Nasi sąsiedzi zza zachodniej granicy mają rozwiązanie, przynajmniej tymczasowe, jak uporać się ze szkodliwością starszych jednostek wysokoprężnych normy Euro 5. Dokładany system SCR jest kluczem do ponownego otwarcia bram miast dla pojazdów ze starszymi jednostkami wysokoprężnymi, niweluje także jednocześnie prognozowany przypływ „tanich diesli” do Polski.

Układy SCR, znane dotychczas głównie z rynku ciężarowego, powędrowały nie tylko do nowych samochodów osobowych opuszczających fabryki, ale również mają być lekarstwem na zbyt brudny oddech starszych pojazdów i ich jednostek wysokoprężnych.

Regularne cięgi zbierane przez silniki diesla od ekologów zaowocowały nie tylko spadkiem powodzenia tych jednostek w słupkach sprzedaży, ale również nałożeniem coraz to surowszych ograniczeń emisji spalin, czego najwyższym stadium jest zakaz wjazdu do niektórych centrów niemieckich miast, dla pojazdów z silnikami spełniającymi normę od Euro 4 w dół.

W mediach ogłoszono wycofywanie się z technologii silników spalinowych wykorzystujących olej napędowy. Według Deutsche Welle, w Niemczech pojazdów z takimi jednostkami, które emitują zbyt dużą ilość tlenku azotu (NOx) jest około 5 milionów. Nadzieja na przetrwanie diesli narodziła się, gdy Federalny Urząd Ruchu Drogowego (KBA) udzielił zezwolenia na doposażenie pojazdów z takimi silnikami w układ selektywnej redukcji katalitycznej spalin (SCR). Popyt na zastosowanie tego rozwiązania jest bardzo duży.

Producenci pojazdów przez lata nie mogli się przekonać do idei doposażania używanych samochodów w układy SCR. Jedna z firm zajmująca się takimi rozwiązaniami udowodniła, że specjalny system może zredukować emisję szkodliwych substancji do poziomu poniżej normy Euro 5. Firma przeprowadziła badanie na popularnym Volkswagenie Passacie. Skuteczność tego rozwiązania potwierdziły testy ADAC.

Czy to się opłaca?

KBA wydał zgodę na doposażenie w system SCR dla blisko 60 modeli Volkswagena. Zainteresowanych dodatkowym układem oczyszczającym jest mnóstwo. Głównie za sprawą dopłat, które oferuje koncern VAG, wynoszących 3 tys. euro. Takie dopłaty oferuje również Mercedes-Benz. Cały koszt założenia układu SCR wynosi około 3,3 tys. euro, tak więc koszty związane z całym przedsięwzięciem spoczywają w większości po stronie producenta pojazdów. Warunkiem umożliwiającym skorzystanie z dopłaty jest miejsce zamieszkania – aglomeracja z dużym nasileniem ruchu lub mocno zanieczyszczone miasto. Mając nawet takie obostrzenie, na dopłatę „załapać” może się nawet 3 mln samochodów osobowych.

Nie oznacza to, że koncerny wiele na tym stracą. Warto zaznaczyć, że doposażanie starszych jednostek w układ SCR będzie się odbywało tylko w autoryzowanych serwisach. Koncerny samochodowe ograniczą więc koszty, a producenci poszczególnych komponentów, zawierający umowy z na dostawę części takich jak np. filtry, czujniki czy katalizatory zyskają. Wyposażenie starszego samochodu w układ SCR podnosi również jego wartość, a także niweluje ryzyko szybszej dewaluacji pojazdu, w związku z ograniczeniami nałożonymi przez niemiecki rząd na „mniej czyste” diesle. W szerszym kontekście jest to również gra na czas koncernów samochodowych, by nie musiały one w krótkim czasie diametralnie zmieniać polityki produkcyjnej, technologicznej i sprzedażowej swoich modeli.

– Zmniejszenie emisji w obecnych pojazdach (tzn. spełniających wymagania norm od Euro 5 do Euro 6) w miastach w połączeniu z działaniami regulacyjnymi dotyczącymi szybszego odnawiania flot stanowi istotny warunek szybkiej poprawy jakości powietrza miejskiego. Modernizacja odpowiednich układów wydechowych (włącznie z układem AdBlue) wydaje się możliwa (jeśli w samochodzie jest dość miejsca). Środki mechaniczne służące do zmniejszenia ilości NOx na obszarach miast są testowane przez OEM i władze pod względem technicznej wykonalności, potencjału rynkowego, osiągalnej redukcji NOx i wpływu na jakość powietrza. – mówi Magdalena Rangosz-Kalinowska z firmy BASF, produkującej elementy układu SCR na rynek OE –  Nasze prace rozwojowe i badania rynku koncentrują się na katalizatorach jako wyposażeniu podstawowym. W ramach naszego portfolio produktów oferujemy jednak także rozwiązania modernizacyjne. Te rozwiązania muszą jednak być zawsze realizowane we współpracy z OEM.

Jak działa Układ SCR?

Do poprawnego działania układu selektywnej redukcji katalitycznej niezbędny jest płyn AdBlue – wodny roztwór mocznika i wody zdemineralizowanej w proporcjach 32,5% do 67,5%. Warto zaznaczyć, że płyn wtryskiwany do katalizatora jest silnie korozyjny, a także dosyć delikatny na działania temperatury. Jego krystalizacja następuje już przy -11,5 stopniach Celsjusza, natomiast przy bardzo wysokich temperaturach zaczyna ulegać rozkładowi.

Dlatego, aby utrzymać prawidłową temperaturę AdBlue, w zbiorniku na płyn zamontowana jest grzałka, która w razie potrzeby podgrzewa roztwór, by nie doszło do wyżej wspomnianej krystalizacji. W zbiorniku zamontowany jest również moduł tłoczący płyn ze zbiornika do wtryskiwacza, składający się z pompy membranowej z tworzywa sztucznego.

Oprócz oddzielnego zbiornika na płyn z grzałką, na elementy składowe systemu SCR zalicza się komputer sterujący pracą układu, który podłączany jest do jednostki sterującej silnika. Zarządza on procesem wtrysku płynu AdBlue, informuje o ilości roztworu w zbiorniku lub o awariach układu.

Należy wspomnieć, że cały cykl pracy SCR odbywa się w układzie wydechowym. A zatem większość podzespołów składających się na cały system, montowanych jest również w tym miejscu, a dokładniej za filtrem cząstek stałych DPF/FAP. Układ SCR rozpoczyna się czujnikiem tlenków azotu (który jest umiejscowiony zaraz za filtrem DPF). Pozwala on na sprecyzowanie dokładnej ilości płynu AdBlue niezbędnej do neutralizacji danej liczby cząstek NOx w układzie wydechowym. Następnie umiejscowiony jest czujnik temperatury spalin, moduł dozujący wraz z wtryskiwaczem oraz mieszalnik – zamontowany na początku katalizatora SCR. Rolą mieszalnika jest, jak może wskazywać nazwa, ułatwienie zmieszania spalin z wtryskiwanym płynem AdBlue.

Mieszanina spalin z płynem AdBlue trafia do katalizatora SCR, w którym dochodzi do reakcji chemicznej oczyszczania spalin. Roztwór AdBlue w mieszaninie gorących gazów wylotowych rozkłada się na amoniak i dwutlenek węgla, następnie amoniak reaguje z tlenkami azotu, przekształcając je w nieszkodliwy azot i parę wodną, które są usuwane wraz ze spalinami.

Foto: flickr.com

Za katalizatorem zamontowany jest drugi czujnik azotu, kontrolujący ich ilość w masie powietrza, co pozwala na korygowanie działania układu SCR. W skład układu wchodzi jeszcze kilka innych czujników: powietrza, ciśnienia AdBlue, temperatury AdBlue, a także sterownik, przekaźniki i wymienny filtr przeznaczony do usuwania zanieczyszczeń z płynu.

– Oczyszczanie spalin jest wysoce zintegrowanym i złożonym procesem, w którym należy uwzględnić wiele komponentów systemu. Katalizator jest jednym z tych elementów, ale należy również wziąć pod uwagę sterowanie i oprogramowanie silnika w celu znalezienia odpowiednich rozwiązań modernizacyjnych. Wydaje się, że redukcja emisji istniejących układów, spełniających normę Euro 5/Euro 6 jest możliwa dzięki modernizacji odpowiednich układów (np. układu AdBlue) przy spełnieniu odpowiednich warunków. – mówi Magdalena Rangosz-Kalinowska z firmy BASF

Dlaczego w Polsce (na razie) to nie przejdzie?

Zacznijmy od ceny zestawu adaptacyjnego. Całkowity koszt oscyluje obecnie na poziomie 3,3 tys. euro, co przekłada się na ponad 14 tys. złotych przy obecnym kursie walut. Brak dopłat ze strony producenta bądź rządu, powoduje, że dla przeciętnego Kowalskiego jest to całkowicie nieopłacalny system. Zapewne sytuacja wyglądałaby podobnie w Niemczech, gdyby nie oferowane dofinansowanie wynoszące 3 tys. euro, czyli większość kwoty potrzebnej do przeprowadzenia takiej operacji.

Drugą sprawą jest, powracający jak bumerang, temat średniego wieku parku samochodowego w Polsce, którego wskaźnik jest o kilka lat wyższy niż w Niemczech. Skutkuje to o wiele mniejszą liczbą pojazdów, która mogłaby skorzystać z takiego rozwiązania. Pamiętajmy bowiem, że dopłata jest dostępna dla pojazdów z silnikami spełniającymi normę Euro 5, czyli stosunkowo młodych samochodów.