Mobilität
Haben Dieselmotoren eine Zukunft?

In seinem Gastkommentar zur Mobilitäts-Frage schreibt Bernd Schips: «Die Politik sollte nicht versuchen, mit Quoten oder Verboten die Elektromobilität ohne Beachtung der technischen Entwicklung zu erzwingen.»

Bernd Schips
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Die CO2-Emissionen von Dieselmotoren sind im Vergleich mit Benzinmotoren deutlich geringer

Die CO2-Emissionen von Dieselmotoren sind im Vergleich mit Benzinmotoren deutlich geringer

KEYSTONE/APA/ROLAND SCHLAGER

Die Environmental Protection Agency (EPA) der USA konnte nachweisen, dass Personenwagen mit Dieselmotoren eines deutschen Herstellers die geltenden Höchstwerte für die Emissionen von Stickstoffoxiden nur in dem für die Homologation festgelegten Prüfzyklus, 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. Mit den in der EU geltend gewordenen Abgasvorschriften für Pw 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, wurde die Einhaltung dieser Höchstwerte bisher nur durch eine Messung der Schadstoffemissionen während einer normierten Fahrt auf einem Rollenprüfstand getestet. Seit 1997 wird dazu der «Neue Europäische Fahrzyklus (NEFZ)» verwendet, der allerdings wenig mit dem realen Fahrbetrieb eines zugelassenen Pw zu tun hat.

Zum Autor

Bernd Schips ist ehemaliger Leiter der KOF Konjunkturforschungsstelle der ETH Zürich und Forschungsdozent an der Fachhochschule St. Gallen.

Die Diskrepanzen zwischen den – auf der Basis der im NEFZ ermittelten CO2-Emissionen – errechneten und dem effektiven Treibstoffverbrauch eines Pw 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. Der mit dem NEFZ simulierte Fahrbetrieb eines Pw 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 (zum Beispiel Klimaanlage oder Radio 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 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 Pw 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, daher 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 Celsius 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 – zum Beispiel 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 nur mit Partikelfiltern und Abgasrückführungen ausgerüsteten Diesel-Pw europäischer Hersteller erfüllen, lässt sich gegenwärtig nicht abschliessend beantworten. Die Manipulationen des die Debatte auslösenden Herstellers genügen jedoch eindeutig nicht mehr den gesetzlichen Anforderungen. 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 Pw mit Dieselmotoren tragen erheblich zur angestrebten Reduktion der CO2-Emissionen bei und sind in 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.

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