F96_big-125

Czas być poważnym w kwestii ograniczania emisji

15 maja 2019

Takie jest przesłanie od Davida Ivora Younga z Graffham, byłego sekretarza stanu ds. zatrudnienia, handlu i przemysłu, kiedy poznałem go kilka dni temu, aby porozmawiać o elektronicznie otwieranych zaworach Camcon Automotive.

Od marca 2016 r., kiedy Holandia po raz pierwszy przedstawiła zakaz z 2025 r., dotyczący pojazdów z silnikiem spalinowym, słyszeliśmy, jak politycy w całej Europie i poza nią twierdzą, że pojazdy z silnikami spalinowymi będą zakazane do 2040 r. Ale sprzedaż nowych samochodów pokazuje, że akceptacja nabywców nie pasuje do retoryki politycznej – powiedział lord Young.

Do niedawna zarzuty związane z zasięgiem, czasem ładowania, kosztem pojazdu i degradacją baterii oraz koszty ich wymiany zostały uznane za bariery dla rozwoju rynku pojazdów elektrycznych (EV). Ale te problemy można rozwiązać za pomocą mocniejszych akumulatorów, takich jak najnowszy model Nissan Leaf o mocy 40 kWh i 235 milach zasięgu. Szybkie stacje ładowania, które mogą naładować samochód do 80% w ciągu 30 minut, oraz obniżenie kosztów baterii, które według prognoz spadną do około 100–125 dolarów za kilowatogodzinę (kWh) w połowie następnej dekady, spowodują, że zakup samochodu będzie tańszy, tak samo jak późniejsza wymiana baterii. Aczkolwiek może być o wiele poważniejszy problem w wyścigu o zerową emisję spalin, czyli dyskusyjne pod kątem ekologicznym ładowanie baterii w aucie.

– Eksperci branżowi, tacy jak National Grid, już wcześniej podkreślali, że 43% wszystkich właścicieli samochodów nie ma dostępu do parkowania poza ulicą, a przebudowa wielu krajowych punktów ładowania będzie wymagała olbrzymich nakładów finansowych, sięgających wielu miliardów funtów – zauważył lord Young. – Ponadto – kontynuował – propozycja dotycząca obsługi 43% właścicieli samochodów, którzy nie mogą ładować aut w domu, to zastąpienie stacji benzynowych stacjami szybkiego ładowania, które mogą obsługiwać 3,1 megawata mocy (MW) wspieranej przez infrastrukturę 7,1MW. Nie jestem ekspertem od konsekwencji dla bezpieczeństwa i zdrowia spowodowanych przez pola elektromagnetyczne (EMF), ale wiem, że nie chciałbym, aby jeden z nich znajdował się w pobliżu miejsca, w którym żyliby moi bliscy.

Koncepcja mobilności o zerowej emisji jest również wątpliwa, gdy zastanawiamy się, w jaki sposób energia elektryczna jest wytwarzana w wielu krajach w Europie. Nasuwa się pytanie, czy emisję spalin zastępujemy emisją z elektrowni? Tylko w Wielkiej Brytanii 45% energii elektrycznej wytworzonej w 2017 r. pochodziło ze spalania paliw kopalnych.

Podczas gdy Wielka Brytania zaproponowała termin 2040 na wstrzymanie sprzedaży pojazdów spalinowych, proponowana data w Niemczech jest dużo bardziej ambitna, bo chodzi o rok 2030. Raport Dénesa Csali i Harry’ego Hostera z Uniwersytetu Lancaster ze stycznia 2017 r. podkreśla, że wprowadzone ograniczenia oznaczają konieczność rozwoju energii odnawialnej, aby zaspokoić zapotrzebowanie na około 230 Twh. Co więcej, niedobór energii ze źródeł odnawialnych zostanie połączony z planowanym złomowaniem energii jądrowej między 2022 a 2030 r., co tworzy dodatkową lukę 92TWh.

Ujęcie perspektywy mocy jest równoznaczne z całkowitym zużyciem energii elektrycznej przez Hiszpanię lub 10 krajów wielkości Irlandii i gdyby tylko połowa tego deficytu została zaspokojona przez niemieckie elektrownie węglowe, emisje netto wzrosłyby o 20%.

engine2

Firma Camcon Automotive przyjęła tę koncepcję i wyprodukowała silnik, który eliminuje wałek rozrządu i zastępuje go opatentowanym systemem Intelligent Valve Actuation (IVA). Silnik jest zatem lżejszy, mniejszy, ale co ważniejsze, zapewnia znacznie niższe emisje i lepsze zużycie paliwa.

– Silnik spalinowy zapewnia moc tam, gdzie jest potrzebna i kiedy jest potrzebna bez ogromnych nowych inwestycji – stwierdził lord Young, dodając: – zamiast przesuwać emisje z jednego miejsca na drugie przy niedorzecznych kosztach inwestycji, rządy muszą być realistyczne i wywierać presję na produkcję czystszych silników świata rzeczywistego. Dlatego też, gdy usłyszałem o ekscytującej pracy Camcon Automotive, chciałem się zaangażować.

Lord Young połączył siły z innym przedsiębiorcą, Dannym Chapchalem, by popchnąć Camcon Automotive do przodu. Para ta miała serię sukcesów, takich jak Cambridge Display Technology (CDT), gdzie Danny został zatrudniony jako CEO, a on rekomendował lorda Younga jako inwestora i prezesa, TSSI, firmę zajmującą się bezpieczeństwem, technologią i ich poprzednią filią firmy Camcon Oil, znaną obecnie jako Silverwell.

Danny Chapchal, dyrektor generalny Camcon Automotive, podał kilka dalszych szczegółów na temat firmy: – Wierzymy, że możliwe jest stworzenie w pełni elektrycznych napędów przyszłości, skierowanych do transportu indywidualnego, bez konieczności wydawania miliardów na nową infrastrukturę sieci krajowej, a co ważniejsze, do jej osiągnięcia w szybszy i bardziej skuteczny sposób. Pomimo niedawnego złego rozgłosu wokół pojazdów spalinowych nadal jest to stosunkowo skuteczny sposób wytwarzania energii, ale z pewnością można go poprawić – powiedział Danny Chapchal. – Dzięki temu, że silniki są mniejsze i bardziej wydajne, mogą stać się przenośnymi generatorami energii elektrycznej, które znajdują się samochodzie, wytwarzając energię elektryczną, jakiej samochód potrzebuje do napędu i doładowania akumulatorów w razie potrzeby, jednocześnie będąc w stanie dezaktywować się podczas wchodzenia na zaludnione obszary – powiedział.

Firma Camcon Automotive przyjęła tę koncepcję i wyprodukowała silnik, który eliminuje wałek rozrządu i zastępuje go opatentowanym systemem Intelligent Valve Actuation (IVA). Silnik jest zatem lżejszy, mniejszy, ale co ważniejsze, zapewnia znacznie niższe emisje i lepsze zużycie paliwa. Eliminacja wałka rozrządu oznacza również, że napęd rozrządu też nie jest potrzebny, co oznacza, że silniki są także krótsze.

– Usuwając wałek rozrządu i zastępując go siłownikami, byliśmy w stanie zaprojektować znacznie mniejszą i lżejszą głowicę cylindrów – powiedział Chapchal. Według niego eliminacja tak wielu komponentów redukuje potencjalne punkty awarii w silniku i sprawia, że zastosowanie technologii IVA jest praktycznie neutralne kosztowo dla producenta silnika.

Ale Camcon Automotive podchodzi do tematu nie tylko teoretycznie, inwestując miliony funtów i współpracując z ich wczesnym partnerem inwestycyjnym Jaguarem Land Roverem, aby realnie uruchomić ten silnik. Spędzono już ponad 1000 godzin, aby przetestować silnik w środowisku drogowym.
– Wyniki tych testów były oszałamiające – mówi Chapchal. – Mimo że ledwo liznęliśmy temat w tej technologii, już teraz widzimy spadek emisji CO2 o około 20% na końcu silnika. Oznacza to, że zanim jeszcze zacznie się patrzeć na technologię post-engine, jaką Bosch ogłosił niedawno, aby jeszcze bardziej oczyścić emisję spalin, jesteśmy w stanie wyprodukować silnik benzynowy z momentem obrotowym i oszczędnością silnika wysokoprężnego, ale bez emisji NOx i innych cząstek stałych z silników wysokoprężnych.

Oprócz zmniejszenia rozmiaru, masy i emisji z silnika wyjątkowa elastyczność IVA oznacza także, że hamowanie silnikiem i jego regeneracja mogą być modyfikowane przez technologię, nawet gdy silnik jest w użyciu. To jeszcze bardziej usprawnia jego praktyczne zastosowanie w elektrycznych pojazdach hybrydowych, czyniąc je bardziej wydajnymi.

engine1

Usuwając wałek rozrządu i zastępując go siłownikami, byliśmy w stanie zaprojektować znacznie mniejszą i lżejszą głowicę cylindrów – powiedział Chapchal. Według niego eliminacja tak wielu komponentów redukuje potencjalne punkty awarii w silniku i sprawia, że zastosowanie technologii IVA jest praktycznie neutralne kosztowo dla producenta silnika.

Czy to oznacza, że silnik IVA jest po prostu mniejszą emisją, lepiej działającym silnikiem dla coraz bardziej powszechnych pojazdów hybrydowych? Odpowiedź od całego zespołu Camcon Automotive jest jednoznaczna: – nie! Silnik IVA został pierwotnie zaprojektowany w celu ograniczenia emisji dla istniejących pojazdów napędzanych ICE, ponieważ fakt, że firma wyprodukuje mniejszy, o niższej emisji i lepiej działający silnik do stosowania w hybrydach, jest po prostu dodatkowym bonusem.

Warto również pamiętać, że tradycyjna technologia hybrydowa lub hybrydowa typu plug-in (PHEV) wykorzystuje zgromadzoną moc elektryczną najpierw lub tylko przy niskiej prędkości. Tymczasem silnik IVA może być ustawiony tak, aby włączył i zapewnił moc w razie potrzeby i za pomocą geolokalizatorów odcina silnik, gdy pojazd wchodzi w miejsce o zerowej emisji. Oznacza to, że jazda z Oksfordu do Londynu może odbywać się za pomocą silnika IVA, zapewniającego moc do ładowania akumulatora przez większość podróży, ale gdy samochód znajduje się w strefie zerowej emisji, silnik wyłącza się, dając napęd elektryczności o zerowej emisji.
Zespół Camcon wskazał również, że w przypadku większości pojazdów hybrydowych silnik nadal dostarcza napęd do pojazdu, ale dzięki technologii IVA napęd może pochodzić z energii elektrycznej, a silnik IVA staje się chudą i wydajną elektrownią pokładową.

– Wyobraźcie sobie, co się stanie, gdy przejdziemy do następnej fazy i spojrzymy na silniki Diesla – mówił Danny Chapchal. – Nasz główny inżynier, Roger Stone, potwierdził już, że ponieważ IVA jest nieskończenie elastyczna, możliwa jest optymalizacja poziomu NOx w środowisku miejskim lub szczególnie niski poziom CO2 podczas dłuższej jazdy.

Ta aplikacja zapewnia rozwiązanie zmieniające grę, ponieważ technologia nie ogranicza się tylko do samochodów osobowych. Technologia Camcon Automotive może być zastosowana do każdego typu silnika spalinowego – od ciągników, po ciężarówki i autobusy, do łodzi. Jeśli jakikolwiek silnik ma wałek rozrządu, można go zastąpić IVA.

– Oznacza to, że patrzymy na szczupłe, małe wydajne agregaty prądotwórcze, które w razie potrzeby spełniają wymaganą mobilność o zerowej emisji i ultraniskie emisje do generowania elektryczności – powiedział lord Young. – Jest to tanie rozwiązanie, które może być dostarczane nie za 22 lata, ale z następną generacją silników, jeśli rządy i producenci OEM za tym stoją, a my nie potrzebujemy wielomiliardowych funtów inwestycji w naszą sieć elektryczną lub miejskie supermarkety prądu wewnętrznego oparte na domowych mieszkaniach.

Lord Young jest jednym z kilku sponsorów, w tym Jaguar Land Rover i Kii Corporation, którzy wspierają Camcon Automotive w ciągu ostatnich 6 lat. Technologia jest sprawdzona i używana, a teraz szuka współpracy z innymi producentami OEM i dostawcami pierwszego poziomu, aby uprzemysłowić tę technologię w silnikach następnej generacji.

Silniki Camless zostały zbadane przez wielu producentów OEM, w tym BMW, Fiata, General Motors, Ford i Renault, a także dostawców takich jak Valeo, Ricardo i Lotus Engineering. Camcon Automotive wyraźnie pasjonuje się swoim silnikiem i łatwo zrozumieć, dlaczego. Połączenie ich technologii i różnorodności zastosowań jest prawdziwym zmieniaczem gry. Fakt, że silnik IVA może samodzielnie diagnozować i zmieniać działanie zgodnie z wymaganiami, sprawia, że jest on bardziej dostosowany do tego, co w coraz większym stopniu stanie się zmianą przepisów, ponieważ dojazdy kierowców zmieniają się – korzystają zarówno z ruchliwej autostrady, jak i zatłoczonej miejskiej ulicy.

Dodatkowo, ponieważ silnik może wykorzystywać stopniowanie paliwa, wtłacza on paliwo w optymalnym punkcie spalania dla uzyskania maksymalnej wydajności, zamiast wstrzykiwania stałego strumienia paliwa, co pomaga zmniejszyć emisję NOx. Oznacza to również, że silnik benzynowy może działać praktycznie na poziomie wydajności oleju napędowego.

Używanie silnika jako generatora jest zaskakująco logicznym podejściem, dzięki temu silnik może być mniejszy, a bardziej wydajny musi stać się czymś, po co producenci OEM i pierwszego poziomu powinni stać w kolejce, aby być częścią.

– Przyszłość mobilności osobistej musi być elektryczna – powiedział lord Young na zakończenie wykładu. – W jaki sposób energia elektryczna jest wytwarzana i dostarczana do pojazdu? Tu potrzebne jest radykalne myślenie. Wiem, że Danny i zespół do tej pory wykonali ogromną pracę, a teraz chcemy pracować z tak wieloma producentami OEM i silnikami, jak to tylko możliwe, aby to było czyste rozwiązanie do transportu naszych dzieci, bez obciążania ich finansowaniem zmian w krajowej sieci elektrycznej.