Durchschnittlich besitzt jeder zweite Österreicher einen PKW

Alternativen zu Benzin- und Dieselfahrzeugen derzeit noch wenig gefragt

Die beiden Hauptvertreter im Personenkraftwagen-Bereich (PKW) sind vornehmlich Benzin- und Dieselfahrzeuge. Während der geringere Verbrauch dem Diesel Vorteile bei den Treibhausgasemissionen bringt, punktet ein benzinbetriebener PKW bei den Luftschadstoffen (Partikel, Stickoxide). Aber Alternativen sind im Vormarsch.

Wie funktioniert ein Benzinmotor?

Der Benzinmotor hat die Aufgabe, die im Kraftstoff enthaltene chemische Energie mit möglichst großem Wirkungsgrad in mechanische Energie umzuwandeln. Er verbindet ein günstiges Drehmoment im unteren Drehzahlbereich mit einer hohen Leistung bei höheren Drehzahlen.

© Umweltbundesamt/Groeger Benzinmotor

Die Beimischung des Benzins zur Luft erfolgt meist vor Erreichen des Zylinders. Dazu muss es fein zerstäubt werden. Dabei wird in fast allen Betriebszuständen ein bestimmtes Mischungsverhältnis genau eingehalten. Eine elektrische Zündanlage leitet nach der Verdichtung die Verbrennung ein.

Das Mischungsverhältnis begünstigt eine saubere Verbrennung (weniger Partikel und Stickoxide), erhöht aber den Treibstoffverbrauch. Dadurch stoßen Benziner durchschnittlich mehr Kohlendioxid als Dieselfahrzeuge aus.

Durch die vollständige Verbrennung ist es möglich, einen 3-Wegekatalysator in Benzinfahrzeugen einzubauen. Dieser verringert den Ausstoß der Schadstoffe Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC) sowie Stickoxid (NOx).

Stark im Kommen ist das Konzept des direkteinspritzenden Benzinmotors. Dadurch können der Treibstoffverbrauch und damit die Kohlendioxidemissionen gesenkt werden. Durch den Luftüberschuss bei der Verbrennung kann kein 3-Wegekatalysator für die Abgasnachbehandlung zum Einsatz kommen, da dieser die Stickstoffoxide (NOx) nicht mehr abbauen kann. Vermehrter NOx-Ausstoß ist die Folge. Um die Stickstoffoxide wirkungsvoll abzubauen, werden daher zumeist Oxidationskatalysatoren in Kombination mit NOx-Speicherkatalysatoren verwendet.

Dieselmotoren zünden selbst

Beim Dieselmotor wird reine Luft angesaugt, denn ohne Aufladung ist für eine sichere Verbrennung eine Mindestverdichtung von 18:1 (mind. 30 bar) erforderlich. Der Kraftstoff wird in die heiße Luft mit ca. 130 bar eingespritzt. Die Verbrennung erfolgt ohne elektrische Zündanlage (Selbstzündung). Mechanische Hochdruckpumpen erzeugen den Druck, der über Düsen direkt in den Brennraum gelangt.

© Umweltbundesamt/Groeger Dieselmotor

Luft ist im Gegensatz zum Benzinmotor bei allen Betriebsbereichen genug vorhanden. Durch hohe Verbrennungstemperaturen und die hohe Luftkonzentration entstehen schädliche Stickoxide (NOx). Zusätzlich erhöhen die kürzere Zeit der Gemischbildung und der ca. 13% höhere Kohlenstoffgehalt des Dieselkraftstoffes gegenüber Benzin den Ausstoß von Ruß (Partikel).

Der Luftüberschuss während der Verbrennung beschränkt die Funktion des Katalysators auf die Verringerung von CO und HC im Abgas. Stickoxide (NOx) können nicht reduziert werden.

Schadstoffklassen regeln höchstzulässige Emissionen

Die zunehmende Schadstoffbelastung durch den Straßenverkehr hat die Europäische Kommission veranlasst, gesetzliche Grenzwerte für die Emissionen von PKW festzulegen.

EURO-Klassen Grenzwerte für PKW

Seit dem 1.1.2005 dürfen in den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union nur noch Fahrzeuge neu zugelassen werden, die den Emissionsstandard EURO4 erfüllen. Mit 1. September 2009 wird der Emissionsstandard EURO5 in Kraft treten.

Alternativen gesucht

Um die steigenden Schadstoff- und Treibhausgasemissionen aus dem PKW Sektor zu vermindern, sind alternative Kraftstoffe/Antriebssysteme im Kommen. Folgende Alternativen stehen zur Auswahl: