Haben PKW mit Dieselmotoren noch eine Zukunft?

Haben PKW mit Dieselmotoren noch eine Zukunft?

Die Politik sollte nicht versuchen, mit Quoten oder Verboten die Elektromobilität ohne Beachtung der technischen Entwicklung zu erzwingen.

Auslöser der Debatte

Die Environmental Protection Agency (EPA) der USA konnte nachweisen, dass PKW mit Dieselmotoren eines deutschen Herstellers die geltenden Höchstwerte für die Emissionen von Stickstoffoxiden nur in dem für die Homologation festgelegten Prüfzyklus (FTP-75: Federal Test Procedure), jedoch nicht im alltäglichen Fahrbetrieb einhalten. Die Motorsteuerungen waren so programmiert, dass sie erkennen konnten, ob sich ein Fahrzeug auf der Strasse oder auf einem Prüfstand zur Ermittlung der während eines genau definierten Fahrzyklus emittierten Schadstoffe befindet.

Diese Manipulationen waren sowohl eine bewusste Täuschung der EPA als auch der Käufer, die davon ausgehen durften, ein die Umweltvorschriften einhaltendes Fahrzeug erworben zu haben. Obwohl PKW mit Dieselmotoren in den USA nur einen vergleichswiese geringen Marktanteil haben, war die Empörung gross und Strafzahlungen sowie Schadensersatzforderungen die Folge.

Von diesen Manipulationen waren europäische Absatzmärkte mit einem wesentlich höheren Anteil von PKW mit Dieselmotoren des betreffenden Herstellers ebenfalls betroffen. Die Reaktionen von Kunden, Medien und Politik beschränkten sich daher nicht auf die USA. Zudem entstand der Verdacht, dass auch andere europäische Hersteller die Steuerungen ihrer Dieselmotoren manipuliert haben.

Höchstwerte für Schadstoffemissionen

Mit den in der EU geltenden gewordenen Abgasvorschriften für PKW wird nicht nur eine Reduktion der CO₂-Emissionen angestrebt, auch für den Ausstoss eine Reihe anderer Schadstoffe - wie Kohlenwasserstoffe, Stickstoffoxide, Kohlenmonoxid und Partikel - gelten Höchstwerte, die nicht überschritten werden dürfen. Um vergleichbare Daten zu erhalten, wird die Einhaltung dieser Höchstwerte bisher nur durch eine Messung der Schadstoffemissionen während einer normierten Fahrt auf einem Rollenprüfstand überprüft. Seit 1997 wird dazu der „Neue Europäische Fahrzyklus (NEFZ)" verwendet, der allerdings wenig mit dem realen Fahrbetrieb eines zugelassenen PKW zu tun hat.

Die Diskrepanzen zwischen den - auf der Basis der im NEFZ ermittelten CO₂-Emissionen - errechneten und den effektiven Treibstoffverbräuchen eines PKW im Strassenverkehr sind hinlänglich bekannt. Die eigentlichen Ursachen für diese Unterschiede - insbesondere die Rolle des NEFZ und der Prüfbedingungen - werden jedoch in der Regel nicht thematisiert.

Ein Unternehmen hat betrogen, andere haben getrickst, versagt hat jedoch die Politik

Der mit dem NEFZ simulierte Fahrbetrieb eines PKW folgt nach einem Start mit kaltem Motor einem vorgegebenen Fahrprofil mit exakt definierten Beschleunigungs- und Schaltvorgängen. Das Gewicht und der Energiebedarf der in den meisten Fällen vorhandenen Zusatzausstattungen (z.B. Klimaanlage, Radio, Navigationsgerät usw.) werden aber bei den Emissionsmessungen nicht berücksichtigt. Auch die im NEFZ verlangte Durchschnittsgeschwindigkeit von 34 km/h und die auf 120 km/h begrenzte Höchstgeschwindigkeit sowie der hohe Anteil an Standzeit entsprechen nicht einem realistischen Fahrverhalten. Der NEFZ bietet den Herstellern zudem noch weitere Möglichkeiten zur Optimierung der Emissionen. Der Reifendruck kann erhöht und Leichtlauföle dürfen verwendet werden, die Bordbatterie muss im NEFZ nicht aufgeladen werden usw.

In der EU sollen - im Unterschied zu den USA, wo mit den Emissionsgrenzwerten vor allem eine Reduktion der Stickstoffoxide angestrebt wird - in erster Linie die CO₂-Emissionen verringert werden. Diese Prioritätensetzung der Politik hat - zusammen mit den in einigen EU-Ländern bestehenden fiskalischen Begünstigungen von Dieselkraftstoff - zu einem hohen Marktanteil von PKW mit Dieselmotoren geführt. Die CO₂-Emissionen von Dieselmotoren sind im Vergleich mit Benzinmotoren deutlich geringer. Dieselmotoren emittieren aber mehr Russpartikel und Stickstoffoxide. Dieser Zielkonflikt - entweder ein geringerer Verbrauch d.h. weniger CO₂ oder mehr Partikel und Stickstoffoxide - zwingt die Hersteller zu einer Nachbehandlung der Abgase von Dieselmotoren, um nicht mit den Emissionsvorschriften in Konflikt zu geraten.

Zur Reduktion der Emissionen von Russ werden Partikelfilter eingesetzt. Bei Abgastemperaturen um 600 Grad C wird der in diesen Filtern eingelagerte Russ im Wesentlichen wieder zu CO₂ umgewandelt. Durch eine Anreicherung der Frischluft mit abgekühlten und sauerstoffärmeren Abgasen können der Sauerstoffgehalt im Kraftstoff-Luft-Gemisch und damit auch die Stickstoffoxide verringert werden. Dieser Prozess funktioniert jedoch nur in einem bestimmten Temperaturbereich optimal. Wird das Temperaturfenster für die Abgasrückführung vergrössert, wird die Verbrennung schlechter und mehr Russ gelangt in das Abgassystem. Durch eine Kondensation kann dann sogar die Abgasrückführung völlig blockiert werden. Zum Schutz der Motoren haben deshalb praktisch alle Hersteller für Ausnahmefälle - z.B. für den Kaltstart oder bestimmte Abgastemperaturen - Vorrichtungen zur Abschaltung der Abgasnachbehandlung vorgesehen.

Wenn diese Abschaltungsmöglichkeiten bereits bei der Homologation angezeigt und effektiv nur in zeitlich begrenzten Ausnahmesituationen eingesetzt werden, ist von einer legalen Lösung auszugehen. Die Frage, ob diese Bedingungen alle der lediglich mit Partikelfiltern und Abgasrückführungen ausgerüsteten Diesel-PKW europäischer Hersteller erfüllen, lässt sich gegenwärtig noch nicht abschliessend beantworten. Die Manipulationen des die Debatte auslösenden Herstellers genügen jedoch eindeutig nicht mehr den gesetzlichen Anforderungen.

Auf PKW mit Dieselmotoren sollte nicht verzichtet werden

Eine - sowohl die aktuellen sowie die bereits angekündigten gesetzlichen Anforderungen in der EU und in den USA erfüllende als auch im realen Betrieb die zulässigen Höchstwerte nicht überschreitende Abgasnachbehandlung - kann durch eine Kombination eines Speicherkatalysators für die Stickstoffoxide mit einer kontinuierlichen Einspritzung einer Harnstofflösung in die Abgase (SCR-System) erreicht werden. Entsprechend ausgerüstete PKW mit Dieselmotoren tragen erheblich zur angestrebten Reduktion der CO₂-Emissionen bei und sind einer Gesamtbilanz sicherlich nicht schlechter als elektrisch angetriebene Fahrzeuge, zumindest solange in der EU die Stromerzeugung mit dem gegenwärtig vorhandenen Kraftwerkspark erfolgt. Die Politik sollte deshalb nicht versuchen, mit Quoten oder Verboten die Elektromobilität ohne Beachtung der technischen Entwicklung zu erzwingen.  


Dieser Beitrag ist zuerst als Gastbeitrag in der "Schweiz am Wochenende" vom 2. Dezember 2017 erschienen.


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