Vorwürfe der Umwelthilfe: Hat auch BMW manipuliert?
BMW trickst bei Abgaswerten – das sagt die Deutsche Umwelthilfe (DUH). Der private Verein wirft dem Autobauer vor, eine Abschalteinrichtung in der Abgasreinigung eines Modells zu verwenden. Basis für den Vorwurf sind eigene Messungen mit einem Diesel-BMW, bei dem deutliche höhere Abgaswerte als im Labortest festgestellt wurden. Die wichtigsten Antworten im Überblick:
Was wirft die DUH BMW vor?
In den vergangenen Monaten hat die DUH in Zusammenarbeit mit dem ZDF-Verbrauchermagazin WISO, anderen Prüfinstitutionen und einem Software-Experten im ihrem eigenen Emissions-Kontroll-Institut (EKI) die Abgasemissionen eines BMW 320d untersucht. Der Wagen des Baujahrs 2016 – also nach dem Bekanntwerden des Dieselskandals bei Volkswagen im September 2015 gebaut – soll dabei den Stickoxid-Grenzwert von 80 Milligramm pro Kilometer überschritten haben. Laut dem „Tagesspiegel“, der ebenfalls mit der DUH kooperiert, soll der Ausstoß bei Messungen auf der Straße bis zu sieben Mal so hoch gelegen haben wie im Labortest nach dem Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ). Auch innerhalb der Straßenmessungen soll es große Unterschiede beim NOx-Ausstoß gegeben haben.
Im Gegensatz zu früheren Anschuldigungen gegen Autobauer wird die DUH dieses Mal sehr konkret: Die Analyse der Motorsteuerung habe ergeben, dass die Software die Abgasrückführung bereits ab einer Drehzahl von 2000 Umdrehungen pro Minute herunterfahre und ab 3500 Umdrehungen komplett abschalte.
Bei einer Pressekonferenz in Berlin sagte DUH-Geschäftsführer Jürgen Resch, dass der Verein auf eine technische Überprüfung der Modelle dränge. „Die vorliegenden Messergebnisse sind sehr klare Indizien dafür, dass hier unzulässige Abschalteinrichtungen in der Motorsteuersoftware vorhanden sind“, sagte Resch. „Diese müssten komplett entfernt werden.“ Resch kündigte an, den zuständigen Behörden die Untersuchungsergebnisse der DUH zu übergeben. Zudem forderte er „eine Überprüfung und gegebenenfalls Entzug der Typgenehmigung und einen amtlichen Rückruf für alle Fahrzeuge, die über eine illegale Abschalteinrichtung verfügen.“
Was sagt BMW dazu?
BMW erklärte, seine Fahrzeuge entsprächen grundsätzlich „den jeweils gültigen gesetzlichen Vorschriften“ und seien seien nicht manipuliert. „Es gibt bei der BMW Group keinerlei Aktivitäten und technische Vorkehrungen, den Prüfmodus zur Erhebung von Emissionen zu beeinflussen – das heißt, dass unsere Abgas-Systeme sowohl auf dem Prüfstand wie auch in der Praxis aktiv sind“, teilte BMW weiter mit. BMW betonte, der TÜV Süd habe bereits 2015 ein technisch identisches Modell getestet und dabei keine Eingriffe festgestellt.
Welche Schadstoffe im Abgas stecken
Stickoxide (allgemein NOx) gelangen aus Verbrennungsprozessen zunächst meist in Form von Stickstoffmonoxid (NO) in die Atmosphäre. Dort reagieren sie mit dem Luftsauerstoff auch zum giftigeren Stickstoffdioxid (NO2). Die Verbindungen kommen in der Natur selbst nur in Kleinstmengen vor, sie stammen vor allem aus Autos und Kraftwerken. Die Stoffe können Schleimhäute angreifen, zu Atemproblemen oder Augenreizungen führen sowie Herz und Kreislauf beeinträchtigen. Pflanzen werden dreifach geschädigt: NOx sind giftig für Blätter und sie überdüngen und versauern die Böden. Außerdem tragen Stickoxide zur Bildung von Feinstaub und bodennahem Ozon bei.
Kohlendioxid (CO2) ist in nicht zu großen Mengen unschädlich für den Menschen, aber zugleich das bedeutendste Klimagas und zu 76 Prozent für die menschengemachte Erderwärmung verantwortlich. Der Straßenverkehr verursacht laut Umweltbundesamt rund 17 Prozent aller Treibhausgas-Emissionen in Deutschland – hier spielt CO2 die größte Rolle. Es gibt immer sparsamere Motoren, zugleich aber immer größere Autos und mehr Lkw-Transporte. Außerdem mehren sich Hinweise darauf, dass Autobauer nicht nur bei NOx-, sondern auch bei CO2-Angaben jahrelang getrickst haben könnten.
Bei der Treibstoff-Verbrennung in vielen Schiffsmotoren fällt auch giftiges Schwefeldioxid (SO2) an. In Autos und Lkws entsteht dieser Schadstoff aber nicht, was am Kraftstoff selbst liegt: Schiffsdiesel ist deutlich weniger raffiniert als etwa Pkw-Diesel oder Heizöl und enthält somit noch chemische Verbindungen, die bei der Verbrennung in Schadstoffe umgewandelt werden.
Winzige Feinstaub-Partikel entstehen entweder direkt in Automotoren, Kraftwerken und Industrieanlagen oder indirekt durch Stickoxide und andere Gase. Die Teilchen gelangen in die Lunge und dringen in den Blutkreislauf ein. Sie können Entzündungen der Atemwege hervorrufen, außerdem Thrombosen und Herzstörungen. Der Feinstaub-Ausstoß ist in Deutschland seit Mitte der 1980er Jahre deutlich gesunken. Städte haben Umweltzonen eingerichtet, um ihre Feinstaubwerte zu senken.
Feinstaub entsteht aber nicht nur in den Motoren. Auch der Abrieb von Reifen und Bremsen löst sich in feinsten Partikeln. Genauso entstehen im Schienenverkehr bei jedem Anfahren und Bremsen feiner Metallabrieb an den Schienen. All das landet ebenfalls als Feinstaub in der Luft.
Katalysatoren haben die Aufgabe, gefährliche Gase zu anderen Stoffen abzubauen. In Autos wandelt der Drei-Wege-Kat giftiges Kohlenmonoxid (CO) mit Hilfe von Sauerstoff zu CO2, längere Kohlenwasserstoffe zu CO2 und Wasser sowie NO und CO zu Stickstoff und CO2 um. Der sogenannte Oxidations-Kat bei Dieselwagen ermöglicht jedoch nur die ersten beiden Reaktionen, so dass Dieselabgase noch mehr Stickoxide enthalten als Benzinerabgase. Eingespritzter Harnstoff („AdBlue“) kann das Problem entschärfen: Im Abgasstrom bildet sich so zunächst Ammoniak, der anschließend in Stickstoff und Wasser überführt wird.
Zum Straßentest der Umwelthilfe erklärte das Unternehmen, es nicht für aussagekräftig zu halten, „beliebige Straßentests mit willkürlich gewählten Teilabschnitten eines Rollentests zu vergleichen und daraus plakativ hohe Abweichungsfaktoren zu erheben“. Um valide Vergleiche anstellen zu können, seien deutlich längere Streckenabschnitte sowie eindeutig bestimmbare Randbedingungen nötig. „Wenn ein Tester bewusst und zielgerichtet untypische Fahrweisen im Randbereich erzwingt, dann hat das Züge einer gezielten Kampagne“, sagte Vorstandsmitglied Klaus Fröhlich.
Was bringt die Abgasrückführung?
Bei Dieselmotoren ist die Abgasrückführung eine der wichtigsten Maßnahmen zur Senkung der Stickoxidemissionen. Die Technik macht genau das, was der Name suggeriert: Ein Teil der Abgase wird zurückgeführt und nochmals in dem Motor verbrannt. Das senkt die Verbrennungstemperatur im Zylinder. Zusammen mit weiteren Effekten führt das dazu, dass weniger Stickoxide entstehen. Hohe Abgasrückführraten führen also zu weniger NOx-Emissionen. Die Kehrseite: Dann steigt der Ausstoß an Rußpartikeln stark an. Die genaue Menge des rückgeführten Abgases ist immer ein Kompromiss zwischen NOx- und Partikelausstoß.
Wie die Adblue-Technik funktioniert
Verbrennt Diesel in Motoren, entstehen Rußpartikel und Stickoxide. Die Partikel dringen in die Lunge ein und können Krebs verursachen, Stickoxide reizen die Schleimhäute der Atemwege und Augen und erhöhen das Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle. Sie fördern zudem die Ozonbildung. Damit möglichst wenig der Schadstoffe in die Umwelt gelangt, werden in modernen Fahrzeugen die Abgase in zwei oder drei Stufen gereinigt – zumindest in der Theorie.
Ist die Verbrennungstemperatur im Motor hoch, entstehen wenig Partikel, aber viel Stickoxide. Bei niedrigen Temperaturen ist es umgekehrt.
Der erste Katalysator filtert rund 95 Prozent der Rußpartikel heraus.
Sensoren messen die Stickoxidkonzentration im Abgas. Die Kontrolleinheit spritzt entsprechend Adblue (Harnstofflösung) in den zweiten Katalysator.
Das Adblue reagiert im zweiten Katalysator – das Verfahren heißt selektive katalytische Reduktion (SCR) – zu harmlosem Wasser und Stickstoff. Mehr als 95 Prozent der Stickoxide werden so entfernt.
Nicht alle modernen Dieselfahrzeuge verfügen über die effektive, aber teure Adblue-Technik. Eine Alternative ist der NOx-Speicherkatalysator. Darin werden auf Edelmetallen wie Platin und Barium die Stickoxide gespeichert. In regelmäßigen Abständen wird der Speicherkatalysator freigebrannt, dabei werden die Stickoxide zu unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffen – und/oder Kohlenstoffmonoxid – weiter reduziert. Zum Teil werden auch SCR- und NOx-Speicherkatalysatoren kombiniert – wie etwa im BMW X5.
Bei hoher Motorlast – also Vollgas – steigt der Rußpartikelausstoß ohnehin an. In diesen Momenten regelt die Software die rußfördernde Abgasrückführung zurück, um die Emission an Rußpartikeln zu begrenzen. Das von der DUH festgestellte Verhalten der BMW-Motorsteuerung ist also nicht ungewöhnlich. Die entscheidende Frage ist, bei welchen Drehzahlen abgeregelt wird – ob bereits übervorsichtig früh, oder erst bei den hohen Drehzahlen. Ob das nun ein Defeat Device ist, oder einfach nur eine Praxis, um die verschiedenen Schadstoffe in der Waage zu halten, ist damit auch nicht beantwortet.
Was bei BMW anders ist als bei VWs Dieselgate
Ist der Vorwurf technisch mit dem VW-Betrug vergleichbar?
Nein, nicht direkt. Bei Volkswagen ging es vor allem um die Abgasnachbehandlung mit AdBlue – ein System, das ergänzend zu der Abgasrückführung eingesetzt wird. Bei AdBlue zersetzt eine Chemikalie die Stickoxide, bevor sie in die Umwelt gelangen. Die notwendige Technik ist aber recht teuer, zudem muss regelmäßig die AdBlue-Chemikalie nachgefüllt werden. Eine andere Technologie ist der NOx-Speicherkat. In diesem Katalysator werden die Stickoxide eingefangen und regelmäßig verbrannt. Teilweise werden auch die AdBlue- und Speicherkat-Technologie kombiniert. Das macht auch BMW, das bislang relativ sauber durch den Abgasskandal gekommen ist.
Normzyklen in der Übersicht
Der Neue Europäische Fahrzyklus (New European Driving Cycle) stammt im Kern aus den 1970er Jahren. In einem knapp 20-minütigen Prüfstandslauf werden Verbrauch und Abgase gemessen. Das Fahrprofil gilt allerdings als überholt, zudem gibt es viel Spielraum für unrealistische Optimierungen, etwa Leichtlauföle, zu hoher Reifendruck, eine abgeklemmte Batterie (um das Nachladen zu verhindern) oder spezielle Sturz- und Spureinstellungen der Räder, die nicht mit dem Serienzustand übereinstimmen.
Die Worldwide harmonized Light Vehicles Test Procedure (WLTP) soll realitätsnähere Angaben als der NEFZ liefern. Zum einen werden Durchschnitts- und Höchstgeschwindigkeit auf dem Prüfstand erhöht, die Standzeiten verkürzt, der Prüfstandslauf an sich verlängert. Zum anderen werden Sonderausstattungen beim Fahrzeuggewicht und Strombedarf berücksichtigt. Die Klimaanlage bleibt jedoch abgeschaltet. Experten rechnen mit bis zu 25 Prozent höheren Werten als im NEFZ.
Bereits vor dem Abgasskandal hat die EU-Kommission beschlossen, Emissionen mit mobilen Messgeräten nicht nur auf dem Prüfstand, sondern auch auf der Straße zu messen. Die Real Driving Emissions (RDE) werden ab September 2017 erhoben – allerdings eher als Kontrolle der Prüfstandwerte. Diese gelten übrigens nicht für den RDE: Zur Einführung dürfen die Autos den Grenzwert um 110 Prozent überschreiten (Faktor 2,1), ab Januar 2020 noch um 50 Prozent.
Wie hat die DUH getestet?
Insgesamt hat die DUH nach eigenen Angaben fünf BMW untersucht, davon vier mit dem besagten Vierzylinder-Dieselmotor. Alle sollen in den Tests vergleichbare NOx-Werte gezeigt haben. Die Autos wurden von verschiedenen Fahrern auf einer Teststrecke von 31,5 Kilometern auf öffentlichen Straßen im Südwesten von Berlin getestet. Zunächst fuhren die Prüfer nach eigenen Angaben den EU-Verbrauchszyklus NEFZ nach. Der NEFZ-Test gilt bereits länger als praxisfern, sein Fahrprofil ist recht langsam. Aus diesem Grund hat die DUH den Test mit einer zehn Prozent angehobenen Geschwindigkeit wiederholt, um ein praxisnäheres Ergebnis zu erhalten. Das getestete Auto war ein Mietwagen – damit wollte die DUH sicherstellen, dass der Wagen nicht vom Hersteller manipuliert wurde.
Verbrenner, Elektro, Brennstoffzelle: Antriebstechniken im Vergleich
Der vor allem in Deutschland populär gewordene Antrieb, 1892 von Rudolf Diesel zum Patent angemeldet, gilt als Jahrhundert-Erfindung. Er schuf eine Grundlage für den modernen Auto-, Schiffs- und Schienenverkehr.
Der Diesel heißt auch Selbstzünder, weil sich der unter hohem Druck in den Zylinder eingespritzte Kraftstoff von allein entflammt. Viele solcher Motoren sind daher im Vergleich zu Benzinern mit ähnlicher Leistung effizienter. Und ihr Verbrauch ist tendenziell geringer. Deshalb stoßen Diesel oft geringere Mengen des Klimagases Kohlendioxid (CO2) aus.
Dafür sind die Emissionen von Luftschadstoffen wie Stickoxiden (NOx) höher - ein Problem, das die Industrie durch moderne Katalysatoren-Technik eindämmen will. So verringert etwa die Beimischung des harnstoffhaltigen AdBlue den NOx-Anteil, es entstehen harmloser Stickstoff und Wasser.
Dies ist der klassische Benziner, der seinen Namen dem Co-Erfinder Nicolaus August Otto verdankt. Im Gegensatz zum Diesel benötigt er gesonderte Zündkerzen, durch die das zerstäubte Treibstoffgemisch zur Explosion gebracht wird.
Bei vergleichbarer Stärke haben insbesondere ältere Benziner einen geringeren Wirkungsgrad als der selbstzündende Diesel – also ein ungünstigeres Verhältnis zwischen am Ende nutzbarer und zuvor eingesetzter Energie. Moderne Varianten sind aber deutlich effizienter. Der Trend zum „downsizing“ brachte kleinere Hubräume in den Zylindern bei zugleich höherer Leistung.
Die (Super-)Kraftstoffe sind wie beim Diesel Gemische aus mehreren Kohlenwasserstoffen, die aus Erdöl durch Verarbeitung gewonnen werden. Ihre Zusammensetzung ist jedoch anders. Benziner-Typen, in denen die Verbrennung nicht so effizient läuft, haben tendenziell einen höheren CO2-Ausstoß.
Das Funktionsprinzip ist dasjenige der übrigen Verbrennungsmotoren, nur dass hier Luft und Erdgas – anstelle von Luft und flüssigem Sprit – im Zylinder gezündet werden. Die Gase reagieren dabei oft „sauberer“ und effizienter, so dass viele Gasmotoren eine gute Umweltbilanz aufweisen.
Einige Fahrzeuge laufen auch mit Autogas (LPG), manche können wahlweise mit Gas oder mit herkömmlichem Sprit fahren.
Er braucht keine flüssigen oder gasförmigen Treibstoffe, sondern erzeugt seine Antriebskraft aus einer mitgeführten Batterie. Die muss regelmäßig neu aufgeladen werden. Elektrische Energie wird hier also direkt in Bewegungsenergie umgewandelt.
Das Problem: Günstigere Batterien bringen heute noch keine großen Reichweiten. Und generell sind E-Autos bisher relativ teuer. Manche Hersteller wollen nun auch Modelle unterhalb der Oberklasse anbieten, die schon einige hundert Kilometer schaffen. Während es in Großstädten dichte Ladenetze gibt, ist die Abdeckung auf dem Land noch dünn.
Beim Elektromotor entstehen keine Emissionen, weil er keine Treibstoffe verbrennt. In der Ökobilanz ist aber zu beachten, dass auch die Art der Erzeugung des eingespeisten Stroms (erneuerbare oder fossile Quellen) sowie die Rohstoffe für Batterie und Motor (etwa Seltene Erden) berücksichtigt werden müssen.
Er kombiniert einen E-Antrieb, der meist im unteren Leistungsbereich läuft, mit einem Verbrenner, der sich zuschaltet.
Es gibt auch hier mehrere Formen. Manche Hybride gewinnen den Strom für den Elektromotor während des Fahrens – etwa durch die Nutzung der Energie, die beim Bremsen entsteht (Rekuperation). Beim Plug-in-Hybrid wird die Batterie wie bei einem reinen E-Fahrzeug per Stecker aufgeladen.
Er ist eine besonders einfache und zugleich umweltfreundliche Antriebsart. Grundprinzip ist meist die Verbrennung von Wasserstoff (H) mit Sauerstoff (O) zu Wasser – also das, was der Chemielehrer „Knallgas-Reaktion“ nennt. Im Brennstoffzellen-Auto läuft dies aber kontrolliert ab. Die erzeugte Energie treibt einen Elektromotor an.
Der Vorteil: Außer Wasserdampf, der ein natürliches Treibhausgas ist, kommt nichts aus dem Auspuff.
Nachteile: Die Technik ist bisher recht teuer. Und wie beim E-Auto muss man sich die gesamte Energiebilanz ansehen. Reinen Wasserstoff gibt es auf der Erde wenig, man muss ihn erst – oft durch starke Energiezufuhr von außen – aus Verbindungen lösen. Dabei kann dann CO2 entstehen. Es gibt jedoch auch Brennstoffzellen-Fahrzeuge, die mit dem einfachen Alkohol Methanol fahren. Ein Problem ist das noch dünne Tankstellen-Netz.
Was sind die Messergebnisse?
Im Schnitt lag der BMW 320d bei den DUH-Tests bei 212 Milligramm NOx pro Kilometer. Bei allen acht Messungen soll er über dem Grenzwert von 80 Milligramm gelegen haben. Laut der DUH war die Streuung der Messergebnisse auffällig: Bei NEFZ-Tempo kam der Wagen auf 182 Milligramm, mit zehn Prozent höherem Tempo aber schon auf durchschnittlich 470 Milligramm. Zu dem Partikelausstoß hat die DUH keine Angaben gemacht.
Seit zwei Jahren redet die Branche über Abschalteinrichtungen. Warum kommt der Vorwurf erst jetzt?
Die DUH ist ein privater Verein, der nur über begrenzte finanzielle Mittel verfügt. Sie kann also nicht sofort jeden Neuwagen testen. Zudem will die DUH auch neuere Euro-6-Modelle testen und nicht nur die Euro-5-Fahrzeuge, die im Zentrum des VW-Skandals stehen.
Mit Material von Reuters