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Foto: Daimler
Emissionstests im Mercedes-Benz Emissionslabor am Standort Stuttgart.

Neue Abgasnorm

Keine Angst vor Euro 7

Über die Einführung der Abgasnorm Euro 7 ist in den vergangenen Monaten viel diskutiert worden. Manch ein Experte sprach bereits vom Ende des Verbrennungsmotors. Doch eine echte Hürde stellen die neuen Grenzwerte nicht dar. Gefahr für Benziner und Diesel droht von anderer Seite.

Der Verbrennungsmotor bleibt. Die Angst vor einem Aus von Otto- und Dieselmotoren durch die Abgasnorm Euro 7 ist unbegründet. Zwar wird die Europäische Kommission erst im November einen Entwurf verabschieden. Und das Inkrafttreten der Euro 7 wird sich voraussichtlich bis zum 1. Januar 2027 verzögern. Trotzdem lässt sich auf Basis des derzeitigen Verhandlungsstands absehen, wie sich die Grenzwerte und in der Folge die Fahrzeugtechnik verändern wird. So viel vorweg: Es werden nur marginale Änderungen erforderlich sein, und die Kosten dafür sind gering.

 Der Entwurf der Europäischen Kommission für die Abgasnorm Euro 7 wird in der Advisory Group on Vehicle Emission Standards (AGVES) erarbeitet. Die AGVES wiederum wird von einem externen Gremium aus Wissenschaft, Wirtschaft und Forschung namens CLOVE beraten. Die Papiere dazu sind öffentlich einsehbar.

Rückblick: Seit der Einführung der Euro 6 für alle Typprüfungen am 1. September 2014 hat sich an den Grenzwerten für Stickoxide (NOx) und Partikel (PN, PM) so gut wie nichts geändert. Allerdings haben sich die Verfahren, in denen diese gesundheitsschädlichen Emissionen gemessen werden, kontinuierlich verschärft. So wurde der veraltete Neue Europäische Fahrzyklus (NEFZ) durch das strengere Verfahren WLTP ersetzt. WLTP-Werte werden im standardisierten Messlabor erhoben. Inzwischen müssen die Grenzwerte auch im echten Straßenbetrieb, abgekürzt RDE für Real Driving Emissions, eingehalten werden. Allerdings ist hier eine Abweichung nach oben erlaubt, der so genannte Conformity Factor.

Problem Kaltstartphase

Das größte Problem für Verbrennungsmotoren ist die Kaltstartphase. Die Abgasreinigung braucht Mindesttemperaturen, um zu funktionieren. Weil Ultrakurzstrecken aber keine Ausnahme sind, sondern häufig vorkommen, können die Emissionen in der Kaltstartphase nicht ignoriert werden. Und wie gehabt ist es für Selbstzünder schwieriger, die Limits einzuhalten.

Die Euro 7 sieht vor, dass Stickoxide und Partikel im RDE, also im Realbetrieb auf der Straße, gemessen werden. Anders als bisher gelten keine Grenzwerte pro Kilometer. Stattdessen gibt es ein Budget, was sich auf eine Strecke bezieht. Im Fokus stehen dabei die Stickoxidwerte.

 In der Diskussion ist zum Beispiel ein tendenziell strenger Grenzwert von 20 mg/km für NOx. Auf einem definierten Rundkurs von 16 km ergibt sich also ein Budget von insgesamt 320 mg. Einen etwas lascheren Rahmen würde ein Grenzwert von 30 mg/km bedeuten. Daraus resultieren in Summe 480 mg. Hohe Emissionen in der unmittelbaren Kaltstartphase können also durch niedrige im weiteren Verlauf kompensiert werden. Wie die Hersteller das Ziel erreichen, ist egal.

Drei Möglichkeiten beim Diesel

Für Dieselmotoren gibt es im Wesentlichen drei technische Wege, um Stickoxidemissionen in der Kaltstartphase zu reduzieren. Die erste Möglichkeit ist die doppelte Harnstoff-Einspritzung. Die selektive katalytische Reduktion – meistens wird das englische Kürzel SCR gebraucht – braucht hohe Mindesttemperaturen, um perfekt zu funktionieren. Der erste SCR-Katalysator sitzt darum unmittelbar am Motor. Ist er warmgefahren, zum Beispiel auf der Autobahn, arbeitet die zweite Harnstoff-Einspritzung. Volkswagen setzt dieses Verfahren bei nahezu allen TDIs im Konzern ein und nennt es Twin Dose. Je nach Ausführungsdetails der Euro 7 haben diese Motoren gute Chancen, die Grenzwerte unverändert zu erfüllen.

Ebenfalls möglich ist die Kombination aus einem konventionellen motornahen Oxidations-Katalysator („Lean NOx Trap“), wie er seit vielen Jahren üblich ist, und einer SCR-Einspritzung. Bei einer Straßenmessung im Jahr 2014 hatte ein BMW X5 mit dieser Technologie die harten US-amerikanischen Vorgaben eingehalten, während ein Volkswagen Jetta und ein Passat ohne SCR-Einspritzung ein Vielfaches des Erlaubten emittierten. Das war die Initialzündung für Dieselgate, den Skandal um manipulierte Abgaswerte.

Der dritte Weg zu niedrigen Stickoxidwerten ist die Elektrifizierung. Mild- oder Plug-in-Hybride mit Dieselmotor, wie sie heute vor allem von Mercedes angeboten werden, können beim Kaltstart und beim Beschleunigen durch einen Elektromotor entlastet werden. Dadurch sinken die Emissionen. Bei Hybriden lässt sich die elektrische Energie der Batterie außerdem nutzen, um eine elektrische Vorheizung des SCR-Systems zu erreichen, was die kritische Kaltstartphase verkürzt.

Kaum Mehrkosten bei Ottomotoren

Für Ottomotoren mit Benzindirekteinspritzung sind es nicht die Stickoxid-, sondern die Partikelemissionen, die eine Herausforderung darstellen. Hier lässt sich kurz zusammenfassen, dass ein wirksamer Filter ausreicht. Die Mehrkosten gegenüber heutigen Ausführungen liegen, wenn sie überhaupt vorhanden sind, laut Branchenkennern im zweistelligen Bereich.

Weiterhin Gegenstand von Verhandlungen ist, wie lange die Abgasreinigungssysteme funktionieren müssen. Ein Vorschlag, wie in den USA 240.000 km als Mindestmaß zu setzen, stößt wegen der kalendarischen Vorgabe von nur zehn Jahren auf Widerstand: Das Durchschnittsalter eines Pkw in Deutschland liegt bei gut neun Jahren. Wahrscheinlich werden eher zwölf oder 15 Jahre eingefordert.

Die geplante Umsetzung der Abgasnorm Euro 7 steht in keinem Verhältnis zum Aufschrei, der bei frühen Diskussionen der AGVES durch Politik und Industrie ging. In Wirklichkeit sind es nicht die leichten Modifikationen an den Grenzwerten, die den Verbrennungsmotor bedrohen. Gefährlicher sind die Flottenziele für Kohlendioxid, die immer mehr Elektroautos erzwingen. Die Prognose von Volkswagen: 2030 werden nur noch 40 Prozent aller Neuwagen mit TDI oder TSI fahren. Die Mehrheit ist dann elektrisch. (Christoph M. Schwarzer)

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Foto: Volkswagen AG

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