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CO2, Stickoxide & Co: Was aus dem Auspuff alles herauskommt

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CO2, Stickoxide & Co.  

Was aus dem Auspuff alles herauskommt

29.09.2015, 14:33 Uhr | Holger Holzer, SP-X

CO2, Stickoxide & Co: Was aus dem Auspuff alles herauskommt. Abgase beim Verbrennungsmotor: Viel Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxide. (Quelle: dpa)

Abgase beim Verbrennungsmotor: Viel Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxide. (Quelle: dpa)

Eigentlich ist alles "nur" Chemie: Bei der Verbrennung von Kraftstoff im Automotor entstehen Schadstoffe - und zwar nicht wenige. Aber welche? Wie verschaffen ihnen einen Überblick, geordnet nach der Menge der Emissionen im deutschen Güter- und Personenverkehr.

CO2-Emissionen sind größter Posten

Größter Einzelposten mit rund 150 Millionen Tonnen pro Jahr ist Kohlendioxid (CO2). Das klimaschädliche Gas entsteht zwangsläufig, wenn kohlenstoffhaltiger Sprit wie Diesel oder Benzin verbrannt wird. Dann verbinden sich die Kohlenstoff-Atome (C) mit je zwei Sauerstoffatomen (O) aus der Luft. Letztlich ist CO2 sogar das gewünschte Verbrennungsprodukt; die Alternative Kohlenmonoxid (CO) wäre zumindest für den menschlichen Organismus noch viel schädlicher.

Bei den Motoren hat der Diesel in Sachen CO2 die Nase vorn. Bei seiner Verbrennung entsteht pro Liter zwar mehr CO2 als beim Benziner, durch den geringeren Verbrauch wird das aber mehr als ausgeglichen. In der Regel haben Diesel-Autos daher eine deutlich bessere CO2-Bilanz als die vergleichbaren Benziner.

Gefährliches Kohlenmonoxid

Rang zwei unter den gewichtsmäßig bedeutendsten Schadstoffen aus dem Verkehr ist Kohlenmonoxid (CO) mit rund 820.000 Tonnen pro Jahr. CO entsteht, wenn bei der Spritverbrennung zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, es also an O-Atomen fehlt. CO ist deutlich gefährlicher für den Menschen als CO2: Das geruchslose Gas blockiert bei der Einatmung die Sauerstoffaufnahme im Blut und kann in höheren Konzentrationen zum Erstickungstod führen.

Der Pkw-Verkehr ist der mit Abstand größte CO-Erzeuger in Deutschland, die aktuelle Konzentration des Stoffes in der Luft gilt aber heute als unbedenklich. Bei den Motoren schneidet der Diesel in Sachen CO besser ab: Für ihn gibt es schon seit fast zwei Jahrzehnten deutlich strengere Emissionsvorgaben bei den Euro-Abgasnormen.

Stickoxide bei hohen Temperaturen

Für die drittgrößte Schadstoffmasse sind die Stickoxide (NOx) verantwortlich. Knapp 520.000 Tonnen pro Jahr werden vom Verkehr in die Luft geblasen. Im Automotor entstehen die Reizgase vor allem bei hohen Verbrennungstemperaturen und Luftüberschuss. Dann nämlich verbindet sich der ungefährliche Stickstoff aus der Atemluft mit Sauerstoff zu NO und NO2. Das sind zwei giftige Stoffen, die unter anderem die Atemwege reizen und zur sommerlichen Ozonbildung beitragen.

Hauptemittent ist der Dieselmotor, in dem während der Verbrennung aufgrund des technisch bedingten Luftüberschusses und der hohen Temperaturen mehr NOx entsteht als im Benziner. Die vergangenen Abgasnormen haben dem Diesel großzügige Emissionen zugestanden, seit September ist der Grenzwert jedoch nahezu auf Benziner-Niveau gesunken. Der Ottomotor ist aber auch kein Kind von Traurigkeit beim NOx: Der Trend zu Turbos und hoher Verdichtung treibt auch dort im realen Betrieb häufig die Verbrennungstemperaturen und somit die NOx-Bildung hoch.

Rang vier unter den Schadstoffen aus dem Verkehr nehmen flüchtige organische Verbindungen (NMVOC oder HC) ein, die außer beim Fahrzeugbetrieb vor allem beim Tanken - etwa als Benzindämpfe - freigesetzt werden. Zuletzt waren das 93.000 Tonnen pro Jahr (ohne Methan). Das ist im Vergleich zu früheren Zeiten wenig. Noch vor zweieinhalb Jahrzehnten sorgten die besonders emissionsstarken Zweitaktmotoren in den neuen Bundesländern für höhere Werte. Dazu kommt, dass die meisten Tankstellen heute Zapfsäulen mit Gasrückführung haben.

Ruß ist ein Problem

Staub ist mit rund 46 Millionen Tonnen Nummer fünf unter den Schadstoffen. Er entsteht auch durch Abrieb von Reifen und Bremsscheiben, der leicht größere Teil kommt jedoch aus dem Auspuff, meist in Form von Ruß. Dieser entsteht, wenn bei der Verbrennung lokal zu wenig Sauerstoff beziehungsweise zu viel Kraftstoff vorhanden ist.

Bekannt geworden als Rußsünder ist vor allem der Dieselmotor. Dort wird der Kraftstoff in die heiße, komprimierte Luft eingespritzt und muss sich innerhalb kürzester Zeit relativ gleichmäßig verteilen. Gelingt das nicht, werden einzelne Tropfen nicht vollständig verbrannt und Ruß entsteht. Allerdings hat in den vergangenen Jahren neben einer verbesserten Einspritztechnik der Rußpartikelfilter für Entlastung gesorgt.

Mittlerweile aber haben auch Benziner ein Ruß-Problem. Weil auch sie zunehmend auf Direkteinspritzung setzen, stoßen sie teils drei- bis zehnmal mehr ultrafeine Partikel aus als Dieselmotoren. Erst 2017/2018 greift eine neue Abgasnorm, die eine Senkung des Ausstoßes vorschreibt.

Das Dilemma mit den Abgasen

Neben den genannten Stoffen gibt es weitere Abgasgifte wie Schwefeldioxid, Ammoniak oder Lachgas. Die Emission der beiden letztgenannten ist ironischerweise als Nebeneffekt des Einsatzes von Dreiwege-Katalysatoren seit den 80er-Jahren wieder gestiegen. Was letztlich auch zeigt, wie schwierig und komplex der Kampf gegen Abgase ist, solange im Motor fossile Brennstoffe verbrannt werden.

Senkt man beispielsweise den CO2-Ausstoß, emittieren die Benziner plötzlich Unmengen an Feinstaub. Reduziert man die Feinstaubemissionen, steigt gern wieder der Verbrauch und häufig marschieren die Stickoxide gleich mit. Dazu kommt: Was in der Theorie und auf dem Prüfstand in Sachen Schadstoffreduktion funktioniert, klappt auf der Straße längst nicht immer. Und zwar nicht nur, wenn Betrüger am Werk sind.

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