„Den Diesel zu zerreden ist in keiner Weise gerechtfertigt“

Antriebsexperte Prof. Dr. Thomas Koch, Leiter des Instituts für Kolbenmaschinen am Karlsruher Institut für Technologie, warnt vor Aktionismus bei der Verbannung von Selbstzündern und klärt über technische Fragen der Softwareupdates auf, die helfen sollen, die Stickoxid-Emissionen zu senken.

Herr Prof. Koch, Diesel sind in Deutschland verbreitet und beliebt, doch die Skepsis wächst. Politiker, Umweltverbände und Experten wettern gegen den Selbstzünder, Fahrverbote drohen, der Absatz sinkt. Welche Auswirkungen hat der Diesel tatsächlich auf die Umwelt? 

Prof. Thomas Koch: Wir müssen mehrere Emissionen unterscheiden. Zum einen das Kohlenmonoxid, dessen Konzentration im Abgas sehr gering ist, typischerweise geringer als in der Umgebungsluft; es ist also vernachlässigbar. Zum Zweiten gibt es unverbrannte Kohlenwasserstoffe, man kann sie riechen, wenn man zum Beispiel hinter einem Oldtimer mit Benzinmotor fährt. Beim Dieselfahrzeug treten sie in extrem geringer Menge auf, durch die Abgasnachbehandlung in noch geringerer Konzentration als in der Stadtluft. Zum Dritten können Partikel entweichen, zu denen auch Rußbestandteile gehören. Auch diese kommen in vernachlässigbarer Menge vor. Zum Vergleich: Eine typische Fahrradfelge hat einen Verschleiß durch Abrieb von vier bis fünf Milligramm pro Kilometer, im Wesentlichen durch die Bremse. Ein Diesel-Pkw ohne Fahrzeugeffekte emittiert nur 0,2 bis 0,5 Milligramm pro Kilometer im Abgas. Der Zusammenhang zwischen Feinstaub und modernem Dieselmotor ist also ein konstruierter. Diese Diskussion ist verfehlt. Zuletzt in den Fokus sind, viertens, die Stickoxide gerückt, besonders das NO2. Diese Emissionen rühren im Wesentlichen vom Diesel, Pkw der Euro-4-, Euro-5- und selbst der ersten Euro-6-Norm sind betroffen.

Sie haben mit 24 anderen führenden Antriebsexperten in einer gemeinsamen Erklärung der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Kraftfahrzeug- und Motorentechnik e.V. (WKM) in Bezug auf eine Verbannung von Dieselfahrzeugen vor Aktionismus gewarnt. Was meinen Sie damit?

Prof. Thomas Koch: Die WKM hat ihre Sorge über die Art geäußert, wie der Dieselantrieb zerredet wird. Das ist in keiner Weise gerechtfertigt. Gleichwohl beobachte ich seit wenigen Wochen, dass die Diskussion etwas sachlicher geführt wird. Kritik ist sehr wohl berechtigt. Aber eine Verbannung der Verbrennungsmotoren, wozu der Diesel ja zählt, ist völlig indiskutabel. Eine langfristige Planung führt an ihnen nicht vorbei. Ich bin überzeugt, dass wir auch noch in 50 Jahren Verbrennungsmotoren haben werden und gleichzeitig einen Mix aus verschiedenen Antriebsquellen.

Warum ist Ihrer Meinung nach die ganze Diskussion um den Diesel zu einer „Hexenjagd“ eskaliert?

Prof. Thomas Koch: Sicherlich ist das Verhalten von Volkswagen in den USA eindeutig rechtswidrig. In Europa ist die Situation gänzlich anders. Die EU-Kommission hat 2007 den viel diskutierten Stickoxid-Grenzwert von 180 Milligramm beschlossen. Allen Fachleuten war von Beginn an klar, dass dieser Grenzwert mit der zur Verfügung stehenden Technik im vergangenen Jahr nicht eingehalten werden kann. Da reicht schon eine gesunde Nase aus, um zu merken, dass dieses Ziel im Realbetrieb der Fahrzeuge unerreichbar ist. Darum hat man auch bewusst Grauzonen im Gesetz belassen. Die Herausforderung für die Ingenieure bestand in der Folge darin, in den Euro-5-Motoren einen Partikelfilter einzubauen, der sich nicht sofort mit Ruß zusetzt. Dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten. Man kann den Filter entweder auf 600 Grad erhitzen, dabei stößt man aber an technische Grenzen. Peugeot hat bereits im Jahr 2000 ein Additiv beigemischt, das den Ruß zersetzte, in dem allerdings das leicht giftige Cerin enthalten war. Die dritte Möglichkeit ist, den Partikelfilter mit NO2 zu schützen. Ein hoher Stickoxid-Anteil verhindert ebenfalls eine Verrußung des Filters, hat aber auch zur Folge, dass die NO2 Konzentration im Abgas deutlich erhöht ist. Dieser Kompromiss wurde zudem von den Herstellern teuer erkauft, weil man eine hohe Edelmetallbeladung im Oxidationskatalysator braucht, um genügend NO2 zu erzeugen.

Sie meinen, dass die Industrie aus diesen technisch nachvollziehbaren Gründen mit den hohen Stickoxid-Emissionen ins Feld gezogen ist?

Prof. Thomas Koch: Bei Euro 5 absolut. Den Grenzwert hat man sicherlich zum Teil aus den Augen verloren, auch in der Überzeugung, ihn ohnehin im Realbetrieb nicht zu erreichen. Angesichts der Grauzonen hat die Industrie geglaubt, dass die Einhaltung des Grenzwertes bei der Zertifizierung ausreichen würde. Das ist der Grund, warum rasiermesserscharf zwischen der Zertifizierung des Grenzwertes und der Einhaltung des Grenzwertes im Realbetrieb unterschieden werden muss. Sicherlich wurde bei Euro 5 in der Unerfüllbarkeit der 180mg/km die Grauzone wiederum in Teilen auch klar überstrapaziert, jedoch war der Grenzwert im Realbetrieb nicht erreichbar.

Wie kann die Entwicklung noch eingefangen werden?

Prof. Thomas Koch: Das ist hochkomplex, weil alle Partikelfiltermodelle bei einem Softwareupdate neu entwickelt werden müssen. Und eine saubere Kalibration und Feldabsicherung ist nicht in einem halben Jahr darstellbar. Bei Euro 6 ist die Situation eine andere. Da hat die Industrie die Möglichkeiten nicht vollumfänglich ausgenutzt und der kraftstoffverbrauchsrelevanten Anhebung der Abgastemperatur zur Dosierung des Adblue aus CO2-Gründen keine Priorität eingeräumt. Jedoch begrüße ich insgesamt sehr, dass nach ersten Felderfahrungen mit wenigen US-Fahrzeugen bei Euro 6 endlich die SCR-Technologie in der Breite in Europa eingeführt wurde.

Die Rückrufaktion für Dieselfahrzeuge zielt vor allem auf jene sechs Millionen Autos, die mit Motoren der bis vor drei Jahren gültigen Euro-5-Norm ausgestattet sind. 90 Prozent von ihnen sollen nach dem Willen der Bundesregierung in den nächsten Monaten in die Werkstätten gerufen werden, um ihnen eine neue Motorsoftware aufzuspielen. Wird der Stickoxid-Ausstoß dadurch sinken?

Prof. Thomas Koch: Im Mittel rechne ich mit etwa 20 bis 30 Prozent Reduzierung. Bei manchen Fahrzeugen ist keine weitere Verbesserung möglich, andere haben größeres Potenzial. Doch ich rate zur Vorsicht. Jetzt wird versucht, an der Vielzahl der Parameter zu schrauben, um von 700 bis 800 Milligramm auf beispielsweise 500 Milligramm Ausstoß zu kommen. Es gibt eine intensive Wechselwirkung mit Verbrauch, Geräusch, Robustheit, Regenerationsverhalten, Langzeitstabilität, Fahrbarkeit und so weiter. Der Erfolg hängt nun von der Konfiguration jedes einzelnen Fahrzeugs ab, denn bei jeder neuen Beladung ist zu beachten, dass der Partikelfilter wegen des dann niedrigeren NO2-Anteils schneller verrußen wird. Und der Partikelfilter ist ein Bauteil mit betriebs- und sicherheitsrelevantem Charakter.

Einer Ihrer Kollegen, Peter Mock, Europadirektor des Forschungsinstituts ICCT, sorgt sich, dass das geplante Update zwar den Stickoxidausstoß senkt, zugleich aber den Dieselverbrauch steigert. Sind diese Einschätzungen Ihrer Meinung nach zutreffend?

Prof. Thomas Koch: In diesem Punkt stimme ich Herrn Mock zu, dass bei manchen Modellen mit einem moderaten Anstieg des Verbrauchs zu rechnen ist. Bei der Technik ist es wie bei einem Wohnungsgrundriss: Wenn ich die Küche größer haben will, muss das Wohnzimmer kleiner werden. Ich muss Zugeständnisse machen. Ein schneller aufrußender Partikelfilter führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und der Gefahr einer Zunahme der Ölverdünnung. Zudem sind Katalysatoralterungseffekte zu beachten. Es gibt aber auch noch andere Herausforderungen. Über zehn Prozent der Abgasrückführventile sind bei Euro-5-Fahrzeugen im Feld als Liegenbleiber in manchen Serien ausgefallen, dies betrifft sehr wohl den Schutz von Leib und Leben. Stellen Sie sich einen Ausfall nachts auf der Landstraße vor. Jetzt muss an der Technologiegrenze nochmals bei Euro 5 nachjustiert werden und hierbei die NO2-Emissionen im Rahmen des Möglichen höher gewichtet werden.

Was ist Ihre Empfehlung?

Prof. Thomas Koch: Meine rein technische Empfehlung war sogar, dass man selbst die VW-Fahrzeuge mit der illegal bewerteten Abgasvorrichtung so belassen sollte, wie sie sind. Es hat ja Gründe, weshalb die Autos genau so entwickelt wurden, ohne einen Gesetzesverstoß schön reden zu wollen. Ein hochkomplexes technisches System, das über mehrere Jahre getestet wurde, belässt man eigentlich so. Jetzt ist der politische Druck aber so groß, dass man eine Lösung für die NO2-Emissionen finden muss. Als Techniker sehe ich hier riesige Herausforderungen im Detail. Den Ingenieuren kommt nun zugute, dass heute mindestens zehn Jahre mehr Erfahrung mit Partikelfilter vorliegen, zudem besitzen wir heute noch bessere Applikationswerkzeuge.

Kritiker behaupten, dass eine Softwarekorrektur zu Problemen bei der Abgasrückführung führen kann, wovon besonders Pendler betroffen sind, die viele Kurzstrecken in der Stadt fahren. Auch ein drastischer Abfall der Motorleistung könnte eine Folge sein.

Prof. Thomas Koch: Geringe Änderungen der Motorleistung sehe ich als nicht wesentlich an. Sie wird sich, wenn überhaupt, nur minimal verändern. Für reine Kurzstreckenfahrzeuge stellt der Diesel ohnehin nicht die perfekte Antriebsform dar. Durch die Updates wird das sicher nicht besser.

Können Fahrverbote für Euro-5-Fahrzeuge durch Zugabe von Adblue oder beheizbare Vorkatalysatoren, wie sie zum Beispiel Twintec/Baumot anbietet, verhindert werden?

Prof. Thomas Koch: Das ist theoretisch möglich, wenn der Bauraum vorliegt, die Adblue-Infrastruktur im Fahrzeug vorhanden ist und wenn das ganze System abgesichert ist. Das ist jedoch keine Plug-and-Play-Lösung. Auch hier müsste man mindestens drei bis vier Jahre intensiv testen. Dies ist ein Prototyp, der zudem durch die Abgasentnahme vor der Turbine des Abgasturboladers intensiv in das Motormanagement eingreift. Sicherheitsrelevante Aspekte sind ebenfalls betroffen, es ist alles in allem ein sehr hoher Entwicklungsaufwand nötig. Eine Aufrüstung wird am Ende weit über 2000 Euro kosten, und es gibt meines Wissens noch keine Laufzeiterprobung. Bis diese Lösungen, die bei vielen Fahrzeugen nicht umsetzbar sind, nachgerüstet werden, sind alle Emissionsmessungen in Deutschland im Zielkorridor.

Was können Dieselaggregate der neuesten, jetzt entwickelten Generation leisten?

Prof. Thomas Koch: Das Thema Stickoxid-Emissionen ist technisch gelöst. Die neueste Technologie, die gerade ausgerollt wird, erfüllt alle Grenzwerte. Fahrzeuge werden zwischen 20 und 40 Milligramm – und unter ungünstigen Umständen bis über 80 Milligramm – ausstoßen. Die Diesel-Ingenieure haben ihre Hausaufgaben gemacht. Wir benötigen nun noch etwas Geduld und Ruhe, bis alle Messstationen im grünen Bereich sind. Die Werte werden jedes Jahr deutlich besser.

Empfehlungen