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NOx, Feinstaub, CO2 im Real-Fahr-Test

Elf Autos im Abgas-Check

Abgasmessung, Mazda 6 Kombi Foto: HDS 22 Bilder

Keine leichte Zeit für den Verbrenner: Auf das Stickoxid-Problem beim Diesel folgt jetzt Feinstaubalarm bei Benzinern – und dann gibt es ja noch die strengen CO2-Ziele. Wir messen im realen Verkehr nach und sagen, wie die beiden Antriebe im großen Abgas-Check abschneiden.

09.05.2008 Dirk Gulde, Henning Busse 8 Kommentare

Das mit den Schadstoffen ist aber auch kompliziert: Da ruft Stuttgart ständig „Feinstaubalarm“ aus und droht für 2018 mit Diesel-Fahrverboten. Dabei müsste es „Stickoxid-Alarm“ heißen, denn die Problemzone vieler Diesel mit ineffizienter Abgasreinigung liegt bei den Stickoxiden (NOx). Aber mit Feinstaub war doch auch was, oder? Ja, Benziner mit moderner Direkteinspritzung sollen zu erhöhtem Partikelausstoß neigen. Falls dem so ist, bringen Diesel-Fahrverbote im Kampf gegen Feinstaub herzlich wenig. Wenn sich schon Behörden mit den Begriffen schwer tun, wie sollen da normale Autofahrer noch durchblicken? Zumal es mit CO2 eine weitere Abgaskomponente gibt, bei der wiederum Diesel besser aussehen als Benziner. Um den Schadstoffausstoß der beiden Verbrennerarten miteinander vergleichen zu können, haben wir bei fünf Modellpaarungen von Audi, BMW, Mazda, Renault und VW – jeweils mit Diesel- und Benzinmotor– Stickoxide, Partikel, CO2 und Verbrauch gemessen.

Frage 1: Stoßen Benziner tatsächlich mehr Feinstaub aus als Diesel?

Abgasmessung, Filter Foto: HDS
Auch die Verschmutzung der Filter im Messgerät zeigt den Partikelausstoß.

Die gute Nachricht zuerst: Ob Ottomotor oder Selbstzünder, keiner der elf Kandidaten überschreitet die ab 2018 geltende Partikelhöchstgrenze. Nach den Dieseln dürfen dann auch Benziner maximal 600 Milliarden (sprich 6 x 10^11) Feinstaubteilchen pro Kilometer ausstoßen, Benziner mit Direkteinspritzung genießen bis dahin eine Übergangsphase, in der ihnen das Zehnfache dessen zugebilligt wird.

Was auffällt: Obwohl alle Werte unter der Grenze liegen, unterscheiden sie sich doch stark. So kam der mit 4,1 x 10^11 Partikeln höchste Ausstoß von einem Benziner, und zwar dem Mazda 6. Sein Dieselkollege emittierte nur halb so viel Feinstaub. Durch die hohen Einspritzdrücke bleibt beim Direkteinspritzer oft nicht genug Zeit für eine optimale Gemischbildung, wodurch nicht der gesamte Treibstoff verbrennt. Die unverbrannten Bestandteile werden als Partikel unterschiedlicher Größe ausgestoßen.

Da die Gefährlichkeit der Partikel von ihrer Größe abhängt, war es uns wichtig, auch winzige Teilchen, die über die Lunge ins Blut gelangen, zu erfassen. Das Messgerät unseres Partners von Emissions Analytics ist in der Lage, auch Kleinstteilchen bis 23 Nanometer Größe zu registrieren. Hierfür werden die im Abgas enthaltenen Partikel elektrostatisch aufgeladen und von einem Sensor erfasst. Diesel werden seit Jahren mit Partikelfiltern ausgerüstet, weswegen sie keine Probleme haben, unter den Grenzwerten zu bleiben. Benzinern steht diese Entwicklung noch bevor.

Mercedes S 500 mit Partikelfilter schafft locker die Grenzwerte

Mercedes testet das Langzeitverhalten solcher Filter im S 500, der bereits seit zwei Jahren mit dem Reinigungsbauteil ausgerüstet wird. Daher verwundert es auch nicht, dass auch der 455 PS starke Luxusgleiter mit 1,8 x 10^11 Partikeln locker unter dem Grenzwert bleibt. Es überrascht jedoch, dass sich unter den besten Autos mehrere Benziner befinden – und das, obwohl einige Umweltorganisationen den Benziner wegen angeblicher Feinstaubprobleme gleich mit aus den Städten verbannen wollen. Mit 0,2 x 10^11 Partikeln holte sich der Zweiliter-Vierzylinder im BMW X1 xDrive 20i den Partikel-Sieg – ganz ohne Filter. Aber auch der 1,5-Liter-TSI im VW Golf ließ mit 0,4 x 10^11 Partikeln reichlich Luft zum Grenzwert. Sein Dieselkollege im 2.0 TDI hingegen kam mit 3,9 x 10^11 Partikeln dem Limit schon näher. Der ebenfalls zwei Liter große Diesel im Audi A4 TDI unterbot seinen Konzernbruder Golf jedenfalls deutlich. Wie partikelarm Dieselabgase sein können, demonstrierte jedoch der Renault Kadjar 1.6dCi 130, der mit 0,3 x 10^11 Teilchen pro Kilometer bei den Selbstzündern auf Platz eins kam.

Antwort zur Frage 1: Nein, aber die Unterschiede sind klein

Im Schnitt stießen die Diesel trotz ihrer Filter rund ein Drittel mehr Partikel aus als die heute noch filterlosen Benziner. Als Feinstaub-Sündenböcke eignen sich Ottomotoren also nicht. Dass dennoch viele Hersteller bis 2018 ihre Direkteinspritzer mit Partikelfiltern ausstatten wollen, ist angesichts der Brisanz des Themas begrüßenswert.

Frage 2: Haben moderne Benziner ein Stickoxid-Problem?

Abgasmessung, Messsystem Foto: HDS
Für den Einbau der Messgeräte musste der Beifahrersitz im S 500 weichen.

Nach der ganzen Partikeldiskussion würden dem Benziner kritische NOx-Werte gerade noch fehlen. Der Verdacht: Die hohen Verbrennungstemperaturen sparsamer Motoren führen dazu, dass Stickstoff aus der Luft zu NOx verbrennt. Doch auch hier kann Entwarnung gegeben werden. Vier von fünf Benzinern halten die strengen Euro-6-Prüfstandswerte von 60 mg/km auf der Straße ein. Am besten schnitt der Golf 1.5 TSI ab, der auf gerade einmal 8 mg/km kam, gefolgt von Audi A4, BMW X1 und Mazda 6 mit rund 30 mg. Lediglich der hubraumschwache 1,2-Liter-Motor im Renault Kadjar liegt mit 104 mg über der Grenze.

Das passt ins Bild, schon bei früheren NOx-Tests schnitten Downsizing-Benziner in schweren Autos etwas schlechter ab. Auch wenn der Grenzwert nicht ganz eingehalten wird, sind 104 mg ein ordentlicher Wert, schließlich erlaubt der Gesetzgeber für die ab 2018 vorgeschriebenen Straßentests das 2,1-Fache der Grenze. Zur Einordnung: Für offizielle Prüfstandsmessungen ist ein sehr langsam gefahrener Zyklus vorgeschrieben (NEFZ), der Motoren weniger abverlangt als im Straßenbetrieb.

Ergebnisse von Real-AbgastestSprinter ist extrem sauber

Für die hohen Stickoxidwerte vieler Innenstädte lässt sich der Benziner also kaum verantwortlich machen, wie ein Blick auf die Dieselfraktion beweist: Selbst der beste Selbstzünder Audi A4 TDI kam mit 199 mg auf rund das Doppelte des schlechtesten Benziners. BMW X1 xDrive 20d, Mazda 6 2.2 Diesel und VW Golf 2.0 TDI stießen zwischen 250 und 400 mg aus, während der Renault Kadjar sogar auf knapp 700 mg kommt. Auch Diesel dürfen auf der Straße das 2,1-Fache ihrer Laborgrenze von 80 mg/km ausstoßen, was 168 mg/km bedeutet. Von unseren fünf Kandidaten kommt nur der Audi mit seinem aufwendigen SCR-Reinigungssystem in die Nähe davon, während der Renault das Vierfache des Straßenwertes ausstößt.

Diesel nach wie vor mit sehr hohen NOx-Werten

Wie viel Arbeit auf die Hersteller bis zum nächsten Jahr noch zukommt, zeigt ein Vergleich mit Messwerten anderer Autos. Seit Bekanntwerden des Abgas-Skandals Ende 2015 hat auto motor und sport rund 50 Euro-6-Diesel auf ihren NOx-Ausstoß im Realbetrieb gemessen. Nur sieben davon lagen unter 168 mg. Der größte NOx-Sünder, ein Renault Captur dCi 110, kam auf 1.336 mg – das 17-Fache des Norm- und noch immer das Achtfache des Straßenwertes. Dass extrem niedrige Stickoxidwerte auch beim Diesel möglich sind, bewiesen jedoch Autos wie der Mercedes E 220 d mit 41 mg oder der Audi Q2 2.0 TDI mit 79 mg.

Antwort zur Frage 2: Nein, Benziner sind sehr sauber

Die mit Abstand größten Unterschiede innerhalb unserer fünf Paarungen tun sich bei den Stickoxiden auf, wo Benziner im Schnitt 42 mg und Diesel 375 mg/km emittieren. Um nach September 2018 noch Selbstzünder verkaufen zu können, müssen fast alle Hersteller massiv in die Abgasreinigungssysteme ihrer Fahrzeuge investieren.

Frage 3: Können heutige Benziner den CO2-Vorteil des Diesel verringern?

Abgasmessung, Audi A4 Avant Foto: HDS
Damit kein Abgas entweicht, wird für jedes Auto ein individueller Auspuff-Adapter angefertigt.

Wer viel fährt, nimmt einen Diesel, so der oft gehörte Tipp – weil die ja so sparsam sind. Und ein geringer Verbrauch führt zu einem niedrigen CO2-Ausstoß. Doch auch Benziner wurden in den letzten Jahren immer genügsamer, wie die Verbräuche unserer Vergleichs- und Einzeltests regelmäßig zeigen. Macht der Benziner den Diesel vielleicht bald überflüssig?

Nein, das ist nicht zu erwarten, wie die Werte der fünf Paarungen mit Benzin- und Dieselmotoren im gleichen Modell zeigen: Demnach liegt der Durchschnittsverbrauch aller fünf Diesel bei 5,9 l/100 km, während sich die Benziner 7,7 l und damit fast 33 Prozent mehr genehmigten. Beim CO2-Ausstoß fallen die Unterschiede geringer aus, da beim Verbrennen von einem Liter Diesel 2,64 kg CO2 anfallen, beim Benziner sind es 2,33 kg. Während die Dieselfraktion damit auf 156 g/km kommt, entfleuchen unseren Benzinern rund 18 Prozent mehr, sprich 185 Gramm.

Was jedoch verblüfft: Wer sich die einzelnen Paarungen genau ansieht, stellt fest, dass die CO2-Vorteile des Diesel bei Audi, BMW und VW nur rund zehn Prozent betragen, bei Mazda und Renault jedoch über 30 Prozent. Beim Kadjar bewahrheitet sich damit erneut, dass kleine Downsizing-Motoren ihren Verbrauchsvorteil auf dem NEFZ-Prüfstand – für den sie optimiert wurden – in schweren Autos mit höherem Luftwiderstand in der Praxis oft nicht halten können. Und 1,2 Liter Hubraum sind für einen ausgewachsenen SUV wie den Kadjar nicht gerade üppig.

Spardiesel Mazda 6 mit niedrigstem Realverbrauch

Beim 2,2-Liter-Diesel im Mazda 6 handelt es sich hingegen um ein vergleichsweise hubraumstarkes Aggregat, das höhere Lastanforderungen, etwa an Steigungen oder bei Autobahntempo, leichter aus dem Ärmel schüttelt. Auch dadurch lässt sich der mit 4,9 l/100 km niedrigste Realverbrauch sowie der geringste CO2-Ausstoß auf unserer Runde erklären.

Der im Schnitt 18 Prozent geringere Kohlendioxidausstoß ist auch ein Grund, warum Diesel für die Autoindustrie so wichtig sind. Bis 2021 muss der Ausstoß des klimaschädlichen Gases aller in Europa verkauften Autos im Schnitt auf 95 g/km fallen. Immerhin ist es den Herstellern gestattet, Elektrofahrzeuge und Plugin-Hybride auf eine besonders günstige Art in die Gesamtrechnung einzubeziehen: Für Stromer gelten nämlich Sonderregeln, mit deren Hilfe sich der Flottenverbrauch überproportional senken lässt.

Angesichts des schleppenden Absatzes von Stromern sind die 95 Gramm bereits heute ambitioniert. Bricht jetzt auch noch der Dieselabsatz ein, ließe sich das Ziel kaum halten, was hohe Strafzahlungen für die Hersteller bedeuten würde.

Antwort zur Frage 3: CO2-Vorteil beim Diesel bleibt

Das war deutlich: Bei unseren fünf Paarungen verbrauchten die Autos mit Ottomotor im Schnitt über 30 Prozent mehr Kraftstoff als die Diesel. Beim CO2 betrug der Unterschied immerhin noch 18 Prozent. Ohne einen hohen Dieselanteil an den Neuzulassungen lassen sich die CO2-Vorgaben bis 2021 auf keinen Fall erfüllen.

So haben wir getestet

Um den Schadstoffausstoß unter vergleichbaren Bedingungen zu ermitteln, haben wir zum portablen NOx- und CO2-Messgerät noch einen zweiten Analyzer montiert, der gleichzeitig Partikel erfasst. Mit jedem Auto ging es anschließend auf unsere bewährte, rund 100 Kilometer lange Testrunde mit Stadt-, Landstraßen- und Autobahnabschnitten. Neben den fünf Paarungen fuhr ein Mercedes S 500 als Referenz mit. Mercedes kombiniert den 4,7-Liter-V8 seit zwei Jahren mit einem Benzin-Partikelfilter. Daher waren wir gespannt, ob der Aufwand tatsächlich zu niedrigeren Partikelwerten führt. Die Messwerte im Überblick finden sie in der Bildergalerie.

Feinstaub bei Benzinern: Panikmache unbegründet

Nach dem Diesel knöpfen sich Umweltorganisationen den Benziner vor. Doch zu Unrecht, wie unsere aktuellen Messungen zeigen. Antworten auf die wichtigsten Fragen.

Was macht den Feinstaub bei den Benzinern gefährlich?

Hohe Feinstaub-Emissionen waren lange nur ein Problem beim Diesel. Doch auch Benziner können hier Schwierigkeiten bereiten – vor allem durch die sehr kleinen Feinstaubteilchen mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern. Diese Nanoteilchen, die kleiner als Bakterien sind, transportieren Stoffe, die von der Lunge durch das Gewebe direkt ins Blut gelangen können. Die Folge können im schlimmsten Fall Krebs, Herzprobleme oder Lungenerkrankungen sein.

Woran erkenne ich, dass mein Benziner ein Feinstaubproblem hat?

Gar nicht, das lässt sich nur mit aufwendigen Messsystemen ermitteln. Betroffen sind hauptsächlich Direkteinspritzer. Während bei der konventionellen Saugrohreinspritzung der Kraftstoff vergleichsweise lange Zeit hat zum Verdampfen, wird beim Direkteinspritzer das Benzin direkt in den Brennraum eingespritzt. Je nach Verfahren besteht in manchen Betriebszuständen die Gefahr, dass sich der Kraftstoff nicht komplett mit Luft vermischt. Es bilden sich Mikrotröpfchen, die teils nicht vollständig verbrennen und so Ruß bilden.

Was muss ich jetzt tun?

Zunächst einmal nichts. Derzeit liegt der staatliche Fokus auf Neuwagen. Denn im September tritt in der EU die Abgasnorm Euro 6c in Kraft. Dann dürfen neu entwickelte Benziner nur noch ein Zehntel der heute erlaubten Feinstaubmenge ausstoßen, ab September 2018 gilt das für alle Erstzulassungen. Um dieses Ziel zu erreichen, können die Hersteller den Verbrennungsprozess optimieren oder einen Partikelfilter einbauen. Das heißt, dass ein ab obigem Datum beim Händler gekaufter Neuwagen über eine Rußbremse verfügen muss. Doch das könnte nur der Anfang sein. Auch die Bestandsfahrzeuge trifft das Thema, schließlich fahren bereits viele Benzin-Direkteinspritzer auf unseren Straßen. Bislang hat sich die Politik noch nicht zur Nachrüstung geäußert, es ist jedoch damit zu rechnen, dass entsprechende Initiativen folgen. Beim Diesel war das vor gut zehn Jahren auch der Fall – wer nicht umrüstete, durfte mit seinem Selbstzünder nicht mehr in die Städte.

Was kostet mich die Nachrüstung?

Bislang existieren nur Lösungen für die Erstausrüstung. Hier soll nach ersten Erkenntnissen mit einem Benzin-Partikelfilter-Mehrpreis im Neuwagen von etwa 50 bis 150 Euro kalkuliert werden. Die Nachrüstung wird hingegen nicht so günstig ausfallen. Um einen Anhaltspunkt zu bekommen, lohnt ein Blick zurück zur Dieselumrüstung. Damals lagen die Kosten im Schnitt bei rund 600 Euro. Da sich die Filter beim Selbstzünder und Ottomotor technisch kaum unterscheiden, dürften sich die Ausgaben für einen Benzin-Nachrüstfilter in einem ähnlichen Bereich bewegen.

Beteiligt sich der Staat?

Da sich die Politik bislang zur Nachrüstung von Benzinern ausschweigt, gibt es zu dieser Frage keine Äußerungen. Aber es ist denkbar, dass sich die Regierung an den Kosten beteiligt. Vor zehn Jahren steuerte sie 330 Euro zum Umbau jedes Dieselautos bei.

Drohen mir als Benzinerfahrer jetzt auch Fahrverbote?

Nein, bislang sind dazu von der Politik keine Entscheidungen beziehungsweise Äußerungen gefallen. Aber es ist davon auszugehen, dass die Diskussionen nicht mehr lange auf sich warten lassen. Bis dahin sollten Autofahrer Ruhe bewahren. Innerhalb weniger Monate werden die Fahrverbote nicht umgesetzt werden, es dürfte genügend Zeit für eine Nachrüstung bleiben.

Verändern sich der Verbrauch und die Leistung durch den Filter?

Der Partikelfilter kann den Gegendruck des Abgassystems erhöhen, was sich negativ auf Leistung und Kraftstoffkonsum auswirken würde. Das ist auch den Filterproduzenten bewusst. Deshalb kommt ein synthetischer Keramikwerkstoff zum Einsatz, an dem sich die Partikel ablagern. Sie werden dabei kontinuierlich durch die heißen Abgase aus dem Motor verbrannt. Durch dieses regelmäßige Ausbrennen lässt sich eine Verstopfung des Filters verhindern. Somit wird der Abgasgegendruck wieder gesenkt und es entstehen weniger spürbare Auswirkungen auf Verbrauch oder Leistung.

Muss ich mir jetzt beim Kauf eine sBenziners Sorgen machen?

Wie unser Test zeigt, muss man das nicht. Schon heute halten viele Neuwagen die für 2018 gültigen Grenzwerte ein – auch auf der Straße im realen Verkehr. Außerdem geben jetzt immer mehr Hersteller bekannt, dass sie noch vor dem Stichtag ihre Benziner mit Partikelfilter ausstatten werden. Bei VW zum Beispiel macht der Tiguan mit dem 1,4-Liter-Benzinmotor den Anfang und bei Audi der A5 mit dem 2.0 TSFI. Mercedes hat den Filter bereits vor zwei Jahren in der S-Klasse eingeführt und rüstet jetzt damit auch die anderen Modellreihen aus – sogar den Smart. Der PSA-Konzern (Citroën und Peugeot) führt ihn ebenfalls gerade bei vielen Fahrzeugen ein. BMW startet ab Sommer mit der Rußbremse, als erstes Modell wird sie der X3 bekommen, Volvo will ab Herbst loslegen.

Fazit

Der Abgasvergleich zwischen Otto- und Dieselmotoren liefert erstaunliche Ergebnisse: So können wir den immer wieder beklagten hohen Partikelausstoß moderner Benziner zumindest bei unserer Testflotte nicht bestätigen. Die Hersteller sind jedoch gut beraten, sich nicht länger an Abgas-Mindestanforderungen zu orientieren, sondern flächendeckend Partikelfilter in ihre Neuwagen einzubauen. Weitaus mehr Handlungsbedarf besteht bei den Dieseln, von denen keiner unter der für 2018 gültigen NOx-Grenze liegt. Mit einem schlichten Filter ist es hier nicht getan, ohne aufwendige SCR-Anlagen sind die meisten Selbstzünder chancenlos. Doch ohne Diesel lässt sich die CO2-Vorgabe für 2021 nicht erfüllen, solange der Elektroauto-Absatz schwächelt.

Neuester Kommentar

Ob Gas oder Elektro: in 2 Jahren ist damit NICHTS ZU LÖSEN :-(
Bleibt nur, die Abgase der üblichen Antriebe zu reinigen. - Benzin-Direkteinspritzer sollten SOFORT mit Partikelfiltern ausgerüstet werden, auch bereits zugelassene. 10-fache Überschreitung der Nanopartikelzahl, da sollen wir (Hochentwickelte, wofür wir uns halten!) nicht zusehen.
NOx-Senkung mit SCR> alle (EURO4, EURO5 UND EURO6) sollten nachrüsten. Und Neufahrzeuge sowieso damit ausgestattet sein,
Ich denke, alles andere ist nachlässig und bequem, NICHT zu verantworten!

TechnikerSachlich 7. Juli 2017, 23:55 Uhr
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