Diesel: Falsche Hoffnung auf das Wunder durch ein Software-Update

Politik und Industrie finden keinen Ausweg in der Diesel-Krise. Der Grund ist die falsche Hoffnung, dass die Probleme mit einem Software-Update aus der Welt geschafft werden können.

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Die Auto-Chefs beim Diesel-Gipfel. (Foto: dpa)

Die Auto-Chefs beim Diesel-Gipfel. (Foto: dpa)

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Die beim Auto-Gipfel am 02. August beschlossene Maßnahmen der Diesel-Krise sehen vor, für den riesigen Bestand von 45 Millionen PKW ein Software-Update vorzunehmen. Dabei wird kräftig getrommelt und effektiv relativ wenig gemacht. Denn angesichts von über 15 Millionen vorhandenen Diesel-PKWs wird nur für rund 5 Millionen Fahrzeuge die Software überhaupt angepasst. Dabei sind aber mehr als die Hälfte Fahrzeuge des Volkswagen-Konzerns mitgezählt, welche bereits im Rahmen der Diesel-Debatte die Bewilligung beziehungsweise die Verpflichtung des Kraftfahrt-Bundesamtes zur Software-Anpassung enthalten. Nur 2.5 Millionen zusätzlicher Autos erhalten also ein Software-Update, das in den meisten Fällen keine wirklichen Probleme löst. Es ist ein für die Konzerne billiger Trick, der sie zunächst nicht viel kostet. Vor allem für die kritischen Tage im Herbst/Winter bei Temperaturen unter 10 Grad Celsius sind die Maßnahmen vollständig wirkungslos. Durch die Fixierung auf den Diesel wird darüber hinaus von den teilweise gravierenderen Emissionsproblemen bei anderen Fahrzeugkategorien abgelenkt. Schließlich wird der Totaleffekt der Emissionen durch die Reduktion auf den Diesel überhaupt nicht zur Kenntnis genommen.

Für die Neuzulassungen lancieren die Hersteller ein Rabatt-Programm von unterschiedlicher Größenordnung. Sie nehmen Euro1- bis Euro4-Diesel in Zahlung – und zwar gleich welcher Marke, wenn der Kunde ein Fahrzeug eigener Produktion, ob Diesel oder Benziner, kauft. Die gewährten Rabatte sind dabei je nach Hersteller unterschiedlich, ebenso die begünstigten Modelle für Neukäufe. Damit sollen alte ‚Stink’-Diesel aus dem Verkehr gezogen werden, und – so die Verkaufsargumentation – durch modernere neue Fahrzeuge mit verbesserten Emissionswerten ersetzt werden.

Diese Stoßrichtung leidet darunter, dass das Gros der heute verfügbaren Fahrzeuge die Euro6-Vorschriften in realen Tests nach wie vor gar nicht erfüllt. Damit werden Kunden nochmals zum Kauf von Fahrzeugen animiert, welche eigentlich gar keine Straßenzulassung erhalten sollten. Es gibt einige wenige Modelle mit Dieselmotoren, welche bei RDE-Tests wirklich gut abgeschnitten haben. Zumeist handelt es sich um Neuentwicklungen. Das Gros der Diesel-Palette aber liegt weit über den Grenzwerten. Besonders viel Auftrieb verleiht dies Benzinern, die jetzt wegen der Diesel-Debatte von Privaten Endkäufern vermehrt gekauft werden. Denn die meisten Benziner-Modelle in Deutschland haben heute Direkteinspritzung. Sie werfen teilweise enorm hohe Feinstaub-Emissionen aus, Werte wie Diesel-PKWs vor 15 Jahren – vor der Einführung des Partikelfilters. Ab Herbst 2018 würde eine Lösung bereitstehen. Ab diesem Datum müssen alle in Europa zum Verkauf gelangenden Neufahrzeuge zwingend einen Partikelfilter haben, der diese Feinstaub-Emissionen definitiv unterbindet. Kein Grund also, heute solche Feinstaub-Schleudern als saubere Fahrzeuge zu kaufen. Tatsächlich haben durch diese unüberlegte Panikaktion die deutschen Autohersteller eine Rabattschlacht geschaffen, welche sie selbst mittelfristig überrollen könnte.

Schließlich speisen der Bund und die Autohersteller einen Fonds „Nachhaltige Mobilität für die Stadt“ mit total 500 Millionen Euro zu je gleichen Teilen. Mit Mitteln aus diesem Fonds sollen Städte in den 28 am meisten unter Verkehrsimmissionen leidenden Regionen bei der Sanierung des Fahrzeugbestandes unterstützt werden. Der Bund hat diesen Beitrag nochmals aufgestockt, und erwartet nun dasselbe von den Autoherstellern. Das kann an sich eine sinnvolle Sache sein. Es ist aber zu wenig, zu spät und vor allem nicht Sache der Autobauer, sondern des Staates, die Infrastruktur und staatlichen Fahrzeuge wie Busse für eine nachhaltige Mobilität bereitzustellen bzw. zu finanzieren. Genauso wie es die Aufgabe des Staates wäre, klare Emissions-Vorgaben an die Autobauer zu erlassen und diese auch zu überprüfen. Die Autobauer sollten sich auf die Qualitätsstandards ihrer Autos konzentrieren und diese effektiv nachbessern, statt irgendeinen Fonds zu speisen.

Die gegenwärtige Diesel-Debatte hat einen Vorläufer – und zwar vor 30 Jahren. Damals hatte die Luftverschmutzung massiv zugenommen – verursacht unter anderem durch die Zunahme der Fahrzeuge. Dies geschah nicht nur in Deutschland, sondern überall in den Industrieländern. In Westeuropa nahm die Zahl der Fahrzeuge von Anfang der 1960er Jahre an explosionsartig zu. Die folgende Grafik illustriert dies für Deutschland.

Deutschland: Bestand an PKWs in 1000. (Quelle: Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt, Bestand an Fahrzeugen)

Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt, Bestand an Fahrzeugen

Die Darstellung über Langzeitreihen leidet im Falle Deutschlands an Strukturbrüchen in der Fahrzeug-Erfassung. Einmal natürlich durch die Deutsche Einheit, denn auch in der DDR gab es PKWs, die zudem viel schlechtere Emissionswerte als diejenigen im Westen aufwiesen. Sie sind bis 1990 nicht ausgewiesen, sondern nur die Fahrzeuge in Westdeutschland. Viele dieser Fahrzeuge aus der Ex-DDR wurden in den Jahren nach der Deutschen Einheit außer Betrieb gesetzt. Der zweite Faktor betrifft vorübergehende Stilllegungen und Abmeldungen. Bis und mit 2007 wurden vorübergehend stillgelegte und abgemeldete Fahrzeuge vom Kraftfahrt-Bundesamt weiterhin zum Bestand gezählt. Seither werden sie herausgerechnet. Darum der markante Rückgang von 2007 auf 2008 (gelbe Kurve). Das Kraftfahrt-Bundesamt hat in einer speziellen Untersuchung die Zahlen mit der seit 2008 gültigen Methodologie zurückgerechnet. Das betrifft die grüne Kurve für Deutschland und die blaue Kurve für Westdeutschland von 2001 bis 2007. Die Werte für Westdeutschland seit 2001 sind also im Langzeitvergleich mit den Daten vor 1992 viel zu niedrig ausgewiesen, weil sie diese vorübergehenden Stilllegungen und Abmeldungen nicht enthalten. Zusätzlich wird dies noch dadurch verstärkt, dass Westberlin seit 1991 nicht mehr in Westdeutschland, sondern in den Neuen Bundesländern enthalten ist.

Dennoch lässt sich ein zuverlässiges Gesamtbild herleiten. Der Gesamtbestand an PKWs zeigt einen sehr steilen Anstieg bis Ende der 1990er Jahre. Danach erfolgt ein Trendbruch. Von 1999 bis 2010 haben die Bestände nur noch schwach und seither wieder leicht beschleunigt zugenommen. Aus den Beständen im Aggregat allein wird nicht klar, warum die Luftverschmutzung heute so umstritten wie vor 30 Jahren ist. Dafür sind die Emissionen der Fahrzeuge und die gesamte Verkehrssituation verantwortlich.

Die Luftverschmutzung durch den Verkehr erreichte einen Gipfel in der zweiten Hälfte der 1980er Jahre. Sie war viel umfassender als heute. Die damaligen PKWs stießen eine viel breitere Palette von unerwünschten Emissionen aus, so unter anderem Blei, Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Kohlenwasserstoffe, Benzol, Stickstoffoxid und Partikel. Die Emissionen waren teilweise sehr hoch. Die Luftqualität verschlechterte sich sicht- und riechbar.

Die Verschlechterung der Luftqualität in den Städten hatte eine Reihe einschneidender Konsequenzen. Die Bevölkerung, vor allem Familien mit Kindern, zogen in die Landschaft und in die Agglomerationen – unter anderem um der schlechten Luft sowie anderen Umwelteinflüssen auszuweichen. Die Kernstädte verloren zwischen Mitte der 1960er Jahre und den 1990er Jahren erheblich an Einwohnern. Dies war ein sich selbst verstärkender Prozess. Denn nun pendelten die Berufstätigen mit dem Auto in die Stadt zurück. Politisch verhalf die Umweltverschmutzung in den 1980er Jahren den Grünen und ökologischen Strömungen mit zum Durchbruch.

In Bezug auf den PKW-Straßenverkehr wurde die Situation durch zwei wesentliche, technische Innovationen auf breiter Front entschärft. Der Bleigehalt von Benzin wurde in mehreren Schritten in den 1970er und 1980er Jahren drastisch reduziert und schließlich abgeschafft. Bei Benzinmotoren wurde der geregelte 3-Wege-Katalysator eingeführt. Der geregelte Katalysator enthält eine oder zwei Lambda-Sonden, welche die Luftzufuhr so regeln und optimieren (Lambda=1), dass praktisch keine Emissionen entstehen. Dabei ist anzufügen, dass damals das Gros der PKWs Benziner waren. Ihr Anteil am Bestand betrug mehr als 90 Prozent – an den Neuzulassungen etwas weniger.

Der 3-Wege-Katalysator war in den 1970er Jahren in den USA entwickelt, eingeführt und erprobt worden. Er war aufgrund des Smogs vor allem in Los Angeles und in Kalifornien obligatorisch erklärt worden. Das Risiko war also gering, als die Bundesregierung im Herbst 1984 die Katalysatorpflicht für Benzinfahrzeuge einführte. Steuerliche Anreize und eine vierjährige Übergangspflicht sollten die Einführung erleichtern.

Ab Januar 1989 durften nur noch Fahrzeuge nach den strengen amerikanischen Vorschriften zugelassen werden. Einen weiteren technischen Fortschritt stellte in den frühen 1990er Jahren die Integration des Katalysators in den Abgaskrümmer dar. Der 3-Wege Katalysator ist weiterentwickelt worden. Heute absorbiert er im Vergleich zum Zustand vor seiner Einführung rund 99 Prozent der Schadstoffe für Benziner. Diese haben, Direkteinspritzer ohne Partikelfilter und nicht funktionstüchtige Katalysatoren ausgenommen, keine nennenswerten Schadstoff-Emissionsprobleme mehr.

Das Gros der Verbesserung trat in den 1990er Jahren ein. Allein durch die Einführung des geregelten 3-Wege-Katalysators verschwanden ungefähr 90 Prozent der Abgas-Emissionen eines Benziners. Nachher wurde im Wesentlichen die Kaltstartphase verkürzt, bis der Katalysator seine Wirkung entfalten kann. Ein Beispiel: Ein Benziner von 1985 ohne Katalysator stieß nach allgemeiner Einschätzung rund 1500 bis 2000 mg Stickoxid (NOx) pro Kilometer aus. Mit geregeltem warmem Katalysator sank dieser Wert auf rund 100 mg – und bis heute bis auf 10 mg/Kilometer. Der entscheidende Schritt war von 1500 bis 2000 mg auf 100 mg. Mit den längeren Kaltstartphasen von Euro1- und Euro2-Motoren war die durchschnittliche Emission aber noch höher: Sie lag bei rund 500 bzw. 300 mg/Kilometer.

Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt, Jahresbericht 1999

Die dem Jahresbericht des Kraftfahrt-Bundesamtes 1999 entnommene Grafik überschätzt allerdings den Fortschritt. Denn auch damals neuere Dieselfahrzeuge wurden Ende der 1990er Jahre zu den schadstoffreduzierten PKWs gezählt. Der Anteil der Dieselfahrzeuge an den Gesamtbeständen war aber noch gering: Er lag Ende der 1990er Jahre bei rund 13 Prozent – nicht höher als 1990.

Dieselmotoren haben nämlich teilweise andere Emissionen als Benzinmotoren. Der klassische Katalysator mit Lambda-Sonde ist für Dieselmotoren ungeeignet, da diese mit hohem Luftüberschuss arbeiten – mit einem Lambda von wesentlich höher als 1. Dadurch vermeiden sie einerseits bestimmte Emissionen wie Kohlenmonoxid oder Benzol, die beim Benziner ohne Katalysator auftraten. Ihre Emissionen konzentrieren sich auf Ruß-Partikel, den klassischen Dieselruß sowie auf Stickoxide. Stickoxide sind ein Abgas, das beim Betrieb aller Verbrennungsmotoren entsteht. Durch die Einführung der Direkteinspritzung bzw. des Oxidations-Katalysators bei Dieselmotoren veränderte sich aber die Form von NOx. Die alten ‚Ruß-Diesel’ hatten hauptsächlich Stickstoff (NO) abgegeben, während die modernen Direkteinspritzer mit Oxidationskatalysator das wesentlich giftigere Stickstoffdioxid (NO2) absondern. Benzinmotoren mit Katalysator emittieren nur noch geringe Mengen Stickoxide.

In Bezug auf Stickstoffoxide hat sich also, anders als beim Ottomotor mit Katalysator, beim Dieselmotor keinerlei Verbesserung ergeben, im Gegenteil. Auch ist beim Übergang von Euro1 bis einschließlich Euro5 keinerlei Fortschritt zu erkennen. Die Emissionen pro Fahrzeug haben auf durchschnittlich 800 mg/Kilometer eher zu- als abgenommen. Bei einigen neu konzipierten Euro6-Dieseln mit komplexer ausgereifter Technik ist 2017 eine deutliche Verbesserung zu erkennen, sodass sie die Grenzwerte im Realbetrieb einhalten. Dafür ist eine viel umfassendere Ausstattung mit genügend groß konzipiertem Speicher-Kat und komplexem und teuren SCR notwendig. Dann muss auch die Steuerungs-Software entsprechend angepasst sein. Die meisten Diesel-PKWs regeln bis heute die Ad-Blue-Einspritzung in den SCR-Kat bei Temperaturen von unter 10 Grad konsequent ab, um die zu billige und ungenügend ausgerüstete Hardware zu schützen.

Der Diesel setzte sich in Deutschland erst in den 2000er Jahren durch und gewann Marktanteile bei Neuzulassungen und im Bestand. Entscheidend war neben der Verbesserung der Fahrleistungen, des Verbrauchs, der sichtbaren Emissionen und Komfortmerkmalen wie der Eindämmung des Nagelns die umfassende steuerliche Privilegierung durch die Politik. Startschuss dazu war die Vereinbarung der EU-Kommission mit der Autohersteller-Vereinigung ACEA von 1998.

Deutschland: Bestand an Diesel-PKWs. (Quelle: Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt, Fahrzeugbestand)

Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt, Fahrzeugbestand

Für die Durchsetzung des Diesels waren auch zwei technische Innovationen wirksam, welche den Dieselruß beseitigten – seinen hauptsächlichen Nachteil für die Akzeptanz in der Öffentlichkeit. Die Direkteinspritzung über mehrere verkleinerte Düsen statt über eine Düse reduzierte die (sichtbare) Partikelmasse (PM) oder Partikelgröße weitgehend. Sie beließ aber die Zahl der Feinstaub-Partikel (PN) unverändert. Erst der Partikelfilter beseitigte den Feinstaub, die Anzahl der Partikel (PN). Ein Auspuff eines Dieselfahrzeugs mit wirksamem Partikelfilter ist frei von schwarzem Ruß. Der Diesel-Partikelfilter für PKWs wurde 2001 vom PSA-Konzern beziehungsweise dessen Tochter Faurecia, einem Autozulieferer, eingeführt. Er setzte sich nach und nach durch – mit einer großen Ausnahme. Die Marke Volkswagen setzte noch längere Zeit auf innermotorische Maßnahmen und verzichtete bewusst auf den Diesel-Partikelfilter. 2009 wurden Partikelfilter für neu zugelassene Diesel-PKWs obligatorisch. Seither sind Partikel und Ruß kein Thema mehr für neue zugelassene Diesel.

Wie heute die Diskussion über den Diesel war die Auseinandersetzung in den 1980er Jahren zugespitzt. Die Einführung des Katalysators war vor und während der Einführung während Jahren umstritten und wurde aus völlig unterschiedlichen Gründen kritisiert. Der Katalysator wurde von den Herstellern mehrheitlich abgelehnt und seine Einführung hinausgezögert, weil er die Fahrzeuge zu stark verteure und nicht lange haltbar sei.

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