megoldás…?

A belsőégésű motorok a mai szabályzók szerinti szintjén a jármű legfeljebb nem a belvárosban, a sűrűn lakott (és sűrű forgalmú) zónában fogja növelni az imissziót, hanem közvetett (pl. szenzorgyártás helye) és közvetlen (pl. karbantartás helye) módon „valahol máshol”. A zéróemissziós buszoknál (e-busz, hidrogénbusz) értelemszerűen „lokálisan környezetszennyezőbb” az Euro VI-os dízel és CNG-s jármű. 

A földgázüzemű motorok esetén jóval tisztább a távozó kipufogógáz, viszont a nagymennyiségű nitrogén-oxidok (NO, NO2) a látható szmog kialakulásához jelentősen hozzájárulnak.

Korom legyen és NOx kevesebb (dízel); vagy NOx legyen, de korom szinte egyáltalán ne (CNG)…?

A manapság jellemző 2000..2500 bar-os befecskendezési nyomás okán a tüzelőanyagcseppek egészen kisméretűek, így a belőlük keletkező korom is javarészt a veszélyesebb, PM10 (PM50n, PM100n) mérettartományba esik [3]. A dízel jelentette problémák mérséklésére a vegyesüzemre alakítás is kiváló kísérlet. A dízelmotorok további szűrőrendszerekkel elláthatók ugyan (lásd Euro VI c, Euro VI d emissziós normákat), de ez csak továbbnöveli a fenntartásuk komplexitását, és attól még az alap működési elv (kőolaj-származék égetése) értelemszerűen ugyanaz marad.

A motor- és utánkezelő-egység gyártók a tartósabb (és ritkábban cserélendő) alkatrészek irányába mozdulva tudnának javítani ezen – az egyébként nehezen mérhető, de közelítőleg talán számítható – teljes bekerülési költségen, értve itt a jármű-élettartamára vetített környezeti terhelést is. Ugyancsak megoldás lehet az egyes országok kormányai, vagy az EU által kialakított támogatási rendszer, új – és az innovatív technológiákat felvonultató – járművek vásárlására (pl. hidrogén-tüzelőanyagcellás meghajtás), vagy a vásárlás (és így régi járművek cseréjének) ösztönzésére.

Egyértelmű és magától értetődő megoldás nincsen a problémára, viszont próbálkozni kell az új technológiákkal. A tapasztalatszerzés szükséges ahhoz, hogy például kiderüljön mire alkalmas és mire nem az adott új technológia (vö. távolsági buszok szegmensében még csak elvétve találni elektromost – akkumulátor-kapacitás vs. hatótáv).

Lehet, hogy alapjaitól indulva kell átszervezni a közlekedés lebonyolítását (is), ha a jövő buszainak a hatótávja a mai dízelekhez képest feleakkora lesz. A ma kereskedelmi forgalomban elérhető alternatív hajtású autóbuszok mindenképpen egyfajta "komfort zónából" való kilépést jelentenek az üzemeltetők számára, hiszen a több évtizede kőolaj-származékokra kiépült és bevett jármű üzemeltetési és -fenntartási rendszerekben egy elektromos- vagy gázbusz más infrastruktúrákat (is) igényel. 

Források és felhasznált irodalom:

[1] Autótechnika 2007/1: Euro V és Euro IV. (szerző: „petjan”).

[2] Å. M. Hallquist, M. Jerksjö, H. Fallgren, J. Westerlund, and Å. Sjödin: Particle and gaseous emissions from individual diesel and CNG buses. (Atmospheric Chemistry and Physics; IVL Swedish Environmental Research Institute, Gothenburg; Sweden University of Gothenburg, Department of Chemistry and Molecular Biology, Atmospheric Science, Gothenburg; 27 May 2013)

[3] Szabados György: A kipufogógázban található részecskék darabszámának meghatározása. (Autótechnika Online, 2010/5. szám)

AdBlue 4you – Tudja, mi az AdBlue®?

Bíró Csongor: Zavar az Euro 6 körül. (Indóház Online; közzétéve: 2013. január 15., hozzáférés: 2019. augusztus 3.) http://iho.hu/hir/zavar-az-euro-6-korul-130115

Nitrogén-oxidok (Légszennyezés.hu; közzétéve: 2009. március 20., hozzáférés: 2019. augusztus 3.)

Csikós Zsolt: Károsabb-e a füstölős? (Totalcar.hu; közzétéve: 2010. február 10., hozzáférés: 2019. augusztus 3.) https://totalcar.hu/magazin/kozelet/2010/02/10/karosabb-e_a_fustolos/