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Abgasnachbehandlung: Diesel/SCR/AdBlue
Keine Chance für Partikel
Diesel- wie Benzinmotoren stoßen kleinste Kohlenstoffteilchen im Mikrometer-Bereich aus. Diese werden im Zuge der Abgasnachbehandlung von einem feinporigen Keramikkörper aufgefangen. Ist der Filter voll, wird er automatisch freigebrannt. Pro Kilometer dürfen Autos mit Euro-6-Norm trotzdem 600 Milliarden Partikel ausstoßen. >> Mehr zum Thema Ratgeber
Spätestens seit dem Dieselskandal sind die schädlichen Stickoxide weltbekannt. SCR-Katalysatoren können sie durch Zugabe von Ammoniak aus einer Harnstofflösung (AdBlue) chemisch zu Stickstoff und Wasser reduzieren – hier ein System mit zweifacher SCR-Reinigung. Nach derzeitiger Euro-6-Norm dürfen Diesel-Pkw nur noch 80 Milligramm Stickoxide pro Kilometer ausstoßen.
Die Abgasnachbehandlung wird in Zukunft wohl noch aufwendiger und teurer. Dabei ist der Schadstoffanteil schon heute extrem niedrig. Lohnt sich das Festhalten am Verbrenner noch?
Die Abgasnachbehandlung kümmert sich um unerwünschte Nebenprodukte, die zwangsläufig entstehen, wenn Kohlenwasserstoffverbindungen wie Dieselkraftstoff oder Benzin mit Sauerstoff reagieren und verbrennen. Als Endprodukt bleiben im wesentlichen Kohlendioxid und Wasserdampf übrig. Hochgiftiges Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) oder gar Stickoxide (NOX) hat man seit den 1980ern dank der Katalysator-Technik wirkungsvoll reduziert. Obendrein wurden die Kraftstoffe von Blei und Schwefel befreit. Und seit der Jahrtausendwende sorgen immer bessere Partikelfilter bei Direkteinspritzern für weniger Ruß und Feinstaub in den Ballungsräumen. Zu guter Letzt konnten sogar die prinzipbedingt stärkeren Stickoxid-Emissionen von Dieselmotoren durch SCR- und NOX-Speicher-Kats um über 90 Prozent gesenkt werden. SCR-Katalysatoren können sie etwa durch Zugabe von Ammoniak aus einer Harnstofflösung (AdBlue) chemisch zu Stickstoff und Wasser reduzieren. Wo liegt also das Problem für die Zukunft von Verbrennungsmotoren? Der Teufel steckt wie so oft im Detail: Lange wurden die Emissionen von Neuwagen bei der Typenzulassung nur auf dem Prüfstand beurteilt. Hersteller konnten ihre Abgasreinigung also perfekt auf diese reproduzierbaren Laborbedingungen optimieren, während im Realbetrieb viele Emissionsgrenzwerte um ein Vielfaches überschritten wurden. Der Rest ist Geschichte und mündete letztlich im Dieselskandal. Erst seit Januar 2021 müssen nun alle Neufahrzeuge die strengste Euro-6d-Norm erfüllen und das Leistungsvermögen ihrer Abgasreinigung auch im realen Straßenverkehr (Real Driving Emissions) unter Beweis stellen. Und siehe da: Nahezu alle Modelle unterschreiten die Stickoxid- und Partikel-Grenzwerte im Realbetrieb deutlich. Die Harnstoffeinspritzung könnte den NOX-Ausstoß sogar auf null reduzieren. Doch der Zusatz ISC der letzten Euro-6-Fassung hemmt diese Ambitionen. Denn durch diesen geforderten In-Service-Conformity-Test müssen Autos auch nach vielen zehntausend Kilometern noch zeigen, dass sie sich in Sachen Abgasreinigung nicht verschlechtert haben. Würde ein solches Null-NOX-Auto also in fünf Jahren nur einige Milligramm an Stickoxiden ausstoßen, drohen Zulassungsprobleme, auch wenn der Wert weit unter der geforderten Grenze läge. Mehr zum Thema: Adblue nachfüllen
Was passiert, wenn alle E-Auto fahren? Die Antwort im Video:
Abgasnachbehandlung bei Benzinern und Dieseln (SCR/AdBlue)
Dass die Grenzwerte für den NOX-Ausstoß in Zukunft nochmals verschärft werden, darüber sind sich sowohl das von der EU-Kommission beauftragte Clove-Konsortium als auch die Autohersteller einig. Die Vereinheitlichung für Otto- und Dieselmotoren dürfte mit Euro 7 (frühestens 2025) aber fällig sein. Obendrein hat man mit Ammoniak (NH3) und Lachgas (N2O) direkt zwei weitere Schadstoffe ausgemacht, die eigene Grenzwerte verdient haben. Diskutiert wird allerdings auch darüber, ob die Schadstoffwerte unter allen Umständen eingehalten werden müssen – also auch im Kaltlauf, im ständigen Kurzstreckenbetrieb, bei extremer Kälte, in allen Höhenlagen, mit Anhänger am Haken oder bei voller Beladung mit Vollgas. Für solche Ausnahmesituationen wäre der technische Aufwand der Abgasnachbehandlung tatsächlich gewaltig. Neben zusätzlichen Sensoren und mehr Rechenleistung wären nämlich auch stärkere, energieintensive Heizsysteme für die Abgasanlage nötig, da die meisten katalytischen Reaktionen erst mit warmem Motor und bei hohen Abgas-Temperaturen starten. NOX-Speicherkats arbeiten beispielsweise in einem Fenster zwischen 150 und 500 Grad Celsius, SCR-Kats brauchen mindestens 200 Grad Celsius, und Partikelfilter reinigen sich erst ab 350 Grad. Schon jetzt werden dafür beispielsweise im Stadtverkehr die Abgastemperaturen mit zusätzlichem Sprit künstlich auf 600 Grad erhöht. Selbst der klassische Dreiwege-Katalysator muss zunächst richtig durchgeheizt werden, damit er seinen vollen Wirkungsgrad entfaltet. Schon im Juni 2021 will die EU-Kommission einen ausformulierten Vorschlag für die kommende Abgasnorm vorstellen. Dann entscheidet sich, ob die Sorge um den Verbrennungsmotor wirklich berechtigt ist. Allerdings wurde er zum Sündenbock der Klimakrise stilisiert. Doch das Otto- und Dieselprinzip wird uns auch in der Mobilitätswendezeit noch lange begleiten. Das ist schon deswegen sicher, weil die derzeit gut 1,3 Milliarden Bestandsfahrzeuge samt Infrastruktur nicht einfach vom Globus verschwinden können. Und mit künstlichen Kraftstoffen, die aus regenerativem Wasserstoff und dem CO2 aus der Luft hergestellt werden, haben Verbrenner noch einen echten Zukunfts-Joker in der Hinterhand.
