Czym są normy emisji spalin Stage?

W specyfikacjach agregatów, a zwłaszcza w dokumentacji przetargowej, coraz częściej pojawia się zapis: „Silnik musi spełniać co najmniej normę emisji Stage II”. W niektórych projektach wymaga się Stage IIIA lub Stage V. Zapisy te odnoszą się do ustawowych etapów limitów dla szkodliwych gazów i cząstek stałych emitowanych w spalinach silnika. W tym artykule prostym językiem wyjaśniamy, co oznaczają poszczególne etapy Stage, które agregaty są nimi objęte i jakie są techniczne konsekwencje wyboru.

Co ograniczają normy Stage?

Etapy Stage to limity emisji ustanowione przez Unię Europejską dla silników stosowanych w maszynach mobilnych nieporuszających się po drogach (NRMM: non-road mobile machinery). Aktualne ramy określa Rozporządzenie (UE) 2016/1628. Ograniczane są cztery podstawowe zanieczyszczenia:

• CO – tlenek węgla
• HC – niespalone węglowodory
• NOx – tlenki azotu
• PM – cząstki stałe (sadza); od Stage V dodatkowo liczba cząstek (PN)

Każdy kolejny etap obniża te wartości w stosunku do poprzedniego. Wartości graniczne definiuje się osobno dla różnych przedziałów mocy silnika.

Etapy w skrócie

Etap	Okres wprowadzenia	Ogólna charakterystyka
Stage I	ok. 1999	Pierwsze wspólne limity
Stage II	2001–2004	Wyraźne obniżenie CO, HC, NOx i PM
Stage IIIA	2006–2008	Ostrzejsze limity NOx i HC
Stage IIIB	2011–2013	Duże obniżenie PM; upowszechnienie elektronicznych układów paliwowych
Stage IV	2014	Duże obniżenie NOx; w większości silników układ oczyszczania spalin
Stage V	2019–2020	Limit liczby cząstek; w większości przedziałów mocy filtr cząstek stałych

Daty różnią się w zależności od przedziału mocy; tabela przedstawia ogólne ramy. W USA podobny system funkcjonuje w postaci etapów EPA Tier (Tier 1–Tier 4 Final); w projektach eksportowych nie należy mylić tych dwóch systemów.

Które agregaty są objęte normami?

Często zadawane pytanie brzmi: „Czy stacjonarny agregat rezerwowy też musi spełniać normę Stage V?”. Ogólna zasada jest następująca:

• Agregaty mobilne i przenośne (np. na przyczepie lub agregaty budowlane przewożone z budowy na budowę) są w UE objęte tym rozporządzeniem.
• Agregaty stacjonarne (agregaty rezerwowe w budynkach, szpitalach, zakładach) zasadniczo pozostają poza zakresem tego rozporządzenia. W ich przypadku decydujące są krajowe przepisy ochrony środowiska, przy dużych mocach zainstalowanych przepisy dotyczące obiektów energetycznego spalania oraz specyfikacja samego projektu.

Kraje spoza UE stosują własne zasady; niektóre odwołują się do etapów unijnych, inne stosują system EPA, a w niektórych nie ma wymagań emisyjnych dla agregatów. Dlatego wymaganą klasę należy w każdym projekcie sprawdzić osobno, w zależności od kraju instalacji i sposobu użytkowania.

Konsekwencje techniczne: silnik, paliwo i obsługa

Wyższy etap emisji wiąże się z określonymi różnicami w silniku i obsłudze:

• Układ paliwowy: na wyższych etapach stosuje się elektronicznie sterowane wysokociśnieniowe układy wtryskowe (common rail). Układy te są bardziej wrażliwe na wodę i zanieczyszczenia w paliwie.
• Oczyszczanie spalin: w silnikach Stage IV i V mogą być stosowane filtr cząstek stałych (DPF), katalizator utleniający (DOC) oraz selektywna redukcja katalityczna (SCR) dla NOx. Układ SCR wymaga dodatkowo uzupełniania AdBlue (roztworu mocznika).
• Jakość paliwa: silniki z filtrem cząstek stałych wymagają oleju napędowego o ultraniskiej zawartości siarki. Na rynkach, na których stosuje się paliwo o wysokiej zawartości siarki, silniki te mogą sprawiać problemy.
• Praca przy niskim obciążeniu: gdy silnik z filtrem cząstek stałych długo pracuje przy niskim obciążeniu, potrzebna jest regeneracja filtra. Należy to uwzględnić w agregatach rezerwowych pracujących niewiele godzin w roku i przy niskim obciążeniu.

Dlatego podejście „najwyższy etap jest zawsze najlepszy” nie jest właściwe. Jeśli nie wymaga tego specyfikacja ani przepisy, wybór należy dokonać z uwzględnieniem także jakości paliwa i profilu użytkowania.

Jak potwierdzana jest klasa emisji?

Klasę emisji określa konkretny model silnika, a nie marka silnika. Jeden silnik danej marki może mieć certyfikat dla etapu UE, podczas gdy inny silnik tej samej marki nie ma certyfikatu emisji lub jest klasyfikowany według systemu spoza UE (na przykład EPA Tier lub China III). Jeśli Państwa specyfikacja wymaga określonego etapu, prosimy podać to w zapytaniu ofertowym. Klasa emisji oferowanego modelu jest podawana osobno dla każdego modelu w ofercie i karcie katalogowej; dla modeli, których klasy nie można zweryfikować na podstawie dokumentów producenta silnika, nie deklarujemy żadnego etapu.

Ogólne porównanie marek silników znajdziesz w artykule porównanie silników agregatów, a inne kwestie istotne w projektach eksportowych w artykule agregaty na eksport 50/60 Hz.

Przy pisaniu specyfikacji

Jasne określenie wymagań emisyjnych w specyfikacji sprawia, że oferty są porównywalne:

1. Podaj wymagany etap i system: „UE Stage II lub bardziej rygorystyczny” albo „EPA Tier 3”.
2. Określ, czy agregat będzie użytkowany jako stacjonarny, czy mobilny.
3. Zdefiniuj wymagany dokument: świadectwo zgodności emisyjnej producenta silnika.
4. Podaj jakość paliwa na miejscu (zawartość siarki).
5. Jeśli wymagany jest Stage IV/V, dołącz plan eksploatacji obejmujący uzupełnianie AdBlue i obsługę filtra cząstek stałych.

Artykuł ma charakter wyłącznie informacyjny. W zakresie wiążących wymagań należy kierować się przepisami obowiązującymi w kraju instalacji oraz stanowiskiem właściwych instytucji.