Autoabgase: Mehr als nur Stickoxide

Erstellt von Andreas Burkert | |   Ratgeber


Der Verbrennungsprozess moderner Otto- wie auch Dieselmotoren ist hochkomplex. Die Zusammensetzung der Schadstoffe der Abgase vielfältig. Manche sind krebserregend, manche tödlich.

Verbrennungskraftmaschinen mögen fossile Brennstoffe, um ihre ganze Kraft zu entfalten. Vor allem die Automobilindustrie setzt seit fast 100 Jahren auf den Verbrennungsmotor und dort zum einen auf das ottomotorische Brennverfahren, bei dem der Kraftstoff (Ottokraftstoff)  im Brennraum mit einer Zündkerze entzündet wird, und auf den Selbstzünder. Der Unterschied zwischen einem Dieselmotor und Ottomotor ist, dass der Diesel keine Zündkerze hat. Vielmehr wird der Dieselkraftstoff im Brennraum durch Selbstzündung entflammt. Diese Selbstzündung wird durch hohen Druck und damit hohe Temperaturen bei der Luftverdichtung / Kompression ausgelöst. Allen beiden Motorvarianten ist allerdings gemein, dass sie Verbrennungsrückstände erzeugen.

Welche Werte diese Schadstoffe erreichen und dass es sich dabei nicht nur um Kohlenstoffmonoxid (CO2) und Stickoxid (NOx) handelt, zeigt folgende Tabelle. Dort sind die Schadstoffgrenzwerte für Dieselmotoren seit Euro 1 eingetragen. Die ersten einheitlichen Abgasvorschriften für Pkw in der Europäischen Gemeinschaft traten im Übrigen erst 1970 in Kraft. Die heute übliche Bezeichnung „Euro-Norm“ wurde 1992 mit der Abgasstufe Euro 1 eingeführt, aktuell gilt die Euro-6-Norm.

Emissionsgrenzwerte für Pkw mit Dieselmotor [mg/km], PN [1/km]

Norm Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5a Euro 5b Euro 6
Typprüfung ab 1.7.1992 ab 1.1.1996 ab 1.9.2000 ab 1.9.2005 ab 1.9.2009 ab 1.9.2011 ab 1.9.2014
Erstzulassung ab 1.1.1993 ab 1.1.1997 ab 1.1.2001 ab 1.1.2006 ab 1.9.2011 ab 1.1.2013 ab 1.9.2015
CO 3160 1000 640 500 500 500 500
HC und NOx 1130 700 / 900 560 300 230 230 170
NOx     500 250 180 180 80
PM 180 80 / 100 50 25 5 4,5 4,5
PN - - - - - 6x10E11 6x10E11

2015 waren 48 Prozent der neu zugelassenen Pkw in Deutschland mit einem Dieselmotor ausgestattet. Mit diesem Anteil betrug der durchschnittliche Ausstoß pro Pkw 128 g CO2/km. Würde man nun alle neu zugelassenen Diesel- durch entsprechende Benzin-Pkw ersetzen, so ergäbe sich laut eines Positionspapiers des VDA, welches der Redaktion vorliegt, "ein deutlich höherer Ausstoß von rund 134,7 g CO2/km".

Umgekehrt läge der Ausstoß bei gut 121 g CO2/km, wenn alle Benziner durch Diesel ersetzt würden. Hier zeigt sich der Vorteil des Diesels: Bei einer durchschnittlichen Fahrleistung von jährlich 15.000 km und einem Neuzulassungsvolumen von 3,2 Millionen Pkw entspräche dies einer Einsparung von 634.000 t CO2 pro Jahr. Das ist so viel, wie eine Kleinstadt mit 70.000 Einwohnern jedes Jahr emittiert.

Schadstoffe eines Dieselmotors im Pkw

Der VDA hat zum Thema Dieselkraftstoff ein Kompendium verfasst

Gefährliche Schadstoffe im Abgas

Durch das unvollständige Verbrennen von Kohlenwasserstoffverbindungen bestehen bei mittlerer Belastung und Drehzahl etwa 1 % der Abgase aus:

CO (Kohlenstoffmonoxid) ist ein farb- und geruchloses Gas, das als schweres Atemgift wirkt. Die roten Blutkörperchen des Menschen nehmen 200–300 mal leichter CO-Moleküle auf, als Sauerstoff. Das bedeutet, dass schon relativ geringe CO-Konzentrationen in der Luft (3 % bei längerer Einwirkzeit) tödlich sein können. HC (Hydrocarbon) sind unverbrannte Kohlenwasserstoffe. Sie sind teilweise krebserregend, erzeugen den unangenehmen Abgasgeruch und sind beteiligt am Smog. HC entstehen entweder infolge von Luftmangel λ 1,2 in Teilen des Verbrennungsraumes, die nicht von der Flamme erreicht werden.

NOx (Stickoxide): Stickstoffmonoxid (NO) ist ein farb- und geruchloses, giftiges Gas, das an der Luft sofort zu Stickstoffdioxid reagiert.

Stickstoffdioxid (NO2) ist ein rotbraunes, stechend riechendes, giftiges Gas. Es bildet unter Normalbedingungen ein Gleichgewicht mit dem farb- und geruchlosen Distickstofftetraoxid N2O4 im Verhältnis 20 : 80.

Distickstoffoxid (N2O) ist als Inhalationsnarkotikum auch unter dem Namen „Lachgas“ bekannt. Es ist ein sehr wirksames Treibhausgas (wesentlich stärker als CO2). Stickoxide sind beteiligt am Photo-Smog, also an der Bildung von bodennahem Ozon (O3), da bei intensiver Sonneneinstrahlung NO2 in NO und O gespalten wird. Die entstandenen Sauerstoffatome (O) reagieren mit den Sauerstoffmolekülen (O2) aus der Luft zu Ozonmolekülen (O3). Andererseits nehmen sie durch Katalysewirkung an der Zerstörung der Ozonschicht in der Stratosphäre teil.

PM (particle matter) sind Feststoffe im Dieselabgas; im Benzinabgas liegt der Anteil 20–200 mal niedriger, kann also vernachlässigt werden. Die Partikel sind Zusammenlagerungen von Kohlenstoffteilchen, also Ruß, mit einer großen Oberfläche, an der sich andere Stoffe anlagern können, z. B. HC, Wasser, evtl. Schwefel und Schwefelverbindungen.

SO2 (Schwefeldioxid) und andere Schwefelverbindungen spielen in den Abgasen nur noch eine untergeordnete Rolle. Die Schwefelbelastung von Kraftstoff ist gesetzlich auf 10 mg/kg beschränkt („schwefelfreier Kraftstoff“). Diese Menge wird in Deutschland wegen der schädigenden Wirkung des Schwefels auf die Katalysatoren noch deutlich unterschritten.

Quelle: Chemie im Auto

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chadstoff in den Abgasen sind auch tödlich.
chadstoff in den Abgasen sind auch tödlich. (c) Andreas Burkert