Przyszłość olejów silnikowych w erze e-mobilności

Boris Zhmud (kierownik działu badań i rozwoju BIZOL Germany GmbH) na Automechanika Academy 2018

Tej jesieni jesteśmy dumni, że zostaliśmy dopuszczeni do prezentacji na targach Automechanika Frankfurt 2018 w ramach Akademii Automechanika w Hali Innowacji sponsorowanej przez Porsche. Prof. Boris Zhmud, Kierownik Działu Badań i Rozwoju BIZOL, przedstawił swoje spojrzenie na przyszłość olejów silnikowych w erze e-mobilności. Z przyjemnością obserwowaliśmy również, jak ta prezentacja wywołała w mediach intensywną debatę na temat wpływu e-mobilności na środowisko.

Oto kilka najważniejszych informacji z prezentacji Żmuda:

W obliczu konieczności osiągnięcia nowych celów w zakresie średniej emisji dla floty, konstruktorzy samochodów decydują się na elektryfikację układów napędowych. Zwolennicy e-mobilności uważają, że nadszedł czas na odejście od paliw kopalnych. Budzi to obawy producentów środków smarnych o przyszłość olejów silnikowych.

Żmud zwraca uwagę, że obecnie produkcja energii elektrycznej na całym świecie jest daleka od neutralności pod względem emisji CO2. Na przykład w Niemczech każdy 1 kWh energii elektrycznej wiąże się z karą emisji CO2 w wysokości 520 g pod względem emisji gazów cieplarnianych.

Nie jest to zaskakujące, ponieważ niemiecka sieć elektryczna jest w dużej mierze uzależniona od węgla. Poniższy wykres przedstawia udział całkowitej produkcji energii elektrycznej z różnych źródeł w USA, Chinach, Japonii i Danii. 

Innym istotnym czynnikiem podważającym "zeroemisyjny szum" jest ucieleśniony ślad CO2 pojazdów elektrycznych spowodowany zużyciem energii podczas ich produkcji.

Niedawno przeprowadzono kilka badań porównujących cykl życia emisji gazów cieplarnianych z samochodów napędzanych silnikami spalinowymi i ich odpowiedników zasilanych bateriami. Udowadniają one niezbicie, że korzyści płynące z elektryfikacji układów napędowych nie mogą być w pełni zrealizowane, dopóki zielona sieć elektryczna nie stanie się dostępna na całym świecie. 

Ponadto pojawia się logiczne pytanie: co jest siłą napędową całego tego zamieszania związanego z e-mobilnością? Odpowiedź jest prosta: polityka. Na przykład hybrydowy sportowy sedan Porsche o mocy 500 KM (Źródło: Naema Ahmed, Axious) w oficjalnym teście WLTP osiąga wynik znacznie poniżej limitu 95 g CO2/km. W środowisku inżynierów nazywa się to "pokonaniem testu", ponieważ "oficjalna" liczba nie musi korelować z wynikami analizy cyklu życia.

Co więcej, pojawia się logiczne pytanie: co jest siłą napędową całego tego zamieszania związanego z e-mobilnością? Odpowiedź jest prosta: polityka. Na przykład hybrydowy sportowy sedan Porsche, który może dostarczyć 500 KM, w oficjalnym teście WLTP osiąga wynik znacznie poniżej limitu 95 g CO2/km. W środowisku inżynierów nazywa się to "pokonaniem testu", ponieważ "oficjalna" liczba nie musi korelować z wynikami analizy cyklu życia.

Jednocześnie elektryfikacja rzeczywiście przyczynia się do zmniejszenia emisji z pojazdów w zatłoczonym ruchu miejskim i już z tego powodu powinna być postrzegana jako pozytywna zmiana z punktu widzenia ochrony środowiska. W przyszłości, gdy na całym świecie powstanie czystsza sieć elektroenergetyczna, e-mobilność stanie się realnym czynnikiem przyczyniającym się do globalnej redukcji emisji gazów cieplarnianych.    Niestety – ze względów ekonomicznych – nie jest to prawdopodobne, dopóki ludzkość nie zostanie paliw kopalnych, które zostały całkowicie zużyte. 

Stąd stary dobry silnik spalinowy (ICE) pozostanie w służbie przez kolejne dziesięciolecia. Oczekuje się, że do 2040 r. hybrydowe układy napędowe będą dominować w sprzedaży nowych pojazdów, a ponad 80% używanych pojazdów będzie nadal wyposażonych w silniki spalinowe. Jest to odpowiedź na obawy producentów środków smarnych, że przejście na e-mobilność oznacza koniec ich działalności. Nie stanie się to przynajmniej w dającej się przewidzieć przyszłości. W rzeczywistości popyt na wysokiej jakości syntetyczne środki smarne może wzrosnąć. Wzrost ten jest wymuszony przez zwiększone wyrafinowanie przyszłych silników spalinowych, które wymagają wyższej jakości środków smarnych.

Główne cechy przyszłych smarów samochodowych są podyktowane trendami technologicznymi w przemyśle motoryzacyjnym, w tym rosnącą flotą hybrydowych pojazdów elektrycznych, zwiększoną gęstością mocy spalin dzięki downsizingowi i doładowaniu, powszechną akceptacją funkcji start-stop, lepszą jakością paliwa i obowiązkowym stosowaniem paliw odnawialnych i/lub natlenionych, surowszymi przepisami dotyczącymi emisji, stosowaniem nowych układów oczyszczania spalin, takich jak DPF, DOC, SCR, LNT, TWC, GPF itp., nowe materiały stosowane w celu zmniejszenia tarcia i zmniejszenia masy i tak dalej.

Ważnym celem rozwoju będzie poprawa sprawności układu napędowego. W rzeczywistości, poprawiając sprawność termodynamiczną silnika spalinowego i zmniejszając tarcie układu napędowego, można osiągnąć redukcję emisji CO2 o 20-30% przy użyciu już dostępnych rozwiązań technicznych. Sam rozwój środka smarnego może przynieść nawet 10% redukcję emisji CO2. Liczby te wypadają korzystnie w porównaniu z tym, co przynosi elektryfikacja układu napędowego przy wykorzystaniu istniejących "brudnych" miksów energetycznych.

W BIZOL podjęliśmy świadomą strategiczną decyzję, aby skupić się na najwyższej jakości w pełni syntetycznych środkach smarnych, pozostawiając resztę konkurencji. Obecne trendy w branży środków smarnych dowodzą słuszności tego posunięcia. W nadchodzącej erze e-mobilności nasza przyszłość rysuje się w jaśniejszych barwach niż kiedykolwiek.

Prof. Zhmud będzie kontynuował dyskusję na temat tych gorących tematów podczas interaktywnego szczytu European Base Oils & Lubricants, który odbędzie się w dniach 28-29 listopada 2018 r. we Florencji, Włochy.