Neue Systeme führen zur Stickoxidreduktion

Besonders Dieselfahrzeuge erfordern neue Lösungen

Neben den Partikeln stellen Stickoxidemissionen (NOx) ein großes Problem dar. Vor allem Dieselfahrzeuge stoßen beide Schadstoffe in erhöhtem Maße aus. Mit Hilfe technischer Möglichkeiten gelingt es, NOx-Emissionen deutlich zu reduzieren.

In Dieselmotoren herrschen  hohe Verbrennungstemperaturen, da in diesem Betriebszustand der Treibstoffverbrauch geringer ist. Problematisch wirkt sich dabei aus, dass bei hohen Verbrennungstemperaturen zwar die Partikelemissionen zurückgehen, im Gegenzug aber der Stickoxidausstoß steigt. Bei niedrigerer Temperatur verhält es sich gegensätzlich.

Um die Verbrauchsvorteile neuer Fahrzeuge auch weiterhin nutzen zu können und zugleich die Grenzwerte für den Schadstoffausstoß nicht zu überschreiten, ist eine geeignete Abgasnachbehandlung notwendig. Derzeit verfolgt die Automobilindustrie folgende Strategien:

• NOx-Speicherkatalysator

Stickoxid-Speicherkatalysatoren  haben eine besondere Beschichtung (Alkali und Erdalkali), die die Stickoxide aus dem Abgasstrom aufnimmt. Ist diese Speicherfähigkeit überschritten, muss der Kat gereinigt (regeneriert) werden, da sonst die Stickoxide ungehindert in die Umwelt entweichen. Diese Regeneration erfolgt dadurch, dass mehr Kraftstoff eingespritzt wird (Motor läuft „fett“). So wird ein chemischer Prozess in Gang gesetzt, der den Katalysator reinigt. Nachteil dieses Systems ist bei Benzin- und bei Dieselmotoren der erhöhte Kraftstoffverbrauch bei der Regeneration sowie der erhöhte Partikelausstoß beim Dieselfahrzeug in dieser Phase. Darüber hinaus ist ein Sensor nötig, der erkennt, wann die Stickoxide nicht mehr gefiltert werden, und die Reinigung einleitet.

• Selektive Katalytische Reduktion (SCR)

Bei der selektiven katalytischen Reduktion wird als Reduktionsmittel eine Harnstofflösung als zusätzlicher Betriebsstoff verwendet, der in einem separaten Tank mitgeführt wird. Harnstoff wird in Österreich unter dem Namen "AdBlue®" vertrieben.

Im SCR Katalysator reagiert die Harnstofflösung im ersten Schritt zu Ammoniak (NH3) und Kohlendioxid (CO2). Im zweiten Schritt werden die sich im Abgasstrom befindlichen Stickoxide (NOx) mit dem vorhandenen Ammoniak kontinuierlich zu Stickstoff und Wasser reduziert. Wichtig ist hierbei, dass die Dosierung der Harnstofflösung präzise erfolgt, da z.B. bei Überdosierung der überschüssige Ammoniak nicht reagieren kann und an die Umwelt abgegeben wird. Der Verbrauch von Adblue® liegt im einstelligen Prozentbereich bezogen auf den Kraftstoffverbrauch.

Benötige ich das?

Die Einführung der EURO5 Schadstoffklasse für Lkw macht den Einsatz von SCR-Systemen größtenteils notwendig.

Im Pkw Bereich werden beide Systeme noch nicht zwingend benötigt. Die Stickoxid-Grenwerte ( EURO4 für Pkw) werden derzeit mit konventionellen Dieselfahrzeugen nicht überschritten. Die Technologien werden von einigen Herstellern allerdings bereits angeboten.