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Abgastechnik bei Dieselautos:Der Trick sind Temperaturen wie im Backofen

Bosch Diesel Abgas VW Golf GTD Diesel

Der mit der neuen Bosch-Technik ausgerüstete VW Golf Diesel soll deutlich sauberer sein als das Standardmodell.

(Foto: dpa)
  • Zulieferer Bosch will mit einem neuen Katalysatorsystem die Abgasreinigung von Dieselmotoren um bis zu 70 Prozent verbessern.
  • Das soll über ein optimiertes Thermomanagement gelingen, das die Temperaturen im Abgasstrang auch im Stadtverkehr im hohen Bereich hält.
  • In zwei Jahren soll der Superdiesel auf den Markt kommen - und wirklich billig ist das alles nicht.

Von Joachim Becker, Wien

Kann das wirklich die Zukunft des Diesel sein? Der zwei Jahre alte Wagen rollt über die Autobahn nach München. Aufwendige Messtechnik zeigt, wie gering die Schadstoffe sind, die der Motor dabei ausstößt: Kein Vergleich zu den Rußschleudern früherer Generationen. Die Mercedes C-Klasse 220 CDI verfügt nicht nur über einen Partikelfilter, sondern auch über eine Abgasreinigung mit Harnstoff (Adblue). Die aufwendige Nachbehandlung für Stickoxide (NOx) ist seit 2015 Standard bei vielen neuen Dieselmodellen. Zumindest auf dem Prüfstand wurden solche Autos mit der Emissionsstufe Euro 6 fast so sauber wie Benziner. Doch die Realität ist nicht ganz so blütenweiß.

Bei der Einfahrt von der Autobahn auf den Mittleren Ring schlagen die Messgeräte plötzlich Alarm. Die NOx-Abgaswerte steigen rasant und werden schlechter als bei zehn Jahre alten Dieselstinkern. Was ist da los?

Neue Diesel seien sauber, versprechen die Hersteller. Deshalb dreht sich die aktuelle Diskussion vor allem um die Nachrüstung von Euro-5-Selbstzündern. Aber auch fabrikneue Autos verbessern die Luft in den Städten nicht gerade.

Die Testfahrt vor wenigen Wochen bei rund zehn Grad Celsius Außentemperatur zeigt, wo das Problem liegt: Beim gleichmäßigen Mitschwimmen im Stadtverkehr kühlt die Abgasanlage aus - selbst wenn sie vorher auf der Autobahn deutlich über 200 Grad heiß war. Erst bei solchen Backofentemperaturen funktioniert das Chemiewerk im Abgasstrang richtig. Wenn es zu kalt wird, reagiert das System verschnupft: Statt Stickoxide in harmlosen Stickstoff und Wasserdampf umzuwandeln, kann sich der Harnstoff als klebrige Masse zum Beispiel im Abgaskühler absetzen. Das Ergebnis ist ähnlich unappetitlich wie die gelben Ränder in einer Toilette.

Im Stadtverkehr kühlen moderne Dieselmotoren aus

Kein Wunder, dass Städte wie München bei der Luftbelastung mit der roten Laterne hinterherfahren. Am Mittleren Ring im Münchner Westen strömen die Fahrzeuge von drei Autobahnen zusammen. Im dichten Verkehr kühlen auch moderne Dieselmotoren aus. Dann wird die Abgasreinigung bisher abgeschaltet - genau wie beim Kaltstart. Bauteilschutz nennen das die Hersteller, die sich damit in einer rechtlichen Grauzone bewegen und bisher nicht belangt werden können.

Dass moderne Diesel tatsächlich so schmutzig sind, wie ihnen immer wieder nachgesagt wird, gilt bei topografischen Besonderheiten wie in Stuttgart besonders. Aufgrund der Kessellage strömen Pkw und Lkw mit wenig Energieeinsatz und mäßig warmem Motor den Berg hinab in die Innenstadt. 70 000 Fahrzeuge kommen pro Tag am Neckartor vorbei, wo eine Messstation entsprechend kritische NOx-Werte liefert. "Der lokale Beitrag der Dieselmotoren lag 2015 hier bei circa 50 Prozent", sagt Andreas Kufferath. Der leitende Bosch-Antriebsentwickler fügt hinzu: "Wenn alle Fahrzeuge über unsere neue Abgasreinigung verfügen würden, könnten wir die Schadstoffwerte am Neckartor deutlich unter die vorgeschriebenen Grenzwerte senken."

Beharrliche Weiterentwicklung bewährter Technologien

Ist das der revolutionäre Durchbruch bei der Dieselentwicklung, den Bosch-Chef Volkmar Denner am Mittwoch verkündet hatte? In gewisser Weise ja, denn die Schadstoffwerte sind um mehr als das Zehnfache geringer, als der neue Grenzwert Euro-6d-Temp ab September dieses Jahres vorgibt. Und der Vorsprung gegenüber den meisten bisherigen Euro-6-Dieselmodellen ist noch viel größer.

Das ist ein Durchbruch, auch wenn die Revolution in Wirklichkeit einer schwäbisch-beharrlichen Weiterentwicklung bewährter Technologien zu verdanken ist. "Ich hätte vor zwei Jahren nicht geglaubt, dass wir mit einem Stickoxidausstoß von 12 Milligramm pro Kilometer am Neckartor vorbeifahren", sagt Andreas Kufferath in seinem Vortrag auf dem Wiener Motorensymposium: "Wir haben dafür keine neuen Komponenten eingesetzt, sondern deren intelligentes Zusammenspiel verbessert."

Thermomanagement heißt das Zauberwort. "Das Problem ist der Kriechverkehr in der Stadt, weil die Abgastemperaturen nicht ausreichen", bestätigt Oliver Maiwald vom Zulieferer Continental. Weil moderne Motoren im Schubbetrieb die Spritzufuhr und Zündung abstellen, genügt schon eine leicht abschüssige Straße, um nur noch kalte Luft durch den Katalysator zu pumpen. Beim Hochlaufen arbeitet das System dann wieder so ineffizient wie beim Kaltstart.

Deshalb arbeiten außer Bosch auch alle anderen Zulieferer für Abgastechnik daran, die Temperaturen konstant zu halten. Beim Bergabfahren wird zum Beispiel kaum noch Frischluft durch die Katalysatoranlage geleitet. Was ähnlich simpel wie eine Thermoskanne wirkt, setzt aber ein teures Gesamtsystem voraus. Mercedes hat seinen neuen Vierzylinderdiesel extra aufgerichtet, um genügend Platz auf der heißen Seite, also gleich zu Beginn des Abgasstrangs, zu schaffen.

In der Technik so ziemlich alles, was gut und teuer ist

Auch im neuesten Bosch-Prototyp eines Mittelklassefahrzeugs mit 1700 Kilogramm Gewicht steckt so ziemlich alles, was gut und teuer ist: Der Partikelfilter direkt am Motor funktioniert mit einer speziellen Beschichtung auch als Speicherstufe für Stickoxide. Ein zweiter großer Katalysator liegt im Fahrzeugboden. Bisher wurden solche entfernten Katalysatoren auch mit Nacheinspritzungen geheizt, was allerdings den Spritverbrauch und damit den CO₂-Ausstoß erhöht. Bosch erwartet bei seinem System aber nur einen Mehrverbrauch von ein bis zwei Prozent. Anders als Continental wollen die Leonberger auf einen speziellen Heizkatalysator verzichten, weil ein solches System den Kraftstoffverbrauch steigere. Continental hält mit einem verstärkten Bordnetz (48 Volt) dagegen: Wenn der Wagen als Mild-Hybrid ausgelegt wird, kann er zehn Prozent Kraftstoff sparen und den Katalysator mit gezielten Stromstößen vor dem Auskühlen bewahren.

Wirklich billig ist das alles nicht. Und in Serie gibt es den Superdiesel mit dem aufwendigen Thermomanagement von Bosch oder Continental auch erst in zwei Jahren. Wenn die noch strengere Abgasstufe Euro-6d-Final 2020 in Kraft tritt, wird der Diesel im realen Straßenverkehr wirklich so sauber sein wie ein moderner Benziner. Für die meisten Kleinwagen wird das System wohl zu aufwendig sein. "Wir können mit dem Thermomanagement die Abgasreinigung um 70 Prozent verbessern", sagt Andreas Kufferath, "wer aber immer nur mit schwacher Last in der Stadt fährt, sollte sich überlegen, ob ein Elektroauto nicht die bessere Wahl ist."

© SZ vom 27.04.2018/harl

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