Schadstoffe unerwünscht

28.10.2020 | Veröffentlicht in Ausgabe 15-2020 | Druckvorschau

Dieselentwicklung: Mercedes-Benz Vans hat das Aggregat OM 654 bei den Transportern eingeführt (Zulassung derzeit: Euro 6d Temp) und sieht sich durch die Konzeption für Abgasrestriktionen der nächsten Jahre gerüstet. - © Bild: SBZ / DIetrich — © Bild: SBZ / DIetrich

Dieselentwicklung: Mercedes-Benz Vans hat das Aggregat OM 654 bei den Transportern eingeführt (Zulassung derzeit: Euro 6d Temp) und sieht sich durch die Konzeption für Abgasrestriktionen der nächsten Jahre gerüstet.

Reduzierte Emissionen ▪ Die Abgasnachbehandlung gemäß Euro 6d Temp erreicht bereits eine beachtliche Leistungsfähigkeit und wirkt bei einer Kaufentscheidung als Gütekriterium. Doch es geht drastischer: Euro 6d wird mögliche Toleranzen stärker begrenzen und gilt für Pkw ab Anfang 2021 – leichte Nutzfahrzeuge folgen ab September. Die EU will mittelfristig allerdings noch weitere Einschränkungen und hat den Herstellern Flottengrenzwerte mit weit schärferen Limits angekündigt. → Thomas Dietrich

Für die Typzulassung eines Fahrzeugs müssen Hersteller inzwischen den Energieverbrauch und die Emissionen im aufwendigen WLTP-Verfahren bei unterschiedlichen Betriebszuständen ermitteln lassen (WLTP = Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicles Test Procedure). Dies gilt für die verschiedensten Kombinationen von Karosserie, Motor, Getriebe und Reifendimension.

Wirkt wie ein Gütezeichen: Euro 6d Temp

Doch zum wertigen Zulassungsverfahren für Euro 6d Temp gehören nicht nur die WLTP-Messungen, sondern auch ein zertifizierter Testzyklus, der die Realemissionen des Fahrzeugs in einem eingehenden RDE-Prüfverfahren im Straßenverkehr ermittelt (RDE = Real Driving Emissions). Dabei dürfen Benziner den NO_x-Grenzwert (Stickoxid) von 126 mg/km nicht überschreiten.

Für Diesel gelten 168 mg. Für Pkw besteht diese Art der Zulassung nur noch bis Ende 2020, bei leichten Nutzfahrzeugen ist diese Frist bis zum September 2021 hinausgezögert – danach gilt Euro 6d.

Transparenz: Zur WLTP-Prüfung mit detailliertem Abgas-Check auf dem Rollenprüfstand kommt für Euro 6d Temp ein RDE-Test im realen Fahrbetrieb hinzu.

Weniger Schadstoffe zulässig ab 2021

Der Unterschied zwischen den Zulassungsarten Euro 6d Temp und Euro 6d zielt darauf, um wie viel das RDE-Ergebnis den Richtwert im realen Fahrbetrieb überschreiten darf. Ist bei Euro 6d Temp noch der Faktor 2,1 zulässig, so reduziert sich bei Euro 6d die mögliche Toleranz auf den Faktor 1,5. Demnach dürfen Benziner im nächsten Jahr den NO_x-Grenzwert von 90 mg/km nicht überschreiten. Für Diesel gelten 120 mg.

Weil die vorgegebenen Richtwerte für Emissionen unverändert bleiben und nur der Faktor möglicher Toleranzen verschärft wird, hat die EU die Bezeichnung Euro 7 dafür noch nicht gewählt – eine solche Zulassungsart ist erst im Entwurfsstadium.

Erfolg im Abgasstrang

Wie sich der nötige Aufwand in der Abgasreinigung von NO_x erfolgreich bewerkstelligen lässt, zeigt sich bereits in Serie: durch einen zweistufigen Katalysator samt ausgefeiltem Thermomanagement. Bosch hat als Zulieferer etlicher Marken dafür Pionierarbeit geleistet. Testfahrzeuge haben im realen Fahrbetrieb sogar Messergebnisse mit durchschnittlich 13 mg NO_x/km liefern können …

Abgasstrang: NOx-Werte lassen sich inzwischen durch zwei Katalysatoren plus ausgefeiltes Thermomanagement drastisch reduzieren. — Abgasstrang: NO_x-Werte lassen sich inzwischen durch zwei Katalysatoren plus ausgefeiltes Thermomanagement drastisch reduzieren.

Für CO₂ gelten Flottengrenzwerte

Von den Stickoxiden geht es weiter zum klimarelevanten CO₂ (Kohlendioxid). Derzeit macht die EU die Vorgabe, dass die Hersteller nach 2021 die CO₂-Emissionen ihrer Flotten massiv senken sollen: um 15 % bis zum Jahr 2025 und um 37,5 % bis 2030, jeweils gemessen am Zielwert für 2021, denn im nächsten Jahr gilt für die Flotten jedes Herstellers im Schnitt: 95 g CO₂/km. Umgerechnet auf den Verbrauch bedeutet dies für einen Verbrenner, dass er sich mit 4 l Benzin bzw. 3,6 l Diesel begnügen sollte.

Werden die Grenzwerte schärfer – und das hat die EU seit Mitte September in Aussicht gestellt – muss der Durchschnittsverbrauch (Flottengrenzwert) eines Herstellers noch stärker sinken. Experten prognostizieren, dass das für die Hersteller nur dann erreichbar ist, wenn sie den Anteil batterieelektrischer Fahrzeuge bis zur Hälfte des gesamten Fahrzeugabsatzes steigern.

Bald 2 l Sprit auf 100 km?

Für den noch verbleibenden Anteil an Verbrennern wird es hart. Die Hersteller haben sich auf die Zielvorgabe eingestellt, dass im Jahr 2030 ein Benziner oder Diesel 60 g CO₂/km im Flottendurchschnitt emittieren kann. Die EU jedoch will das Reduktionsziel neuerdings auf 45 g CO₂/km verschärfen. Auf den Verbrauch umgerechnet würde dies bedeuten, dass ein Verbrenner durchschnittlich mit 2 l Benzin auf 100 km auskommen müsste.

Entsprechend harsch war die Reaktion der Fahrzeughersteller auf diese EU-Bestrebung. Allerdings lässt die Diskussion den Trend für die kommenden Jahre deutlich erkennen: Ohne die massive Aufrüstung hin zur Elektromobilität wird die Fahrzeugindustrie in Zukunft nicht bestehen können.

Letztlich zählen Realemissionen

Wenn in den nächsten zehn Jahren möglichst technologieoffen nach Lösungen gesucht wird, könnte sich die Bewertung von Emissionen des Straßenverkehrs auch anders entwickeln. So gibt es beispielsweise immer stärkere Kritik an der zweifelhaften Einstufung der Fahrzeuggattung Plug-in-Hybrid. Denn die aktuelle Zulassungsregelung legt zugrunde, dass das Fahrzeug im gesamten WLTP-Testzyklus elektrisch fährt und dadurch mit null Gramm CO₂ bilanziert wird.

Die Realität deutet jedoch in die Richtung, dass sehr häufig der Verbrenner mit teilweise erheblichen Emissionen aktiv ist. Die jeweilige Betriebsweise ist aus einem vorgeschriebenen Datenspeicher auslesbar. Aus solchen Erkenntnissen heraus gab es in den Niederlanden bereits die Konsequenz, das Fördergeld für Fahrzeuge dieser Art zu streichen.

Generationswechsel: Für den VW Caddy Nr. 5 sind modifizierte Motoren vorgesehen, doch zum Start im Herbst 2020 erfolgt die Zulassung gemäß Euro 6d Temp.

E-Fuels fehlt es an Effizienz

Für den Verkehrssektor sind Technologien dringend geboten, die sich auf die Reduzierung von Emissionen aus fossilen Kraftstoffen im Massenmarkt auswirken. Bemerkenswert dabei ist, was Statistiker vorgerechnet haben: Die Hälfte aller Fahrzeuge, die 2030 auf der Straße sein werden, sind auch schon jetzt zugelassen. Für diese Modelle kämen E-Fuels gerade recht. Messungen weisen nach, dass die Verbrennung eines solchen synthetischen Sprits sogar in herkömmlichen Verbrennermotoren nahezu klimaneutral erfolgen kann. Doch der aufwendige Herstellungsprozess verbraucht große Mengen an regenerativ erzeugter Energie und erreicht derzeit einen nur recht bescheidenen Wirkungsgrad. Experten rechnen deshalb nicht damit, dass E-Fuels vor 2030 einen erheblichen Beitrag zur Minderung von Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor leisten können.

Demgegenüber zeigen Biokraftstoffe, die herkömmlichem Sprit in geringem Prozentsatz beigemischt werden, schon jetzt eine – wenn auch noch begrenzte – Wirkung im Massenmarkt. Nach Berechnungen der Biokraftstoff-Branche wurden im Jahr 2019 allein durch die Nutzung von nachhaltigem Bioethanol in Deutschland rund 3,1 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente im Straßenverkehr vermieden. Dies entspricht rechnerisch einer Million Autos mit null Emissionen auf deutschen Straßen.

Um dies in Relation zu setzen: Ende August 2020 waren auf deutschen Straßen knapp 60 Millionen Kraftfahrzeuge angemeldet, wobei herkömmliche Verbrenner einen Anteil von etwa 98 % hielten. Zu diesem Zeitpunkt waren laut Statistik ca. 213 800 batteriebetriebene E-Fahrzeuge (ohne Plug-in-Hybride) zugelassen.