Die Technik

Die erste Stufe der Abgasnachbehandlung ist typischerweise der Oxidationskatalysator. Hier werden Schadstoffe in unschädliche Abgaskomponenten umgewandelt. Der Dieselpartikelfilter reinigt in einer zweiten Stufe das Abgas von Ruß. Die erforderliche Reinigung des Filters erfolgt durch Verbrennung der eingelagerten Partikel.

Der gewünschte Reinigungserfolg tritt aber nur ein, wenn der Partikelfilter eine Temperatur von mindestens 350 Grad hat. Im Stadtverkehr ist das häufig nicht der Fall und der Filter muss aktiv freigebrannt werden. Dazu erhöht die Motorsteuerung die Abgastemperatur auf 600 Grad. Allerdings ist das mit einem kurzzeitigen Mehrverbrauch und damit höheren CO2-Emissionen von bis zu neun Prozent verbunden. Der Rußfilter eines Neuwagens hat einen Wirkungsgrad von fast 100 Prozent. Damit ist der Diesel quasi rußfrei.

Katalysatoren reduzieren Emissionen

Um die NOx-Emissionen zu reduzieren, existieren als dritte Stufe zwei Technologien, die auch als Kombination eingesetzt werden können: der NOx-Speicherkatalysator und der SCR-Katalysator. Der NOx-Speicherkatalysator entzieht dem Abgas die Stickoxide und lagert sie ein, bis seine Aufnahmekapazität erreicht ist. Zu seiner Regeneration gibt die Motorelektronik dem Verbrennungsgemisch – wie beim Partikelfilter – kurzzeitig etwas mehr Dieselkraftstoff zu. Das gespeicherte NOx wird in die neutralen Komponenten N2 (Stickstoff), H2O (Wasser) und CO2 (Kohlendioxid) umgewandelt und der NOx-Speicherkatalysator nimmt seine Arbeit von Neuem auf.

Der Speicherkatalysator kann NOx nur in einem Temperaturbereich von 150 bis 500 Grad speichern. Kritisch ist deshalb der Kaltstart, weil der Motor noch nicht die gewünschten Temperaturen erreicht hat. Anders bei normaler Fahrt, dort hat er bei 300 bis 400 °C Betriebstemperatur seinen maximalen Wirkungsgrad von rund 80 Prozent. Der Mehrverbrauch des Fahrzeugs für die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators liegt im Mittel bei etwa zwei Prozent.

AdBlue bekämpft CO2-Emissionen

Beim SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction) werden die NOx-Emissionen durch Zugabe des Reduktionsmittels AdBlue abgebaut. AdBlue ist eine ungiftige und geruchlose Harnstofflösung. Sie wird bedarfsgerecht in den Abgasstrom eingesprüht und wandelt im SCR-Katalysator die NOx-Emissionen in die neutralen Komponenten Stickstoff (N2), Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2) um. Auch für den SCR-Katalysator gilt, dass nennenswerte NOx-Umsätze erst oberhalb von etwa 200 Grad erzielt werden. Sind Motor und Abgassystem auf Betriebstemperatur, entfernt der SCR-Katalysator bis zu 90 Prozent der NOx-Emissionen aus dem Abgas.

Vorteil dieses Systems: Der hohe Wirkungsgrad ermöglicht es, die Verbrennung auf geringen Verbrauch und damit niedrigere CO2-Emissionen einzustellen. Daher sind Kraftstoffeinsparungen bis zu fünf Prozent möglich. Der Nachteil: Das Reduktionsmittel AdBlue muss mit einem separaten Tank ins Fahrzeug integriert werden. Der Verbrauch liegt im Mittel bei 0,2 Liter auf 100 km. Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von AdBlue und auch der steigenden Kundenakzeptanz ist die AdBlue-Verwendung erweitert worden, womit die NOx-Emissionen zusätzlich reduziert wurden und werden.