Realemissionsmessungen an Kraftfahrzeugen

Das Bild zeigt einen Pkw bei einer Emissionsmessung auf dem Rollenprüfstand.zum Vergrößern anklicken
Neben Messungen auf einem Rollenprüfstand werden Fahrzeugemissionen auch im Realbetrieb gemessen.
Quelle: Philipp Eichler / UBA

In einem vierjährigen Projekt (2017 bis 2021) lässt das Umweltbundesamt an Kraftfahrzeugen unter realen Bedingungen im Straßenverkehr den Ausstoß von gesundheitsrelevanten oder umweltbelastenden Luftschadstoffen sowie von Treibhausgasen untersuchen. An dieser Stelle informieren wir kontinuierlich über den Projektstatus und – sobald diese vorliegen – auch über die Ergebnisse der Untersuchungen.

Inhaltsverzeichnis

 

Welche Emissionen werden untersucht?

Im Straßenverkehr betriebene Verbrennungsmotoren emittieren Luftschadstoffe und Treibhausgase in die Umgebungsluft. Die Luftschadstoffe haben einen negativen Einfluss auf die Luftqualität und damit auch auf die menschliche Gesundheit. Aus diesem Grund sind die pro Fahrzeugkilometer ausgestoßenen Mengen für bestimmte Luftschadstoffe gesetzlich beschränkt. Viele weitere vom Verkehr ausgestoßene Emissionen sind hingegen nicht limitiert oder deren chemische Zusammensetzung und Wirkung sind noch gar nicht bekannt. Die aktuell gültige Schadstoffnorm ist die EU-weit gültige Euro 6c bzw. 6d-TEMP für Personenkraftwagen (Pkw) bzw. Euro VI für schwere Nutzfahrzeuge. Beispiele für gasförmige regulierte Schadstoffe sind Stickstoffoxide (NOx = NO + NO2), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC). Partikelemissionen werden regulatorisch nicht in ihre chemischen Bestandteile unterteilt, sondern lediglich in Anzahl (PN) und Gesamtmasse (PM) gesetzlich begrenzt. Die Links zu den aktuellen Abgasnormen für die jeweilige Fahrzeugkategorie finden sie rechts.

 

Warum werden Realemissionsmessungen durchgeführt?

Zwischen Ergebnissen von Messungen auf einem Rollenprüfstand und im praktischen Betrieb auf der Straße wurden in der Vergangenheit insbesondere bei Stickoxiden (NOx) von Diesel-Pkw zum Teil große Unterschiede festgestellt. Die Bundesregierung ist verpflichtet, die realen Klimagas- und Luftschadstoffemissionen des Straßenverkehrs regelmäßig in hoher Qualität zu erfassen, zu dokumentieren und entsprechend der internationalen Verpflichtungen zu berichten (z.B. im Rahmen der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und dem Kyoto-Protokoll sowie dem Genfer Übereinkommen über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigungen). Dafür sind Emissionsmessungen direkt an Fahrzeugen notwendig,  um unabhängig von Herstellern und Fahrzeugnutzern belastbare Daten zu den tatsächlich auftretenden Emissionen – den sogenannten Realemissionen – zu erheben. 

Die Messdaten werden in Zusammenarbeit der Länder Deutschland, Österreich, Schweiz, Frankreich, Schweden und Norwegen erhoben, weiterverarbeitet und im Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) veröffentlicht. Die HBEFA-Datenbank wird EU-weit genutzt, um Emissionsfaktoren für die verschiedensten Luftschadstoffe, Klimagase und den Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen für reale Fahrsituationen detailliert zu bestimmen. 

Als eine wichtige Grundlage für die oben genannten Anwendungsbereiche muss das HBEFA zeitnah zum Inkrafttreten neuer Abgasgesetze für Kraftfahrzeuge bzw. zur Markteinführung entsprechender Fahrzeuge aktualisiert werden. Die Qualität der auf dem HBEFA basierenden Modelle (z. B. Transport Emission Model/ TREMOD) und aus diesen abgeleitete Aussagen hängen maßgeblich von der Qualität der Emissionsfaktoren und den zu Grunde liegenden Messergebnissen ab. 

HBEFA nutzt sowohl Daten von Messungen realitätsnaher Zyklen auf Rollenprüfständen (z.B. ERMES chassis dynamometer test cycle) als auch solche von Messfahrten im praktischen Betrieb auf der Straße (Real Driving Emission/RDE), bei denen tragbare Emissionsmesstechnik (Portable Emission Measurement System/PEMS) zum Einsatz kommt. Für schwere Nutzfahrzeuge sind Messungen mit Hilfe von PEMS im Rahmen der Überprüfung der Übereinstimmung in Betrieb befindlicher Fahrzeuge (In-Service Conformity) bereits gesetzlich vorgeschrieben. Bei Pkw wurde mit Einführung der Genehmigungsstufe Euro 6d-TEMP ab dem 1.9.2017 für die Genehmigung von neuen Fahrzeugtypen die Durchführung von Real-Driving-Emission (RDE)-Messungen sowie die Einhaltung der RDE-Emissionsanforderungen verbindlicher Teil der Typgenehmigung (RDE 1. Stufe). Rollenprüfstandsmessungen bleiben im vorliegenden Projekt als vergleichbare Referenz stets Teil der Messprozedur. Gleichzeitig bieten Prüfstandsmessungen die Möglichkeit, nicht-limitierte Schadstoffe mit noch nicht für RDE-Fahrten angewendeter Messtechnik zu bestimmen.

 

Zielstellung und Umfang des Projektes

Das Ziel des Projektes ist die Verbesserung der Qualität von Emissionsfaktoren bei Pkw, leichten und schweren Nutzfahrzeugen (LNF und SNF) durch Erweiterung der Datenbasis für sowohl limitierte als auch nicht-limitierte Luftschadstoffe. Gleichzeitig sollen Datenlücken im HBEFA bei verschiedenen Emissionsfaktoren für bestimmte Fahrzeugsegmente geschlossen werden. Dazu werden im Projekt hauptsächlich Messungen der Abgasemissionen im praktischen Fahrbetrieb durchgeführt (RDE-Messungen), die anschließend vom Partnern des HBEFA betreuenden Konsortiums für die Bereitstellung aktueller Emissionsfaktoren genutzt werden.

Zur besseren Strukturierung der einzelnen Teilaufgaben wurde das Projekt getrennt in Messpakete (Lose) ausgeschrieben und an verschiedene Auftragnehmer vergeben:

  • Los 1: Rollenprüfstands- und PEMS-Messungen an SNF von (nicht-)limitierten Luftschadstoffen
  • Los 2: Rollenprüfstands- und RDE-Messungen an PKW/LNF von (nicht-)limitierten Luftschadstoffen
  • Los 3: (Rollenprüfstands- und) RDE-Messungen an PKW/LNF von limitierten Luftschadstoffen

Auftragnehmer

  • Technische Universität Graz vertreten durch Forschungsgesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik mbH (Los 1/2/3)
  • TÜV NORD Mobilität GmbH & Co. KG (Los 2/3)
  • Technische Universität Dresden vertreten durch Institut für Automobiltechnik Dresden (IAD) (Los 3)

Zwischenergebnisse aller Messungen der verschiedenen Messpakete (Lose 1-3) werden in Zukunft hier dokumentiert und kontinuierlich veröffentlicht.

Die Grafik zeigt die geplanten Projektschritte von 2017 bis 2021
Zeitplan Projekt "Realemissionsmessungen an Kraftfahrzeugen"
Quelle: Susanne Kambor / UBA