Für Autofans ist es eine wichtige Frage: Wer hat den Schnellsten? Mit Power-Modellen wie Audi RS4, Mercedes-AMG C63 und BMW M3 wollen deutsche Autobauer nicht nur beweisen, wie gut sie die Technologie beherrschen. Schließlich erfordert es viel Know-how, aus einem Familienkombi oder einer Vertreter-Schleuder einen rassigen Sportwagen zu bauen.
Viel mehr noch als ein Vergleichstest für Petrolheads sind die sportlichen Topmodelle Imageträger. Mit M, AMG und Co. wollen die Autohersteller ihre braven Limousinen emotional aufladen und den Fahrern etwas Rennsport-Feeling vermitteln.
Doch gerade in München scheint der Imageträger zum Imagedesaster zu werden: BMW nimmt den M3 im August aus dem Programm. Ersatzlos. Der Grund für den Verkaufsstopp der Sportwagen-Institution hat einen komplizierten Namen: Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Procedure, kurz WLTP.
Hinter dieser Bezeichnung verbirgt sich ein neuer Testzyklus, der den alten NEFZ-Test, mit dem bisher die Normverbräuche und Emissionen gemessen werden, ablöst. Ab dem 1. September 2018 ist der neue Messzyklus in Deutschland obligatorisch. Die WLTP-Verbrauchsangaben sollen realistischer sein – und damit in der Regel auch deutlich höher. Um bis zu 20 Prozent werden die Werte steigen, schätzt etwa der Verband der Automobilhersteller (VDA). Und damit hat BMW offenbar bei einigen Modellen ein Problem.
M3 wird nicht mit Partikelfilter ausgerüstet
Der M3, der aus seinem drei Liter großen Reihensechszylinder je nach Variante zwischen 431 und 460 PS herauskitzelt, schafft nach dem neuen Messzyklus den Grenzwert für die Partikelemission nicht mehr. Die Euro-6c-Norm, die ebenfalls zum 1. September in Kraft tritt, erlaubt noch 600 Milliarden Feinstaub-Partikel pro Kilometer (im Fachjargon wird die Partikelanzahl PN genannt). Das würde der M3 nur noch mit einem Partikelfilter schaffen – den er aber weder hat noch bekommen wird.
Denn ein einfaches Nachrüsten ist nicht möglich. Das liegt daran, dass Partikelfilter sehr große Bauteile sind. Bei einem fertig entwickelten Auto ist es kompliziert, so etwas nachträglich unterzubringen, erst recht im Motorraum oder bei der Abgasanlage unter dem Auto, wo der Platz knapp ist.
Die wichtigsten Unterschiede zwischen NEFZ und WLTP
NEFZ: Leergewicht plus 100 Kilogramm
WLTP: Leergewicht plus 100 Kilogramm plus Ausstattung, keine Klimaanlage
NEFZ: Weniger als 3.000 Kilometern
WLTP: Zwischen 3.000 und 15.000 Kilometern
NEFZ: Durchschnittlich 4 kW / 5,4 PS. Maximal: 34 kW / 46 PS
WLTP: Durchschnittlich 7 kW / 9,5 PS. Maximal: 47 kW / 64 PS
NEFZ: 25 Prozent
WLTP: 13 Prozent
NEFZ: 11 Kilometer
WLTP: 23,25 Kilometer
NEFZ: 20 Minuten
WLTP: 30 Minuten
NEFZ: 120 km/h
WLTP: 131 km/h
NEFZ: 34 km/h
WLTP: 46 km/h
NEFZ: Fixe Schaltpunkte
WLTP: Fahrzeugspezifisch
NEFZ: Nicht definiert
WLTP: Fahrzeugspezifisch
NEFZ: Nicht definiert
WLTP: Fahrzeugspezifisch
NEFZ: 20 bis 30 Grad
WLTP: 14 / 23 Grad
NEFZ: Nicht definiert
WLTP: Darf vor dem Zyklus nicht geladen werden
NEFZ: Nein
WLTP: Ja
NEFZ: Kalt
WLTP: Kalt
NEFZ: Keine
WLTP: Drei Gewichts-/Leistungsklassen:
- bis 22 Watt pro Kilogramm,
- bis 34 Watt/kg und
- ab 35 Watt/kg. In der EU übliche Fahrzeuge gehören fast ausschließlich der Klasse drei an.
NEFZ: 14
WLTP: 9
Wie knapp, zeigt sich beim Schwestermodell M4 (Cabrio und Coupé), das von BMW nachgerüstet wird. Als die Münchner 2013 die aktuelle Generation von M3 und M4 vorstellte, wurde eine Leichtbaumaßnahme von BMW immer wieder hervorgehoben: Eine Kardanwelle – also das Teil, dass die Antriebskraft des vorne eingebauten Motors an die angetriebene Hinterachse überträgt – aus Kohlefaser ersetzte das 2,5 Kilo schwerere Stahl-Bauteil. Das leichtere und steifere Bauteil verringere außerdem die rotierenden Massen und verbessere deshalb die Dynamik des Antriebsstrangs, so BMW damals.
Doch schon im Herbst 2017 folgte der Rückschritt: Seitdem wurde alle M3 und M4 wieder mit der schweren Stahl-Kardanwelle ausgeliefert. „Diese Maßnahme schafft die technische Voraussetzung, um zukünftig geltende, gesetzliche Emissionsanforderungen erfüllen zu können“, hieß es. Die „technische Voraussetzung“ liegt schlicht im Durchmesser: Das Kohlefaserrohr ist außen 84 Millimeter dick, das Stahlteil an einigen Stellen nur 56 Millimeter. Der geringere Durchmesser schafft Platz, um einen Partikelfilter unterzubringen.
Wie der neue Messzyklus realistischere Werte liefert
Getestet werden im aktuellen Verfahren NEFZ jeweils die Basismodelle eines Fahrzeugtyps – ohne gefragte Extras wie Sitzheizungen, Navis oder Klimaanlagen, die Gewicht und Verbrauch erhöhen. Der kommende Messzyklus WLTP fordert dagegen, durchschnittlich ausgestattete Fahrzeuge zu testen.
Bisher schicken die Hersteller ihre Fahrzeuge mit voll geladener Batterie in den Test und vermeiden, dass die Lichtmaschine diese im Verlauf der Testfahrt wieder auflädt und dabei Motorleistung frisst. Durch den Trick würde der Wagen im Alltag nach wenigen Kilometern mit leerer Batterie liegen bleiben; er soll künftig nicht mehr möglich sein.
Der Testzyklus NEFZ lässt Autos 26 Sekunden Zeit, um im Kriechgang von null auf 60 Kilometer pro Stunde zu beschleunigen. Ein moderner durchschnittlicher Golf von Volkswagen ist in weniger als zehn Sekunden 100 Kilometer pro Stunde schnell. Die simulierte Autobahnfahrt dauert derzeit nur 400 Sekunden lang und endet bei 120 Kilometern pro Stunde. Dies entspricht zwar der Höchstgeschwindigkeit vieler Länder in Europa, es blendet aber aus, dass Ottomotoren bei höherem Tempo mit zusätzlichem Kraftstoff im Zylinder gekühlt werden müssen, um Motorschäden zu verhindern. Das treibt den Verbrauch bei schnelleren Autobahnpassagen steil nach oben. Der neue WLTP-Zyklus erhöht das Durchschnittstempo um 38 Prozent und die Spitzengeschwindigkeit auf 131 km/h.
Bisher steht das Messfahrzeug rund 20 Prozent des Normzyklus still – dadurch haben Spritspartechniken wie das Start-Stopp-System auf dem Prüfstand einen überproportionalen Effekt. Umso mehr, weil der städtische Fahrmodus mit viel Stop-and-go-Verkehr gegenüber anderen Fahrsituationen übergewichtet ist. In Zukunft geht der Verbrauch bei Fahrten auf Land- und Schnellstraßen sowie Autobahn gleichberechtigt in die Messung ein.
Heute begünstigt das Messverfahren Hybridfahrzeuge doppelt. Zum einen, weil sie einen kürzeren Messzyklus durchlaufen müssen – eine gut elf Kilometer lange Kombination aus Stadt- und Überlandfahrt, die sie je einmal mit Elektro- und dann mit Verbrennerantrieb durchfahren. Zum anderen, weil die elektrische Runde, in der kein Sprit verbraucht wird, mit einem Verbrauch von null Liter in die Formel eingeht. Und das, obwohl für die Produktion jeder Kilowattstunde Strom, die in der Batterie gespeichert ist, Energie aufgewandt und CO2 produziert wird. Aufgrund solcher Messmethoden schafft etwa BMWs Sportwagen i8 einen Normverbrauch von nur 2,7 Liter auf 100 Kilometer – bei 354 PS Leistung. Noch ringen Hersteller und Experten darum, wie ein realistischerer WLTP-Fahrzyklus für Hybride aussehen könnte.
Derzeit ist der Einsatz spezieller, sehr teurer Öle erlaubt, welche die Reibung und damit den Verbrauch senken. Die Hersteller nutzen sie wegen der hohen Kosten meist nicht in den Serienwagen. Auch ein besonders hoher, aber im Alltag unrealistischer Reifendruck sowie schmale Leichtlaufreifen, die den Verbrauch senken, sind zugelassen. Der WLTP-Zyklus schreibt künftig vor, den Messzyklus mit den zweitbreitesten für den Autotyp zugelassenen Reifen zu durchfahren.
Im bisherigen Testzyklus sind Temperaturen von bis zu 30 Grad auf dem Rollenprüfstand möglich. Die haben zwar wenig mit der europäischen Durchschnittstemperatur von unter zehn Grad zu tun, lassen aber die Motoren viel schneller warm werden und so weniger verbrauchen. Das für niedrige Normverbräuche günstige Hochsommerklima wird im neuen Zyklus zumindest auf maximal 23 Grad begrenzt.
Bisher können die Hersteller die im Test ermittelten CO2-Werte pauschal um vier Prozent Messtoleranz kürzen, bevor sie diese der Zulassungsbehörde melden. Auch das wird sich im neuen Zyklus ändern.
Warum BMW nur den M4 nachrüstet und nicht den M3, dazu hat sich das Unternehmen nicht erklärt. Der Verdacht liegt nahe, dass es mit den Verkaufszahlen zu tun hat. Die Nachfrage nach Cabrio und Coupé ist in Europa schichtweg größer als bei der Limousine.
Dazu kommt: BMW steht mit dem Problem grundsätzlich nicht alleine da, auch andere Autobauer müssen ihre starken Benzinmotoren mit Partikelfiltern nachrüsten. Bis vor Kurzem waren hohe Partikelemissionen ein reines Diesel-Problem. Seitdem auch bei Benzinern verstärkt hoch aufgeladene Direkteinspritzer eingesetzt werden, steigen auch hier die Partikelemissionen – bei leistungsstarken Motoren auch über den Grenzwert.
Droht auch Mercedes und Audi ein Problem?
Die Technologie unterscheidet sich von Diesel-Filtern, da die Partikel bei Benzinern noch feiner sind. In den vergangenen Jahren hat ein Run auf die Benzin-Partikelfilter eingesetzt. Und wer zu spät dran ist, bekommt von den Zulieferern eine Absage. Oder eben nur geringere Stückzahlen, weshalb nicht alle Fahrzeuge auf einmal umgerüstet werden können.
Mercedes hat 2015 bei der S-Klasse als erster Autobauer einen Partikelfilter bei einem Benzinmotor eingesetzt und seitdem mehrere Modelle aufgerüstet. Aber eben noch nicht alle: Besonders der Vier-Liter-Biturbo-V8 von AMG, der etwa in dem M3-Konkurrent C63 oder dem Sportwagen AMG GT eingesetzt wird, muss in den beiden besagten Versionen (hausintern M177 und M178 genannt) ohne Partikelfilter auskommen.
Auf die Frage, ob die Fahrzeuge mit diesen Motoren auch nach WLTP-Messung die Vorschriften einhalten, antwortet AMG nur indirekt. „Wir befinden uns aktuell in der Umstellung unserer gesamten Modell-Flotte, die wir gesamtheitlich bis September 2018 auf den neuen WLTP-Zertifizierungsstandard umgestellt haben werden“, so eine Sprecherin. „Bereits jetzt werden alle Neutypen, das heißt alle neu anlaufenden Baureihen und Modelle von Mercedes-AMG, nach Euro 6d Temp/RDE Stufe 1 zertifiziert.“
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.
Das erste Modell mit dieser Homologation werde der Mercedes-AMG CLS 53, der ab Sommer 2018 beim Händler stehen wird. „In diesem Fahrzeug ist ein OPF (Partikelfilter für Ottomotoren, Anm. d. Red.) serienmäßig eingebaut“, sagt die AMG-Sprecherin. Unklar ist jedoch die Lage bei dem 2,0-Liter-Vierzylinder aus den „45“-AMG-Varianten von A-, GLA- und CLA-Klasse sowie dem 3,0-Liter-Sechszylinder, der unter der Bezeichnung „43“ in mehreren Baureihen angeboten wird. Hierzu hat sich AMG nicht explizit geäußert, sondern verweist darauf, dass „die schrittweise, flächendeckende Umsetzung in den laufenden Baureihen“ erfolge.
Audi hat nur einen Benziner mit Partikelfilter
Audi verweist bei der Frage nach Partikelfiltern in den S- und RS-Modellen darauf, dass man bereits den Audi A5 2.0 TFSI mit 190 PS mit einem Otto-Partikelfilter ausrüste – allerdings nur mit der Automatik „S tronic“ und Frontantrieb. Es sei das Ziel, die WLTP-Vorgaben für alle Modelle zu erfüllen, so ein Sprecher. „Zusätzliche Varianten werden sukzessive im Verlauf der nächsten Monate folgen.“ „Mit Blick auf den Wettbewerb“ will sich Audi aber noch nicht zu den weiteren Markteinführungen äußern.
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.
Bleibt also vorerst BMW. M3 und M4 sind bei BMW aber nicht die einzigen Modelle, die ein Opfer des WLTP wurden: Ab Juni wird auch die Produktion des zivilen Topmodells der 5er-Baureihe pausiert. Die Fertigung ruht so lange, bis ein Partikelfilter beim M550i xDrive nachgerüstet ist, bestätigte ein BMW-Sprecher gegenüber dem Fachmagazin „Auto, Motor und Sport“. „Derzeit ist der BMW M550i xDrive nach Euro 6c und NEFZ zugelassen“, heißt es seitens BMW. „Ab September 2018 muss der PN- auch unter RDE-Fahrbedingungen eingehalten werden.“ Sprich: Der 4,4 Liter große V8 schafft die Grenzwerte nach WLTP-Messung nicht.
Während beim M550i eine Rückkehr in einigen Monaten – neben der Entwicklung und Produktionsumstellung muss auch noch die offizielle Homologation durchlaufen werden – angepeilt ist, wird der M3 der Baureihe F80 in Europa nicht zurückkehren.
Einen M3 wird es frühestens wieder 2020 geben: 2019 debütiert der Nachfolger der Baureihe G20, die Power-Version kommt meist ein oder zwei Jahre später auf den Markt. In den USA wird der aktuelle M3 weiterhin verkauft. Denn dort gilt der WLTP nicht – auch wenn es das „Worldwide“ im Namen anders suggeriert.