Drei Jahre Tests unter realen Bedingungen (RDE) – was ist gut, was kann man noch verbessern?

Im September 2017 wurden in der Europäischen Union Abgastests mit Autos, die auf der Straße fahren, eingeführt. Damit reagierte man auf die wachsende Erkenntnis, dass die Umweltverschmitzung, die durch Kraftfahrzeuge verursachte wurde, im Allgemein viel schlimmer war, als es die Ergebnisse von Labortests nahelegten. Heute sehen wir uns die signifikanten Verbesserungen an, die durch die Einführung der Anforderungen des Systems Real Driving Emissions (RDE, reale Fahrbedingungen) möglich wurden. Und wir sehen ferner, wie die Kraftfahrzeugemissionen weiter verbessert werden können.

Die RDE-Tests wurden auf der Straße durchgeführt und ergänzen den Test unter Laborbedingungen. Damit soll gewährleistet werden, dass von Autos ausgestoßene Schadstoffe unter realen Bedingungen gemessen und zertifiziert werden, die in der kontrollierten Umgebung eines Labors nicht repliziert werden können. Dazu gehören Fahrten in unterschiedlichen Höhen, bergauf und bergab, in einem großen Temperaturbereich (zwischen -7 und 35 °C), auf städtischen wie Land- straßen und auf der Autobahn.

So funktionieren RDE-Tests

Die Tests werden von Zulassungsbehörden sowie von unabhängigen technischen Diensten durchgeführt. Nach der Einführung der Gesetze für Real Driving Emissions können unabhängige externe Testlabors diese Tests auch mittels transportabler Emissionsmesseinrichtungen (Portable Emissions Measurement Systems, PEMS) und durch Fahrten auf Strecken, die als für die erforderlichen Bedingungen repräsentativ bewertet wurden, durchführen.

Diese PEMS-Geräte werden am Fahrzeug angebracht und liefern Echtzeitmessungen von Stickstoffoxiden (NOx) und Feinstaubemissionen (Particulate Number, PN) des Fahrzeugs. Die gesammelten Emissionsdaten werden dann verarbeitet, so wie es in der europäischen Bestimmung zur Berechnung zulässiger Emissionen vorgeschrieben ist. Sie müssen sowohl beim städtischen Teil der Teststrecke als auch bei der gesamten Fahrt einschließlich Fahrten in der Stadt, auf dem Land und auf der Autobahn konform sein.

Die Einführung des RDE-Tests im Zuge der Euro 6d-temp-Gesetze – für neue Modelle ab September 2017 und danach für alle ab September 2019 zugelassenen Fahrzeuge – hat im Vergleich zu Autos vor RDE bedeutende Reduzierungen der NOx- und PN-Emissionen ermöglicht. In den nachstehenden Diagrammen sieht man die NOx-Emissionen bei Dieselfahrzeugen und die PN-Emissionen von Benzinfahrzeugen. Beide Diagramme zeigen die Entwicklung der Emissionswerte unter realen Fahrbedingungen von Fahrzeugen, die nach den neuesten Standards zertifiziert sind.

Dieses Diagramm zeigt Stickstoffoxide (NOx) von Dieselfahrzeugen (Quelle: ACEA/JAMA PEMS-Daten vom 17. Juli 2020).

Dieses Diagramm zeigt die Anzahl der Partikel von Benzinfahrzeugen (Quelle: ACEA/JAMA PEMS-Daten vom 17. Juli 2020).

Es wird derzeit ein Konformitätsfaktor (Conformity Factor, CF) angewendet, um einen Schwankungsspielraum zwischen dem Labor und der Genauigkeit der PEMS-Messung zu ermöglichen. Bis zu diesem Wert können Autos den Emissionsgrenzwert für die Typgenehmigung überschreiten, der in der Euro 6-Verordnung ist.

Der CF wurde zunächst beim 2,1-fachen der Emissionsgrenze für Stickstoffoxide (NOx) und beim 1,5-fachen für Feinstaub (Particulates, PN) nach der Euro 6d-temp-Norm angesetzt. Bei Euro 6d wurde der NOx CF auf 1,43 reduziert. Im Allgemeinen liegen die gemessenen Emissionen weit unter diesen Werten. Es sei darauf hingewiesen, dass im Gespräch ist, den CF weiter zu senken. Angestrebt wird ein CF-Wert von 1.

So verbessert man die RDE-Tests

Trotz dieser positiven Ergebnisse hat die RDE-Verordnung Limits. Eine davon ist die Tatsache, dass dabei nur ein bestimmter Bereich von Fahrbedingungen berücksichtigt ist. Verbesserungen des Rahmens, in dem die Messungen stattfinden, sind daher erforderlich, um Emissionen einzubeziehen, die außerhalb des derzeitigen Bereichs liegen. Z. B. könnten kurze Fahrten unter städtischen Bedingungen mehr in den Fokus rücken.

Für eine Fahrt nach RDE-Kriterien ist derzeit vorgesehen, dass der städtische Anteil bei mindestens 16 km liegen sollte. Eine lange Strecke, wenn man bedenkt, dass die meisten in der Stadt normalerweise erfassten Fahrten kürzer sind.

Eine neue Euro 7-Bestimmung bietet die Möglichkeit, die von den RDE-Bestimmungen bisher nicht abgedeckten Bereiche mit folgenden Empfehlungen einzubeziehen:

  • Gesetzliche Bestimmungen sollten alle in besiedelten Gebieten normalerweise auftretenden Bedingungen abdecken, einschließlich hüglige Gebiete, der realen Beschleunigung und der Fahrzeugbeladung
  • Sämtliche Daten aus allen Abgastests sollten ohne Ausnahme oder Änderung genutzt und gemeldet werden
  • Die verbleibenden Emissionsspitzenwerte sollten korrekt kontrolliert werden. Dafür wird eine entsprechende Durchschnittsberechnung der Emissionen im Laufe des Emissionstests in das Konzept des Testprotokolls integriert
  • Die tatsächlich gemessenen Daten sollten ohne Anwendung einer Normierung der Abweichung der Fahrbedingungen (wie es nach den Euro 6-Regeln der Fall wäre) gemeldet werden
  • Diese Abweichungen müssen je nach Strecke, Verkehr, Wetter und Fahrereinflüssen einen bestimmten Bereich von Emissionswerten ergeben
  • Der Messrahmen muss realistische Fahrstrecken in der Stadt widerspiegeln

Der RDE-Test war schließlich ein leistungsstarkes Werkzeug zur Analyse von Fahrzeugemissionen unter Echtzeitbedingungen und bietet ein realitätsnäheres Bild der Verunreinigungen durch diese Fahrzeuge in unterschiedlichen Fahrszenarien.

Die Realisierung niedriger Werte bei den NOx- und PN-Emissionen im praktischen Fahrbetrieb war nur durch die Integration moderner Katalysatoren, Filter und Absorber mit dem Motor- und Emissionskontrollsystem möglich.

Der AECC konnte zeigen, dass mit modernen Technologien zur Emissionskontrolle die Einhaltung niedrigster Emissions grenzen bei allen Fahrbedingungen möglich ist.

Es ist daher sinnvoll, dass Emissionen unter allen Bedingungen gemessen werden, und dass man dabei auf den bereits erzielten Fortschritten aufbaut und dafür sorgt, dass die beste verfügbare Technologie zur Realisierung von Verbesserungen der Luftqualität genutzt wird.