Norma Euro 7 – o ile z jej powodu podrożeją auta?

Dyskusje nad nową normą toczą się w Unii od czterech lat, wreszcie w listopadzie 2022 roku Komisja Europejska przedstawiła propozycję przepisów. Główne założenia polegają na określeniu nowego limitu emisji tlenków azotu (NOx) na poziomie 60 miligramów na kilometr i tlenku węgla (CO) na 500 mg/km. Takie same wartości mają obowiązywać dla silników benzynowych i tych zasilanych olejem napędowym. To w miarę łagodne podejście, nawet jeśli w wypadku diesli oznacza zmniejszenie emisji tlenków azotu o połowę. Euro 7 zawiera i inne punkty – osobowe auta z silnikami spalinowymi muszą utrzymywać wartości określone w Euro 7 przez 10 lat i przez ponad 200 000 km, czyli dwa razy dłużej niż w wypadku aktualnej normy.

Euro 7 - elektryki i ciężarówki

Euro 7 dotyczy też samochodów elektrycznych, ponieważ nakazuje redukcję pyłów powstających podczas ścierania się okładzin hamulcowych i opon. Dopuszczalną ilość cząstek powstających podczas hamowania projekt określa na 7 miligramów na kilometr od 2025 roku i 3 mg/km od roku 2035. Pomiary ścieralności mają być dokonywane na specjalnych stanowiskach do badania komponentów. W wypadku aut elektrycznych ta granica ma zostać obniżona (jeszcze nie określono do jakiego poziomu), ponieważ rzadziej wykorzystuje się w nich do hamowania hamulce przy kołach. Nie obejdzie się jednak bez zastosowania nowych technologii, jak specjalne pokrycie tarcz hamulcowych czy filtry. Także akumulatory samochodów elektrycznych muszą według projektu spełniać określone warunki w zakresie trwałości, jednak pokrywają się one z celami, które pod tym względem postawili sobie sami producenci.

W odróżnieniu od poprzednich norm, Euro 7 dotyczy nie tylko samochodów osobowych, lecz także użytkowych – od dostawczych po autobusy i ciężarówki. Ciężkie samochody dostawcze mają przejść na nową normę dwa lata później niż osobowe i dostawcze.

Euro 7 - nagrzewanie katalizatora

To, ile szkodliwych substancji wydobywa się z rury wydechowej auta ma być nadal badane podczas testów na zwykłych drogach podczas jazdy w rzeczywistych warunkach, czyli w trybie RDE (real driving emissions). Jednak nie określono jakie konkretnie mają to być warunki, a to utrudnia inżynierom prace nad rozwiązaniami technicznymi, które umożliwiłyby spełnienie norm.

Wiadomo w każdym razie, że w czasie jazdy na dystansie 10 km pojazd mógłby wyemitować 600 mg tlenku azotu. Rozruch na zimno, od którego zaczyna się test, pochłonie dużą część tego limitu zanim jeszcze samochód pokona kilometr potrzebny do takiego rozgrzania spalin, by katalizator mógł zneutralizować ten gaz. W wypadku silnika benzynowego wymagana temperatura wynosi 350 stopni Celsjusza, a diesla 220 stopni, przy czym silnik benzynowy nagrzewa się szybciej.

Trzeba więc zmniejszyć ilość NOx wydalanego podczas rozruchu silnika, najlepiej poprzez nagrzanie katalizatora. Trwają badania nad wykorzystaniem do tego celu komponentów elektrycznych pracujących pod napięciem 48 woltów. Pozwalają one na dwukrotnie szybsze nagrzanie katalizatora w dieslu do temperatury umożliwiającej neutralizację tlenku azotu i przydają się też w trójdrożnych katalizatorach w silnikach benzynowych.

Wiele kwestii pozostaje wciąż otwartych. W jaki sposób akumulator ma zaopatrywać w energię system nagrzewania katalizatora, gdy jest rozładowany? Czy nagrzewanie go powinno się zaczynać już w chwili otwarcia zamków w aucie? Czy warto wyposażać system nagrzewania w dmuchawę? Czy podczas rozruchu na zimno powinno się ograniczyć moc i moment obrotowy silnika? I jak system łagodnej hybrydy miałby optymalnie wspomagać rozgrzewanie silnika do temperatury roboczej?

Euro 7 - rzeczywiste warunki drogowe, czyli jakie?

Te pytania znowu doprowadziły inżynierów do kwestii warunków testowych (RDE). Mierzenie poziomu emisji podczas jazdy zwykłą drogą jest skomplikowane, ale nie niemożliwe. Odpowiednią aparaturę umieszcza się w bagażniku samochodu lub mocuje na haku holowniczym – takie pomiary stosuje się już od 2017 roku, bo właśnie wtedy przeniesiono je z laboratoriów i stanowisk badawczych na ulice. I nigdy nie było z tym problemu, a to dlatego że dotychczas warunki w jakich mają być przeprowadzane były ściśle określone. Wiadomo było ile kilometrów samochód powinien przejechać w mieście, ile drogą pozamiejską, a ile autostradą i z jaką prędkością, np. w wypadku zwykłej drogi było to od 60 do 90 km/h.

W propozycjach dotyczących normy Euro 7 takie warunki nie zostały zdefiniowane. To z kolei sprawia, że ktoś weryfikujący rzeczywistą emisję samochodu mógłby odbyć podróż w sposób wcale nie odzwierciedlający typowej sytuacji, by udowodnić, że pojazd nie spełnia normy. Nie byłoby to trudne, np. po uruchomieniu, gdy silnik jest jeszcze zimny, można by na przemian mocno dodawać gazu i hamować aż do zatrzymania auta. Albo podłączyć do samochodu przyczepę o maksymalnej masie dopuszczalnej i przy zimnym silniku, pod pełnym obciążeniem, wjeżdżać na wzniesienie.

Tak to wygląda teraz, należy jednak mieć nadzieję, że wkrótce warunki testów zostaną określone, bo według stanu na dziś testu RDE mogłyby nie przejść nawet samochody o najniższej emisji szkodliwych substancji.

W branży samochodowej panuje opinia, że nie da się pracować nad nowymi rozwiązaniami, jeśli nie wiadomo jaki mają spełnić cel. Albo inaczej mówiąc – po co inwestować mnóstwo pieniędzy w coś, co przyniesie środowisku tylko minimalne korzyści?

Kolejnym wyzwaniem dla inżynierów jest propozycja Komisji Europejskiej, żeby podczas jazdy stale mierzyć poziom emisji każdego samochodu. W autach z silnikami Diesla znajdują się czujniki rejestrujące poziom tlenków azotu i masę cząstek stałych, ale na tym na razie koniec.

Euro 7 - ile to będzie kosztować?

O ile podrożeją samochody z powodu wprowadzenia normy Euro 7? Komisja Europejska spodziewa się, że o około 80 do 180 euro, szef Renault Luca de Meo i ekspert firmy Bosch Dirk Naber twierdzą, że w wypadku niedużych aut będzie to do 1000 euro za sztukę. Prezes Zarządu koncernu Volkswagen Thomas Schäfer jest z kolei zdania, że może to być nawet od 3000 do 5000 euro i zastanawia się, czy nie zaprzestać produkcji VW Polo z silnikiem spalinowym tak, jak wkrótce stanie się z Renault Twingo i Fordem Fiestą.

Dirk Naber, szef działu firmy Bosch zajmującego się silnikami Diesla i układami oczyszczania spalin twierdzi, że dodatkowe koszty będą zależeć od poziomu technicznego danego modelu i środków jakie należy ponieść w związku z wprowadzeniem nowych komponentów. Jeśli samochód jest już wyposażony w instalację o napięciu 48 woltów niezbędną do efektywnego ogrzewania katalizatora, koszt wyniesie nieco ponad 500 euro. Sam element grzewczy i większy akumulator to kolejne 200 do 250 euro. W wypadku mniejszych aut kwota będzie jeszcze większa, bo zazwyczaj nie mają one niezbędnej bazy technicznej.

Inżynier Boscha twierdzi też, że inne wymagania mają katalizatory w silnikach Diesla, a inne w benzynowych. W wypadku tych pierwszych trzeba zwiększyć pojemność obydwu katalizatorów SCR, będących standardem w większości aut wyższej klasy. To dlatego, że im dłużej spaliny pozostają w katalizatorze, tym wyższa jest jego temperatura robocza i tym lepsza redukcja tlenku azotu. Za to w katalizatorach trójdrożnych stosowanych w jednostkach benzynowych potrzeba będzie więcej metali szlachetnych, jednak pojemności samego katalizatora nie trzeba zwiększać.

W sumie, szacuje ekspert Boscha, w wypadku samochodów klasy premium i średniej dodatkowe koszty związane z wprowadzeniem Euro 7 mogą wynieść około 200 euro, o których mówi Komisja Europejska. W odniesieniu do małych aut kwota może się jednak zbliżyć do 1000 euro – a mówimy tylko o kosztach komponentów. Jakie nakłady producenci będą musieli ponieść w związku ze zmianami kształtu elementów podwozia czy zmianami w komorze silnika, zależy oczywiście od konkretnego modelu