Paliwa i oleje

Producenci samochodów, by sprostać kolejnym limitom dotyczącym emisji spalin, od lat dokonują zmian konstrukcyjnych, unowocześniają i opracowują wydajniejsze jednostki napędowe. Jednak ograniczenia emisji i postęp technologiczny stanowią wyzwanie nie tylko dla producentów samochodów. Nowe, zaawansowane i czystsze silniki wymagają zupełnie nowych olejów.

Od 1 stycznia 2020 r. obowiązują nowe restrykcyjne normy emisji dwutlenku węgla w nowych samochodach osobowych. Średni limit na samochód wynosi 95 g CO2/km1. Do 2030 r. producenci muszą sprostać wymaganiom emisji na poziomie 59,4 g/km. W przypadku przekroczenia nowej normy za każdy zarejestrowany samochód będzie nakładana kara w postaci opłaty w wysokości 5 euro za pierwszy gram ponad limit, 15 euro za drugi, 25 euro za trzeci i 95 euro za każdy kolejny.

Rosnące wymagania dotyczące silników i olejów
Wszystkie nowe samochody od września 2015 roku muszą spełniać normy Euro 6. Celem jest zmniejszenie emisji szkodliwych gazów, takich jak: tlenki azotu, tlenek węgla, węglowodory i cząstki stałe, które stanowią składniki sadzy. Wśród rozwiązań konstrukcyjnych dostosowujących silniki do norm emisyjnych są katalizatory SCR, EGR (układ recyrkulacji spalin), DPF (filtr cząstek stałych), DOC (katalizator utleniający) i ASC (katalizator amoniaku).
Zmiany w konstrukcjach silników powodują, że dotychczasowe formulacje olejów również muszą podlegać modyfikacjom ze względu na zastosowane filtry, bardziej wymagające warunki lub wrażliwość systemów obróbki spalin na składniki środków smarnych. W ostatnich latach zapotrzebowanie rynkowe przesunęło się w kierunku nowoczesnych olejów syntetycznych (o niższej klasie lepkości). Tylko takie bowiem pozwalają kierowcom wykorzystać wszystkie możliwości współczesnych, wysoko wydajnych silników.
Nowe wyzwania dla olejów to również: niska zawartość popiołu siarczanowego, związków siarki i fosforu (tzw. oleje low-SAPS) przy zachowaniu wszystkich funkcji, które musi spełnić olej silnikowy w trakcie eksploatacji.
Nałożenie norm emisji zmusza producentów olejów do poszukiwania nowych rozwiązań zarówno w przypadku pakietu dodatków uszlachetniających, jak i nowoczesnych baz olejowych (Shell GTL, Technologia PurePlus), które mają wpływ na obniżenie zużycia paliwa, a co za tym idzie – obniżenie emisji CO2 do atmosfery. Ten trend jest dobrze widoczny – na rynku dostępne są oleje o klasach lepkości 0W-30 i 0W-20, a w przyszłości pojawią się 0W-16 czy nawet 0W-10.

Olej jako odpowiedź na problem downsizingu
Wyzwaniem dla olejów silnikowych są również nowe zjawiska, takie jak LSPI, które wiążą się ze stosowaniem mniejszych, wydajniejszych, ale też poddanych ekstremalnym warunkom jednostek napędowych. LSPI to przedwczesny zapłon przy niskich prędkościach obrotowych (LSPI – ang. low-speed pre-ignition), tzw. spalanie superstukowe w silniku, które może prowadzić do uszkodzenia świec zapłonowych, pęknięcia tłoków, co może spowodować poważną awarię silnika.
Jak się okazuje, również z tego typu zjawiskami najlepsze oleje są już w stanie sobie poradzić. Zostało bowiem potwierdzone, że wystąpieniu LSPI potrafią zapobiegać odpowiednie formulacje. Przykładem może być tu rodzina olejów Shell Helix z oznaczeniem API SN Plus wprowadzona w zeszłym roku. To jedne z pierwszych środków smarnych dostępnych na polskim rynku, które spełniają rygorystyczne wymogi najwyższego międzynarodowego standardu potwierdzającego jakość olejów silnikowych.
Oleje silnikowe Shell Helix API SN Plus zostały zaprojektowane tak, aby zapewniać silnikom z turbodoładowaniem ochronę przed uszkodzeniami wywołanymi przedwczesnym zapłonem przy niskich prędkościach obrotowych.
Znalezienie rozwiązania problemów, takich jak LSPI, to efekt wielu lat wytężonych prac i testów na silnikach, które doprowadziły do uzyskania zaawansowanych formulacji olejów, pozwalających na wyprzedzanie obowiązujących norm technologicznych.

Przyszłość olejów silnikowych
Czy można spróbować oszacować, jak będzie zmieniał się rynek olejów w przyszłości w kontekście wprowadzania kolejnych norm, ale i przestawiania się producentów na zelektryfikowane napędy?
Dziś sprzedaż olejów syntetycznych w Europie rośnie 3 razy szybciej w porównaniu ze standardowymi olejami silnikowymi. Stawiane wymagania powodują, że oleje o lepkości 0W do roku 2025 powinny stanowić drugą największą kategorię na rynku posprzedażnym Unii Europejskiej, co przekłada się na ponad 200-proc. wzrost sprzedaży w porównaniu do 2018 roku. Również w Polsce coraz większą popularnością cieszą się oleje o niskich klasach lepkości. Największą grupę, bo już niemal 40% olejów silnikowych, stanowią obecnie te o najniższych lepkościach: 0W-X i 5W-X2.
Najbliższe lata z pewnością należeć będą do olejów o niskiej klasie lepkości: 0W-20, 0W-16, 0W-10, a nawet 0W-8. Wiąże się to z intensywnymi pracami nad jeszcze „mocniejszymi” (w sensie chemicznym) bazami olejowymi, które przy niskiej klasie lepkości będą w stanie sprostać wymaganiom klientów. Trudno do końca przewidzieć rozwój elektromobilności. Faktem jest, że napęd elektryczny nie wymaga stosowania oleju silnikowego, jednak taki silnik należy dość intensywnie chłodzić – oleje lub ich pochodne w przyszłości mogą spełniać rolę chłodziw.

Robert Gałkowski ekspert techniczny Shell Polska

1 Komisja Europejska.
2 Raport Roczny „Przemysł i Handel Naftowy 2019”, POPiHN.