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Ringen um niedrigere Abgaswerte bei Diesel

26. September 2017, 19:05

Trotz Imageschadens wird der Dieselantrieb noch längere Zeit die Straßen prägen. Tests und Kontrollen werden intensiver, aber auch die Forschungsbemühungen

Wien – Neue Abgastests, neue Grenzwerte: Im Schatten des Dieselskandals wurden im September EU-weit neue Abgastests eingeführt. Pkws müssen bei Neuzulassungen nicht nur umfassendere Laborprüfungen, sondern auch Emissionstests unter realen Fahrbedingungen absolvieren. Vorerst ist man kulant: Bei diesen "Real Driving Emission"-Tests (RDE) darf der Stickoxidausstoß der Dieselautos bis 2020 noch 110 Prozent über den Laborgrenzwerten liegen.

Seit ab 2015 bekannt wurde, dass Volkswagen und weitere Hersteller bei Stickoxidtests falsche Werte vorgegaukelt haben, reißt die Debatte um die Zukunft der Dieselverbrenner nicht ab. Einerseits besagt eine aktuelle Studie, dass der Diesel für 10.000 vorzeitige Todesfälle in Europa verantwortlich ist. Andererseits liegt der Anteil der Diesel-Pkws bei den Erstzulassungen in den ersten acht Monaten 2017 in Österreich nach leichten Rückgängen nach wie vor bei mehr als 50 Prozent. Wie ist der Dieselantrieb also zu bewerten? Ist die Technologie im Angesicht zunehmender Elektromobilität im Pkw nicht ohnehin obsolet? Und wie steht es eigentlich um die Manipulationsgefahr bei Lkws?

Für Helmut Eichlseder, Vorstand des Instituts für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik der TU Graz, ist die Sache klar: "Der Ruf der Branche ist durch die Abgasmanipulationen einzelner Hersteller, die schlicht und einfach Betrug waren, nachhaltig beschädigt." Dennoch sei der Dieselmotor als "effizienteste Art der Verbrennungskraftmaschine" – mit dementsprechend niedrigen CO2-Emissionen – längst nicht am Ende, sagt Eichlseder auch angesichts des am Dienstag abgewickelten österreichischen Dieselgipfels.

Beinahe schadstofffrei

In welche Richtung es geht, zeigt die Tagung "Der Arbeitsprozess des Verbrennungsmotors", die am Donnerstag und Freitag von Eichlseders Institut gemeinsam mit dem Large Engines Competence Center (LEC), einem von Wirtschafts- und Verkehrsministerium geförderten Kompetenzzentrum, veranstaltet wird. Die Vision der Forscher ist ein beinahe schadstofffreier Dieselmotor. "Begriffe wie Equal Zero Emission oder Zero Impact beschreiben Konzepte, bei dem die Motoremissionen keinen signifikanten Einfluss auf die Umwelt haben und nicht mehr relevant sind", erklärt Eichlseder.

Ein ganzes Bündel an Forschungsmaßnahmen soll diese Vision Wirklichkeit werden lassen. Die Brennverfahren im Motor ist für Eichlseder ein Thema, ebenso eine Verbesserung der Aufladetechnik durch das "Hintereinanderschalten" zweier Turbolader, die Nutzung von Abwärme oder die Elektrifizierung von Nebenaggregaten. 48-Volt-Bordnetze machen Pkws zu "Mildhybriden" und entlasten die Verbrenner bei emissionsintensiven Manövern.

Die Etablierung neuer, synthetischer Kraftstoffe für den Verbrennungsmotor könnte einen großen Schritt in Richtung Zero-Impact-Motor bringen: Sogenannte E-Fuels sollen aus Strom aus erneuerbarer Energie über den Zwischenschritt Wasserstoff sowie aus Kohlendioxid hergestellt werden. Der Vorteil: CO2-Emissionen werden wiederverwertbar und könnten im Kreislauf geführt werden. Nachteil: ein schlechter Wirkungsgrad gegenüber Batteriespeicherung.

Um die skandalumwitterten Stickoxidemissionen noch mehr zu reduzieren, werden künftig Pkws – wie jetzt bereits Lkws – durchgängig mit SCR-Technik (Selective Catalytic Reduction) ausgestattet werden. (Die Nachrüstung bestehender Autos wurde diskutiert.) SCR-Systeme machen Stickoxide durch eine Adblue genannte Harnstofflösung unschädlich. Für Eichlseder sind SCR-Systeme in Verbindung mit Speicherkatalysatoren eine "wirksame Kombination": Die SCR-Technik benötigt eine Betriebstemperatur um die 200 Grad Celsius. Speicherkatalysatoren nehmen in den ersten "kalten" Sekunden der Fahrt die Stickoxide auf, um sie erst abzugeben, wenn die SCR-Reaktion effizient arbeitet.

Manipulationstests

Während Forscher wie Eichlseder daran arbeiten, den Diesel schadstoffärmer zu machen, ist man andernorts bemüht, sicherzustellen, dass die umweltschonenden Technologien tatsächlich eingesetzt werden. Friedrich Forsthuber, Projektleiter im Verkehrsministerium, sorgt im Rahmen der "Plattform Lkw-Sicherheit" dafür, dass die SCR-Systeme in Lkws sicher nicht manipuliert werden – dieses Mal aber nicht durch die Hersteller, sondern durch die Nutzer: die Frächter und Lkw-Fahrer.

Forsthuber und Kollegen schätzen, dass pro Sattelzug und Jahr durchschnittlich 2.000 Euro für das Betriebsmittel Adblue anfallen – Geld, das sich manche Unternehmer dank illegaler Hilfsmittel lieber sparen. Um die Sicherheitssysteme, die vor niedrigen Füllständen warnen, zu umgehen, muss aber einige kriminelle Energie aufgewendet werden. "Eine verbreitete Lösung sind spezielle Geräte, die im Kabelbaum des Fahrzeugs eingebaut werden. Sie gaukeln der Bordelektronik vor, dass genug Adblue eingedüst wird", erklärt Forsthuber das Prinzip. Die Folge: ungebremst hohe Stickoxidemissionen.

In einer Studie der TU Wien wurden Möglichkeiten zur Überführung der Übeltäter untersucht. Forsthuber und Kollegen haben auf dieser Basis bereits Pilotuntersuchungen gestartet. Bundesweit werden in den kommenden Monaten technische Unterwegskontrollen durchgeführt, um Stickoxid-Lkws aus dem Verkehr zu ziehen. Dabei kommen Abgasfernmesssysteme zum Einsatz, die auf optischen Prinzipien basieren: Durch die Absorption von Lichtstrahlen in der Abgaswolke wird auf die Zusammensetzung geschlossen. Schlägt das Gerät an, wird die Fahrzeugelektronik genauer untersucht.

Wie verbreitet diese Umgehungsmaßnahmen sind, könne noch nicht seriös abgeschätzt werden, sagt Forsthuber. Die in Medienberichten kolportierten Zahlen von 30 Prozent und mehr könne er weder bestätigen noch widerlegen. Offizielle Zahlen gebe es aus der Schweiz – dort liegt die Anzahl der manipulierten Lkws im "niedrigen bis mittleren einstelligen Prozentbereich". Die Daten aus Österreich sollen Anfang 2018 vorliegen. Beispiele zeigen: Das Ringen um niedrige Emissionen wird intensiver. Intensive Forschung könnte dafür sorgen, dass konventionelle Antriebe in puncto Umweltschutz nicht zu Auslaufmodellen werden. (Alois Pumhösel, 26.9.2017)