UPPNÅ ÖVERENSSTÄMMELSE MED STEG V FÖR HYRESGENERATORER

Den första utsläppsstandarden, Steg I, infördes 1997. Sedan dess har utsläppsgränserna skärpts för varje steg. Det senaste är Steg V som trädde i kraft under 2019 och 2020. Att Steg V trädde i kraft i faser har inneburit att gamla generatorer som inte överensstämmer med standarden fortfarande kan användas. Däremot har lokala myndigheter och kommuner skapat lågutsläppszoner som gör det nödvändigt att använda generatorer som överensstämmer med Steg V. Föreskrifterna fokuserar på partikel- och kväveoxidutsläpp från mobila maskiner som inte är avsedda att användas för transporter på väg (NRMM), framförallt mobila generatoraggregat.  

Flera faktorer har bidragit till att dieselmotorer har kunnat uppfylla de nya kraven för varje steg i föreskrifterna. Bättre bränslekvalitet, effektivare motorer och behandling av utsläpp har alla spelat en viktig roll. För att överensstämma med Steg V behövs dieselpartikelfilter (DPF) som kontrollerar partikelutsläppen i avgaserna från större generatoraggregat. 

Kohler har en lång historia av att hjälpa energiindustrin och att utveckla dieselgeneratorer som uppfyller kraven för de senaste miljöföreskrifterna.

Steg V i detalj
Föreskrifterna för Steg V gäller för fler NRMM eftersom det omfattar motorer med både mindre och större kapacitet än tidigare. Partikelutsläpp har legat i fokus sedan Steg III B, som för första gången innehöll en PM-gräns. Många motorer har kunnat uppfylla dessa krav genom att använda teknik som monteras i cylindrarna. Det tillvägagångssättet kommer inte att vara tillräckligt för att uppnå Steg V-gränsvärdena i större generatoraggregat.

Steg V ställer krav på förbättring av partikelkontroll genom att ange en gräns för partikelutsläpp som även omfattar partikelstorlek. Gränsvärdena för partikelutsläpp är dessutom lägre än för Steg IV. Det innebär i praktiken att wall flow-filter måste användas. Dessutom är föreskrifterna för Steg V mer stringenta angående kväveoxidutsläppen. De nya gränserna för kväveoxid ställer ytterligare krav på avgasbehandling hos stora generatoraggregat.

Föreskrifterna i Steg V definierar utsläppsgränserna baserat på motoreffekten. De nya föreskrifterna har verkställts gradvis och började med motorer under 56 kW och över 130 kW från och med 2019. Under 2020 utökades föreskrifterna till att gälla även motorer mellan 56 kW och 130 kW. Steg V gäller även för motorer med kompressionständning (CI) under 19 kW och över 560 kW och motorer med gnisttändning (SI) över 19 kW. Även tidigare ej reglerade motorer som generatoraggregat över 560 kW i kategori NRG omfattas nu. Följande tabell sammanfattar utsläppsgränserna för Steg V.

Steg V-lösningar för uthyrning
Trenden med ökade utsläppskrav kommer med största sannolikhet att fortsätta. Det i sin tur ställer krav på att uthyrare av generatoraggregat efterlever föreskrifterna. Motortekniken har redan utvecklats på många sätt till följd av detta. Utsläppsmålen är lättare att nå med mindre motorer tack vare den låga bränsleförbrukningen, Men i större motorer behövs flera utsläppsreducerande element.

Utgångspunkten för att reducera utsläppen är att minska bränsleförbrukningen. System för direkt injektion (common rail) är centrala i denna lösning. Den optimerade kalibreringen ser till att motorn körs så effektivt som möjligt. På mindre motorer kan det räcka för att maskinen ska uppfylla kraven för Steg V. 

Avgasåterföring (EGR) är nästa steg i minskningen av utsläpp. En EGR-ventil styr avgaskvaliteten genom att kyla ned en del av gasen och återföra den till motorns inlopp. Genom att förbränna avgaserna reduceras kväveoxiden.

Efterbehandlingssystem reducerar utsläppen ytterligare. En oxideringskatalysator för dieselmotorer (DOC) omvandlar kolmonoxid, kolväten och kväveoxider till vatten, koldioxid och kvävedioxid. Reaktionen sker när avgaserna passerar över en vaxkakestruktur som är täckt av metallkatalysatorer.

Det sista steget i utsläppsreduceringen är ett dieselpartikelfilter (DPF). Filtret samlar partiklar och förbränner dem med hjälp av värme från motorn och oxideringskatalysatorn. När ett DPF är fullt av partiklar måste det regenereras. Det går att göra på olika sätt:

Passiv regenerering sker när temperaturerna är tillräckligt höga för att förbränna partiklar som finns i filtret. Det fungerar bara när temperaturerna är väldigt höga.

För aktiv regenerering måste en liten mängd bränsle sprutas in i avgasledningen för att öka avgastemperaturen och förbränna partiklarna. Både passiv och aktiv regenerering kan initieras automatiskt av motorstyrenheten. 

Stillastående regenerering sker vid avbrott för underhåll. Det behövs när driftvillkoren gör det omöjligt att genomföra både passiv och aktiv regenerering. På grund av driftavbrotten och de manuella åtgärderna är det önskvärt att begränsa antalet stillastående regenereringar. Ett sätt att uppnå detta på är att använda ett ballastmotstånd som automatiskt ökar maskinens minsta belastning. Belastningsregleringen leder till att DPF-regenereringarna sprids ut, vilket minskar behovet av manuella åtgärder från användaren och generatorstillestånd. 

Även motorer över 58 kW kan dra fördel av selektiv katalytisk reduktion (SCR) för att reducera kväveoxider. AdBlue (DEF), ett urea-baserat additiv, innehåller ammoniak som blandas med avgaser med hjälp av en katalysator. SCR omvandlar kväveoxid till kväve, koldioxid och vattenångor.

De stringenta kraven i Steg V-föreskrifterna gör att användare alltid måste ha överblick över motorns prestanda och regelefterlevnad. Med Kohlers kontrollpanel APM403 finns all relevant information tillgänglig med ett par klickningar. Den visar parametrar som sot- och asknivåer i partikelfiltret och vilken typ av regenerering som pågår. Med kontrollpanelen går det även att hantera ballastens belastningsfördelning för att sprida ut de manuella regenereringarna så mycket som möjligt. 

Kohler har tagit fram ett brett utbud av generatorer för uthyrning som uppfyller kraven för Steg V. I utbudet finns märkeffekter på 20–550 kVA med KOHLER-motorer för generatoraggregat med lägre effektbehov från 20 till 50 kVA. Motorer från John Deere driver modellerna med 110 kVA till 550 kVA. R20C5 är ett generatoraggregat med 20 kVA som uppfyller kraven för Steg V genom att använda dieselinsprutning. Däremot använder R330C5, en maskin ed 300 kVA, ett komplett paket med teknik för utsläppsreducering. Inklusive selektiv katalytisk reduktion med additivinsprutning.

Sammanfattning
Steg V är den senaste uppdateringen av föreskrifterna som gäller för utsläppen från mobila maskiner som inte är avsedda att användas för transporter på väg (NRMM), med fokus på utsläpp av partiklar och kväveoxid. En ny standard för partiklar som avser partikelantal, ingår i Steg V. Syftet med denna standard är att främja användningen av partikelfilter som teknik för avgasbehandling.

Vissa mindre generatoraggregat kan uppfylla kraven för Steg V genom att styra dieselinsprutningen i cylindrarna, men för större modeller behövs mer omfattande lösningar. Sådana lösningar kan omfatta avgasåterföring, dieselpartikelfilter, oxideringskatalysatorer för dieselmotorer och regenerering, samt selektiv katalytisk reduktion med additivinsprutning.

Kohler har 100 års erfarenhet inom energiindustrin som tillverkare av industriella generatorer. Företaget har en stor kunskapsbas och den tekniska kapaciteten för att utveckla och optimera produkter som överensstämmer med föreskrifter och standarder. Kohlers engagemang i branschen visar sig genom att företaget ständigt håller sig uppdaterat om nya föreskrifter, som nya krav för Steg V, och investeringar i forskning och utveckling. Därför är Kohler en tillförlitlig partner på marknaden för generatoraggregat för uthyrning.

www.kohler.com