Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Wie schädlich sind moderne Dieselmotoren?
Holger Douglas: Was heißt schon schädlich? Immer, wenn wir uns bewegen, wenn wir Lasten transportieren, benötigen wir dazu Energie. Pferd oder Ochse benötigen Energie in Form von Hafer oder Heu. Die Dampfmaschine, der Verbrennungsmotor von Nikolaus Otto und schließlich der Dieselmotor von Rudolf Diesel konnten dann die Energie immer besser ausnutzen und in Kraft umwandeln. Dabei galt der Diesel schon immer als ein sehr sparsamer Motor. Heute haben Motorenentwickler den Dieselmotor zu einer der effektivsten und besten Wärmekraftmaschine entwickelt, über die wir verfügen.
Während der Diesel früher Wolken aus dem Auspuff stieß, kommt da heute praktisch nichts mehr raus. Unter den Wagenböden befindet sich nun eine richtige kleine chemische Fabrik, welche die Abgase nach allen Regeln der Kunst säubert. Ein moderner Rußfilter lässt praktisch keine Feinstaubteilchen mehr nach außen.
Ein Motor produziert – wie übrigens auch eine Kerze – bei jeder Verbrennung Stickoxide, NO. Die verbinden sich rasch mit dem Luftsauerstoff zu NO2. Diese Stickoxide werden in einer weiteren chemischen Fabrik unter dem Wagenboden unschädlich gemacht. Sie müssen dazu nur ab und zu jene blaue Flüssigkeit AdBlue einfüllen, ein Wasser-Harnstoff-Gemisch. Das ist nur ein Vorstadium; in einer ersten chemischen Reaktion, einer Hydrolyse, wird daraus Ammoniak gemacht. Die heißen Auspuffgase liefern für diese Reaktion die notwendige Energie. Das Ammoniak spaltet dann anschließend die Stickoxide und macht sie unschädlich.
Dafür mussten die Entwickler einen sehr hohen Aufwand betreiben, denn AdBlue gefriert bei Temperaturen unter -11 °C. Der Tank wird meistens im Winter geheizt: Wenn sie die Zündung ausschalten, befördert eine Pumpe Reste der Flüssigkeit aus der Leitung wieder zurück in den Tank, sodass die Leitung nicht zu frieren kann. Außerdem funktioniert die chemische Reaktion nur in einem bestimmten Temperaturbereich. Daher wird der Katalysator auch noch aufgeheizt, wenn der Motor kalt ist.
Die Ingenieure haben es also geschafft, diese sehr aufwendige Technik zu verkleinern und unter den sehr wechselhaften Verhältnissen im Automobil funktionsfähig zu machen. Das ist teuer, führt jedoch dazu, dass aus einem modernen Diesel praktisch kaum schädliche Stoffe mehr aus dem Auspuff kommen. Unter bestimmten Betriebsumständen kommt aus dem Auspuff sogar in den Innenstädten Abgase, die sauberer als die Innenstadtluft sind.
Bleibt letztendlich nur noch CO2, das bei jeder Verbrennung entsteht – übrigens auch beim Atmen. Wollen wir das endgültig begraben, hilft nur noch der Friedhof.
Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Organisationen wie die Deutsche Umwelthilfe behaupten jedoch, dass die Luftverschmutzung dramatisch ist und verweisen auf die Ergebnisse der Luftmessstationen.
Holger Douglas: Hier geht es einerseits um extrem niedrige Grenzwerte, die willkürlich festgelegt und durch nichts belegt wurden, und zum anderen um - vorsichtig ausgedrückt - wilde Meßmethoden. Nicht weiter öffentlich diskutiert wurde seinerzeit, wie die Meßstationen zum Beispiel aufgestellt wurden. Lediglich in Stuttgart gab es mehrfach Diskussionen im Gemeinderat um den Standort der Meßstelle, die ständig sehr hohe Werte produzierte und dadurch bundesweite Aufmerksamkeit erreichte.
Jeder Analytiker weiß, es kommt bei der Messung eines Schadstoffes immer darauf an, wo das Meßgerät steht. Es gibt dazu genaue Vorgaben der EU, die in nationales Recht umgesetzt werden müssen. Hier in Deutschland stehen die Messgeräte in der Regel so, dass sie höhere Grenzwerte produzieren. So sagt die EU-Richtlinie zum Beispiel, dass der Luftstrom um den Einlass der Messöffnung in einem Umkreis von 270° nicht beeinträchtigt werden darf. Die deutsche Vorschrift macht daraus »Bei Probenahmestellen an der Baufluchtlinie soll die Luft in einem Bogen von mindestens 270 Grad oder 180 Grad frei strömen.«
Eine scheinbar unbedeutende Wortänderung, doch damit eröffnet sich eine Reihe von Messmanipulationsmöglichkeiten. Es ist außerdem keine »Muss«-Vorschrift wie die der EU, sondern eine »Kann«-Vorschrift. Abweichungen sind also erlaubt, Betroffene können dann nicht so ohne weiteres klagen. Der Verdacht bestätigte sich an vielen Orten, daß die Meßstationen häufig so aufgebaut wurden, daß sie hohe Ergebnisse produzieren. Damit dienen sie roten und grünen Oberbürgermeistern als Begründung für Einschränkungen oder gar Fahrverbote.
Auch an Deutschlands »berühmtester« Messstelle Deutschlands, Stuttgart, Neckartor läßt sich das gut erkennen. Die Meßstelle steht in einem Häusereck, Dort haben die Messungen von Ingenieuren des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gezeigt, dass die Situation nur ein paar Meter von der Messstation entfernt vollkommen anders aussieht. Jürgen Pfeil vom KIT sagte gegenüber der »Welt«: »Unsere Messungen zeigen, dass sich die Stickoxidwerte schon 20 bis 25 Meter von den Straßen weg halbieren.«
Es gab auch stichprobenartigen Kontrollmessungen der Behörden in der Umgebung des Neckartors. Ergebnis: Die Stickoxid-Konzentration sind in der angrenzenden Schubartstraße 60 Prozent geringer ist als die an der Messstelle Neckartor. Der Leiter des Institutes, Thomas Koch, zieht das Fazit: »Vor dem Hintergrund dieser Entwicklung muss man feststellen, dass die prinzipielle Diskussion über den Diesel absolut aus dem Ruder geraten ist und Fahrverbote völlig überzogen sind.«
Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Wären wir theoretisch in der Lage, sämtliche Verbrennungsmotoren durch Elektromotoren zu ersetzen?
Holger Douglas: Kennen Sie den Herrn Carnot? Nicolas Léonard Sadi Carnot war ein berühmter französische Physiker und Ingenieur, der Anfang des 19. Jahrhunderts »Betrachtungen über die bewegende Kraft des Feuers und die zur Entwicklung dieser Kraft geeigneten Maschinen« – so der Titel seines Buches – anstellte. Darin zeigte er, warum eine Dampfmaschine mechanische Arbeit verrichten kann und vor allem, wodurch ihr Wirkungsgrad und ihre Grenzen bestimmt werden. Wer das versteht, käme niemals auf die Idee, Autos mit Verbrennungsmotoren zu verbieten und als Alternative Elektroautos vorzuschreiben.
Carnot erkannte nämlich, dass überall dort, wo ein Temperaturunterschied existiert, eine mechanische Kraft erzeugt werden kann. Er hatte auch beschrieben, wie eine Maschine mit einem deutlich höheren Wirkungsgrad konstruiert sein muss, um aus dem Brennstoff deutlich mehr mechanische Energie als zuvor herauszuholen.
Mit diesen theoretischen Grundlagen konnten die Konstrukteure der frühen Dampfmaschinen nichts anfangen. Ihnen blieb damals in Ermangelung besserer Materialien nicht viel anderes übrig, als auszuprobieren, wie dick oder dünn zum Beispiel das Blech der Dampfkessel sein musste. Mit teilweise schlimmen Folgen, wenn ein unter hohem Druck stehender Dampfkessel explodierte, weil die Wandstärke doch zu gering gewählt oder der Stahl fehlerhaft war. Zudem gelang es den Herstellern von Dampfmaschinen nicht, den Wirkungsgrad ihrer Maschinen wesentlich zu steigern. Die setzten nur etwa 10 bis 15 Prozent der Energie der Kohle in mechanische Energie um. Die Dampfmaschine war also eine verhältnismäßig ineffiziente Maschine, die viel Kohle für bescheidene Krafterzeugung verbrauchte. Dennoch war sie schon ein bedeutender Fortschritt gegenüber der Krafterzeugung mit Hilfe von Ochs, Pferd oder Mensch.
Der Ottomotor setzte dann schon deutlich mehr Energie des Brennstoffs in mechanische Energie um, war aber noch nicht so effizient, wie sich das Rudolf Diesel erträumte. Er wollte seine ideale Wärmekraftmaschine nach der Theorie des idealen Kreisprozesses von Carnot konstruieren. Eine Dieselmaschine komprimiert Luft und erhitzt sie bis zu jenem Punkt an dem Öl, das eingespritzt wird, zündet. Darauf meldete er am 27. Februar 1892 ein Patent an. Genau an diesem Tag, 126 Jahre später, kam der gerichtliche KO-Schlag für den Dieselmotor: Das Bundesverfassungsgericht erlaubte Kommunen, Fahrverbote für Dieselfahrzeuge zu erlassen.
Carnot hat auch die Grenzen dieser Energieumwandlung beschrieben. Daraus geht hervor, dass es nicht möglich ist, elektrische Autos über den Umweg der Stromerzeugung aus Kohle oder Kernkraft, Überlandleitungen bis hin in die Akkus effektiver zu betreiben als mit dem direkten Verbrennen von Benzin oder Diesel. Bei jeder Umwandlung von Energie in mechanische Arbeit kann nur ein Teil ausgenutzt werden, der Rest verpufft als nutzlose Wärme. Das begrenzt jede Energienutzung.
Vollkommen illusorisch ist die Idee, Strom aus Windrädern oder Fotozellen zu speichern und damit Elektroautos anzutreiben. Entscheidende Größe ist hier die Energiedichte. Wind und Sonne verfügen eben nur über eine geringe Energiedichte. Das ist auch gut so, sonst könnten wir uns nicht mehr bei Sonnenschein auf die Wiese legen, wir würden verbrennen. Dagegen haben sie mit den Kohlenwasserstoffen einen sehr guten Energiespeicher. Jeder Naturwissenschaftler weiß: Energie speichert man auf chemische und nicht auf elektrische Weise.
Mit 50, 60 Litern Diesel beispielsweise können Sie ein zwei Tonnen schweres Auto durchaus 600-700 km weit antreiben. Eine vergleichbare Batterie kann einfach nicht so viel Energie speichern. Sie wird es auch nicht können, denn auch hier setzen Naturgesetze enge Grenzen.
Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Der Angriff auf die Dieselantriebstechnik ist also aus ökologischen Gründen gar nicht gerechtfertigt. Warum erfolgt er dann?
Holger Douglas: Der Kampf gegen den Dieselmotor und übrigens auch gegen den Benzinmotor ist nur sehr vordergründig eine Schlacht von grünen NGOs, Umweltschutz- und Naturschutzverbänden um Grenzwerte, Partikelausstoß und Stickoxide. Es steht vielmehr das komplette Modell Auto zur Disposition. Die individuelle Mobilität soll verschwinden. »Volk ohne Wagen« heißt tatsächlich ein Buch, in dem individuelle Abschied von individueller Mobilität gepriesen wird. Und genau darum geht es: Um die Abschaffung des Individualverkehrs und eine Einschränkung der Bewegungsfreiheit – einen Effekt, den Sie übrigens gerade im Zuge der Corona- Krise auch beobachten können.
Dabei wirken diese Fantasien von kollektiven Transporten von Menschenmassen in vollgestopften Bussen und Bahnen gerade jetzt während der Corona- Krise besonders bizarr, gilt doch gerade räumliche Enge als Brutstätte für die Ausbreitung des Virus wie auch andere Krankheiten.
Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Welche Konsequenzen hätte ein Ende der Verbrennungsmotoren für die deutsche Volkswirtschaft?
Holger Douglas: Das hätte sehr dramatische Auswirkungen. Noch nie stand das Auto so unter Beschuss wie heute. Das merkt jetzt schon in ihrer ganzen Dramatik die Autoindustrie. Vor allem Zulieferbetriebe sind besonders betroffen und müssen schon teilweise dichtmachen. Ebenso herrscht auch in den Ingenieursetagen der großen Autohersteller Heulen und Zähneklappern, weil sie nicht wissen, wie es weitergeht.
Die Automobilindustrie zählt zu den Schlüsselindustrien unseres Landes, besondere Kompetenz im internationalen Vergleich haben die Ingenieure in der Entwicklung von sauberen Benzin- und Dieselmotoren. Das begründete einen Teil des Exporterfolges. Dies alles ist in höchster Gefahr und bedeutet einen massiven wirtschaftlichen Schaden für den Industriestandort Deutschland.
Es ist übrigens ein Irrtum zu glauben, die Autoindustrie verschlafe neue Entwicklungen wie zum Beispiel zum Elektroauto oder wie in jüngster Zeit immer wieder angeführt, zum Wasserstoffauto. Sie verfügt mit über die meisten Patente in beiden Technologien. Die Ingenieure können jedoch gut rechnen und wissen, dass man mit einem Elektroauto nicht weit kommt und Wasserstoff auch nicht die Lösung ist. Die ersten Wasserstoffautos fuhren schon vor 30,40 Jahren, erwiesen sich allerdings als nicht sonderlich praktikabel und wurden deshalb wieder in die Ecke gestellt.
Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Welche gesellschaftlichen Konsequenzen hätte ein Ende der Verbrennungsmotoren?
Holger Douglas: Klar ist: Mit Elektroautos lässt sich ein Verkehrssystem wie das unsrige nicht aufrechterhalten. Mit Batterien kann man einfach nicht genügend Energie speichern. Die große Errungenschaft unserer Zeit, dass jeder dorthin fahren kann, wohin er will und auch wann er will, ohne den Politkommissar um Erlaubnis zu fragen, wäre dahin. Zu Fuß, zu Pferd, Eisenbahn, Flugzeug und Automobil haben wir eine Beweglichkeit erreicht, die ohnegleichen in der Geschichte ist.
In den vergangenen 120 Jahren lernte der Mensch, die Kraft des Feuers nicht nur zum Kochen, Heizen und Schmelzen zu nutzen, sondern auch für den Antrieb von mobilen Fahrzeugen. Ein raffiniert ausgedachter Mechanismus mit Kolben, Kurbelwellen und Ventilen verwandelt die im Erdöl enthaltene ungeheure Energiemenge in eine gleichmäßige Vorwärtsbewegung. Chemische Energie wird in mechanische verwandelt.
Ein Prinzip, das sich im Vergleich zu anderen Antrieben wie dem elektrischen als das Beste erwiesen hat. Auch der Wankelmotor, mit dem die scheinbar widersinnigen Auf- und Abwärtsbewegungen großer Massen in gleichmäßig rotierende Bewegung verändert werden sollte, scheiterte. Der Kolbenmotor erwies sich als geniales Prinzip.
Und endlich stand dem Menschen eine Quelle zuvor nie gekannter Kraft zur Verfügung. Mit der konnten nicht nur Autos, sondern auch Traktoren, Lokomotiven und sogar Flugzeuge angetrieben werden. Der spektakuläre Zuwachs an Produktivität in der Landwirtschaft, die Transportleistungen schwerer Lastwagen, kräftiger Güterzuglokomotiven und riesiger Containerschiffe - unvorstellbar ohne die Erfindung des Rudolf Diesel. Effektiver kann man kaum Waren transportieren. Die logische Konsequenz, ginge es wirklich um Reduzierung des CO2-Ausstoßes, wäre nur, den freien Welthandel zu kappen. Was das bedeutet, kann sich jeder selbst ausrechnen.
Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Noch ein Wort zum neuen 5G-Mobilfunk-Standard. Er werde auch deswegen gebraucht, weil er Voraussetzung für autonom fahrende Autos in der Zukunft ist.
Holger Douglas: Die sollen auch ohne Funkverbindung autonom fahren können. 5G soll die Onboard-Sensorik unterstützen und zum Beispiel für Kollisionsschutz sorgen, heißt es, also für die Car-to-Car (C2C) Kommunikation sorgen. Aber ebenso das Auto mit allen möglichen Diensten verbinden. Da wird es sehr interessant. Denn beim Fahren fallen gewaltigen Datenmengen an. Wer wie wann wohin mit welchem Tempo fährt, wie sicher er fährt, was er im Radio hört - es kann praktisch alles an Daten aus dem Leben des Autos und Autofahrers abgegriffen werden.
Autos der Zukunft werden also rollenden Funkstationen gleichen. Schon jetzt sind teilweise drei oder vier Mobilfunksender mit SIM-Karten in moderne Autos eingebaut. Lobend hervorgehoben wird immer nur die Funktion, dass bei einem Unfall das Auto schnell und selbstständig Hilfe herbeifunkt und dabei den genauen Standort übermitteln kann. Doch dafür braucht man nicht so viele Sender im Auto.
In der Theorie alles wunderbar. Schon jetzt zeigen Hilfen wie die Erkennung von Verkehrsschildern oder der Spurhalteassistent, was IT-Technologie im Auto kann. Diese Hilfen funktionieren erstaunlich gut, sind sehr nützlich und gefährlich zugleich. Das moderne Auto ist ein Datensammelspeicher ohnegleichen. Überwachung sämtlicher Fahrstrecken natürlich „nur“ zur Optimierung des Kraftstoffverbrauches zeichnet auch gnadenlos den Abstecher zur Freundin auf oder die Tempoüberschreitung …
Die Daten sind das neue „Öl“, heißt es in der Auto- und IT-Industrie. Tesla macht es vor: Über Funk wird die Software upgedatet ebenso wie sämtliche Betriebsdaten aus dem Auto in die Tesla-Zentrale geholt. Dadurch sitzen die Entwickler auf einem richtig wertvollen Schatz von Daten über das Fahrverhalten der Benutzer, kennen die Reaktionen ihrer Batterie wie zum Beispiel Temperaturentwicklung in den einzelnen Zellen sehr gut. Tesla hat bekanntlich während des Hurrikans 2017 in Miami den vor dem Sturm fliehenden Tesla-Fahrern über Funk deren Batterien „freigeschaltet“, so dass sie eine größere Reichweite nutzen konnten. Sie fürchteten wohl Schlagzeilen „Stell Dir vor, es kommt ein Hurrikan und Dein Tesla hängt noch am Supercharger“. Umgekehrt kann man natürlich auch daran denken, dass sich Autos auf diese Weise abschalten lassen, zum Beispiel bei Unbotmäßigkeit.
Doch bis zum richtig "autonomen Auto" - welch Tautologie - ist es noch ein weiter Schritt.
Ich kann mir vorstellen, dass die großen Träume an der Realität platzen. Schon jetzt füllen die Quellcodes der Computerprogramme halbe Bibliotheken. Immer weniger Fachleute überblicken die komplizierten Strukturen, die wie ein Flickenteppich von vielen unterschiedlichen Zulieferern entwickelt worden sind und häufig nicht ausreichend dokumentiert wurden. VW hat nicht zuletzt deswegen mit seinem neuen Elektroauto so erhebliche Schwierigkeiten, weil die Software nicht funktioniert. Verständlich: Eine Autosteuerung ist anspruchsvoll, und die Heerscharen von sehr spezialisierten Softwareentwicklern für ihre Entwicklung gibt es nicht. Zumindest hier nicht. Google & Co haben zwar erhebliche Entwicklerkapazitäten für Mobilität aufgebaut, die verstehen aber wiederum nichts vom Automobilbau. Zum Glück für deutsche Autobauer.
Bereits jetzt ist kaum ein Mensch in der Lage, die Systeme und vor allem ihre Fehler zu überblicken. Ich zitiere gerne meinen Sohn, ein ITler mit viel Einblick in die Software von Automobilen, auf meine Frage, ob er sich in ein selbstfahrendes Auto setzen würde: Niemals! Zu viele Bugs!
Dafür wird die Überwachung prächtig funktionieren. Diebstahlschutzsysteme erlauben, Autos ferngesteuert auszuschalten. In Russland müssen zudem alle Neuwagen mit dem ERA-GLONASS Satellitensystem ausgestattet sein. Das erlaubt der Polizei die Kontrolle, ob der Fahrer die Verkehrsregeln einhält, ob er zum Beispiel auf der Gegenverkehrsspur überholt, aber auch den Zugriff auf das Auto, um zum Beispiel bei Verfolgungsfahrten fernbedient das Auto stoppen zu können. Das finden auch europäische Behörden reizvoll und überlegen, wie Standards aussehen könnten.
Schöne Vorstellung im Zusammenhang mit jenem "social scoring“ in China: zu viele negative Punkte, unangenehm aufgefallen, nicht lange genug dem großen Vorsitzenden geklatscht zu haben – dafür dann, zack, Zündung aus. Das Auto bleibt stehen. Mobilität nur bei Wohlverhalten.
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Holger Douglas ist Wissenschafts- und Technik-Journalist sowie Autor des Buches „Die Diesel-Lüge.
