Test: Partikelausstoß bei Benzinern

Rußpartikelfilter für Benziner

— 31.01.2017

So viel Ruß stoßen Benziner aus

Auch Benziner brauchen einen Rußpartikelfilter, der Mercedes S 500 hat ihn schon. AUTO BILD hat seinen Partikelausstoß und den neun weiterer Autos gemessen. Das Ranking erbringt alarmierende Werte!

Der Mercedes S 500 ist trotz reichlich PS sehr sauber, weil er auch als Benziner einen Partikelfilter hat.

Eher beiläufig gab Mercedes im Sommer 2016 bekannt, dass die S 500-Limousine schon seit zwei Jahren mit einem serienmäßigen Rußpartikelfilter ausgeliefert wird. Damit kommt der Hersteller der EU zuvor, die künftig bei Abgastests im Realbetrieb (RDE) auch Feinstaubpartikel messen wird. Die neuen Ruß-Grenzwerte gelten ab September 2017 zunächst für neue Modelle, ein Jahr später für alle Neuwagen. Auch Benziner werden dann einen Filter brauchen. Der S 500 hat schon einen Rußfilter an Bord. Den braucht er auch, denn ohne Filter hätte der 4,6-Liter-Benzin-Direkteinspritzer mit 455 PS ein Partikelproblem. Um die strengen Grenzwerte der Euro-6c-Abgasnorm ab Ende 2017 zu erfüllen, haben Daimler und Volkswagen angekündigt, künftig die Abgase aller Benziner zu filtern. Der 500er ist quasi ein Feldversuch in Kleinserie. AUTO BILD will wissen: Was taugt sein Filter? Und vor allem: Wie viele Rußpartikel stoßen ungefilterte Benziner aus?

So hat AUTO BILD gemessen

Was wurde gemessen? Die Partikelkonzentration im Abgas in Anzahl pro Kubikzentimeter (#/cm3). Die Grundbelastung der Umgebungsuft betrug etwa 5500 Partikel pro cm3, niedrig für eine Großstadt. Wir fuhren auf einem Leistungsprüfstand einen sechsminütigen Zyklus mit Geschwindigkeiten zwischen 30 und 60 km/h. Die Partikelkonzentration im Abgas wurde dabei gemessen und aufgezeichnet.

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Viele Benziner haben ein Feinstaubproblem

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Rußpartikel aus als der gefilterte Mercedes S 500.

AUTO BILD überprüfte neun Benziner und einen Diesel. Das Ergebnis: Der Filter des S 500 funktioniert einwandfrei, aber viele Benziner haben ein Feinstaubproblem. Denn während die allermeisten Diesel heute mit Dieselpartikelfilter (DPF) und anderer Reinigungstechnik ausgestattet sind, macht die Direkteinspritzung (DI) beim Benziner Probleme. Nahezu alle Hersteller nutzen heute diese Technik, bei der der Sprit in den Brennraum injiziert wird. Der Vorteil der Technik: Sie spart zwischen 15 und 25 Prozent Kraftstoff. Das ist wichtig in Zeiten von gesetzlich reguliertem Spritverbrauch. Doch die Spartechnik bringt ein Rußproblem mit sich. Verfahrensbedingt verteilt sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch beim Direkteinspritzer nicht so gleichmäßig wie bei Saugrohreinspritzungen. Ein inhomogenes Kraftstoff-Luft-Gemisch führt nahezu zwangsläufig zu Rußbildung. Und je höher die Einspritzdrücke steigen (Stand der Technik beim Benziner sind heute Werte um 200 Bar), desto kleiner sind die entstehenden Partikel.

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Wissenschaftler halten Rußpartikel für gefährlich

Je kleiner, desto gefährlicher, bestätigen Wissenschaftler: Ultrafeinstpartikel im Nanometerbereich (nm; 1 nm = ein Millionstel Millimeter) sind nicht nur lungengängig, sondern können Zellmembranen im Körper direkt durchwandern und Herz-Kreislauf-Erkrankungen auslösen. Der Münchner Epidemiologe Erich Wichmann weist auf die Gefahren von Rußpartikeln hin: "Umweltepidemiologische Studien zeigen, dass Atemwegserkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und die Sterblichkeit mit steigender Belastung durch Feinstpartikel zunehmen." Rußpartikel seien deutlich gefährlicher als Stickoxide.

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Umweltorganisationen und AUTO BILD warnen seit Jahren vor diesen Gefahren. Auch die EU sah Handlungsbedarf und begrenzte mit Euro 6 erstmals Partikelmasse und -anzahl bei DI-Benzinern. Doch die europäischen Autohersteller konnten einen Aufschub erreichen: Nach der seit 2015 gültigen Euro-6b-Norm dürfen DI-Benziner pro Kilometer noch zehnmal mehr Partikel ausstoßen als Diesel. In einer AUTO BILD-Umfrage wollte sich 2012 kein Autohersteller an einer Selbstverpflichtung beteiligen, seine Benziner hinsichtlich Rußpartikeln freiwillig genauso sauber zu machen wie gefilterte Diesel. Und das, obwohl der fehlende Partikelfilter je Auto in der Produktion gerade mal 50 bis 100 Euro spart – die Technik ist beim Benziner deutlich einfacher und damit billiger als beim Diesel.

Aktueller EU-Beschluss: Partikelfilter für Benziner

Um Bürger bald besser vor gesundheitsschädlichem Feinstaub zu schützen, sollen künftig auch Benzinautos mit besonderen Filtern fahren. Darauf einigten sich Experten der EU-Staaten. Die Filter sollen nun nach und nach auch für Benzinmotoren mit Direkteinspritzung eingeführt werden. Die EU setzt dabei auf Feinstaub-Obergrenzen, die sich nur mit Filtern einhalten lassen. Die Vorgaben sollen ab September 2017 für neue Fahrzeugtypen gelten, ein Jahr später für alle Neuwagen in Europa. Der Industrieverband VDA kritisierte die Fristen als "zeitlich nicht zu schaffen", was aber nichts an den Vorgaben ändert. Autokäufer müssen künftig in den Fahrzeugpapieren nachlesen können, wie viel Schadstoffe ein Wagen im normalen Fahrbetrieb ausstößt. Schließlich sollen die Testverfahren realistischer werden und auch Starts mit kaltem Motor besser abbilden. Umweltschützer reagierten erfreut, doch die Autoindustrie hält den Plan für zeitlich nicht machbar.

Deutlich weniger Rußpartikel im Diesel-Abgas

Auch der ADAC weist schon länger auf das Rußproblem von Benzinern hin und hat zahlreiche Autos in seinem EcoTest gemessen. Den Euro-6b-Grenzwert halten alle ein. Der zehnmal niedrigere Euro-6c-Wert macht jedoch zumindest den meisten Direkteinspritzern Schwierigkeiten.

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Der Citroën Cactus ist hinsichtlich Rußpartikeln wirklich sauber. Ein Mittelwert von fünf zeigt, wie wirksam Dieselpartikelfilter heute arbeiten.

Im AUTO BILD-Test wurde nicht der Rußausstoß pro Kilometer wie für die Euro-6-Norm gemessen, sondern die Partikelkonzentration je Kubikzentimeter Luft im Abgas. "Für das Vorhaben durchaus zweckmäßig", bescheinigt ADAC-Ingenieur Axel Knöfel dieser Methode. So spiegelt sich der zurzeit noch laxe Partikelgrenzwert für Benziner auch in unseren Messdaten wider: Selbst der sauberste Kandidat, der gefilterte Mercedes S 500, weist im Abgas eine deutlich höhere Partikelkonzentration auf als der Vergleichsdiesel, ein Citroën Cactus BlueHDI. Dessen aufwendige Reinigungstechnik filtert so gut, dass in seinen Abgasen nur ein Bruchteil der Partikelbelastung der Umgebungsluft wiederzufinden ist. Die betrug am Messtag: 5500 Partikel pro Kubikzentimeter, das Abgas des Cactus enthielt nur fünf Partikel! Zugespitzt könnte man sagen: Der Citroën würde als Luftfilter für Großstädte wie Stuttgart oder Berlin taugen.

Test: Partikelausstoß bei Benzinern

Negativ auffällig: Golf und Mondeo

Im Mazda arbeitet ein sogenannter Skyactiv-Motor. Bei den Partikeln ist Luft nach oben.

Erwartbar niedrige Werte maßen wir auch beim Hyundai i10 mit 1,2-Liter-Saugrohreinspritzer. Nur zwei Autos fielen negativ auf: der VW Golf und der Ford Mondeo. Der Golf 6 aus dem AUTO BILD-Dauertest-Fuhrpark hat bereits über 200.000 Kilometer gelaufen. Möglicherweise sind die Partikel hier auf beginnenden Motorverschleiß zurückzuführen. Das wirft die Frage auf, wie es um die Dauerhaltbarkeit von Benzin-Partikelfiltern bestellt ist. Spitzenreiter im negativen Sinne war der Ford Mondeo mit durchschnittlich fast 1,8 Millionen Partikeln pro Kubikzentimeter. Laut ADAC können schlechte Werte zum Beispiel an der Wahl der Einspritzdüsen liegen – aufwendigere Technik ergäbe also saubereres Abgas. Ford erklärte auf Anfrage, dass man an Lösungen arbeite, "die die Partikelemissionen von Dieselmotoren und von Benzinmotoren mit Direkteinspritzung [...] optimieren".
Das sagen die Autohersteller zu den Messungen
Ford: Wir entwickeln kontinuierlich Lösungen
"Ford arbeitet kontinuierlich an der Entwicklung von Lösungen, die die Partikelemissionen von Dieselmotoren und von Benzinmotoren mit Direkteinspritzung (also unserer mehrfach preisgekrönten Ford-EcoBoost-Motorenfamilie) optimieren. In diesem Zusammenhang geht es natürlich auch um das Thema Partikelfilter. In Abhängigkeit von der Baureihe werden wir voraussichtlich ab Ende 2017 Partikelfilter für unsere Benzinmotoren mit Direkteinspritzung einführen."
Mazda: Optimierung des Verbrennungsprozesses
"Der Mazda MX-5 Skyactiv-G 131 erfüllt die derzeit gültige Euro-6-Norm, selbstverständlich auch in Bezug auf die zulässigen Partikelemissionen. Die Fahrzeuge von Mazda werden darüber hinaus den zukünftigen Anforderungen bei den Partikelemissionen von Benzinmotoren ebenso selbstverständlich entsprechen. Grundsätzlich strebt Mazda eine Optimierung des innermotorischen Verbrennungsprozesses an, die bereits bei der heutigen Skyactiv-Motorengeneration zu verbesserten Wirkungsgraden und auch niedrigeren Schadstoffemissionen geführt hat. Inwiefern zur Einhaltung zukünftiger Grenzwerte der Partikelemission von Benzinmotoren der zusätzliche Einsatz eines Partikelfilters erforderlich sein wird, können wir zum jetzigen Zeitpunkt leider noch nicht kommunizieren."
VW: Unbekanntes System
"Bitte haben Sie Verständnis, dass wir eine solche Messung mit einem uns unbekannten System, welches keine relevanten streckenbasierten Daten liefert, aus der Ferne nicht kommentieren können. Ohne eine Analyse des Fahrzeugs und Kenntnis über die Mess- und Betriebsparameter ist dies seriös nicht möglich. Wir möchten in diesem Zusammenhang noch einmal darauf hinweisen, dass unseren TSI-Motoren von unabhängigen Verbraucherorganisationen hervorragende Emissionswerte bescheinigt werden."

Viele Hersteller arbeiten an Filtern für Benziner

Wie geht es weiter? Auf AUTO BILD-Nachfrage haben außer Daimler und VW auch Audi, BMW, Fiat Chrysler, Ford, Porsche und Volvo bestätigt, dass man an Rußfiltern für Benziner arbeite und diese nach und nach einführen werde. Brancheninsidern zufolge haben zudem fast alle deutschen Hersteller bereits Bestellungen für Partikelfilter bei Zulieferern ausgelöst. 

Drohen Benzinern Fahrverbote und Wertverlust?

Das Rußproblem der Benziner könnte der Diskussion um eine blaue Umweltplakette eine neue Dynamik verleihen. Experten des Umweltbundesamts fordern, dass von 2018 an nur noch rußfreie Benziner in die Städte dürfen. Folglich lautet die wichtigste Frage für den Autokäufer: Ist ein Benziner ohne Filter heute noch zukunftssicher? Oder muss ich damit rechnen, in einigen Jahren aus den Innenstädten ausgesperrt zu werden? Letzteres ist durchaus denkbar. Hinzu kommt der Wertverlust: Ungefilterte Diesel sind seit 2010 im Bereich der deutschen Umweltzonen nur noch mit Preisabschlägen verkäuflich.

Uneinigkeit bei AUTO BILD

Die Meinungen in der AUTO BILD-Redaktion zum Thema sind unterschiedlich. So sagt Autor Frank Rosin, man solle erst mal abwarten. Sein Statement: Sprit sparen ist gut. Aber wenn die Spartechnik schmutzig ist, dann muss das Abgas gereinigt werden. Daimler und VW haben ab 2017 Rußfilter für alle Baureihen angekündigt, andere werden bis 2018 nachziehen. Private Autokäufer, die auf der sicheren Seite sein wollen, warten besser auf Benziner mit Partikelfilter – oder greifen gleich zum Elektroauto. Anders sieht es Matthias Moetsch: Nur nicht verrückt machen lassen. Er sagt: Elektroauto kaufen? Guter Tipp – aber für wen? Wer viele Kilometer fährt, kommt um einen Verbrenner nicht herum. Bis die Benziner die dringend benötigten Filter bekommen, lohnt ein Blick auf den – wegen NOx-Tricks in Verruf geratenen – Diesel. Kleine Diesel mit Harnstoffeinspritzung oder der neue Mercedes-Diesel OM 654 (E 200 d/E 220 d) haben das Zeug dazu, auch auf der Straße sauber zu sein.

Test: Partikelausstoß bei Benzinern

Autor: Frank Rosin

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