Двигателите с вътрешно горене (ICE) осигуряват изключителна управляемост и издръжливост, като на тях разчитат повече от 250 милиона превозни средства по магистралите само в САЩ. Заедно с бензина или дизела, те могат да използват и възобновяеми или алтернативни горива (например природен газ, пропан, биодизел или етанол). Те също така могат да се комбинират с хибридни електрически задвижващи системи за увеличаване на икономията на гориво или хибридни електрически системи с добавка, за да разширят обхвата на хибридните електрически превозни средства.
По данни на The European Automobile Manufacturers’ Association (ACEA), 47,5% от всички нови автомобили, регистрирани в Европейския съюз, работят на бензин, докато дизелът представлява 28% от регистрациите. 10,5% от новите леки автомобили в ЕС са превозни средства с електрическо зареждане (5,4% електрически акумулатор + 5,1% plug-in хибриди), докато хибридите представляват 11,9% от общите продажби на автомобили. Тази статистика обаче се очертава да бъде променена в резултат на ново европейско законодателство, което предвижда забрана за продажба на нови автомобили с двигатели с вътрешно горене през 2035 г. Целта на това законодателство е да засили борбата срещу изменението на климата чрез стимулиране на развитието на електрически превозни средства.
Какво представляват двигателите с вътрешно горене
Горенето, известно още като изгаряне, е основният химичен процес на освобождаване на енергия от смес от гориво и въздух. При двигател с вътрешно горене (ICE) запалването и изгарянето на горивото се случва в самия двигател. След това двигателят частично преобразува енергията от горенето в работа. Двигателят се състои от фиксиран цилиндър и движещо се бутало. Разширяващите се горивни газове избутват буталото, което от своя страна завърта коляновия вал. В крайна сметка, чрез система от предавки в задвижващия агрегат, това движение задвижва колелата на автомобила.
В момента се произвеждат два вида двигатели с вътрешно горене: бензинов двигател с искрово запалване и дизелов двигател със запалване чрез компресия. Повечето от тях са четиритактови двигатели, което означава, че са необходими четири бутални хода за завършване на цикъл. Цикълът включва четири отделни процеса: всмукване, компресия, горене и мощност, и изпускане.
Бензиновите двигатели с искрово запалване и дизеловите двигатели с компресионно запалване се различават по начина, по който доставят и запалват горивото. При двигател с искрово запалване горивото се смесва с въздух и след това се вкарва в цилиндъра по време на процеса на всмукване. След като буталото компресира сместа гориво-въздух, искрата я запалва, причинявайки горене. Разширяването на горивните газове изтласква буталото по време на хода на мощността.
При дизелов двигател в двигателя се вкарва само въздух и след това се компресира. След това дизеловите двигатели разпръскват горивото в горещия сгъстен въздух с подходяща, измерена скорост, което води до запалване.
През последните 30 години изследванията и разработките помогнаха на производителите да намалят емисиите на ICE на критерии за замърсители, като азотни оксиди (NOx) и прахови частици (PM) с повече от 99%, за да се съобразят със стандартите за емисии. Изследванията също така доведоха до подобрения в производителността и ефективността на тези двигатели, помагайки на производителите да поддържат или увеличат икономията на гориво.
Въпреки това, докато днешните ICE са значително по-ефективни и имат по-ниски емисии от тези от преди десетилетия, основната технология – изгаряне на гориво за създаване на мощност – остава същата. Това води до около производство на 10% от световните емисии на парникови газове. През последните четири десетилетия, в отговор на опасенията за качеството на въздуха, изследванията върху емисиите на тези двигатели, последващата обработка на отработените газове и контрола доведоха до очевидно по-чиста околна среда благодарение на хилядократно намаляване на опасните емисии на отработени газове (частици, NOx, CO и неизгорели въглеводороди).
Напоследък обаче сериозната загриженост както за качеството на въздуха, така и за въздействието на емисиите на парникови газове върху глобалното затопляне започнаха да движат местната, националната и международната политика. Няколко инициативи призовават за драстични промени, а електрификацията на превозните средства се извършва с големи темпове.
Например, C40 Cities Climate Leadership Group, група от 90 от града в света, която представлява повече от 650 милиона души и една четвърт от световната икономика, е фокусирана към стимулиране на действия за намаляване на емисиите на парникови газове и рисковете за климата в градовете. Изискванията включват премахване на двигателите с вътрешно горене от градския транспорт и използването на вятърна и слънчева енергия като първични енергийни източници.
Защо се говори за забрана на двигателите с вътрешно горене
В началото на юни 2022 г. депутатите в Европейския парламент гласуваха в подкрепа на ефективна забрана на ЕС за продажба на нови бензинови и дизелови автомобили от 2035 г., отхвърляйки опитите да се отслаби предложението за ускоряване на преминаването на Европа към електрически превозни средства.
Гласуването подкрепя ключов стълб на плановете на Европейския съюз за намаляване на нетните емисии, покачващи градусите на планетата, с 55% до 2030 г. спрямо нивата от 1990 г. – цел, която изисква по-бързо намаляване на емисиите от промишлеността, енергетиката и транспорта.
Законодателите подкрепиха предложението, направено от Европейската комисия миналата година, за изискване на 100% намаляване на емисиите на CO2 от нови автомобили до 2035 г., което би направило невъзможно продажбата на превозни средства, задвижвани от изкопаеми горива в ЕС от тази дата. Опитите на някои законодатели да отслабят целта до 90% намаляване на CO2 до 2035 г. обаче бяха отхвърлени.
Законът все още не е окончателен. Гласуването в сряда потвърждава позицията на парламента за предстоящите преговори със страните от ЕС относно окончателния закон.
Целта на новото законодателство е да се ускори преминаването на Европа към електрически превозни средства и да се насърчат производителите на автомобили да инвестират сериозно в електрификацията, подпомогнато от друг закон на ЕС, който ще изисква държавите да инсталират милиони зарядни устройства за превозни средства.
„Закупуването и шофирането на автомобили с нулеви емисии ще стане по-евтино за потребителите“, според Ян Хуитема, водещ преговарящ в парламента по политиката.
Производителите на автомобили, включително Mercedes, Ford и Volvo, публично подкрепиха плана на ЕС за спиране на продажбите на автомобили с двигатели с вътрешно горене до 2035 г. Други, като Volkswagen, се стремят да спрат продажбата на автомобили с двигатели с вътрешно горене в Европа до тази дата. В Германия, например, правителството засега отказва да се съобрази с плановете на ЕС за забрана на продажбите на автомобили с двигатели с вътрешно горене от 2035 г.
Електрическите автомобили и хибридните превозни средства тип plug-in съставляват 18% от новите леки автомобили, продадени в ЕС през 2021 г., въпреки че общите продажби на автомобили спаднаха през годината на фона на недостиг на полупроводници, според Европейската асоциация на автомобилните производители.
Тенденцията е все повече хора да се ориентират към преминаване на този вид автомобили, но има проблеми, които могат да възникнат за производителите и не само. Например, „Средностатистическо електрическо превозно средство има 2000 чипа в конструкцията си. Някои производители заявяват, че ще удвоят нуждите си от чипове през следващите пет години. Вероятно колата [с двигател с вътрешно горене], която карате сега, има стотици чипове. Електромобилът, който може да искате да карате скоро, има 2000 чипа.“
Как индустрията ще успее да се справи с производството им е въпрос от фундаментално значение. Критиците също така твърдят, че суровините за увеличено производство на батерии може да не са толкова лесни за получаване. И тогава, освен батериите, има и полупроводниците, използвани за построяването на превозното средство… За тази тема също ще разкаже в отделна статия, тъй като това са важни компоненти и някои от тях подлежат на преработване и повторно използване. А това е изключително важно за кръговата икономика, в която се опитваме да ограничим до минимум отпадъците.
Ние от Екометал Инженеринг определено допринасяме за тази мисия с дейността си, а именно изкупуване на стари коли за скрап, преработка на технически остарели двигатели с най-модерната технология за преработка на стари автомобили, уникална шредерна инсталация за преработка на ИУМПС (излезли от употреба моторни превозни средства) и отпадъци от МПС. Тази техника ни дава възможност да затворим цикъла на извършваните дейности, допринасяйки за по-малко замърсяване на околната среда и оползотворяване на отпадъците по най-добрия начин.
Нулеви емисии – как може да се постигнат
Има пътища за краткосрочно намаляване на CO2, които са жизнеспособни. Първо, превключване от бензинов към дизелов двигател с вътрешно горене намалява емисиите на CO2 с приблизително 11% при ауспуха, а дизеловият „лек“ хибрид осигурява допълнително намаление от 6%. Преминаване към пълен хибрид осигурява още 16%, което прави общо 34%. Имайте предвид обаче, че има обществено погрешно схващане, въз основа на остарели технологии и скорошни скандали, че дизеловият двигател замърсява много околната среда. Множество подобрения, за които вече споменахме, доведоха до промяна в дизеловите двигатели и последващата обработка на емисиите на отделени газове.
Значителни подобрения на бензиновите двигатели се предлагат и с електрификацията на превозното средство. А директно преминаването от бензин към бензин-мек хибрид може да осигури 11% и още 23% при преминаване към пълен хибрид. Както показват тези числа, има непосредствени опции за значително подобряване на ефективността и следователно намаляване на CO2, включващо както бензин, така и дизел.
Ясно е, че устойчивост на транспорта по отношение на парникови газове и други въздействия върху околната среда, достъпност и енергийната сигурност може да бъде гарантирана само чрез подобряване на двигателите с вътрешно горене и това изисква подновен акцент върху изследванията на двигателите.
В средносрочен и дългосрочен план има още по-големи възможности за подобряване на двигателите чрез съвместно проектиране системи за гориво/двигател за оптимална работа. Технологии с единично и двойно гориво, като HCCI, PCCI и RCCI имат значителен потенциал за подобряване на ефективността и намаляване на нежеланите емисии на газове. Тези усъвършенствани режими на горене се възползват от наличните горива или горива, чиито състав е оптимален за всяко приложение.
Постига се допълнителен напредък при въвеждането на CO2-неутрални биогорива и синтетични горива. Често критиките към двигателя с вътрешно горене не са относно двигателя, но относно източника на горивото и използването на биогорива може да смекчи общите нива на въглеродни емисии. Всъщност някои предлагани на пазара биодизели днес са с повече от 70% нетно въглеродно неутрално съдържание. Някои страни и щати също са въвели стандарта за нисковъглеродно гориво (LCFS) и предоставят парични стимули за насърчаване на пазара на биогорива.
В някои европейски страни има държавни стимули и предимства за електромобили и зарядни устройства за електромобили. Те се различават значително в Западна Европа и останалата част от ЕС. Само 12 държави от ЕС предлагат бонуси или премии на купувачите на електромобили, въпреки че повечето предоставят някакво намаление или освобождаване от данъци за купувачи и собственици на EV.
Може да дадем няколко примера как е в другите европейски страни. Франция например е добре известна със своята отдаденост на електрификацията. Настоящият президент Еманюел Макрон наскоро обяви спасителен план от 8 милиарда евро за местната автомобилна индустрия и си постави за цел да има над 100 000 обществени зарядни точки през следващата година, произвеждайки 1 милион електромобили годишно до 2025 г. и повишаване на степента на приемане на EV в близко бъдеще. До 7 000 евро за превозни средства, отделящи 20 g CO2/km или по-малко, се поемат от държавния бюджет, а електрическите превозни средства и хибридите тип plug-in, отговарят на условията за 50% отстъпка или са напълно освободени от заплащане на регистрация на регистрационния номер (carte grise) в Metropolitan France според региона.
Държавата също предлага бонус за бракуване на автомобили: до 5000 евро за закупуване на втора употреба или нови BEV и PHEV, ако се отървете от вашия дизелов автомобил (по-стар от 2001 г.) или бензинов автомобил (по-стар от 1997 г.). Определено има какво да научим от тях, нали?
Нови екостикери – какви са особеностите им
Както може би вече знаете, от 12 юли 2021 г. влязоха в сила новите екостикери, които се издават при преминаване на годишен технически преглед. Те се разпределят в пет групи, но не отговарят точно на евростандартите на колите, което е малко объркващо за шофьорите. Има четири групи за автомобили с вътрешно горене и една група за електрически автомобили. Най-високата категория – пета група, включва електрически и хибридни автомобили, които не замърсяват околната среда. Останалите са групирани от „четвърта“ до „първа“ категория според датата на първа регистрация, определения от производителя екостандарт и измерванията по време на техническия преглед.
Според Наредба 32, всички леки автомобили трябва да разполагат с новите екостикери, а ако автомобилът е на бензин или на газ, ще се измерват нивата на вредните емисии и на двата вида гориво. Тези нововъведения са в съзвучие с всеобщите усилия за контрол и намаляване на вредните емисии, отделяни от автомобилните превозни средства. Както може да видите от данни в секция Новини на официалния сайт на Европейския парламент, 60.6% от емисиите на парникови газове в ЕС идват от пътнически автомобили, т.е. колите са основен замърсител на въздуха.
Интересна ли ви беше темата? Споделете в социалните мрежи или ни напишете коментар. Ако пък имате стар автомобил за бракуване и се чудите какво да правите с него, обадете ни се – ще го вземем от място, ще ви платим най-добра цена и ще помогнем за опазване на околната среда.
Остави коментар