Avtomobilski proizvajalci in strokovnjaki s področja avtomobilizma so si edini, da bo prihodnost vozil električna. A trenutno smo na točki nič, ko je mogoče izbrati enak tip avtomobila, ki ga poganja bodisi plinsko olje, bencin bodisi elektrika iz baterij, plin … Manjšemu ogljičnemu odtisu in porabi goriva se prilagajajo tako avtomobilisti kot oljarji in proizvajalci goriv. Stranskih učinkov pa v celoti še niso odpravili.

Svet avtomobilizma je pred tektonskimi premiki. Natančno znamo povedati, kaj se bo v avtomobilskem razvoju dogajalo, katere tehnologije bodo prevladale, težje pa je napovedati datum, kdaj bo kaj na voljo.

Kateri so pogoni, ki prihajajo na črni seznam evropskih mest, in kateri so tisti, ki pridobivajo zaupanje strank? "Delež dizlov bo padal, še posebej v Evropi, a ne tako hitro. Dizelski motor in dizelsko gorivo imata še kar nekaj potenciala. A dizelski avtomobili bodo sčasoma izgubljali proti baterijskim, učinkovitejše bodo baterije, večje bo povpraševanje po priključnih hibridih in električnih avtomobilih," ugotavlja avtor oddaje Avtomobilnost Andrej Brglez.

Danes smo na točki nič
Ko govorimo o hibridih, pa je še posebej pomembno, da so bencinski motorji, ki so spojeni skupaj z elektromotorji, učinkoviti. Če je danes točka nič, so v startni liniji vsi energenti. Kateri nas bo v etapah pripeljal do najboljših učinkov, vključno z mislijo na okolje?

Tomaž Katrašnik, vodja laboratorija za motorje z notranjim izgorevanjem na strojni fakulteti, odgovarja: "Tehnologija je na skoraj vseh področjih že razvita, ampak mogoče se je najprej treba vprašati osebnostno, ali smo te tehnologije pripravljeni sprejeti. Cilj je ta, da transport zelo dekarboniziramo."

Drugi cilj pa je, da mesta izpraznimo avtomobilov, saj nas vedno več živi v urbanih okoljih, ki ga v veliki meri zavzemajo avtomobili. Katrašnik pravi, da moramo najprej sprejeti dve osebnostni odločitvi. Vozilo, ki ga uporabljamo, bo moralo čim manj obremenjevati zrak, kot drugo pa, da se bomo v prihodnosti odrekli lastništvu avtomobila. "To je ključna stvar, ki je zgolj sociološko-politična in jo moramo sprejeti. Ta pa bo pogojevala drugačen način vedenja - in tržne deleže. Naša odločitev je, kaj bomo vozili, avtomobil na bencin, dizel, plin, elektriko," pravi sogovornik.

Toda med katerimi tehnologijami naj se odločamo? Elektrifikacija vozil se je zgodila in ta trend bo nezaustavljiv. Večina napovedi je, da bo med letoma 2040 in 2050 okoli 80 ali celo več kot 95 odstotkov osebnih vozil elektrificiranih. Kar pa ne pomeni, da bodo to le baterijska električna vozila. Začela se bodo pojavljati in tržni delež bo naraščal vozilom, ki imajo gorivne celice, kjer bodo iz vodika pridobivali električno energijo. Največji delež v tem celotnem obdobju pa se napoveduje priključnim hibridom in hibridnim vozilom.

Dizelskih motorjev ne smemo odpisati
Vendar se konec motorjev z notranjim izgorevanjem še ne bliža tako hitro.

"Kljub ogljični nevtralnosti se še posebej pri težkih tovornih vozilih ne moremo izogniti tudi do leta 2050 ogljičnim, torej motorjem z notranjim izgorevanjem. Zato je ključno, da presežke obnovljive energije predelamo prek vodika, pozneje pa lahko še z uporabo CO₂ v metan metanol, in na ta način naredimo vozila, čeprav uporabljajo gorivo, ki vsebuje ogljikov vodik, ogljično nevtralna," pravi Katrašnik.

Danes slovenske avtomobile poganjata bencin in dizel. Še posebej dizelsko gorivo je danes zelo očrnjeno. Kar prenehati izdelovati dizelska vozila ne morejo, niti s tehničnega vidika ni jasno, zakaj bi to sploh naredili.

Po aferi Dieselgate so številni avtomobilisti namenili velike finančne vložke v razvoj dizelskih motorjev in sistemov za zmanjšanje škodljivih dušikovih oksidov (NOx) in trdnih delcev. Velike spremembe so bile narejene na izpušnih sistemih. Pri bencinskih motorjih zaradi drugačnega goriva katalizatorji delujejo drugače kot pri dizelskih motorjih. Predvsem so manj učinkoviti pri odstranjevanju nečistoče, še posebej škodljivih dušikovih oksidov. Pri PSA-ju so tako rešitev za čiščenje dušikovih oksidov našli v redukcijskih katalizatorjih (SCR), ki pa za delovanje potrebujejo dodatek kemijske spojine oziroma sečnine - recimo Adblue. To tekočino je treba vbrizgavati v selektivni katalizator, ki je del izpušnega sistema. Adblue reagira z NOx, končni proizvod pretvorbe pa sta neškodljiva dušik in vodna para. Na ta način so dušikove okside v izpuhu znižali za 90 odstotkov, trdne delce pa kar za 99,9 odstotka.

Bencinski motorji s stranskimi učinki
"Če pogledamo znotraj segmenta motorjev z notranjim izgorevanjem, se je izkoristek Ottovega motorja oziroma bencinskih motorjev dvignil, v veliki meri zaradi neposrednega vbrizgavanja goriva, ki pa je s seboj prineslo tudi težavo izpustov delcev,“ pravi Katrašnik, ki opozarja na pomembno dejstvo, da se je izkoristek Ottovega motorja dvignil, ampak Ottovi motorji trenutno, tako glede na maso kot po številu delcev, izpuščajo podobno delcev kot dizelski motorji.

To dobro vedo tudi pri Evropski komisiji, kjer so sprejeli nova pravila, ki bodo začela veljati že septembrom letos. Tako bodo morali imeti vsi bencinski motorji s sistemom neposrednega vbrizga goriva vgrajen filter trdnih delcev. To pa pomeni tudi podražitev avtomobilov. Tak filter naj bi po analizi Mednarodnega odbora za čisti transport (ICCT) vozilo podražil do 150 evrov.

Vsekakor pa velja, da stara dizelska vozila izpuščajo več škodljivih snovi v ozračje, trdni delci, ki prodrejo globoko v človeška pljuča, pa puščajo strah vzbujajoče posledice: trdi delci povzročajo kronično vnetje dihal, rakava obolenja na dihalih ter bolezni srca in ožilja, sladkorno bolezen, alzheimerjevo bolezen, parkinsonovo bolezen.

"Za izboljšanje kakovosti življenja jih moramo v razumnem času spraviti s cest. Če pa gledamo vozila z motorji Euro 6, pa ne vidim nobenega razloga, da bi dajali prednost Ottovim motorjem pred dizelskimi motorji," pravi Katrašnik.

To, da dizel porabi manj goriva in onesnažuje bolj ter da bencinski motor porabi več goriva in onesnažuje manj, ni enačba, ki pije vodo.

"Ne. Obe razliki se zmanjšujeta. Zgodile so se stvari, ki so dizelski motor nepopravljivo spravile v slabo luč. Če bomo v prihodnosti uredili meje izpustov, ta slika ni pravilna. Za dizelsko floto, ki jo zdaj vidimo na cestah, pa je to dokaj realna slika,“ še pravi Katrašnik.

Uveljavlja se 48-voltna arhitektura
V kakšni obliki in kje vidimo največji razvoj bencinskega in dizelskega motorja? Vsekakor bodo motorji z notranjim izgorevanjem opremljeni s celo vrsto električnih komponent. Trenutno poznamo hibridna vozila, ki imajo podobno moč električnih komponent kot motorji z notranjim izgorevanjem. Teh je mnogo. V prihodnosti pa bomo videli mehke hibride, kjer bomo stavili na 48-voltno arhitekturo.

"Prav s temi 48 volti lahko zelo spremenimo delovanje motorja. Naenkrat imamo na voljo večjo regeneracijo električne energije. Imamo več shranjene električne energije. Pojavljajo se različni aktuatorji, električno gnani kompresorji, ki bodo zelo pomagali pri dinamičnem odzivu motorja,“ pojasnjuje Katrašnik. Na ta način bodo lahko delovne prostornine manjše, izkoristki pa večji. Razvija se kup napredne senzorike. In prav v prepletu električnih komponent in motorjev bomo v prihodnjih letih dosegali velike napredke.

Vpliv goriv na izboljšanje motorjev
K izboljšanju motorjev in izpustov pa pomembno pripomore tudi razvoj goriv. V zadnjih desetletjih so se tudi v rafinerijah zgodili veliki premiki. Obrati so visokotehnološki, dodali so inovativne procese, vse z namenom ustvarjati najsodobnejše izdelke visoke zmogljivosti. OMV-jev razvojni inženir Nikolai Schubert je za oddajo Avtomobilnost povedal, da nova visokooktanska goriva ne izboljšujejo le zmogljivosti, ki pridejo do izraza predvsem pri pospeševanju in odzivnosti, ampak poskrbijo tudi za boljše izgorevanje gorivne zmesi, preprečujejo in čistijo usedline v izgorevalni komori, preprečujejo korozijo ter pripomorejo k zmanjšanju trenja med stenami bata in valja.

Motor ostaja čist vso življenjsko dobo, kar za stranko sicer ni očitno, a vodi k manj težavam v življenjski dobi motorja. Tudi izpusti ostajajo stabilnejši.

Kljub prehodu na alternativne pogone bodo še dolgo ostala pomembna tudi fosilna goriva, ki imajo veliko energijsko gostoto, preprosto pa je tudi ravnanje z njimi. Danes se spopadajo z zahtevnimi izzivi, a še vedno obstajajo možnosti za izboljšave. Razvila se bo tehnologija goriv in motorjev, zato Schubert meni, da bosta bencin in plinsko olje še dolgo med nami.

Ko govorimo o tem, kaj bi se dalo pri nas v razmeroma kratkem času narediti za boljši zrak, je pomlajevanje voznega parka zagotovo zelo pomembno. Po nekaterih podatkih naj bi bil povprečen slovenski avtomobil star več kot 10 let. "Kar pomeni, da je tehnologija, vgrajena v teh avtomobilih, razmeroma zastarela, predvsem kar zadeva čiščenje izpustov,“ še pravi Brglez. Da ne govorimo o prevrtenih kilometrih, uvoženih avtomobilih in o tistem črnem dimu, ki ga po navadi vidimo tudi na avtocesti. To pa je pogosto posledica tudi slabega vzdrževanja. A to je že druga tema.

Kako avtomobilski inženirji delajo do okolja prijazne in učinkovite avtomobile in kako jim pomagajo proizvajalci goriv z razvojem in rafinerijami, smo ugotavljali v zadnji Avtomobilnosti.