Neue Emissionsverordnung Euro 7: eine Gelegenheit, weitere Innovationen bei Abgaskontrollsystemen für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor voranzutreiben

Die Vorbereitungen für die neue EU-Abgasnorm Euro 7 für Pkw und Nutzfahrzeuge wie , Lkw und Busse sind in vollem Gange. Dabei geht es nach wie vor um die Stringenz und die Prüfmaßnahmen, die erforderlich sind, um sicherzustellen, dass Neufahrzeuge einen tatsächlichen Beitrag zu dem von der EU bis 2050 angestrebten Ziel der Emissionsfreiheit leisten. Der Verband für Katalysatortechnik (Association for Emissions Control by Catalyst, AECC) verfolgt die Ergebnisse laufender Arbeiten genau und steuert Daten aus Testprogrammen bei, die zeigen, wie Pkw und Lkw mit Verbrennungsmotoren zu diesem Ziel beitragen können.

Bei den Fahrzeugemissionen konnten im Rahmen der jüngsten Abgasnorm Euro 6 für PKWs sowie Euro VI für LKWs bereits gute Fortschritte erzielt werden. Die Einhaltung der Norm wird jetzt auch beim Fahren auf der Straße überprüft.

Der AECC hat in der Vergangenheit auf einige Bereiche hingewiesen, in denen der Schadstoffausstoss nach diesen Vorschriften immer noch in relativ hohen Konzentrationen zulässig sind. Derartige Lücken in der aktuellen Gesetzgebung können durch die zukünftige Euro-7-Norm verbessert werden.

Der AECC ist der Ansicht, dass drei Hauptprinzipien erforderlich sind, um sicherzustellen, dass Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor, einschließlich Hybridfahrzeuge, weiterhin Teil der Lösung zur Reduzierung der Umweltverschmutzung in europäischen Städten sind. Die Gesetzgebung muss sich auf die tatsächlichen Emissionen konzentrieren, brennstoff- und technologieneutral sein sowie einen Gesamtsystemansatz in Betracht ziehen.

Ist es technisch möglich, die Schadstoffemissionen von Diesel- und Benzinfahrzeugen weiter zu senken?

Mit Sicherheit. Der AECC und weitere wichtige Akteure können darlegen, wie mit Verbrennungsmotoren ausgestattete Autos die „ultraniedrigen“ Emissionsgrenzwertetatsächlich erreichen können.

Eine Reihe fortschrittlicher Technologien zur Emissionskontrolle und zur Antriebstechnik sind sowohl in Benzin- als auch in Dieselfahrzeugen einsetzbar, um diese Emissionsreduzierungen zu realisieren. So sorgen beispielsweise Katalysatoren, die näher am Motor angebracht sind, um ihr  schnelleres Anspringen und Aufheizen zu ermöglichen, sowie Heizstrategien, um das Abgaskontrollsystem warm zu halten, für niedrigste Schadstoffemissionen. Dies gilt für ein  breites Spektrum von Fahrsituationen, insbesondere im innerstädtischen Betrieb.

Neue technologische Entwicklungen haben gezeigt, dass sowohl Benzin- als auch Dieselfahrzeuge ähnliche, extrem niedrige Emissionswerte erreichen können. Der AECC hat ferner nachgewiesen, dass die bereits niedrigen Emissionen von Benzin- und Dieselfahrzeugen beim Kaltstart und beim innerstädtischen Fahren noch weiter reduziert werden können.

Ein kraftstoff- und technologieneutraler Ansatz wird der zukünftigen Euro 7-Norm zugutekommen. Das Euro 7-Rahmenwerk wird einen Anreiz für Innovationen bei Technologien zur Emissionskontrolle bieten. Wie auf dem AECC Ultra-Low Diesel Demonstrator (ULED) gezeigt, können die Emissionen unter einer Vielzahl von Bedingungen reduziert werden, wenngleich bestimmte Einschränkungen dennoch bestehen bleiben. Ein Beispiel hierfür ist, dass sehr kurze Fahrten immer noch eine Herausforderung darstellen und eine weitere Reduzierung der Kaltstartemissionen erforderlich ist.

Bei Nutzfahrzeugen wie Lkw und Bussen haben Tests ergeben, dass selbst trotz erheblicher Verbesserungen gemäß der Euro VI-D-Gesetzgebung weiterhin  der Schadstoffausstoß hoch sein kann . Der AECC führt aktuell eine Untersuchung für diese Fahrzeuge durch, um nachzuweisen, dass eine bessere Integration, inklusive der Closed-Coupled Bauweise der Katalysatoren, sowie eine angemessene Anzahl an derzeit verfügbaren Emissionskontrolltechnologien die Schadstoffemissionen in einem breiten Spektrum realer Betriebsbedingungen reduzieren können.

Ein ähnliches Programm wurde vom Southwest Research Institute (SwRI) in den Vereinigten Staaten durchgeführt, wo ein Team von Ingenieuren sehr niedrige (~26,8 mg/kWh) Stickoxid-Emissionen (NOx) erreichte. Das System mit der besten Leistung, das weiter unten dargestellt ist, arbeitet mit einem zusätzlichen selektiven katalytischen Reduktionskatalysator (SCR) nahe am Motor. All dies zeigt uns, was dank existierender Innovationen bereits möglich ist,  die schon ab der  nächsten Emissionsnormenrealisisert werden

Quelle: SwRI

Doch wie sieht es bei den CO2-Emissionen aus?

Der Klimawandel ist eine große Herausforderung, der wir als Gesellschaft gegenüberstehen. Der Beitrag des Straßenverkehrs zu den Treibhausgasemissionen ist nach wie vor signifikant. Die Branche muss daher sicherstellen, dass alle Fahrzeuge ihre Kohlenstoffbilanz reduzieren. Dies kann durch die Verwendung erneuerbarer und nachhaltiger Kraftstoffe erreicht werden, die ein wichtiges Instrument zur Reduzierung der CO2-Emissionen in aktuellen und zukünftigen Flotten darstellen.

AECC und IAV haben gezeigt (Abbildung unten), dass die Verwendung von erneuerbaren Brennstoffen (z. B. hydriertes Pflanzenöl – HVO) im ULED-Demonstrationsfahrzeug zu vergleichbaren NOx-Emissionen führte.

Quelle: MTZ 2020

Die Verschärfung der Emissionsgrenzwerte für Straßenfahrzeuge und die Sicherstellung, dass die Tests die reale Fahrweise genauer widerspiegeln, werden sich in Europa eindeutig positiv auf die Luftqualität auswirken. Dies wird der EU dabei helfen, ihre Null-Emissionsziele zu realisieren. Ohne erhebliche staatliche Subventionen bleiben batteriebetriebene Elektrofahrzeuge teuer im Vergleich zu  Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die  weiterhin für eine saubere, effiziente, bequeme und erschwingliche Mobilität dringend benötigt werden.

Die Europäische Kommission wird sicherstellen, dass Euro-7-Fahrzeuge die Norm über ihre gesamte Lebensdauer hinweg erfüllen, indem sie einen umfassenden Systemansatz verfolgt, bei dem die Gesetzgebung auf die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs zutreffen wird.