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Science
10/25/2019

Strenge Kontrollen für saubere Luft

Die TU Wien hat ein Messsystem entwickelt, das Abgasmanipulationen erkennen kann.

von Andreea Iosa

Hunderttausende Tonnen Stickstoffoxide (NOx) werden jährlich in Österreich emittiert. Sie entstehen hauptsächlich im Straßenverkehr bei der Verbrennung von Brenn- und Treibstoffen. NOx übersäuern und überdüngen Böden und Gewässer, bilden Feinstaub und Ozon und wirken sich auch direkt auf Lungen- und Herzkreislauffunktion beim Menschen aus.
Bisher seien NOx und Feinpartikel (PN) im Rahmen der alljährlichen Pickerlüberprüfung §57a von Kraftfahrzeugen  nicht gemessen worden. Das sei aber dringend nötig, sagt Ernst Pucher vom Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Kraftfahrzeugbau an der TU Wien dem KURIER.

Er und sein Team haben ein NOx-Abgasmesssystem entwickelt, das bei 2.000 Umdrehungen pro Minute Leerlaufdrehzahl des Motors durchgeführt wird und nur zwei Minuten dauert. „Das Messsystem analysiert gas- und partikelförmige Schadstoffe von Verbrennungskraftmaschinen“, erklärt er.  Es gilt für mobile oder stationäre Anwendungen im realen Betrieb bei Kraftfahrzeugen, Arbeitsmaschinen, landwirtschaftlichen Zugfahrzeugen, Lokomotiven und Schiffen.

Gegen Manipulation

Eines der Ziele der Entwicklung ist, Abgasmanipulationen wie beim Dieselskandal zu vermeiden.  Denn diese hätten mit dem System aufgedeckt werden können. „Wesentlich ist, dass bislang keine Stickstoffoxide gemessen wurden. Solch ein Verfahren trägt dazu bei, derartige Manipulationen zu verhindern“, sagt Spezialist Pucher. Zwar sei Betrug auch in Zukunft generell möglich – durch solche Abgasmesssysteme würden diese jedoch viel  aufwendiger.

Mit der universellen Messmethode  soll außerdem  sichergestellt werden, dass bei Neufahrzeugen keine unerlaubten Modifikationen wie etwa Leistungssteigerungen der Motoren vorgenommen werden und gealterte oder verschlissene Abgasreinigungssysteme erkannt und repariert werden. Laut Thomas Hametner von der ÖAMTC  hat das Dieselgate  sogar etwas gebracht, denn: „Die Diesel sind jetzt besonders sauber. Auch die asiatischen, obwohl sie diesen Skandal nicht hatten“, sagt  er. Bei einem Grenzwert von 80 mg/km NOx lägen viele Hersteller nun bei 40 bis 60 mg/km. Deutsche Produzenten sogar teilweise unter 10 mg/km. 

Messdaten an Computer

Das neue Messverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es für sämtliche übliche Kraftstoffarten wie Benzin, Diesel, Erdgas, Methan, Flüssiggas und vergleichbare Biokraftstoffe sowie synthetische Kraftstoffe eingesetzt werden kann. Es besteht aus einem kompakten Gasanalysegerät für die Abgaskomponenten NOx, Partikelanzahl, Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Sauerstoff. Die Messdaten werden drahtlos zu einem Kontrollcomputer übertragen (siehe Bild unten). Es funktioniert ähnlich wie das von Pucher entwickelte und bereits seit 20 Jahren in Europa eingesetzte Testverfahren für Benzinfahrzeuge mit Katalysator.

Zur Pickerlüberprüfung wird das System aber noch nicht eingesetzt. Derzeit wird das Gerät  den europäischen staatlichen Behörden vorgestellt. Es wurde bereits in Brüssel bei der EU, London, Kalifornien und bei einer internationalen Tagung in Wien präsentiert.  

On-Board-Diagnose

Im Rahmen der Pickerlüberprüfung  hält Hametner eine Verbindung von On-Board-Diagnose, auch Computer-Diagnose genannt, und Abgastest für besonders sinnvoll. Dabei werden die fahrzeugeigenen Sensoren mit einer externen Messung auf richtige Funktion überprüft. Die On-Board-Diagnose würde künftig ein wichtiger Bestandteil der Pickerlüberprüfung §57a, auch im Bereich der sicherheitsrelevanten Systeme sein. „Wichtig wird sein, die benötigten Daten und Informationen von der Herstellern der Fahrzeuge zu erhalten“, so Hametner.

Österreich ganz vorne Während es in vielen Ländern noch  Nachholbedarf gibt, liegt Österreich jetzt schon im Spitzenfeld der EU 27 und zählt  zu den saubersten Ländern. Laut dem aktuellen Biokraftstoffbericht des Bundesministeriums für Nachhaltigkeit und Tourismus wurde im Jahr 2017 in Österreich ein hoher Prozentsatz an fossilen Kraftstoffen durch Biokraftstoffe substituiert. Statt geplanten 5,75 Prozent wurden  6,1 Prozent der Kraftstoffe umweltfreundlich ersetzt. Insgesamt wurden rund 435.000 Tonnen Biodiesel, 24.000 Tonnen hydriertes Pflanzenöl, 80.000 Tonnen Bioethanol und 15.000 Tonnen Pflanzenöl verbraucht.

Strenge Kontrollen

„Wir haben das Glück, dass unser Fahrzeugbestand im Vergleich eher jung und gepflegt ist. Das liegt an den strengen Kontrollen bei der Pickerlüberprüfung“, sagt ÖAMTC-Experte Hametner.
Was noch kommtBlicken wir weiter in die Zukunft, werden wir laut Pucher  in den nächsten Jahrzehnten einen steigenden Anteil an abgasfreien Elektrofahrzeugen mit Batterie- oder Brennstoffzellen-Technologie im Stadtverkehr sehen. Wichtig sei hier, zuerst Fahrzeuge mit hohen jährlichen Kilometerleistungen wie Klein-Lkw, Taxi oder Linienbusse auf abgasfreie Antriebe umzustellen.

Pickerlüberprüfung

Hinsichtlich der generellen Pickerlüberprüfung ist laut ÖAMTC noch Entwicklungsarbeit nötig. Neue Autos produzieren so wenig Schmutz, dass feinste Messgeräte und genaue Prüfprozeduren nötig. sind. Es ergeben sich unter anderem folgende offene Fragen: Welche Grenzwerte sollen gesetzt werden? Bei welchen Motor-Drehzahl soll gemessen werden? Wie kann die On-Board-Diagnose in die Abgasmessung integriert werden? Wie viel dürfen die Kosten der Pickerlüberprüfung §57a steigen?

Das NOx-Messgerät beantwortet laut ÖAMTC zum Teil diese offenen Fragen. Aktuell steht der Einsatz für die Pickerlüberprüfung zur Diskussion. Für die individuelle Überprüfung einer größeren Anzahl an Lkw wurde es bereits in Österreich eingesetzt.