In vielen Städten drohen Fahrverbote. Dieselverbot kommt nach den Wahlen

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Als die Autoindustrie in den 1990er Jahren verpflichtet wurde, den Diesel mit Katalysatoren auszurüsten, wurde diese Maßnahme von Autogegnern als Alibi kritisiert. Die Ablehnung des Autos ging erheblich weiter und umfasste die ganze Konzeption der autogerechten Stadt, welche das Leitbild der Stadtentwicklung seit den 1950er Jahren gewesen war.

Parallel zur Einführung des Katalysators wurde deshalb in den europäischen Städten der öffentliche Verkehr über S-Bahn, U-Bahn, Trams und Busse ausgebaut. Wohnquartiere wurden verkehrsberuhigt, Umfahrungen und Transversalen um die Städte ausgebaut, Fußgängerzonen in den Innenstädten geschaffen, die Autos verschwanden von den Straßenrändern in Parkhäuser im Zentrum und an der Peripherie etc. Die Städte wurden wieder attraktiver als Wohn- und Lebensort und erlebten einen neuen Aufschwung.

Im Vergleich zu damals weist die heutige Situation in Deutschland durchaus Parallelen oder Ähnlichkeiten auf. Teilweise ist sie aber auch viel komplexer – in Hinblick auf verschiedene Faktoren. Dies soll in Bezug auf das Emissionsverhalten der Fahrzeuge, den rechtlich-institutionellen Rahmen, die Ökonomie des Fahrzeugabsatzes, die verkehrspolitische Entwicklung und die gesundheitlichen Auswirkungen gezeigt werden.

Insgesamt und in der Breite sind die Emissionen des Straßenverkehrs über die letzten 25 Jahre ganz erheblich zurückgegangen. Entscheidend war dabei die Wirkung des (durch die Lambda-Sonde) geregelten Katalysators sowie des Partikelfilters für Dieselfahrzeuge. In den 2000er Jahren trugen vor allem Fortschritte bei den Lastkraftwagen, vor allem Partikelfilter sowie Systeme zur Stickoxidreduktion, zur weiteren Emissionsreduktion des Gesamtverkehrs bei. Was Probleme bereitet, sind zeitlich und örtlich hochkonzentrierte Emissionen von sehr spezifischen Abgasen von PKWs mit Dieselmotoren und von Partikeln/Nicht-Abgasen aus dem Straßenverkehr wie Pneus, Bremsen und aufgewirbeltem Staub.

Die Hauptemissionen von Motorabgasen der PKWs sind heute Feinstaub-Partikel und Stickoxide. Partikel mit einem Durchmesser von 10-300 Nanometer gelangen in die Lungenbläschen, können durch die Lungenwand in den Blutkreislauf gelangen und dort Herzinfarkte auslösen. Die Lunge kann nur Partikel größer als 200 Nanometer entfernen. Auf der Oberfläche der Partikel sind chemische Schadstoffe enthalten, die mit ihnen in die Lunge und von dort in den Blutkreislauf transportiert werden. Feinstaub-Partikel können deshalb nicht nur die Atemorgane wie Lunge, Bronchien etc. schädigen. Sie können über die Zeit hinweg auch zu Ablagerungen in den Gefäßen und Organen des Menschen führen und schwere chronische Krankheiten wie Krebs oder Herz-/Kreislauferkrankungen begründen. Dies vor allem dort, wo ohnehin schon Risikofaktoren wie Übergewicht oder Adipositas (Fettleibigkeit), Diabetes etc. vorhanden sind.

Die Stickoxide oxidieren an der Luft zu NO2. NO2 ist ein giftiges, hustenreizendes und potentiell bei Risikogruppen wie Kindern oder Personen mit Atem- und Lungenbeschwerden schädigendes Gas. Es hat eine rotbraune Farbe und einen stechenden, chlorähnlichen Geruch, der aus dem Auspuff eines Dieselmotors ohne genügende Emissionskontrolle deutlich wahrgenommen werden kann. In Verbindung mit Partikel-Emissionen kann Stickoxid bei bestimmten meteorologischen Konstellationen wie unter Sonnenlicht und Absenz von Durchlüftung ferner in der bodennahen Atmosphäre (Troposphäre) hohe sekundäre Feinstaub-Emissionen, Smog und Ozon bilden. Fälschlicherweise wird dies allein oder vor allem dem Diesel zugeschrieben.

Deshalb gibt es nicht das relative einheitliche Bild für das Emissionsverhalten aller Fahrzeuge wie in den 1980er Jahren, sondern ganz erhebliche Unterschiede und Differenzierungen. Grob vereinfacht gibt es heute vier Grundtypen von Fahrzeugen, die sich fundamental in Bezug auf ihr Abgas-Emissionsverhalten unterscheiden. Die folgende Darstellung ist bewusst stilisiert und plakativ gehalten:

  • Zunächst diejenigen Fahrzeuge ohne Emissionsprobleme: Das sind vor allem Benziner, welche keine Direkteinspritzung haben, aber über eine funktionsfähige Reinigung über den geregelten 3-Wege-Katalysator verfügen. Die neueren Abgasnormen wie Euro4 bis Euro6 verkürzten zusätzlich die Kaltstartphase, bei welcher der Katalysator noch nicht wirksam ist. Der Drei-Wege-Katalysator ist praktisch emissionsfrei bei Lambda1 und weist auch eine sehr lange Haltbarkeit auf. Die Mindest-Vorschrift beträgt seit 2009 160.000 km. Aus Sicherheitsgründen verbauen die Hersteller aber Bauteile mit längeren Betriebslaufzeiten. Besonders emissionsarm sind die Mild- oder Vollhybride wie diejenigen von Toyota, welche regelmäßig bei Emissionstests etwa des ADAC die obersten Plätze beanspruchen. Bei einem Teil der Benziner treten allerdings Emissionen bei Volllast auf. Zu den in Bezug auf das Emissionsverhalten problemlosen Fahrzeugen gehören auch die wenigen Alternativen, welche etwa mit Erdgas betrieben werden, oder Elektrofahrzeuge.

 

  • Diesel-PKWs ohne Partikelfilter: Das sind im Wesentlichen Diesel-PKWs, die beide Formen moderner Schadstoff-Emissionen von PKWs absondern: Feinstaub-Partikel (PN) einerseits und Stickstoffdioxide andererseits. Es handelt sich dabei eindeutig um ältere Fahrzeuge unter der Euro1- bis Euro4-Norm sowie die alten ‚Ruß’-Diesel aus der Zeit vor der Direkteinspritzung. Gemäß dem Branchenexperten Axel Friedrich gibt es keine genauen Zahlen über den Bestand der sich im Verkehr befindlichen Diesel-PKWs ohne Partikelfilter. Zur Annäherung können aber praktisch alle Euro1- bis Euro3-Fahrzeuge sowie ungefähr die Hälfte aller Euro4-Fahrzeuge herangezogen werden. Euro5- und Euro6-Fahrzeuge haben alle serienmäßig einen Partikelfilter. Gemäß dieser Hochrechnung wären rund 5 Millionen solcher älteren Diesel-PKWs ohne Partikelfilter noch im Betrieb. Diese Zahl von 5 Millionen PKWs wird in der Diskussion allgemein verwendet.

 

  • Diesel-PKWs mit Partikelfilter: Das sind Fahrzeuge, beginnend seit 2005 unter der Euro4- und vor allem seit 2008 unter der Euro5- und Euro6-Form, welche hauptsächlich Stickoxide weit jenseits der Grenzwerte emittieren, sonst aber die Vorschriften einhalten und insbesondere keine nennenswerten Massen an Feinstaub-Partikel auswerfen. Das ist das Gros der Diesel-Fahrzeuge, die heute unterwegs sind – rund 10 Millionen an der Zahl.

 

  • Benzin-Direkteinspritzer ohne Partikelfilter: Das sind Benziner, welche analog zu den Diesel-Direkteinspritzern wie die meisten Benziner die strengen Emissionswerte einhalten, aber einen schwerwiegenden Mangel aufweisen: Sie verbreiten genau wie ältere Diesel ohne Partikelfilter eine extrem hohe Zahl von Feinstaub-Partikel – vor allem Ultrafeinstaub-Partikel. Das hängt mit dem Verbrennungsverfahren zusammen, bei dem wie beim Diesel mit Luftüberschuss gearbeitet wird. Der herkömmliche Dreikatalysator funktioniert dann nicht mehr. Hinzu kommt, dass der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird und dadurch wie beim Dieselmotor ultrafeine Partikel gebildet werden. Praktisch alle Benzin-Modelle mit direkter Einspritzung sondern im Alltag bisher Partikelzahlen weit jenseits den offiziell erlaubten Werten für Dieselmotoren ab.

Gemäß dem EMPA-Experten Heeb, der ausgiebige RDE-Tests mit solchen Benzin-Direkteinspritzern durchgeführt hat, stoßen diese ‚modernen’ Fahrzeuge eine Anzahl von Feinstaub-Partikel (PN) wie Dieselfahrzeuge ohne Partikelfilter vor 15 Jahren aus: rund 1000 Mal mehr als heutige Euro6-Diesel Fahrzeuge. Es sind also nicht nur ältere und in geringerem Ausmaß neuere Diesel, welche Probleme bereiten, sondern eben auch Benzin-Direkteinspritzer. Eine erhebliche quantitative Bedeutung haben Benzin-Direkteinspritzer bei den Neuzulassungen wie im Bestand seit ungefähr 2009 – und dies vor allem in Deutschland. Obwohl schon 2011 und 2013 der Verkehrsexperte Axel Friedrich für die Deutsche Umwelthilfe nachwies, dass Benzin-Direkteinspritzer extrem hohe Partikel-Emissionen aufweisen, geschah industrieseitig nichts. Der Grund waren Lücken in den Vorschriften. Dabei gibt es eine einfache technische Lösung, welche die Hersteller rund 20-40 Euro pro Fahrzeug gekostet hätte: Die Einführung eines Partikelfilters, der wie bei Dieselmodellen Feinstaub praktisch umfassend beseitigt. Partikelfilter sind erst für neu homologierte 2018er Modelle obligatorisch, welche diesen Herbst auf den Markt kommen. Ab 2019 sollen sie für alle Neuzulassungen allgemein verbindlich werden. Heute gibt es erst ganz wenige Modelle im obersten Preissegment, welche diese Anforderung erfüllen. Insgesamt handelt es sich um rund 6 Millionen Fahrzeuge per Ende 2016 und um rund 7 Millionen Fahrzeuge gegenwärtig.

Die Gruppierung der PKWs in diese vier grundlegenden Emissions-Merkmale kann jetzt kombiniert werden mit der Analyse der Zulassungszahlen und der Fahrzeug-Bestände. Das ergibt dann ein Bild, wie sich die Entwicklung vollzogen hat und was die heutige Risikoexposition für die Bevölkerung ist. Zunächst starten wir mit den Neuzulassungen. Das sind neu produzierte Fahrzeuge, die erstmals zugelassen werden. Für Deutschland stellt sich das Bild seit der Deutschen Einheit in absoluten Zahlen folgendermaßen dar.

Die 1990er Jahre waren die Periode, bei der im Durchschnitt jährlich rund 3 Millionen Benziner mit geregeltem 3-Wege-Katalysator zugelassen wurden. Diese durchschnittlichen Zulassungen waren von ausgeprägten zyklischen Schwankungen überlagert. Der Anteil dieser Motoren mit G-Kat lag im Durchschnitt bei rund 85 Prozent der Gesamtzulassungen – also sehr hoch. Seit 1999 sind die Anzahl und der Anteil der Benzin-PKWs mit G-Kat stetig gesunken – nur kurz unterbrochen von hohen Zulassungen im Jahr 2009. Die Finanzkrise hatte die Bundesregierung über die Verschrottungsprämie zu einer steuerlichen Förderung des Neuwagen-Absatzes veranlasst, von der vor allem Kleinwagen, mit anderen Worten Benziner, profitierten. Ohne diesen außerordentlichen Steuereffekt ist der Anteil der Benziner mit G-Kat an den gesamten Neuzulassungen sehr stetig von rund 85 Prozent 1998 auf 20 Prozent 2016 gefallen.

In den 2000er Jahren begann sich das Bild zu kehren, zuerst langsam, dann in den 2010er Jahren ganz massiv. Als Folge des Abkommens der Europäischen Union mit der Autohersteller-Vereinigung ACEA 1998 sowie der Common-Rail-Technologie nahm der Anteil der Diesel-Neuzulassungen auch in Deutschland schlagartig zu: von rund 15 Prozent in den 1990er Jahren auf bereits 40 Prozent im Jahre 2003 und weiter auf rund 45-50 Prozent in den 2010er Jahren. Dabei müssen drei Perioden grundlegend unterschieden werden. Bis einschließlich 2003 waren es fast ausschließlich Modelle ohne Partikelfilter, von 2004 bis 2008 zunehmend abgelöst durch Modelle mit Partikelfiltern, die seither – Ausnahmejahr 2009 – einen Anteil von rund 45-50 Prozent an den Neuzulassungen haben. Diese Modelle haben einen unverändert hohen Stickoxid-Ausstoß praktisch bis heute.

Doch auch die Feinstaub-Emissionen (Anzahl ultrafeiner Partikel, PN) blieben trotz Partikelfilter bei den Diesel-Modellen hoch. Deren Rolle übernahmen die Benzin-Direkteinspritzer ohne Partikelfilter, die pro Fahrzeug genauso viele Partikelteilchen freisetzen wie Dieselmotoren ohne Partikelfilter. Von wenigen Jahren zwischen 2006 und 2012 abgesehen, emittierten immer rund 30 Prozent der neu zugelassenen PKWs sehr hohe Feinstaub-Konzentrationen. Auch in diesen Jahren waren es immer mindestens 15 Prozent der Fahrzeuge.

In den 2000er Jahren kombinieren sich also erhöhte Emissionen von Stickstoffdioxiden (NO2) und Feinstaub-Partikeln (PN) bei den Neuzulassungen. In gewisser Hinsicht sind die letzten paar Jahre sogar die schlimmsten des Jahrhunderts, weil über 70 bis gegenwärtig 80 Prozent der neuzugelassenen Fahrzeuge sehr hohe spezifische Emissionen aufweisen.

Nun wollen wir aufzeigen, wie sich dies für den PKW-Bestand ausgewirkt hat. Die Neuzulassungen verändern ja nur Jahr für Jahr den Bestand – zusammen mit Stilllegungen und Außerbetriebssetzungen.

Deutschland: PKWs mit identifizierbaren Emissionsproblemen. (Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt, DIW / Verkehr in Zahlen, ICCT, eigene Berechnung)

Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt, DIW / Verkehr in Zahlen, ICCT, eigene Berechnung

Aufgrund der hohen Neuzulassungen an PKWs mit G-Kat und der Stilllegungen/Außerbetriebssetzungen die 1990er Jahre eine einsame Periode der Verbesserung der Luftqualität durch die PKWs. Der ganz große Teil des Fahrzeugbestandes ohne G-Kat wurde ersetzt durch Modelle mit G-Kat, die ihrerseits den größten Teil der Emissionen eliminierten. Auch bei den Dieselmotoren erfolgte in dieser Zeit eine gewisse Verbesserung, indem die Partikelmasse durch die Direkteinspritztechnik reduziert wurde.

Während der Jahre 2001 bis 2005 stagnierte die Anzahl der Fahrzeuge mit hohen spezifischen Emissionen auf niedrigem Niveau und nahm seither kontinuierlich zu – quasi zurück zum Niveau der frühen 1990er Jahre. Heute sind wir praktisch auf dem gleichen Niveau wie in Ende der 1980er oder zu Beginn der 1990er Jahre. Nur haben sich die Emissionen verschoben. Heute sind PKWs mit starkem Ausstoß von Stickoxiden und Ultra-Feinstaub dominant. Sie repräsentieren die Hälfte des gesamten Fahrzeugbestandes.

Die Luftverschmutzung Ende der 1980er Jahre betraf ein breites Spektrum von Emissionen: Schwermetalle wie Blei, Kohlenwasserstoffe wie Benzol, flüchtige Gase wie Kohlenmonoxid, Schwefel- und Stickoxide und grobe Rußpartikel. Heute konzentrieren sich die Emissionen auf zwei Formen: Stickoxide und Feinstaub-Partikel. Letztere werden sowohl in Diesel- wie in Benzindirekteinspritzern ohne Partikelfilter gleichermaßen an die Umwelt abgegeben. Sie betreffen rund 10 Millionen Fahrzeuge. Und 15 Millionen emittieren hohe Mengen von Stickoxiden, wobei die älteren Diesel ohne Partikelfilter beide Emissionsformen aussondern.

Diese grafische Präsentation der Emissionen ist anders als in Standard-Darstellungen. Dort wird sie üblicherweise nach Emissionsklassen aufgezeigt, also von Euro1 bis Euro6. Da die Grenzwerte mit jeder neuen Emissionsklasse immer niedriger lagen, wird dadurch latent und direkt suggeriert, dass sich die Zustände verbessert hätten. Das ist aber nicht wahr – ganz im Gegenteil. Die Emissionen von Stickoxiden und von Feinstaub pro Fahrzeug sind bei PKWs seit 2000 angestiegen und nicht gefallen. Und die Zahl betroffener Fahrzeuge hat sich stark ausgeweitet. Deutschland ist in einer echten und nicht nur herbeigeredeten Umweltkrise des Straßenverkehrs.

Diese Zahlen zeigen allein schon auf, dass die geplanten Maßnahmen beim Dieselgipfel in der Größenordnung um Dimensionen zu klein geraten und vor allem an den wirklichen Emissionsproblemen vorbeikonzipiert sind. Eine Fahrzeug-Kategorie mit sehr starken Emissionen, die heute über 7 Millionen Benzin-Direkteinspritzer ohne Partikelfilter, sind vergessen oder besser verschwiegen worden. Es sind immerhin deutlich mehr Fahrzeuge wie Diesel ohne Partikelfilter. Die Stickoxid-Problematik betrifft rund 15 Millionen Fahrzeuge. Sie ist mit einem Software-Update für 5 Millionen Autos nicht einmal anzukratzen, weil die kritischen Wintermonate mit Temperaturen nicht betroffen sind. Das Schlimmste an den vorgeschlagenen Maßnahmen betrifft aber die Neukäufe mit Eintauschprämien. 2017 und 2018 wird sich die Zahl der Fahrzeuge mit sehr starken Emissionen nochmals wesentlich erhöhen. Im Total werden die 25 Millionen wie zu Beginn der 1990er Jahre erreicht werden. Und diese neuzugelassenen Fahrzeuge werden nachher für 15 bis 20 Jahre die Straßen verpesten.

Heute gibt es wie damals beim geregelten Katalysator die Technologie, um die Emissionen praktisch vollständig zu beseitigen. Es ist nicht eine Sache des Dieselmotors, der Benzin-Direkteinspritzung, sondern der imperfekten Abgasreinigung. Die Komponenten dafür sind bekannt und sind erprobt, wurden von den Herstellern aus Kostengründen aber nicht verbaut. Beim Diesel wären sie absolut dazu verpflichtet gewesen, weil die Anforderung von der EU-Kommission bezüglich NOx-Grenzwerten nicht nur für den Prüfstand, sondern im realen Betrieb formuliert war. Benötigt wird die Kombination eines Speicher-Katalysators, eines SCR-Kat mit einem Harnstoff-Tank, der ausreichend groß dimensioniert ist, und einer angepasste Software. Diese Abgasreinigung ist aufwendig, was den Diesel gegenüber Benzinmotoren zusätzlich verteuert. Beim Benzin-Direkteinspritzer wird ein einfacher Partikelfilter benötigt, der kostengünstig ist. Beide Komponenten können problemlos nachträglich eingebaut werden.

Solche wirksamen Abgas-Reinigungssysteme bei Dieselmotoren für den nachträglichen Einbau werden heute von renommierten Abgas-Spezialisten wie Faurecia oder Twintec angeboten. Sie sind vom Abgas-Experten Axel Friedrich in RDE-Tests und vom ADAC geprüft worden. Die Bilanz ist eindeutig: Sie eliminieren 90-95 Prozent der Stickoxide. Die Lösung von Twintec kostet 1500-2000 Euro, aber deutlich weniger, wenn sie zusätzlich mit Originalteilen des Herstellers in Großserie gebaut werden kann. Die Preise für die Lösung von Faurecia sind nicht bekannt. Bei beiden Lösungen unterbieten Euro5-Diesel sogar die strengeren Euro6-Grenzwerte im realen Betrieb bei weitem. Weitere Systeme anderer Anbieter werden folgen.

Bei Benzin-Direkteinspritzern genügt nach Auskunft von Axel Friedrich, der umfängliche Messungen durchgeführt hat, der Einbau eines einfachen Partikelfilters von 20-40 Euro. Nachträglich eingebaut verteuert sich die Lösung auf 200-300 Euro pro Fahrzeug.

Die Situation ist wie 1984 beim 3-Wege-Katalysator oder 2006 beim Diesel-Partikelfilter. Ohne Druck machen die Autohersteller nichts. Dabei hätte die Bundesregierung alles in der Hand. Sie könnte von der Gesetzeslage her sehr hohe Bußen, unter Umständen in Milliardenhöhe, wegen des Betrugs verhängen und hat damit ein machtvolles Druckmittel in der Hand. Sinnvoll wäre es, darauf zu verzichten, wenn die Hersteller im Gegenstück die umfassende Nachrüstung mit Hardware-Komponenten und Software vornehmen. Sie wären durch den Prestige-Verlust und die erhöhten Kosten gegenüber einer Erst-Ausrüstung genug gestraft. Umgekehrt würde ihnen diese Nachrüstung die verlorengegangene Reputation wiederherstellen. Ohne dies laufen sie Gefahr, in eine existentielle Industriekrise hineinzurutschen.

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