Die Messverfahren
Prüfstand
Für Prüfstandmessungen beauftragt die DUH zertifizierte Institute wie die Fachhochschule Bern (BFH), die Technische Universität Prag und den TÜV Nord. Die Messungen werden im Labor durchgeführt. Sie orientieren sich an den offiziellen Prüfvorgaben zur Typgenehmigung für Pkw und erfassen alle relevanten Abgase sowie CO2-Emissionen. Darüber hinaus lässt die DUH zusätzliche Tests mit veränderten Zyklen durchführen. Ziel dieser Messungen ist es, Hinweise für das Vorhandensein illegaler softwarebasierter Abschalteinrichtungen zu finden. Diese stellen zwar eine umfassende Abgasreinigung unter Testbedingungen sicher, deaktivieren aber beim Betrieb der Fahrzeuge auf der Straße die Abgasreinigung, was zu deutlich erhöhten Abgasemissionen führt.
Portable Emission Measurement System (PEMS)
Die DUH führt selbst Messungen mit mobilen Geräten (Portable Emission Measurement System, kurz PEMS) an Pkw im realen Fahrbetrieb durch. Dabei untersucht sie den Ausstoß an Stickoxiden (NOx) und Kohlenstoffdioxid (CO2). Ziel der Messungen ist es herauszufinden, ob die Fahrzeuge wie vorgeschrieben auch unter normalen Fahrbedingungen (also nicht im Labor) die Abgasvorschriften einhalten. Die DUH verwendet die Geräte Semtech NOx und Semtech FEM des Herstellers Sensors. Die Messungen werden von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der DUH unter Anleitung durch den externen Berater Dr. Axel Friedrich durchgeführt.
Die Messungen erfolgen im normalen Straßenverkehr mit festgelegten Anteilen von Stadtverkehr, Landstraße und Autobahn. Die Fahrer halten sich an die Vorschriften der Straßenverkehrsordnung sowie an die Hinweise der in den Fahrzeugen vorhandenen Schaltanzeigen. Jedes Fahrzeug durchläuft in der Regel zehn Tests. Die Ergebnisse führt die DUH einzeln auf, um die Plausibilität der jeweiligen Messreihe darzulegen und berechnet abschließend den Mittelwert. Auch die äußeren Konditionen, wie etwa die Außentemperatur sowie die genaue Fahrzeit und die Beschleunigungsphasen dokumentiert die DUH.
Plume Chasing Verfahren
Die Messungen der NOx-Emissionen an schweren Nutzfahrzeugen durch das EKI im realen Straßenbetrieb erfolgt nach dem Plume Chasing Verfahren mittels eines ICAD NOx und CO2 Analysator der AirYX GmbH. Bei dem Plume Chasing Verfahren können mit deutlich geringerem Aufwand als bei einer PEMS-Messung eine Vielzahl an schweren Nutzfahrzeugen in verhältnismäßig kurzer Zeit gemessen und Fahrzeuge mit unzureichender, defekter oder manipulierter Abgasnachbehandlung zuverlässig identifiziert werden. Hierbei wird durch einen vorne am Messfahrzeug befestigen Schlauch eine geringe Menge der Abgasfahne des vorausfahrenden Fahrzeugs in das Messgerät im Wageninneren angesaugt, siehe Abbildung 1.
Dort wird das Abgas-Luft-Gemisch mit einem Spektrometer analysiert. Das Messfahrzeug folgt während der Messzeit dem zu untersuchenden Fahrzeug für kurze Zeit, sodass über die angesaugte Abgasfahne des vorausfahrenden Fahrzeugs eine repräsentative Emissionsberechnung erfolgen kann. Hierfür wird durch die Messapparatur das Konzentrationsverhältnis von CO2 und NOx aus der Abgasfahne bestimmt, welches unabhängig vom Verdünnungsverhältnis ist. Daraus kann dann durch mathematische Verfahren Rückschluss auf den Emissionswert des vorausfahrenden Fahrzeugs gezogen werden.
Dafür wird ein CO2 Schwellwert definiert, welcher ausreichend über der lokalen CO2 Hintergrundbelastung liegt, um sicherzustellen, dass sich das Messfahrzeug in der Abgasfahne des vorausfahrenden Fahrzeugs befindet. Erst oberhalb dieses Schwellwertes werden die Emissionswerte ermittelt. Üblicherweise wird ein Schwellenwert der CO2-Konzentration von mindestens 30 parts per million (ppm) über der Hintergrundkonzentration gewählt. Unter den vorliegenden Messbedingungen konnten in der Praxis häufig Werte von deutlich über 100 ppm über der Hintergrundimmission erreicht und somit viele valide Messdaten gesammelt werden.
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Kontakt
© DUH / Heidi Scherm Dorothee Saar
Bereichsleiterin Verkehr und Luftreinhaltung
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© Finke / DUH Simon Annen
Stellv. Leiter Emissions-Kontroll-Institut
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