<< Letze Seite    Inhltsverzeichnis    Nächste Seite >>

Zusammenfassung

Die europaeische Abgasgesetzgebung hat mit Verabschiedung der Grenzwertstufen bis einschliesslich EURO 4 für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge sowie EURO V für Nutzfahrzeugmotoren entscheidende Fortschritte erreicht. Die Notwendigkeit einer Fortschreibung der Abgasgrenzwerte besteht in erster Linie für Fahrzeuge mit Dieselmotoren. Artikel 3 der Richtlinie 98/69/EG (Pkw, leichte Nutzfahrzeuge), der gemeinsame Standpunkt des Rates zur Richtlinie 99/96/EG (Nutzfahrzeugmotoren) sowie die Schlussfolgerungen des Umweltrates vom 18./19.12.2000 zur Auswertung des AutooelProgramms II enthalten entsprechende an die Kommission gerichtete Auftraege.
Die Kommission hat in einer Note vom 11.02.2003 zum Thema „Concept of Enhanced Environmentally Friendly vehicles (EEV) for light vehicles” erklärt, dass sie sich nunmehr mit einer Fortschreibung der Abgasgrenzwerte für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge befassen werde. In Deutschland hat sich der Anteil der DieselPkw an den Neuzulassungen in den vergangenen Jahren mehr als verdoppelt. Er hat inzwischen fast 40 % erreicht. Die Entwicklung der Partikelemissionen zeigt, dass der stark steigende Anteil der DieselPkw bis 2020 zu einer Erhöhung der Partikelemissionen aus Pkw um den Faktor 2,3 und damit zu einer Erhöhung der Partikelemissionen des Strassenverkehrs gegenüber den frueheren Annahmen um den Faktor 1,6 führt. An verkehrsnahen Immissionsmessstellen ist keine der bisherigen Senkung der Abgasgrenzwerte entsprechende Minderung der FeinstaubImmissionen erkennbar. Hier besteht ein Handlungsbedarf. Im Hinblick auf die Luftreinhaltung wird zur Zeit das Problem der Feinstaubemissionen diskutiert.
Die Weltgesundheitsorganisation, die EUKommission sowie der National Research Council und die Umweltbehoerde der USA stellen die Feinstaeube als eine der gegenwaertig vorrangigen umwelthygienischen Schwerpunktthemen in Europa und USA heraus. Auch gibt es Hinweise auf kanzerogene Wirkungen. Aus Gruenden des Gesundheitsschutzes ist für den Dieselmotor die technisch moegliche Partikelminderung von weit über 90 % zu fordern.
In Deutschland versterben pro Jahr insgesamt ca. 800 000 Menschen (alle Todesursachen). Nach einem Gutachten von Prof. Wichmann, GSF Neuherberg, sind von diesen Todesfaellen ca. 1 bis 2 % den Kfz Abgasen aus Dieselfahrzeugen als vorzeitige Todesfaelle zuzuordnen. Durch die Reduktion der Partikelemissionen als Massnahme zur Gefahrenabwehr, zum Beispiel durch Partikelfilter, liesse sich zum ueberwiegenden Teil verhindern, dass diese Personen vorzeitig versterben.
Der Einsatz von Partikelfiltern lässt damit gegenüber der gegenwaertigen Situation eine mittlere Verlaengerung der Lebenserwartung aller Menschen in Deutschland um 1 bis 3 Monate erwarten. Bezueglich der NOxEmissionen haben moderne DieselPkw im Vergleich zum „Benziner“ einen erheblichen Nachteil. Sie emittieren acht bis zehnmal mehr Stickoxide, die u. a. zur Bildung des gesundheitsschaedlichen Sommersmogs beitragen. Der NOxGrenzwert EURO 4 für DieselPkw ist etwa dreimal so hoch wie derjenige für OttoPkw. Elektronische Einspritzsysteme in Schweren Nutzfahrzeugen – eingeführt ab der Grenzwertstufe EURO II – ermöglichen unterschiedliche Einspritzstrategien in den verschiedenen Bereichen des Motorkennfeldes. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass EURO IIMotoren ausserhalb des im gesetzlichen Pruefzyklus gefahrenen Kennfeldbereiches vielfach gezielt auf den spezifischen Verbrauch hin optimiert werden.
Dies bewirkt dann im Gegenzug einen erheblichen Anstieg der StickoxidEmissionen. Die Folge: Für das Jahr 2003 liegt der mittlere NOxEmissionsfaktor der Schweren Nutzfahrzeuge um etwa 40% höher als bisher angenommen wurde, was einer zusaetzlichen Deckungsluecke in der Gröoessenordnung von 115.000 t NO x im Jahr 2010 entspricht. Die Richtlinie 1999/96/EG über Massnahmen gegen die Emissionen von Nutzfahrzeugmotoren sieht eine Grenzwertstufe EURO V mit einem NOxGrenzwert von 2,0 g/kWh vor, der ab 2008 für die Erteilung der Betriebserlaubnis für neue Motortypen gilt. Im Rahmen der Berechnungen zum Massnahmenplan der Bundesregierung zur Einhaltung der NECRichtlinie 2001/81/EG hat sich eine weitere Halbierung dieses Grenzwertes auf 1,0 g/kWh als notwendige Massnahme mit dem absolut hoechsten NOxMinderungspotential erwiesen.
Dies ist bei der Überpruefung des EURO VGrenzwertes durch die EUKommission zu berücksichtigen, zumal in anderen europaeischen Laendern ähnliche Verhältnisse vorliegen. Dieser Anpassung muss eine weitere Senkung des NOxGrenzwertes für NfzMotoren auf 0,5 g/kWh ab 2010 folgen. In den vergangenen Jahren wurden die Partikelemissionen von Dieselmotoren in Pkw und Nutzfahrzeugen durch motorische Massnahmen, d.h. durch die Verbesserung der Verbrennung, bereits erheblich gemindert. Zur knappen Einhaltung der ab 2005 für die Typpruefung gueltigen EURO 4/EURO IVGrenzwerte für DieselPkw und für Nutzfahrzeugmotoren kommenabhaengig vom heutigen Ausgangszustand weitere motorische Massnahmen in Betracht, die eine Partikelemissionsminderung in der Gröoessenordnung von 30 bis 50 % bewirken können.
Eine weitergehende Partikelminderung ist dagegen nach heutigem Stand nur durch eine AbgasNachbehandlung, d.h. durch den Partikelfilter möglich. Die nachgewiesenen Minderungsraten liegen bezueglich der Partikelmasse weit über 90 % und bezueglich der Partikelzahl werden 99,999 % erreicht. Dies wurde für eine Reihe verschiedener PartikelfilterSysteme nachgewiesen.
Für DieselPkw wird das Inkrafttreten der EURO 4Grenzwerte ab 2005 nur teilweise zum Einsatz der Partikelfiltertechnik führen. Laut Veroeffentlichungen der deutschen PkwHersteller werden kleine und mittlere DieselPkw mit Schaltgetriebe ohne Partikelfilter auskommen, wärend von mittleren DieselPkw mit Automatikgetriebe an aufwaerts und bei schwereren DieselPkw vermutlich Partikelfilter erforderlich sind. Die Firma Toyota erprobt seit März 2002 die Kombination von NOxSpeicherkatalysator und Partikelfilter unter der Bezeichnung DPNR im Feldeinsatz in mehreren europaeischen Laendern und plant die Serieneinfuehrung in der zweiten Jahreshaelfte 2003. Welche Emissionswerte mit der endgueltigen Auslegung des DPNRSystems für den europaeischen Markt erreicht werden, stand im Juni 2003 noch nicht fest. Das UBA geht davon aus, dass das DPNRSystem das technische Potential bietet, die in diesem Bericht vorgeschlagenen Grenzwerte einzuhalten.
International hat der PSA Peugeot CitroënKonzern im Jahr 2001 ca. 135.000 Fahrzeuge mit serienmaessigem Partikelfilter (sog. FAPTechnologie) verkauft, im Jahr 2002 waren es bereits rund 270.000 Exemplare. 2004/2005 wird bei PSA mit rund 1 Mio. Zulassungen von Fahrzeugen mit FAPTechnologie gerechnet. Im Mai 2003 wurden insgesamt 14 PkwTypen mit Partikelfilter von franzoesischen und italienischen Herstellern angeboten. Für weitere 20 PkwTypen, auch von deutschen Herstellern, wurde die Einführung des Partikelfilters für den Herbst 2003 oder für Anfang 2004 angekuendigt. Die FAPTechnologie definiert damit den Stand der Technik und die Möglichkeit, auf dieser Basis Grenzwerte zu setzen. Bei fast allen Herstellern von DieselPkw sind Partikelfiltersysteme serienreif oder fast serienreif. Diese Filtersysteme unterscheiden sich weniger hinsichtlich der problemlos erreichbaren hohen Abscheiderate, als vielmehr hinsichtlich des Regenerationsverfahrens des Filters.
Auch für Nutzfahrzeuge ist die Partikelfiltertechnik verfügbar. Bereits Anfang der 90er Jahre wurde sieben verschiedene Systeme mit Abscheideraten bis über 90 % an 1.100 Stadtbussen im Rahmen des RussfilterGrossversuchs des BMU in Deutschland erfolgreich erprobt. In der Schweiz sind zahlreiche Partikelfiltersysteme nach ausfuehrlichen Eignungstests seitens der Behoerden (BUWAL, SUVA) für die Ausruestung von Baumaschinen anerkannt worden und werden aufgrund eines Obligatoriums auf Baustellen eingesetzt. Heute laufen in Deutschland nach Angaben des VdV über 5.000 Stadtbusse mit Partikelfiltersystemen. Weltweit laufen mehr als 50.000 Nutzfahrzeuge mit Partikelfiltersystemen, in Kalifornien ist die Ausruestung von 900.000 Dieselfahrzeugen im Rahmen eines Programms mit Foerdermitteln in Hoehe von 100 Mio. US$ beschlossen worden. Aus heutiger Sicht ist fraglich, ob die seitens der europaeischen Umweltminister bei der Verabschiedung der Richtlinie 99/96/EG erklaerte Absicht, mit den EURO IVund EURO VGrenzwerten für Nutzfahrzeugmotoren die Partikelfiltertechnik durchzusetzen, erfüllt wird. Eine Fortschreibung der Partikelgrenzwerte über EURO 4 für Pkw und EURO IV/V für Nutzfahrzeugmotoren hinaus ist aus Gruenden der Abwehr von Gesundheitsgefahren notwendig und technisch machbar.
Eine weitere Herabsetzung der massenbezogenen Partikelgrenzwerte um den Faktor 10 reicht prinzipiell aus, um das Ziel des Gesundheitsschutzes zu erreichen, wenn dafuer effektive Partikelfilter oder gleichwertige Techniken mit einer hohen Minderungsrate über den gesamten Groessenbereich der Partikel einschliesslich der NanoPartikel zum Einsatz kommen. Um Zielverfehlungen in Form von technischen Entwicklungen, die hauptsaechlich auf die Minderung der Masse hin optimiert sind, zu verhindern, ist als flankierende Massnahme zur Begrenzung der Partikelmasse eine Begrenzung der Partikelzahl notwendig. Mit dem Ziel, die Eignung der massenbezogenen Partikelbegrenzung für die Zukunft zu ueberpruefen und eine Methode der Partikelbegrenzung mit besserem Wirkungsbezug vorzuschlagen, wurde im Jahr 2001 auf Ebene der ECEGRPE eine Expertengruppe „Particle Measurement Programme (PMP)“ gegruendet. Zum Zeitpunkt dieses Berichtes (Juni 2003) war die Phase II des Projektes weitgehend abgeschlossen, und es zeichnet sich ab, zu welchem Ergebnis und zu welchen konkreten Vorschlaegen die Arbeitsgruppe kommen wird. Neben einer verbesserten gravimetrischen Methode (US ) steht mit dem CPC (Condensation Particle Counter) ein System zur Verfuegung, mit dem zeitaufgeloest die Partikelzahl (genauer: die Partikelkonzentration in 1/cm3 ) im wirkungsrelevanten Groessenbereich entsprechend den Anforderungen einer Typpruefung gemessen werden kann. Aus den vorstehenden Ausführungen sind folgende Vorschlaege für eine Fortschreibung der Abgasgrenzwerte für Pkw als Stufe EURO 5 und für eine Anpassung der Stufe EURO V für Nutzfahrzeugmotoren abzuleiten: Der Partikelgrenzwert EURO 5 für Pkw (vorlaeufig nur massenbezogen) sollte gegenüber dem EURO 4Grenzwert mit 0,0025 g/km einer Emissionsminderung von 90 % entsprechen. Der NOxGrenzwert für DieselPkw sollte mit 0,08 g/km demjenigen für OttoPkw der Stufe EURO 4 entsprechen.
Für Nutzfahrzeugmotoren ist als Anpassung der Stufe EURO V ab 2008 ebenfalls die weitere Minderung der Partikelemission bis auf PartikelfilterNiveau mit der selben Begruendung wie bei DieselPkw erforderlich. Da die Partikelgrenzwerte EURO IV/V von 0,02 g/kWh im ESC und 0,03 g/kWh im ETC auch ohne Partikelfilter eingehalten werden können, ist die mit Partikelfilter sicher erreichbare Emissionsminderungsrate von 90 % auf diese Werte anzuwenden. Dies ergibt 0,002 g/kWh im ESC und 0,003 g/kWh im ETC. Im Hinblick auf die NOxEmissionen sollte der NOxGrenzwertes der Stufe EURO V von 2,0 auf 1,0 g/kWh halbiert und eine weitere Senkung auf 0,5 g/kWh ab 2010 erfolgen. Zusaetzlich sollte die Gesamtzahl der emittierten Partikel im gesundheitlich relevanten Groessenbereich sowohl für Pkw als auch für Nutzfahrzeugmotoren begrenzt werden.
Die PMPGruppe wird RichtlinienAnnexes zur genauen Definition des verbesserten gravimetrischen Verfahrens und des CPCVerfahrens bis Ende 2003 vorschlagen. Damit waere neben der Minderung der Masse vor allem eine Minderung der gesundheitlich relevanten ultrafeinen Partikel gewaehrleistet. Für die gravimetrische Bestimmung der Partikelemission auf niedrigem Niveau steht das in den USA für den Einsatz ab definierte Messverfahren grundsaetzlich zur Verfuegung. Untersuchungen der Automobilindustrie belegen die Verfügbarkeit und die hohe Genauigkeit dieses verbesserten Massemessverfahrens. Die Mehrkosten für EURO 5Konzepte bei DieselPkw und die geeigneten Kombinationen von Massnahmen zur Erfuellung der vorgenannten Grenzwerte sind gegenüber der EURO 4Technik im Bereich von 200 € bis 400 € pro Fahrzeug anzusetzen. Im Fall der Nutzfahrzeugmotoren werden die Mehrkosten für eine über die verabschiedete Stufe EURO V hinausgehende Emissionsminderung und die dafuer notwendigen Abgasnachbehandlungssysteme, die im wesentlichen eine weitere Optimierung der für EURO V erforderlichen Systeme darstellen, zu vernachlaessigen sein. Die Gesamtkosten werden gegenüber einem EURO IIIMotor je nach Motorengroesse zwischen 1.500 € und 3.000 € liegen.

<< Letze Seite    Inhltsverzeichnis    Nächste Seite >>