Смерть дизеля: к чему еще приведет введение экологического стандарта Евро-6
Введение Евро-6 планировалось еще 31 декабря 2013 года, но ведущие европейские автоконцерны и производители топлива оказались тогда не готовы к абсолютному соответствию новаторским требованиям ретивых законодателей и попросили отсрочки. Слишком уж строгими были очередные ограничения на допустимое содержание вредных веществ в выхлопных газах, а за их несоблюдение грозили большие штрафы. Дополнительная передышка понадобилась для доработки двигателей, улучшения качества топлива и модернизации предприятий.
«Нет» вредным веществам!
Номинально битва за чистоту «дыхания» автомобилей в Европе началась в 1988 году (хотя экологические нормативы существовали там и ранее), когда был утвержден регламент, требующий снизить в выхлопных газах крупнотоннажных автомобилей содержание окиси углерода (CO), остаточных углеводородов (HC) и оксидов азота (NOx). Первые ограничительные барьеры выглядели следующим образом:
Свое имя так называемый базовый стандарт Евро-0 получил лишь после пришедшего ему на смену в 1993 году стандарта Евро-1. И с тех пор пошло-поехало. В 1996 году официально вступил в силу Евро-2, в 2000-м – Евро-3, в 2005-м– Евро-4, в 2009-м – Евро-5. Каждый очередной регламент вводил все более строгие ограничения, усложнялись расчеты и добавлялись новые объекты мониторинга: уровень дымности (smoke), содержание твердых частиц (PM) в отработавших газах и т.д.
Со времени первого стандарта до момента введения Евро-5 удалось добиться многократного снижения выброса вредных веществ, в том числе окиси углерода CO (угарного газа) – от 2,72 до 9,3 раза, оксидов азота (NOx) от 2,4 до 7,9 раза, взвешенных частиц — от 20 до 50 раз. Ощутимый разброс данных связан с тем, что к каждой категории транспортных средств (с учетом вида топлива) применяются свои нормативы.
Чище сигаретного дыма
Евро-6, продолжая традиции своих предшественников, тоже ужесточает контроль за выбросом выхлопных газов в атмосферу. Так, по сравнению с предыдущими нормами вновь уменьшается допустимый порог содержания оксидов азота (NOx), твердых частиц (PM) и остаточных углеводородов (HC). При этом двигатели нового стандарта должны полностью отвечать всем заявленным требованиям на протяжении не менее семи лет с даты изготовления или 700 тыс. км пробега во всех условиях эксплуатации. О том, каких экологических высот достиг стандарт Евро-6, свидетельствует любопытный эксперимент, проведенный группой итальянских ученых в 2014 году в рамках проекта «Tobacco Control» под эгидой Всемирной организации здравоохранения. Они установили, что три зажженные сигареты за 30 минут горения в закрытом гараже объемом 60 куб. м выделяют б ольшую концентрацию вредных веществ, чем работающий там же и в течение того же самого времени дизельный двигатель легкового автомобиля класса Евро-6.
Сравнение стандартов Евро-5 и Евро-6 для разных категорий автомобилей (с учетом вида топлива) показывает интересную особенность нового регламента, он оставляет неизменными нормы для бензиновых двигателей. Их пока оставили в покое. Похоже, Евро-5 на сегодняшний день и так выжало из них слишком много. Евро-6 направлен только против вредоносного влияния на здоровье людей и окружающую среду дизельных двигателей, прежде всего против высокого уровня содержания оксидов азота, выбрасываемых в атмосферу при их работе. По мнению экологов, оксиды азота в 10 раз опаснее угарного газа. Вступая в реакцию с углеводородами, они участвуют в образовании высокотоксичных и канцерогенных соединений, способствуют образованию фотохимического смога и выпадению кислотных дождей. Именно поэтому на сей раз больше всех попали под удар тяжелые дизельные двигатели. Количество допустимой концентрации оксидов азота (NOx) им сократили сразу в пять раз — с 2 до 0,4 г/кВт-ч, уровень твердых частиц (PM) уменьшили в два раза — с 0,02 до 0,01 г/кВт-ч, а содержание остаточных углеводородов (HC) снизили в 3,5 раза — с 0,46 до 0,13 г/кВт-ч.
Европейские стандарты выхлопных газов для тяжелых дизельных двигателей, г/кВт-ч (дымность в m−1)
Чтобы не выпасть из конкурентной борьбы, семь европейских производителей грузовых автомобилей и автобусов марок — DAF, Iveco, Mercedes-Benz, MAN, Renault, Volvo, Scania — вложили значительные финансовые средства в подготовку новых серий тягачей и другой техники, соответствующих нормам Евро-6, которые уже успешно эксплуатируются на дорогах EC. Так, известно, что немецкому концерну Daimler AG вывод на рынок четвертого поколения Mercedes-Benz Actros обошелся в миллиард евро, итальянская компания Iveco потратила на свое детище Stralis Hi-Way 300 млн евро, а французская Renault Group в создание автомобилей стандарта Евро-6, в том числе магистрального тягача Renault Trucks серии Т, инвестировала 2 млрд евро.
Закольцевали
Конструкторам пришлось немало потрудиться, чтобы придумать, как можно максимально эффективно нейтрализовать оксиды азота в выхлопных газах. Они разработали сложные схемы рециркуляции выхлопных газов (EGR — Exhaust Gas Recirculation), систему селективной каталитической нейтрализации (SCR — Selective Catalytic Reduction) с впрыском реагента AdBlue (водный раствор мочевины, 32,5%), усовершенствовали сажевые фильтры. Большинство автоконцернов, чтобы справиться с проблемой соответствия нормам Евро-6, используют именно эти технологии, добавляя свои собственные наработки. Новый экологический класс грузовиков Mercedes-Benz Actros IV с двигателями Mercedes-Benz OM 471 серии BlueEfficiency выполняется благодаря системе рециркуляции EGR с фильтром частиц и системе селективной каталитической нейтрализации. SCR предусматривает впрыск в поток отработавших газов строго дозированного количества жидкости AdBlue в присутствии катализатора (пентаоксида ванадия), в результате чего происходит химическая реакция превращения вредных оксидов азота (NOx) в безвредные вещества — азот и воду. Такое инженерное решение помимо соблюдения экологических требований позволяет снизить расход топлива у грузовика версии Евро-6 на 3% по сравнению с предыдущей моделью и потребление реагента AdBlue на 40%.
Четвертое поколение грузовиков Volvo FH соблюдает нормы Евро-6 также при помощи технологий EGR и SCR. А вот компания Iveco поступила оригинальнее. В своих новых тягачах Stralis Hi-Way с двигателями Cursor ей удалось достичь норм Евро-6 за счет применения уникальной системы Hi-eSCR (High Efficiency SCR), запатентованной компанией FPT Industrial (подразделением FIAT), без использования системы рециркуляции отработавших газов (EGR), а только при помощи селективной каталитической нейтрализации (SCR) с AdBlue и сажевого фильтра. Как отмечают представители компании Iveco, эффективность HI-eSCR, размещенной вместе с сажевым фильтром в едином корпусе рядом с рамой, превышает 95% по сравнению с 80-85% у лучших конкурентов по уровню NOx в отработанных газах. Кроме того, по сравнению со своим предшественником по модельному ряду Stralis Hi-Way потребляет топлива на 2% меньше. Разработчики уверяют, что их ноу-хау позволит двигателю «переваривать» солярку с высоким содержанием серы, так как двигатели без EGR менее требовательны к качеству топлива. А это очень важно для России, где качество топлива пока оставляет желать лучшего.
Экология требует жертв
Установка на дизельные автомобили класса Евро-6 дополнительного оборудования, его обслуживание и необходимость использования AdBlue увеличивают общую стоимость владения транспортным средством и создают определенные неудобства для водителей. К примеру, для жидкости AdBlue требуется установка отдельной емкости, жидкость замерзает при температуре —11,5 0С, а еще за ее заправку нужно платить. Расход реагента AdBlue для работы системы SCR у грузовиков Евро-6 составляет в среднем 2-3,5% от расхода топлива, а у легковых автомобилей — от 0,9 л на 1000 км пути.
Европейские стандарты выхлопных газов для легковых автомобилей (категория М*), г/км
Эксперты предполагают, что по этой причине после вступления в силу Евро-6 владельцы легковых дизельных машин в странах ЕС начнут активно отказываться от них в пользу других типов автомобилей, в том числе гибридов и электромобилей, которые в последнее время так широко пропагандируются. К тому же в некоторых странах такое решение стимулируется на государственном уровне неплохими денежными компенсациями. Так, во Франции автовладельцам, решившимся поменять машины с дизельными моторами на электрокары или гибриды, предлагают субсидию в размере 10 тыс. евро, а лондонским водителям за это же сулят 2 тыс. фунтов.
К тем же, кто будет противиться, применят санкции. Недавно во Франции на законодательном уровне дизельные двигатели, даже соответствующие нормам Евро-6, уже исключили из «категории 1», к которой относятся самые экологически чистые моторы. Далее французские власти планируют повышение пошлин на дизтопливо, отмену местных налоговых и парковочных льгот, запрет на въезд в определенные городские зоны. В Лондоне заявили о намерении штрафовать на 20 фунтов водителей дизельных автомобилей за стоянку в городе с работающим двигателем. К 2020 году за въезд в центр британской столицы со всех дизелей предполагается взимать плату в размере 10 фунтов.
Сложилась парадоксальная ситуация. Еще пару десятков лет назад покупка дизельных автомобилей позиционировалась в Европе как экологически правильный выбор и даже поощрялась в некоторых странах налоговыми преференциями. В результате государственной политики доля таких транспортных средств сейчас в автопарке Франции достигает 80%, Испании — 70%, в Великобритании превышает 50%. Средний показатель в ЕС равен 55%. Теперь же дизели демонизируются, превращаясь в объект для порицания, на который ведется наступление по всем фронтам. Выдержат ли легковые дизельные автомобили давление общественного экологического мнения, покажет время. Не опасаются специалисты пока только за судьбу крупнотоннажных грузовиков, магистральных тягачей и тяжелой спецтехники. По их оценкам, этот сегмент рынка не претерпит больших изменений, потому что таким автомобилям на ближайшие годы просто нет альтернативы.
Европейские стандарты выхлопных газов для легких коммерческих автомобилей ≤1305 кг (категория N1-I), г/км
Догоним Европу?
О том, когда Россия примет Евро-6, сказать пока трудно. Нам бы для начала разобраться с Евро-5. Номинально он введен в нашей стране с 1 января 2014 года, но фактически переход для грузовых автомобилей и автобусов на этот стандарт произошел только 1 января 2015 года с момента официального вступления в силу техрегламента Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств». Хотя до конца 2015-го разрешается изготовление автомобилей класса Евро-4, сертифицированных и одобренных до конца 2013 года, при условии их оборудования бортовой системой диагностики двигателя. А вот с 1 января 2016 года нормы Евро-5 станут уже без исключения обязательными на территории нашей страны для всей новой автотехники отечественного и импортного производства.
Да и внедрение Евро-5 проходит не совсем гладко. Согласно этому техрегламенту коммерческий транспорт должен оснащаться анализаторами топлива, задача которых ограничивать крутящий момент двигателя. При использовании топлива низкого качества прибор автоматически снижает обороты мотора, что может привести к его полной остановке и спровоцировать серьезные ДТП. Поэтому многим россиянам автомобили стандарта Евро-5 пока не принесут ничего, кроме головной боли. Ведь качество топлива у нас зачастую оставляет желать лучшего. Для справки, в 2008 году в рейтинге из ста стран, составленном Международным центром качества топлива (IFQC, Хьюстон, США), Россия показала наихудшие результаты в Европе по качеству солярки и бензина. Вообще же в мире наша страна заняла только 44-е место по дизтопливу и 84-е — по бензину.
Европейские стандарты выхлопных газов для легких коммерческих автомобилей 1305—1760 кг (категория N1-II), г/км
Несмотря на технологическое отставание, российские автопроизводители по мере финансовых возможностей ведут подготовительную работу к будущему переходу на Евро-6. К примеру, «Группа ГАЗ» еще в сентябре 2010 года продемонстрировала в Москве образец низкопольного автобуса ЛИАЗ-5292 с газовым мотором от MAN и «автоматом» ZF Ecolife, соответствующего экостандарту ЕЕV (Евро-6). А в июне 2012-го газовцы в партнерстве с бельгийской Bosal запустили в Нижнем Новгороде завод по производству систем выпуска отработавших газов, отвечающих нормам Евро-3 и Евро-4, которые в случае необходимости можно довести до стандартов Евро-5 и Евро-6. Причем местная продукция используется не только для автомобилей ГАЗ, но и для собираемых на нижегородском предприятии Volkswagen Jetta, Skoda Octavia и Skoda Yeti.
Инженеры ярославского «Автодизеля» в сотрудничестве с австрийской AVL List создали новое семейство дизельных моторов ЯМЗ-530 класса Евро-4 с возможностью их доработки до Евро-5 и Евро-6. Изготовление рядных четырех- и шестицилиндровых моторов было поставлено на поток в 2013 году. Линейка двигателей, предназначенных для автомобилей заводов «Группы ГАЗ», состоит из 27 модификаций и свыше 200 комплектаций мощностью от 120 до 320 л.с.
Европейские стандарты выхлопных газов для легких коммерческих автомобилей >1760 кг max 3500 кг (категория N1-III & N2), г/км
А вот КАМАЗ совместно со швейцарской Liebherr-International AG пока лишь разрабатывает следующее поколение рядных дизелей и газовых двигателей. Новое семейство шестицилиндровых моторов КАМАЗ-910.10 рабочим объемом 11,95 л и мощностью 380-550 л.с. при 1900 об/мин будет выполнять нормы Евро-5 и обладать техническим потенциалом, позволяющим в перспективе выйти на уровень стандарта Евро-6. Выпуск первых партий двигателей запланирован на второе полугодие 2017 года. Важно, что предполагается практически 100%-ная локализация их производства в России.
Осенью 2015 года АВТОВАЗ приступит к поставкам в ЕС автомобилей марки Lada, доработанных под соответствие стандартам Евро-6. Первыми оценить качество российских машин смогут жители Венгрии и Чехии. Далее планируется освоение рынков Германии, Италии и Великобритании.
Отечественные автопроизводители заявляют о своей готовности в случае необходимости ускорить переход на Евро-6, но отмечают, что без повышения качества топлива в этом нет никакого смысла. Нефтяники же признаются, что не успели своевременно реконструировать свои перерабатывающие предприятия и винят во всем кризис, вызванный падением цен на нефть. По их мнению, до завершения кризиса модернизация просто разорительна. А пока официально на территории нашей страны разрешены производство и продажа автомобильного бензина и солярки классов не ниже Евро-4 и Евро-5. При этом, согласно топливному техрегламенту (постановление Правительства РФ от 27.02.2008 № 118, оборот топлива класса Евро-4 допускается только до 31 декабря 2015 года. По мнению, экспертов из-за этого и по причине технологической отсталости нефтезаводов в следующем году в России может возникнуть дефицит горючего. Поэтому Министерство энергетики РФ предполагает попросить у правительства отсрочки на два года на запрет топлива стандарта Евро-4. Вице-премьер РФ Аркадий Дворкович на совещании в Новороссийске в августе нынешнего года сообщил, что в случае такого обращения от Минэнерго правительство существенно повысит акцизы на топливо Евро-4 по сравнению с акцизами на Евро-5, чтобы вынудить нефтяные компании серьезно заняться переоснащением своих перерабатывающих мощностей. Так что, до перехода на стандарты Евро-6 по качеству горючего нам тоже еще очень далеко.
230335
26