Partikelemissionen (Russ) durch Benzinmotoren

Empa entdeckt Nachrüstbedarf

29. November 2018 agvs – Maria Muñoz von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) wurde mit dem «Swiss Aerosol Award» ausgezeichnet. Verdient und für die Schweizer Garagisten gleichermassen brisant, wie ein Blick in die preisgekrönte Studie zeigt.

tki. Empa-Forscherin Maria Muñoz untersuchte das Emissionsverhalten von Benzindirekteinspritzern. «Die Ergebnisse sind alarmierend: Die Abgase der untersuchten Fahrzeuge, die weltweit auf dem Vormarsch sind, enthalten bis zu 17-mal mehr krebsauslösende Stoffe als jene moderner Diesel-Fahrzeuge», dies die Bilanz der Empa.

Christian Bach, Abteilungsleiter Fahrzeugantriebssysteme bei der Empa, konkretisiert: «Fahrzeuge mit direkteinspritzenden Benzinmotoren weisen Vorteile bei der Motorleistung und dem Ansprechverhalten auf, können aber unter gewissen Betriebsbedingungen auch hohe Partikelemissionen ausstossen. Dies, weil die vorgemischte (homogene) Verbrennung von Motoren mit Saugrohreinspritzung in solchen mit Direkteinspritzung teilweise durch eine dieselähnliche, heterogene Verbrennung ersetzt wird, die eine grössere Neigung zur Russbildung aufweist.»

Euro-3- bis -6-Fahrzeuge mit Direkteinspritzung unter der Lupe
Weltweit sind mittlerweile viele Millionen solcher Fahrzeuge im Betrieb. Deren Emissionsverhalten ist daher sehr relevant und wird breit untersucht. Bisher beschränkten sich Studien im Bereich der Partikelemissionen oftmals auf die Untersuchung der Anzahl Partikel, deren Grössenverteilung, auf die molekulare Struktur, Masse und/oder auf die Zusammensetzung, was aber nicht dem gesamten gesundheitlichen Risikopotenzial dieser Technologie entspreche. Dr. Maria Muñoz hat deshalb an der Empa das genotoxische Potenzial von Euro-3- bis Euro-6b Fahrzeugen mit Direkteinspritzung untersucht und für diese Arbeiten den von der Lungenliga finanzierten «Swiss Aerosol Award» gewonnen.

 

Nachrüstung mit Benzin-Partikelfiltern als Lösung? 
In Zusammenarbeit mit den Fachhochschulen Bern und Nordwestschweiz sowie dem Paul Scherrer Institut (PSI) hat sie in aufwändigen chemischen Untersuchungen Stoffe charakterisiert, die den Russpartikeln anhaften und krebserregende Substanzen nachgewiesen. «Dabei zeigte sich, dass die krebserregende Wirkung dieser Abgase ähnlich hoch sein kann wie jene von Dieselmotoren ohne Partikelfilter», so Christian Bach.

Die Untersuchung zeige auch, dass neuere Fahrzeuge mit weiterentwickelten Direkteinspritzverfahren zu geringeren Mengen an krebserregenden Emissionen führen. «Schlussendlich – und das wurde auch vom Gesetzgeber erkannt – ist die Ausrüstung von Benzinfahrzeugen mit Partikelfiltern ein Gebot der Stunde», betont der Abteilungsleiter. Spätestens seit 1. September 2018 müssen deshalb neue in die Schweiz importierte Autos mit direkteinspritzenden Benzinmotoren den gleichen Partikelgrenzwert einhalten wie Dieselfahrzeuge, was in vielen Fällen deren Ausrüstung mit einem Partikelfilter bedeutet. Fahrzeuge, die diese Anforderung erfüllen, entsprechen mindestens der Norm Euro-6c. Mit Partikelfiltern werden nicht nur die Partikel aus dem Abgas gefiltert, sondern auch die ihnen anhaftenden, teilweise krebserregenden Substanzen grösstenteils eliminiert.