Euro-7-Abgasnorm: Die geplante Reform im ADAC Check
In der Europäischen Union müssen neue Automodelle Abgasnormen erfüllen, um zugelassen zu werden. Derzeit wird die neue Norm Euro 7 vorbereitet. Alle Infos zur aktuellen Diskussion – und was der ADAC dazu sagt.
Neue Grenzwerte und Prüfverfahren: Das Aus für die Verbrenner?
Einführung Euro-7-Norm: Wahrscheinlich ab 2025
Autos, besonders solche mit Verbrennungsmotor, stoßen Schadstoffe und klimaschädliche Gase aus. Noch regelt die Abgasnorm Euro 6, wie viel Schadstoff ein Fahrzeug verursachen darf. Derzeit bereitet die EU-Kommission die nächste Stufe der Norm vor. Ihre finalisierte Folgenabschätzung will die Kommission im vierten Quartal 2021 vorstellen, der Legislativvorschlag soll 2022 folgen. Die Abgasnorm Euro 7 könnte dann wohl frühestens 2025 in Kraft treten.
Euro 7: Noch wird diskutiert
Über die geplanten Inhalte der neuen Abgasnorm wird bei interessierten Verbänden und Unternehmen heftig diskutiert. Und das von der EU-Kommission beauftragte "CLOVE-Konsortium" präsentierte schon Zwischenergebnisse von vorbereitenden wissenschaftlichen Untersuchungen. Diese sind jedoch, darauf wies die Kommission hin, nicht als Legislativvorschlag zu verstehen. Erst mit Vorlage eines konkreten Verordnungsentwurfs ist deshalb eine Bewertung der zukünftigen Bestimmungen möglich.
Das generelle Ziel der neuen Norm ist dagegen klar: Sie soll die Autohersteller dazu verpflichten, die Schadstoffemissionen ihrer neuen Modelle weiter zu reduzieren. Doch welche Schadstoffe und Gase sollten dann limitiert sein? Wie hoch müssen die neuen Grenzwerte sein? Und reichen die üblichen Prüfverfahren zur Kontrolle aus?
Die Diskussion aus Sicht des ADAC – mit einer Testauswertung, wie sauber aktuelle Diesel heute schon sind.
Abgas: Limitierung von Ammoniak
Die aktuelle Abgasnorm Euro 6 begrenzt den Ausstoß von Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC), Nichtmethankohlenwasserstoff (NMHC), Stickstoffoxiden (NOₓ), Partikelmasse (PM) und Partikelanzahl (PN). Künftig sollten aus Sicht des ADAC auch noch weitere Abgase, die beim Autofahren entstehen, reglementiert werden. Dazu gehört besonders der unnötige und mit überschaubarem technischem Aufwand begrenzbare Ausstoß des Reizgases Ammoniak (NH₃). Bei schweren Nutzfahrzeugen ist diese chemische Verbindung, die Atemwege und Lungen schädigt, bereits gesetzlich limitiert.
Treibhausgase: Nicht nur CO₂ ist relevant
Bei den klimarelevanten Gasen sollten neben Kohlendioxid (CO₂) auch Treibhausgase wie Methan (CH₄), das vor allem bei CNG-Fahrzeugen (Erdgas) emittiert wird, und Distickstoffmonoxid (N₂O) berücksichtigt werden. Distickstoffmonoxid wird zwar nur in geringen Mengen freigesetzt, ist aber 298-mal so klimaschädlich wie CO₂. Das Messverfahren ist mit dem für NH₃ identisch, eine Betrachtung von N₂O wäre somit im Zuge der Einführung eines NH₃-Grenzwerts denkbar.
Feinstaub: Alle Größen einbeziehen
Derzeit gibt es noch keine Vorgaben für Ultrafeinstaubpartikel unterhalb einer Größe von 23 Nanometern. Das, so der ADAC, muss sich mit Euro 7 ändern: In Zukunft sollte das gesamte Größenspektrum der Partikelemissionen erfasst werden. Weil die im Rahmen der Abgasnorm vorgeschriebenen Grenzwerte für Partikelmasse (PM) und Partikelanzahl (PN) derzeit nur für Diesel und Ottomotoren mit Direkteinspritzung gelten, empfiehlt der Club darüber hinaus die Ausweitung des Geltungsbereichs auf Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung: Beim ADAC Ecotest stoßen die Prüfer immer wieder auf Modelle, die hier deutlich erhöhte Emissionen aufweisen.
Der Abrieb von Bremsen und Reifen gilt als mitverantwortlich für die hohe Mikroplastikbelastung im Wasser. Doch aus Sicht des ADAC sollten Grenzwerte für diese Partikel nicht in eine künftige Euro-7-Norm einbezogen, sondern in die Regelungen für Reifen oder Fahrzeugkomponenten integriert werden.
Prüfverfahren: Überarbeitung notwendig
Autos müssen für die Typgenehmigung ein Messverfahren namens Worldwide harmonized Light-duty Test Procedure (WLTP) durchlaufen. Es findet weitgehend unter Laborbedingungen auf einem Prüfstand statt, der Abgasausstoß wird aber auch bei sogenannten Real-Driving-Emission-(RDE-)Tests gemessen.
Der ADAC empfiehlt, die in der Vergangenheit fortlaufend erweiterten Prüfverfahren kritisch zu hinterfragen. So bringt das Überprüfen der Übereinstimmung der Produktion (Conformity of Production, COP) wenig Nutzen und könnte daher zukünftig eingestellt werden.
Um den Aufwand der Prüfstandsmessungen zu reduzieren, sollte die "Typ-1-Prüfung", die aktuell bei 23 °C stattfindet, bei der europäischen Durchschnittstemperatur von 10 °C durchgeführt werden. Die ergänzende Prüfung mit Korrekturfaktor für die regional repräsentative Umgebungstemperatur (Ambient Temperature Correction Test, ATCT) könnte dann entfallen.
Dagegen sind Ergänzungen des Labor-Zulassungstests durch Straßenmessungen (RDE) und sogenannte Feldüberwachungen (In-Service-Conformity, ISC) von bereits länger gelaufenen Autos sinnvoll – einschließlich möglicher Konsequenzen bei Nichteinhaltung.
Die Messverfahren bei den RDE-Tests müssen weiterentwickelt werden, mit dem Ziel, dass für Labor- und Straßenfahrtmessung die gleichen Grenzwerte anzuwenden sind – Fachleute sprechen von einem Konformitätsfaktor von 1,0, der heute aufgrund der höheren Messunsicherheit bei RDE-Messgeräten höher liegt. Außerdem sollte mit der gleichen Messung auch der Kraftstoffverbrauch überprüft werden.
Aus Sicht des ADAC gibt es im Übrigen bereits ein sehr gutes Vorbild für Euro 7, an dem sich der neue Standard orientieren sollte: den Green NCAP.
Grenzwerte für NOₓ: Müssen sie verschärft werden?
Bei der Diskussionen um den Verbrennungsmotor, insbesondere den Diesel, stehen eine Verschärfung der Emissionsgrenzwerte im Rahmen der zukünftigen Euro-7-Abgasnorm bis hin zum Verbot von Verbrennern im Raum. Doch wie sauber sind jetzige Dieselmodelle wirklich? Der ADAC zeigt aktuelle Ergebnisse aus Green NCAP und dem ADAC Ecotest.
Bei Green NCAP wurde unter anderem das Abgasverhalten der 17 in Europa meistverkauften Dieselmodelle unterschiedlicher Marken und in unterschiedlichen Fahrzeugsegmenten mit Messungen im Labor und auf der Straße untersucht. Die ermittelten Ergebnisse sind also repräsentativ für die seit 2018 in Europa zugelassenen Neufahrzeuge mit Euro 6d-TEMP und Euro 6d.
Die aktuellen Auswertungen des ADAC Ecotests zeigen den durchschnittlichen NOₓ-Wert (Stickstoffoxid) von 85 gemessenen Euro-6d-TEMP- und 22 Euro-6d-Dieselmodellen.
Green-NCAP-Ergebnisse im Abgaslabor
Die Testprozedur basiert auf dem aktuellen Abgasmessverfahren WLTP (Worldwide harmonized Light-duty Test Procedure) und dessen neuem Prüfzyklus WLTC (Worldwide harmonized Light-duty Test Cycle). Im Falle von Green NCAP wird er WLTC+ genannt: Das "+" soll dabei symbolisieren, dass die Tests über die gesetzlichen Anforderungen hinausgehen. Denn im Gegensatz zum Typgenehmigungsverfahren werden die Messungen bei niedrigerer Umgebungstemperatur durchgeführt (14 °C statt 23 °C). Zusätzlich wird ein WLTC-Zyklus bei –7 °C gefahren.
Besonders der vom ADAC Ecotest in die Green-NCAP-Prozedur übernommene Autobahnzyklus BAB130 verlangt mit seinen Volllastbeschleunigungen der Abgasnachbehandlung der Fahrzeuge Höchstleistungen ab. Nur Fahrzeuge mit einer äußerst robusten Abgasnachbehandlung haben eine Chance, diesen Test zu bestehen.
Das Ergebnis: Die Tests ergeben einen durchschnittlichen NOₓ-Ausstoß von 52 mg/km über alle gemessenen Dieselmodelle. Nicht nur bei 14 °C mit kaltem bzw. betriebswarmem Motor, sondern auch im Autobahnzyklus liegt der durchschnittliche NOₓ-Wert mit 60 mg/km unter dem aktuellen Euro-6-NOₓ-Grenzwert von 80 mg/km. Nur mit Kaltstart bei –7 °C wird der Grenzwert noch überschritten.
Green-NCAP-Ergebnisse im Straßentest (RDE)
Auch bei den Green-NCAP-Abgasmessungen auf der Straße (RDE, Real Driving Emissions) mit der mobilen Abgasmessanlage wird der gesetzliche Rahmen mit dem Prüfverfahren PEMS+ deutlich überschritten. So werden hohe Zuladung sowie eine sportliche Fahrweise ebenso ins Testportfolio übernommen wie eine besonders effizient gefahrene Runde. Hinzu kommt eine zusätzliche simulierte Staufahrt mit vielen Stopp-&-Go-Phasen, typisch für den dichten Stadtverkehr.
Das Ergebnis: Die Messungen mit der mobilen Abgasmessanlage (PEMS+) ergeben einen durchschnittlichen NOₓ-Wert von 39 mg/km über alle 17 gemessenen Euro-6d-TEMP/Euro-6d-Dieselmodelle. Aber auch in den einzelnen Messzyklen liegen die durchschnittlichen NOₓ-Werte unter dem aktuellen Euro-6-NOₓ-Grenzwert von 80 mg/km. Und dies nicht nur mit Kaltstart oder betriebswarmem Motor, sondern auch unter erhöhter Last, also bei sportlicher Fahrweise im "PEMS+ Sport"-Zyklus.
„Das Testverfahren von Green NCAP liefert schon heute Werte, wie sie auch Euro 7 liefern sollte, etwa für Ammoniak und Lachgas, sowie bei sehr niedrigen Außentemperaturen und bei anspruchsvollen Realfahrten.“
Dr. Reinhard Kolke, Leiter ADAC Test und Technik©ADAC/Ralph Wagner
Dieselmodelle im ADAC Ecotest
Auch der ADAC Ecotest geht über die Anforderungen im Rahmen des Typgenehmigungsverfahrens hinaus. Die Messungen erfolgen im aktuellen Zulassungszyklus WLTC (Worldwide harmonized Light-duty Vehicles Test Cycle) Version 5.3 sowie im ADAC Autobahnzyklus. Der WLTC wird als Kaltstart sowie mit warmem Motor durchgeführt. In allen drei Fahrzyklen wird mit Tagfahrlicht (oder alternativ Abblendlicht), eingeschalteter Klimaanlage und einer Zuladung von 200 kg gefahren.
Fahrzeuge, die auf dem Prüfstand mindestens vier Ecotest-Sterne erreichen, werden einer zusätzlichen Messung im Straßenbetrieb (RDE-Messung) unterzogen, um zu überprüfen, ob das Fahrzeug auch unter realitätsnahen Bedingungen auf der Straße genauso sauber ist wie im Labor.
Die Ergebnisse des ADAC Ecotest bestätigen die Erkenntnisse aus dem Green-NCAP-Test: Der durchschnittliche NOₓ-Wert über alle gemessenen Euro-6d-TEMP-Dieselmodelle liegt bei 49 mg/km, über alle gemessenen Euro-6d-Dieselmodelle bei 34 mg/km. Damit zeigt sich in allen Testsituationen mit dem Übergang zur Euro-6d-Abgasnorm eine weitere deutliche Verbesserung bei den Stickoxidemissionen, die durch eine Verbesserung der SCR-Systeme in Ansprechverhalten und Wirksamkeit, die Kombination von NOₓ-Speicherkat und SCR-System sowie die neue SCR-Technologie mit Doppeldosierung erreicht wurde.
Härtetest: Dieselmotoren unter "Extremlast"
Der vom ADAC entwickelte Autobahnzyklus stellt mit seinen starken Beschleunigungen bereits eine große Herausforderung an die Testfahrzeuge dar, weil er zeigt, ob das Abgasnachbehandlungssystem auch außerhalb des gesetzlichen Tests optimal arbeitet. Im ADAC Ecotest wird der Autobahnzyklus mit betriebswarmem Motor gefahren, was auch in den allermeisten Fällen der Realität entspricht.
Um die Leistungsfähigkeit moderner Dieselabgas-Reinigungssysteme zu prüfen, hat der ADAC nun beispielhaft an zwei aktuellen Dieselfahrzeugen den Extremversuch gewagt: Was passiert, wenn mit kaltem Motor direkt unter Volllast auf die Autobahn gefahren wird – ein in der Realität eher seltenes Ereignis, von dem aufgrund der hohen Belastung für den Motor auch dringend abzuraten ist. Die Tests wurden mit einem VW Golf 2.0 TDI und einem Mercedes E 400d durchgeführt – beide zugelassen nach Euro 6d, beide ausgestattet mit einem Doppel-SCR-System.
Das Ergebnis überrascht: Beide Fahrzeuge zeigen auch in diesem Extremtest, dass sie keine "Dreckschleudern" sind. In der ersten Phase des Autobahnzyklus liegen die NOₓ-Emissionen zwar noch etwas höher, aber dennoch deutlich unterhalb von 200 mg/km. Das hört sich viel an, ist aber für einen solchen Extremversuch ein mehr als respektabler Wert. Ältere Dieselfahrzeuge hätten bei diesem Versuch mit hoher Wahrscheinlichkeit das Vielfache an Stickoxiden ausgestoßen.
Was ebenfalls auffällt, ist die kurze Zeit, bis das SCR-System voll leistungsfähig ist – in Phase 2 des Autobahnzyklus werden bereits gleich niedrige NOₓ-Werte wie mit warmem Motor erreicht. Hier zeigt sich, wie schnell moderne SCR-Systeme mittlerweile ansprechen und ihre Wirksamkeit entfalten können.
Grenzwerte für die weiteren Schadstoffe
Betrachtet man die weiteren limitierten Schadstoffe Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Partikel (PM/PN), so liegen die Emissionen der getesteten Dieselmodelle deutlich unter den Grenzwerten. Selbst der Partikelausstoß von modernen Dieselfahrzeugen liegt extrem niedrig, da können auch Benzinerfahrzeuge mit Partikelfilter nicht mithalten.
Auch bei den Ammoniakemissionen, deren gesetzliche Limitierung zur Diskussion steht, zeigt sich, dass moderne Dieselfahrzeuge so gut wie keinen Ammoniakausstoß haben, und das, obwohl die weitgehend bei allen modernen Dieseln eingesetzte SCR-Abgasreinigungstechnik durch Einspritzung von Harnstoff in den Abgasstrang die potenzielle Gefahr birgt, durch Überdosierung einen NH₃-Durchbruch zu provozieren. Hier erkennt man, wie ausgereift die SCR-Abgastechnik heute ist.
Die Position des ADAC
Die aktuellen Messergebnisse zeigen, dass Diesel-Pkw mit modernster Abgastechnik sehr geringe NOₓ-Emissionen über den gesamten Einsatzbereich aufweisen können und bereits deutlich unter dem aktuellen Euro-6-NOₓ-Grenzwert von 80 mg/km liegen. Hierzu zählen die Verbesserung der SCR-Systeme in Ansprechverhalten und Wirksamkeit, die Kombination von NOₓ-Speicherkat und SCR-System sowie die neue SCR-Technologie mit Doppeldosierung.
Der ADAC steht einer Überarbeitung der Verordnungen hinsichtlich der Verringerung der Schadstoffemissionen von Straßenfahrzeugen (Euro 7) offen gegenüber. Die Fortschreibung der Regelwerke zur Luftqualität (immissionsseitig) und zu Abgasstandards (emissionsseitig) muss jedoch besser als in der Vergangenheit koordiniert werden (Negativbeispiel: Umweltzonen und Fahrverbote).
Der Grundsatz "Wirkvorschrift statt Bauvorschrift" muss auch bei der Weiterentwicklung der Emissionsgrenzwerte für Fahrzeuge gelten. Sie darf nicht von vornherein darauf zielen, eine konkrete Technologie wie den Verbrennungsmotor ins Aus zu manövrieren. Neue Grenzwerte können anspruchsvoll und im Rahmen des durchaus bestehenden Spielraums verschärft werden, müssen dabei aber technisch machbar bleiben.
Die aktuell besten Motoren sollten auch eine künftige Euro-7-Norm weitgehend erfüllen können, weitere Optimierungen sollten vor allem der CO₂-Reduktion dienen. Die Fahrzeughersteller sind gefragt: Beispielsweise bietet eine geschickte Hybridisierung der Antriebe noch reichlich Potenzial zur Effizienzsteigerung. Dass aktuelle Diesel mit modernster Abgastechnik im realen Fahrbetrieb sauber sein können und selbst in Extremsituationen nicht zu "Dreckschleudern" werden, zeigen die aktuellen Auswertungen des ADAC.
Jetzt ist es an der Zeit, diese modernen Systeme in allen Fahrzeugtypen auch einzusetzen. Dafür sollte der Gesetzgeber durch Anpassung der Zulassungsvorschriften sorgen. Sei es durch sinnvolle und praxisrelevante Verschärfung der Emissionsgrenzwerte oder durch weitere Anpassungen des Prüfverfahrens.
Der ADAC hat gezeigt, dass weitere Reduktionen bei Verbrauch und Schadstoffen möglich sind. Wichtig ist, den Verbrennungsmotor in Richtung Klimaneutralität weiterzuentwickeln, dafür bedarf es geeigneter Anreize. Mit efuels können auch Neufahrzeuge mit Verbrennungsmotor in der Zukunft klimaneutral betrieben werden. Da es ohnehin zwingend notwendig ist, auch bei den Fahrzeugen im Pkw-Bestand die CO₂-Emissionen zu verringern, sind Investitionen in die Herstellung alternativer treibhausgasneutral erzeugter Kraftstoffe erforderlich.
Es besteht keine Notwendigkeit, eine technologische Option mit Verbrennungsmotor schon heute zu verwerfen. Nicht die Antriebsart, sondern die Antriebsenergie ist entscheidend für klimaneutrale Mobilität.