Plán koncernu DaimlerChrysler na snížení CO2

Koncern DaimlerChrysler předložil pětistupňový plán na snížení výskytu CO2 ve výfukových plynech. Ten předpokládá využití všech ještě možných úspor od účinnějších pohonů přes čištění výfukových plynů až po obnovitelná paliva. DaimlerChrysler nabízí vůbec nejširší spektrum různých technologií vedoucí ke snížení spotřeby paliva a emisí osobních a užitkových vozů. Tato opatření jsou obsažena v iniciativě „Energie pro budoucnost“. Mercedes-Benz s jeho dvaceti modely má mezi německými automobilovými značkami největší nabídku osobních vozů splňujících ekologickou normu EU 4 a u naftových motorů využívajících filtr pevných částic.

V krátko- a střednědobém časovém horizontu sází koncern i nadále na značný potenciál benzínových a naftových motorů. Navíc spolupracuje s petrochemickým průmyslem na palivech jako je zemní plyn a biomasa, která naše životní prostředí zatěžují jenom minimálně. Zároveň DaimlerChrysler vyvíjí hybridní pohon, který je mezistupňem na cestě k bezemisní mobilitě využívající palivové články.

Další optimalizace spalovacích motorů

Vzhledem k tomu, že spalovací motor bude ještě dlouhá léta na automobilovém trhu dominovat, má jeho vylepšování ten největší efekt. Inovačními technologiemi a novými koncepty snížil koncern DaimlerChrysler jenom v Evropě emise oxidu uhličitého (CO2) u flotily svých vozů od roku 1995 o 17 %. To se žádnému jinému výrobci automobilů nepodařilo. Díky novému přímému vstřikování pomocí technologie common-rail klesla ve stejném období spotřeba osobních vozů s naftovým motorem o více než 25 %, přičemž jízdní komfort a radost z jízdy ještě stouply.

Koncern DaimlerChrysler vidí v  pokračující důsledné optimalizaci spalovacích motorů ještě další výrazný potenciál pro snížení spotřeby a škodlivých emisí. U benzínových motorů je třeba věnovat pozornost spotřebě, u hospodárných naftových motorů se vývoj musí soustředit hlavně na emise. Přitom nelze slevit z výkonu a točivého momentu, aby zákazník nepřišel o potěšení z jízdy.

Velká budoucnost naftových motorů s technikou CDI

Mercedes-Benz zavedením vstřikování CDI (Common-rail Direct Injection) v roce 1997 zahájil nový technologický věk naftových motorů osobních vozů. Kromě více než desetiprocentní úspory na spotřebě paliva oproti známým naftovým motorům s předkomůrkou se touto technologií podařilo z hlediska jízdních výkonů a jízdního komfortu srovnat krok s nejlepšími benzínovými motory stejné objemové třídy. Druhou generací technologie CDI v roce 2002 došlo k dalšímu výraznému zlepšení jízdních výkonů, spotřeby a emisí. Nový Mercedes E 320 CDI dosahuje při skvělých výkonových charakteristikách (maximální výkon: 150 kW/204 k, maximální točivý moment: 500 Nm) spotřebu 6,9 l na 100 km.

Od roku 2004 nabízí DaimlerChrysler Jeep Liberty 2,8 CRD – první lehký terénní vůz v USA poháněný naftovým motorem.

DaimlerChrysler využije všechny inovační schopnosti, které zavedením technologie CDI a homogenního spalování vznětového motoru sníží emise pevných částic a oxidů dusíku až na hranici měřitelnosti. Vůbec první filtr pevných částic na světě pracující bez podpory aditiv, který byl v říjnu 2003 zaveden u modelových Tříd C a E, umožňuje spolehlivě plnit přísné emisní požadavky normy EU 4, jejíž platnost nabývá účinnosti v roce 2005. V Německu objednává 83 % zákazníků nové vozy Třídy C vybavené filtrem pevných částic vzniklých spalováním nafty, zatímco ve Francii to jsou pouhé 0,2 procenta. Už nyní mohou být modely Mercedes-Benz Viano a Vito, jako první vozy tohoto segmentu, objednávány s filtrem pevných částic. Ten je nejprve montován do modelů Viano 2.0 CDI (80 kW/109 k) a Viano 2.2 CDI (110 kW/150 k), obdobně pak do odpovídajících modelů Vito 111 CDI a Vito 115 CDI hodnocených podle EU 4/III. S dodávkami těchto modelů se počítá od ledna 2005.

Technika CDI má svoje opodstatnění i pro malé naftové motory. To potvrzuje zcela jednoznačně smart fortwo cdi, dvousedadlový vůz pro městský provoz. S pracovním objemem pouhých 0,8 l, ale pozoruhodným výkonem 30 kW/41 k, je tento tříválec v současnosti nejen vůbec nejmenším naftovým motorem s technikou CDI na světě, ale pohání také v Evropě nejžádanější tzv. třílitrový automobil patřící z hlediska spotřeby do té nejnižší třídy.

Menší spotřeba benzínových motorů

Také u benzínového motoru pracují inženýři koncernu DaimlerChrysler na dalším jeho vývoji. Inteligentní kombinace různých technologií jako jsou fázové posunutí zdvojeného zapalování, recirkulace spalin, snížení pasivních odporů klasických mechanismů a promyšlené využití lehkých materiálů přinesly v posledních letech značné pokroky v úspoře paliva. K těmto opatřením patří ještě přeplňování mechanicky poháněným kompresorem, chlazení stlačeného vzduchu, variabilní natáčení vačkových hřídelí, čtyřventilová technika a vyrovnávací hřídele v bloku motoru, které se mimo jiné používají u moderních motorů TWINPULSE vozů Mercedes-Benz. Pro blízkou budoucnost je i tady možné počítat s dalším rozvojem optimalizace vnitřního spalování a řídící elektroniky.

Technologický úspěch ve snižování škodlivých emisí zvýrazňuje již od roku 2001 provedená předčasná certifikace normy EU 4 všech osobních vozů Mercedes-Benz poháněných benzínovými motory. Šestiválcové agregáty stuttgartské automobilky patří již dnes k ekologicky nejpřijatelnějším motorům své třídy. To nedávno potvrdil i americký úřad pro ochranu životního prostředí EPA (U.S. Environmental Protection Agency), který uskutečnil náročný test s řadou modelů Třídy E a M. Při měření kvality výfukových plynů se množství škodlivých složek všech vidlicových šestiválců pohybovalo hluboko pod přísnými limity vozu s ultra nízkými emisemi, srovnatelnými s limitními hodnotami evropské normy EU 4. Modely E 320 a ML 320 vykázaly vůbec nejlepší výsledky ze všech automobilů, které EPA kdy ve svých praktických testech naměřila.

Čistší paliva pro snížení škodlivých emisí

Aby bylo možné docílit další pokrok v motorové technice a ten také celosvětově využít, angažuje se DaimlerChrysler v prosazování vhodnějších paliv. Moderní motory mohou totiž svůj potenciál plně uplatnit pouze při použití vysokovýkonných paliv. Z celosvětového hlediska se kvalita používaných paliv výrazně liší. V některých zemích má nafta například nízké cetanové číslo (i o hodně nižší než 50) a má vysoký obsah síry. To vede k vyšším emisím a neumožňuje použití moderních systémů vstřikování paliva a dodatečné čištění spalin.

DaimlerChrysler hodlá vylepšenými vlastnostmi nafty rozvíjet zatím nevyužitý potenciál, od kterého i California Air Resource Board očekává, že povede k dramatickému snížení škodlivých emisí. Moderní naftové motory a jejich kvalitnější palivo by podle odhadů mohly v USA snížit spotřebu asi o 35 % a o 20 % omezit emise CO2.

Zemní plyn: buď přímo jako plyn nebo ve zkapalněné podobě (GTL) s menším obsahem CO2 ve výfuku

Využití značných rezerv zemního plynu na světě podporuje i aspekt jeho dlouhodobé dosažitelnosti. Mercedes E 200 NGT postavený na základě modelu E 200 KOMPRESSOR s bivalentním pohonem má k dispozici čtyřválcový motor o výkonu 120 kW/163 k spalující zemní plyn nebo bezolovnatý benzín kvality super. Samozřejmě plní i limity ekologické normy EU 4. Při jízdě na zemní plyn se emise CO2 oproti spalování benzínu snižují o více než 20 procent. Dojezd tohoto vozu s bivalentním pohonem je asi 300 kilometrů v režimu se zemním plynem plus dalších 700 kilometrů v režimu používající jako palivo benzín. Vzhledem k různým podpůrným programům je cena zemního plynu v Německu asi poloviční vzhledem k bezolovnatému benzínu Super. Na území Německa je k dispozici téměř 500 stanic pro čerpání zemního plynu.

Zemní plyn, jehož značné množství při těžbě ropy zcela bez užitku vyhořívá, by bylo možné přímo na místě přeměnit na tekuté energeticky vysoce kvalitní palivo GTL (gas-to-liquid). Tento proces se již začíná uplatňovat a dá se předpokládat jeho další rozšíření. DaimlerChrysler tuto cestu spolu s partnery z petrochemického průmyslu podporuje.

Biogenní paliva – vzhledem k jejich značné CO2-neutralitě životní prostředí nedevastují

Ještě výhodnější ve smyslu stálé mobility se může ukázat využití biogenních paliv (BTL – biomass-to-liquid). Při jejich výrobě se biomasa zpracovává beze zbytku. V motoru během hoření vzniká pouze tolik oxidu uhličitého, kolik ho rostliny během svého růstu absorbovaly ze vzduchu. Bilance CO2 je tak vyrovnaná a atmosféra není zatěžována jeho dalším nárůstem.

V roce 2003 představil koncern DaimlerChrysler první syntetické palivo pro naftové motory na světě vyrobené z biomasy, které může být přidáváno do dnes používaných paliv. V současnosti probíhají testy, zda je možné toto palivo tankovat v jeho čisté formě. Biogenní paliva jsou bez síry a bez aromátů a díky jejich definovatelnému složení se u nich dají získat potřebné vlastnosti. To umožňuje sladění paliva s optimálním průběhem jeho vyhořívání.

Hybridní pohon – důležitý mezičlánek

Hybridní automobily využívající pro jízdu jak spalovací motor tak elektromotor mohou v rámcových podmínkách na některých trzích získat v dohledné době solidní postavení. DaimlerChrysler spatřuje v hybridní technologii důležitý mezičlánek na cestě k technologii palivových článků představující vzdálený cíl strategie pohonu.

Od osmdesátých let minulého století postavil DaimlerChrysler více než dvacet prototypů s hybridním pohonem. Na tokijském autosalonu v říjnu 2003 byla představena studie automobilu F 500 Mind. Kromě řady dalších inovací přišla tato studie s výkonnou kombinací naftového motoru V8 a elektromotoru, která umožnila až o 20 % nižší spotřebu než vykazuje porovnatelný motor CDI. Obdobně řešený pohon použil Mercedes-Benz ve studii Vision Grand Sports Tourer.

Další variantu hybridního pohonu realizoval Mercedes-Benz u vozu Třídy S. Pod jeho kapotou pracují dva elektromotory společně s benzínovým šestiválcem. V tomto případě se jedná o první hybridní vůz na světě používající pohon zadních kol.

Dalším příkladem je Dodge Ram Hybrid sloužící nejen jako vozidlo, ale díky vestavěnému generátoru může být současně i mobilní stanicí dodávající elektrický proud. Například je tak umožněno využívat elektrické nářadí i na odlehlých stavbách nezávisle na elektrické síti.

DaimlerChrysler nabídne svým zákazníkům vozy s hybridním pohonem za předpokladu, že jejich jízdní dynamika, komfort a radost z jízdy budou realizovatelné za konkurenceschopné ceny. Přitom je nutné, aby jejich spotřeba byla nižší, než u srovnatelných naftových motorů CDI.

Palivové články – pohon budoucnosti

Palivové články dávají dlouhodobě nejlepší možnost zajistit bez kompromisů mobilitu vozidel aniž by zatěžovaly naše životní prostředí. Tato technologie využívá čistý vodík nebo jeho nositele a pracuje tedy zcela bez škodlivin: elektrickou energií získanou reakcí vodíku s kyslíkem je napájen hnací elektromotor. V tomto procesu vzniká jako vedlejší produkt pouze vodní pára, takže automobil poháněný palivovými články je provozován zcela bez škodlivých emisí (ZEV – Zero Emission Vehicle). Kromě toho má pohon palivovými články asi dvojnásobnou účinnost než motor benzínový.

DaimlerChrysler hraje ve vývoji technologie palivových článků významnou roli. Již počátkem devadesátých let minulého století pracovali jeho výzkumníci a inženýři na praktickém využití této slibné technologie. Pro účely vývoje aplikace palivových článků na cestě k sériové výrobě tohoto netradičního pohonu bylo dosud postaveno dvacet studií a prototypů.

Se studií „Natrium“ připravenou značkou Chrysler v roce 2001 přišel DaimlerChrysler s inovační a výrazně nekonvenční cestou přepravy vodíku pro pohon palivových článků: v minivanu se vodík získával průběžně z bílé soli – natriumbórhydridu.

S vozem NECAR 5 postaveným na základě Mercedesu Třídy A, který je poháněn palivovými články napájenými vodíkem vyrobeným z metanolu přímo na palubě, vytvořil v roce 2002 jízdou ze San Franciska do Washingtonu pozoruhodný traťový rekord. Prokázal tak, jak velký potenciál technologie palivových článků nabízí.

Vozy poháněné palivovými články – testy osobních automobilů, transportérů a autobusů v praxi

Od roku 2003 už pohon palivovými články u koncernu DaimlerChrysler opustil ryze výzkumné stadium. Automobily vybavené touto technologií vznikají v podmínkách blížících se sériové výrobě. Jejich základ tvoří Mercedes-Benz Třídy A. 60 exemplářů typu „F-Cell“ je podrobováno praktickým testům u zákazníků v USA, v Evropě, Japonsku a Singapuru. DaimlerChrysler tak udělal další krok k vyzrálosti technologie pohonu, se kterou se počítá pro blízkou budoucnost.

V deseti evropských městech (Amsterdam, Barcelona, Hamburg, Londýn, Luxemburg, Madrid, Porto, Reykjavík, Stockholm a Stuttgart) již jezdí denně v linkovém provozu třicet autobusů poháněných palivovými články. Ještě letos k nim přibudou další tři v australském Perthu. Od roku 2001 rozváží zasilatelská firma Hermes-Versand z Hamburgu balíky vozem Sprinter osazeným palivovými články. Testovací praxí prochází v USA u firmy UPS Dodge Sprinter poháněný energií reakce vodíku s kyslíkem, po Berlíně jezdí pět Mercedesů Třídy A „F-Cell“ ve vozovém parku spolkového kancléře a ve firmách Telekom a BEWAG.

Koncem roku 2004 už bude pro koncern DaimlerChrysler sbírat v běžném provozu zkušenosti přes sto vozů s touto avantgardní technologií. Než se ale stane pohon palivovými články dostupným pro každého, je třeba zabezpečit potřebné palivo vytvořením jeho funkční infrastruktury. To vyžaduje celosvětovou angažovanost a spolupráci všech zainteresovaných partnerů.