Emise, emise, emise

Na začátku celého příběhu byla snaha o udržení exhalací automobilů v určitých mezích. S příchodem norem EURO bylo nutné přizpůsobit spalovací procesy automobilů limitům pro předem definované škodliviny. V prvním vydání norem v roce 1992 se zabývaly prakticky jen produkcí jedovatého oxidu uhelnatého (CO), který blokuje transport kyslíku tím, že se na hemoglobin naváže jako první, a směsí nespálených uhlovodíků (HC) a oxidů dusíku (NOx), které jsou škodlivé z dlouhodobější perspektivy. Za zajímavé rovněž považuji, že norma EURO I měla ještě shodné limity pro škodliviny s výjimkou emisí prachu, které měly tehdejší zážehové motory s nepřímým vstřikem minimálně o jeden řád nižší. Další normy v Evropě, hrající si na ekologickou, se rozcházejí na 2 větve definované různě pro různé typy tepelných oběhů. Tento nesoulad lze vysvětlit chybnou úvahou o pojetí ekologičnosti z úhlu pohledu zanechané tzv. „uhlíkové stopy“, kdy vznětové motory díky své nižší spotřebě, vypouštějí menší množství nejedovatého, avšak nedýchatelného skleníkového plynu CO2, jehož rostoucí koncentrace se měla zásadně podílet na tehdy ještě dogmatickém globálním oteplování a samozřejmě ještě vodní páry, rovněž skleníkového nedýchatelného plynu nesoucího značné množství latentního tepla. Vznětový pohon byl zcela nesmyslně označen za ekologičtější, přičemž benevolentnější emisní limity byly paradoxem a na nastoleném trendu nezměnila nic ani pozdější zpráva, že globální oteplování na základě činností člověka nelze potvrdit. Čas plynul a emisní normy se postupně během desetiletí relativně mírně zpřísňovaly a vývojová oddělení automobilek na tyto posuny k nižším hodnotám reagovaly instalací dodatečných zařízení následně pak i rozsáhlým překonstruováním celých motorů, ale nepředbíhejme. V těchto letech postupně nastal boom naftových motorů v Evropě, protože jejich spotřeby byly skutečně nízké při stále slušné spolehlivosti a cenové podpoře nafty. Skutečná ekologie se ignorovala zatím ještě veřejně právě odlišnými normami. Jedouc za naftovým vozem jsem vzpomínal na časy 2-taktních Wartburgů a Trabantů, za kterými jsme rovněž jezdili neradi. Ostatní svět ovšem problematiku emisí u automobilů viděl jinak a cestou rozdělení emisních limitů zcela logicky nešel. Proto také nebylo možné do roku 2009 přihlásit naftový pohon např. v USA, neboť nedosáhl na přísné lokální emisní normy.

Konečné řešení dieselovské otázky

Bod zlomu nastal s příchodem EURA IV v roce 2005, který de-facto z dnešního pohledu definoval konečné složení spalin až do současnosti, a to pro oba typy pohonů. Všimněme si, že je to složení spalin definované pro zážehové motory, kde už se důkladně zabýváme všemi nežádoucími složkami spalin, tedy oddělujeme NOx, HC, CO a prach. Vznětové motory potřebovaly ještě téměř celé další desetiletí, aby se na hodnoty definované pro zážehové motory dotáhly. Jenže kauza VW nám ukazuje, že se na hodnoty většinou nedotáhly, že je bez, nebojím se napsat to slovo, podvodu, ani nejsou schopny většinou dosáhnout. Čili, k veřejnému ignorování ekologie bez sankcí se v roce 2009 (začalo platit EURO V) přidalo i ignorování skryté, ale to už se prosím nesmí. Ovšem nemyslím si, že pouze naftové motory mají své příslovečné „máslo na hlavě“, neboť zcela nesmyslné cíle pro redukci CO2 zůstávají v platnosti. Zážehové motory se potýkají s problémy čištění spalin dodatečně, i když se jim emisní norma prakticky 10 let nezměnila. Díky tlaku na snižování CO2 jsou automobilky u těchto motorů nuceny měnit způsoby přípravy směsi, aby dosáhly nižší spotřeby. Zde bych zdůraznil, že emise CO2 jsou přímo úměrné spotřebě, avšak emise škodlivin (CO, NOx, HC, prach) na spotřebě závisí buď okrajově, nebo dokonce vůbec. Příkladem, kdy emise se spotřebou nesouvisí, jsou VW kauzou dotčené oxidy dusíku. Dusík i kyslík se do válce dostávají v nasátém vzduchu a ne v palivu a podmínkou vzniku je vysoká teplota, která vzniká při tzv. chudé směsi. Zdánlivě proti logice při jízdě z kopce s malou zátěží. A jak jsem již naznačil, pryč jsou doby, kdy benzínové motory pracují pouze se stechiometrickým poměrem hořlaviny a okysličovadla. Právě masové nasazení technologie přímého vstřiku benzínu s sebou nese nové výzvy ohledně čištění spalin. Přímý vstřik dovoluje lépe využít skupenského tepla v palivu k ochlazení spalovacího prostoru a umožňuje tak spalování v režimu chudé směsi, aniž by docházelo k samozápalům (detonační spalování / klepání motoru), což se sice pozitivně projeví na spotřebě, ale rovněž vede k tvorbě NOx a jejich nutnosti je redukovat. A aby to nebylo málo, tak v režimech, kdy se NOxy netvoří, protože je poměr stechiometrický, tak se může stát, že se benzín nestihne před zážehem svíčky všechen vypařit a zažehne se jako kapalný, čili nám vzniká prach. Lze tedy očekávat, že časem budou i přímovstřikové motory krom DENOX katalyzátoru vybaveny i filtrem pevných částic, a to jen proto, že se musí zpátky dostat do míst, kde už před 10-ti lety byly. Pokrok prostě nezastavíš.

Budoucnost?

Tak či tak se jsme se pravděpodobně dostali na technickou hranici provozovatelnosti spalovacích motorů, aby byly schopny splnit jednak přísné limity pro emise CO2 a zároveň plnily poslední emisní normy (opakuji, že de-facto normu EURO IV, která pro benzínové motory platí již 10 let). A budeme si muset vybrat, jestli chceme čisté prostředí za příplatek nebo humus za levno.

Benzínové motory

Naftové motory