Versuchsfahrzeug gegen Reifen- und Bremsenabrieb

Mit Inkrafttreten der Schadstoffnorm Euro 7 sagt die EU diesen Mikropartikeln den Kampf an und will den Ausstoß für Kraftfahrzeuge im Fahrbetrieb begrenzen.

Wie das in der Praxis funktionieren könnte, zeigt ein Versuchsfahrzeug der TU Eindhoven. Das Projekt Ventra wurde vom Studententeam TU/ecomotive entwickelt und wird elektrisch angetrieben. Die Idee: Das Konzeptfahrzeug soll Feinstaub aus Reifen- und Bremsabrieb direkt während der Fahrt auffangen. "Keine Abgase bedeuten nicht zwangsläufig keine Emissionen", erklärt Teamleiter Tim Spencer. Nach seiner Einschätzung könnte das Feinstaub-Problem bei Elektroautos sogar stärker ausgeprägt sein, weil diese meist schwerer sind als Verbrenner und beim Beschleunigen höhere Kräfte auf die Reifen wirken.

Die auffälligste Besonderheit des Ventra ist sein Feinstaubabscheidesystem. Die Abluft wird damit direkt an den Rädern aufgesaugt – dort, wo die Partikel entstehen. Statt eines herkömmlichen Filters setzt das System auf elektrische Ladung: Die Feinstaubpartikel werden erst aufgeladen und dann von einer geerdeten Sammelfläche angezogen. Dort bleiben sie haften und können später entsorgt werden.

Nach Angaben des Teams lässt sich das Sammelsystem einfach mit Wasser oder einem Staubsauger reinigen. Die aufgefangenen Partikel können anschließend sogar recycelt werden. Simulationen zeigten laut TU/ecomotive, dass bei Geschwindigkeiten zwischen 50 und 80 km/h rund 24 Prozent der Partikel aufgefangen werden können. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten steige der Anteil sogar auf bis zu 42 Prozent.

Die Studierenden beschränken sich beim Projekt Ventra nicht allein auf das Sammeln von Feinstaub. Das Fahrzeug soll bereits bei der Entstehung der Partikel ansetzen. Ein wichtiger Baustein sei dafür das Gewicht. Das Chassis von Ventra besteht größtenteils aus leichten, kohlenstofffaserverstärkten Thermoplastplatten. Dadurch schrumpft das Fahrzeuggewicht laut Team um fast 100 Kilogramm. Der Vorteil: Weniger Gewicht bedeute geringere Belastungen für die Reifen. Das reduziere den Verschleiß und senke damit auch die Menge der freigesetzten Partikel.

Auch der Fahrer wird in das Konzept einbezogen. Ein sogenanntes Clean-Drive-System analysiert die Fahrweise und gibt Hinweise für einen möglichst verschleißarmen Fahrstil. Der Fahrer wird beispielsweise dazu aufgefordert, sanfter zu beschleunigen, weniger stark zu bremsen und unnötige Lenkbewegungen zu vermeiden. Dadurch sollen sowohl Reifen als auch Bremsen länger halten und weniger Feinstaub erzeugen.

Die Euro-7-Norm reguliert bald auch Emissionen durch Brems- und Reifenabrieb. Für die Studierenden ist Ventra deshalb mehr als nur ein universitäres Technikprojekt. "Mit Ventra wollen wir zeigen, welche Lösungen möglich sind, und die Automobilindustrie dazu anregen, bei der Emissionsreduzierung über den Auspuff hinauszudenken", sagt Spencer. Ob sich das vorgestellte Feinstaubabscheidesystem in der Serie durchsetzen könne, sei bislang offen. Als Technologiedemonstrator liefere das Projekt jedoch interessante Ansätze für eine neue Generation emissionsärmerer Fahrzeuge, so die Forscher.

Laut ADAC gilt es als erwiesen, dass sich eine hohe Feinstaub-Konzentration negativ auf die Gesundheit auswirkt. Es könne zum Beispiel zu Atemwegserkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen kommen. Während die innermotorischen Feinstaub-Emissionen des Straßenverkehrs durch die Verbesserung von Verbrennungsmotoren und Filtersystemen in den vergangenen Jahren kontinuierlich gesunken seien, zeigten die außermotorischen Anteile von Bremsen-, Reifen- und Straßenabrieb gleichbleibende bis steigende Tendenzen.

Um welche Mengen geht es? Den Reifenabrieb hat der ADAC bei der Auswertung seiner Reifentests bereits beziffert: Im Durchschnitt liege der Abrieb eines Fahrzeuges für alle vier Reifen bei rund 120 Gramm pro 1000 Kilometer. Für den gesamten Bremsenabrieb gehen Experten von etwa 8000 Tonnen jährlich in Deutschland aus.

Wie die konkrete Umsetzung zur Reduzierung des Feinstaub-Abriebs aussieht, muss durch die EU noch festgelegt werden. Der ADAC fordert in diesem Zusammenhang: "Neue Emissions-Grenzwerte sollten technisch machbar bleiben." Die Verschärfung der Grenzwerte dürfe "nicht dazu führen, dass kleine und günstige Fahrzeugmodelle überhaupt nicht mehr bezahlbar angeboten werden können". Individuelle Mobilität müsse nach Auffassung des Automobilklubs "bezahlbar bleiben, deren Nutzen sowie Umwelt- und Gesundheitsschutz und mögliche Mehrkosten müssten in einem sinnvollen Gesamtverhältnis stehen".