Abgasskandal: Diesel- und Benzinmotoren im Vergleich

von Wolfgang Schäffer

Der Dieselmotor ist durch den VW-Abgasskandal in Verruf geraten. Doch am Verbrenner führt gerade im Flottenmarkt kaum ein Weg vorbei: Ist der Benziner sauberer und daher die bessere Alternative? Oder ist gar wieder mit Erdgas zu rechnen?

Eines ist klar: Der Diesel punktet im Vergleich zum Benziner mit einem geringeren Kraftstoffverbrauch. Experten gehen von einem Vorteil von 15 bis 20 Prozent aus. Nicht von ungefähr dominiert das Dieselaggregat die Flotten der Gewerbetreibenden einschließlich des Handwerks. Der Grund ist das Verbrennungsverfahren beim Selbstzünder, durch das die Energie im Kraftstoff wesentlich besser ausgenutzt wird. Die Selbstentzündung des Diesels unter Druck im Zylinder lässt den Motor effizienter arbeiten.

Ist der Diesel wirklich so schmutzig?

Weniger Verbrauch bedeutet weniger Ausstoß des Klimagases CO2. Und das ist für die Hersteller wichtig, um die von der EU vorgegebenen Klimaschutzziele zu erreichen. So dürfen die jeweiligen Fahrzeugflotten bei den Neuzulassungen bis zum Jahr 2020 im Durchschnitt lediglich noch 95 Gramm CO2 ausstoßen. Das aber ist derzeit ohne Diesel kaum machbar. BMW-Vertriebsvorstand Ian Robertson erklärte dazu kürzlich auf der Automesse in Shanghai: „Der Diesel mit der Euro-6-Norm ist ein sehr sauberer Antrieb.“ Kritik übte er an der Politik, die die Autobauer in der Vergangenheit noch zur Weiterentwicklung der Antriebsart ermutigt hätten.

Der Branchenverband VDA warnte vor wenigen Wochen ausdrücklich, dass die Klimaziele ohne Dieselantrieb nicht zu erreichen seien. „Wer den Diesel verbieten will, stellt sich auch gegen den Klimaschutz“, sagt Matthias Wissmann, Chef des Verbands der Automobilindustrie (VDA). Unbestritten ist indessen, dass bei der Kraftstoffverbrennung im Dieselmotor die Schadstoffe HC (Kohlenwasserstoffe), CO (Kohlenmonoxid), NOx (Stickoxide) und Partikel erzeugt werden. Vor allem die vergleichsweise hohen NOx-Emissionen sind eine Herausforderung. Sie resultieren, ebenso wie der geringe Kraftstoffverbrauch, aus dem besonderen Verbrennungsverfahren. Je besser die Verbrennung, desto höher die Temperatur und desto mehr NOx entsteht.

Wo liegen die technischen Herausforderungen?

Das stellt die Entwickler vor eine große Herausforderung. Maßnahmen zur CO2-Senkung führen meist zu höherer Stickoxidbildung. Wird die Verbrennung auf weniger Stickoxide optimiert, kommt es zu einem höheren CO2-Ausstoß. Ein Zielkonflikt, der bei Euro-6-Fahrzeugen durch die aktive Abgasnachbehandlung gelöst wird. Zum Einsatz kommen Nox-Speicherkatalysatoren und/oder die SCR-Technologie. Bei letzterer wird dem Abgas Harnstoff (Ad-Blue) beigemischt, um Stickoxid zu binden. Wenn das flächendeckend bei den neuen Dieselfahrzeugen zum Einsatz komme, sei die Stickoxidfrage bei den Neuwagen gelöst, ist Wissmann überzeugt. Die drohenden Fahrverbote für Dieselfahrzeuge bezeichnete der VDA-Chef unlängst als sozialpolitisch fragwürdig. Die Politik solle überlegen, ob infolge eines so massiven Eingriffs in die Eigentums- und Vermögensverhältnisse vieler Menschen noch die Verhältnismäßigkeit gewahrt sei, betonte Wissmann.

Kann man ältere Motoren umrüsten?

Es gehe nicht um wenige „alte Stinker“, sondern um junge Gebrauchtwagen. Etwa 40 Prozent der derzeit in Deutschland zugelassenen Diesel-Pkw erfüllen lediglich die Euro-5-Norm. Eine Aufrüstung auf Euro 6 ist nach Ansicht von einigen Experten sehr aufwändig und mit extrem hohen Kosten verbunden und deswegen weder sinnvoll noch wirtschaftlich.

VW-Chef Matthias Müller indessen ist da anderer Meinung. Seinen Worten zufolge sei so etwas wie Euro-6-Light mit einer Software-Lösung für die betroffenen Motoren durchaus zu realisieren. Dennoch und auch nach dem leichten Zurückrudern des Baden-Württembergischen Ministerpräsidenten Winfried Kretschmann, hängt das Damoklesschwert Fahrverbote in Innenstädten weiter in der mit Stickoxiden, Feinstaub und CO2 belasteten Luft. Letztlich haben die Städte kaum eine andere Möglichkeit, um die Vorgaben aus Brüssel zu erfüllen. Wegen Nichteinhaltung der Grenzwerte für Stickoxid-Dioxid (NO2) in Deutschland steht eine Klage vor dem Europäischen Gerichtshof bevor.

Ist der Benziner überhaupt sauberer?

Also umsteigen auf Benziner? Die verbrauchen aber nicht nur mehr und stoßen deshalb entsprechend größere Mengen CO2 aus, sondern machen auch anderen Dreck. Grund dafür ist die massive Umstellung der Motoren von Saugrohr- auf Direkteinspritzung in den vergangenen Jahren. Fast jeder zweite neu zugelassene Benziner ist mittlerweile ein Direkteinspritzer. Eine Technologie, mit der die Triebwerke weniger Sprit verbrauchen und deshalb weniger Kohlendioxid in die Umwelt schicken.

Aber: Bei dieser Art der Kraftstoffverbrennung entstehen im Motorraum Partikel, die im Vergleich zu denen von Dieselmotoren viel kleiner und deutlich zahlreicher sind. Denn bei diesen Motoren spritzt der Kraftstoff direkt in den Brennraum, kann sich folglich auch erst dort mit Luft vermischen. Einige Tröpfchen verbrennen unter Umständen nicht. Sie flüchten als kleinste Rußpartikel wie den krebserregenden polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in den Auspuff. Bis zu viermal so viele Partikel, wie es der Grenzwert zulässt, emittieren Benzindirekteinspritzer unter bestimmten Umständen.

Wie gefährlich sind die kleinsten Teilchen?

Zu einem erschreckenden Ergebnis kommt eine Untersuchung des Tüv Nord im Auftrag der Umweltschutzorganisation Transport and Environment. Danach erhöht sich die weit wichtigere Zahl der Partikelteilchen um den Faktor 1.000. Und just diese winzigen Teilchen sind besonders gesundheitsgefährdend. Sie werden eingeatmet, legen sich mitsamt ihren oft auf der Oberfläche klebenden krebserregenden polyzklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) in der Lunge ab. Deshalb wurden gesetzliche Grenzwerte für Partikelemissionen in den vergangenen Emissionsgesetzgebungen (Euro 6) für Pkw eingeführt. Doch bis 2018 dürfen Benziner zehnmal so viele Partikel ausstoßen wie Diesel. Erst mit der Einführung der Abgasnorm Euro 6c, die für neugeprüfte Fahrzeuge am 1. September 2017 und für neu zugelassene Autos ein Jahr später in Kraft tritt, unterliegen Ottomotoren den gleichen Grenzwerten wie Diesel.

Um den neuen Messzyklus und vor allem auch die noch strengeren Tests auf der Straße (Real Driving Emissions/RDE) zu bestehen, müssen zusätzliche Filter eingebaut werden. Der verschärfte Eco-Test des ADAC bestätigt das nachdrücklich. „Unter den realitätsnahen Testbedingungen zeigten viele Benziner dabei einen deutlich zu hohen Ausstoß an Feinstaub“, weist ADAC-Sprecher Christian Buric auf die Ergebnisse hin.

Wie können Benziner sauberer werden?

Mit den Ottopartikelfiltern (OPF) könnten Partikelemissionsgrenzwerte auch bei besonders dynamischer Fahrweise oder extremen Temperaturen eingehalten werden. Mercedes-Sprecher René Olma sagt dazu, dass nach mehr als zwei Jahren positiver Felderfahrung im S 500 in diesem Jahr weitere Varianten der S-Klasse, beispielsweise der neue Ottomotor M 256, mit dieser Technologie ausgerüstet werden. Danach folge die schrittweise Umsetzung in weiteren neuen Fahrzeugmodellen, Modellpflegen und neuen Motorgenerationen wie dem M 264. „Im Anschluss daran ist der Einsatz des Partikelfilters auch bei den aktuellen Baureihen geplant.“

Der Partikelfilter für Fahrzeuge mit Ottomotor wird kontinuierlich regeneriert, die kurzen Regenerationsintervalle im Vergleich zum Diesel sind allerdings nicht notwendig. Die Benzinpartikelfilter sind so ausgelegt, dass im Lebenszyklus des Fahrzeuges im normalen Kundenbetrieb kein Filtertausch notwendig ist. Der Kraftstoffverbrauch erhöht sich dabei im normalen Kundenfahrbetrieb aller Voraussicht nach nicht. Der Ottopartikelfilter gehört zur Serienausstattung und ist somit für Kunden nicht aufpreispflichtig.“

Auch VW setzt auf ein neues Bauteil im Abgassystem. In Zukunft würden zusätzliche Ottopartikelfilter beziehungsweise 4-Wege- Katalysatoren, also OPF mit Dreiwegebeschichtung, zum Einsatz kommen, sagt Michael Franke. Dazu werde es sowohl Systeme mit Katalysator und zusätzlichem Ottopartikelfilter als auch 4-Wege-Katalysatoren geben. Bei BMW wird geprüft, ob und wenn in welchen Modellen Partikelfilter für Benzinmotoren zum Einsatz kommen sollen.

Bietet Erdgas die Lösung?

Erdgasfahrzeuge indessen sind heute schon so sauber wie es künftige Umweltstandards fordern, sagt die Zukunft Erdgas GmbH in Berlin. „Mit diesem Antrieb werden nicht nur deutlich weniger CO2- und Stickoxid-Emissionen erzeugt, sondern die Autos haben freie Fahrt in die Umweltzonen der Innenstädte. Die Erdgas-Fahrzeuge der neuen Generation erreichen ohne aufwändige Abgasnachbehandlungstechnologien die Euro-6-Abgasnorm“, heißt es.

Auch bei der künftigen Ausweitung der Umweltzonen in stark belasteten Gebieten und der Einführung einer neuen blauen Plakette hätten Erdgasautos demzufolge keine Probleme. Bio-Erdgas, das als Kraftstoff zum Einsatz kommt, werde nahezu ausschließlich aus organischen Rest- und Abfallstoffen gewonnen und biete damit eine echte klimaneutrale Alternative zu fossilen Brennstoffen. Es habe eine ausgewogene CO2-Bilanz und setze nicht mehr Kohlendioxid frei, als die Pflanzen während ihres Wachstums über die Photosynthese aufgenommen haben.

Etwa jede siebte der deutschlandweit etwa 900 öffentlichen CNG-Zapfsäulen bieten Bio-Erdgas an. Auch VW-Chef Matthias Müller hat die Vorteile von Erdgas längst erkannt und will die Kunden des Unternehmens verstärkt auf diese Antriebsalternative hinweisen. „Wir werden mit Gazprom eine entsprechende Kampagne starten, um das Interesse an solchen Fahrzeugen zu wecken.“ Der Konzern hat sowohl bei der Kernmarke VW als auch bei Audi, Seat und Skoda entsprechende Autos im Angebot. Das gilt zudem für Fiat, Opel und Mercedes sowie einige Nutzfahrzeughersteller