er Diesel und seine Rußpartikel – ein Thema, das in diesen Tagen viel Aufsehen erregt und nicht nur Greenpeace auf den Plan ruft. So fuhren die organisierten Umweltschützer mit groß beschrifteten Mietwagen im rosafarbenen Schweinchen-Look durch die Strassen deutscher Großstädte, um Autofahrer aufzufordern, keinen Selbstzünder ohne Partikelfilter zu bestellen.
Kein Wunder, hatten doch renommierte Wissenschaftler dem Diesel, um den es so gut bestellt war, erst kürzlich ein deutlich höheres Krebsrisiko bescheinigt als zunächst angenommen.
Leiser, leistungsstärker und ökonomischer als je zuvor eroberten diese Öl-befeuerten Aggregate insbesondere die Herzen jener Automobilisten, die mehr als 30.000 Kilometer Jahresfahrleistung erbringen.
Und ausgerechnet ein Merkmal des technischen Fortschritts zieht dem Diesel nun einen schwarzen Strich durch seine weiße Ökologen-Rechnung.

Denn wo hochmoderne Gemischaufbereitungsverfahren wie Common-Rail-System oder Pumpe-Düse-Technik dank hoher Einspritzdrücke und feinster Kraftstoffzerstäubung in Form gestiegener spezifischer Nennleistungen einerseits sowie niedriger Verbräuche andererseits punkten, hinterlassen sie bei den Emissionen einen negativen Eindruck.
Wird der Kraftstoff nämlich feiner zerstäubt, so schrumpfen die später ausgestoßenen Rußpartikel gleichermaßen und setzen sich nachhaltiger in den Lungenwänden fest.
Erst wenn die Abgasanlage mit dem entsprechenden Filtersystem ausgerüstet ist, darf man den im Vergleich zum Otto geringeren Kraftstoffkonsum guten Gewissens genießen – jedenfalls gilt das für den Bereich des Umweltschutzes.
PSA und Toyota haben die Rußfilter-Nase momentan vorn. Dabei handelt es sich grundsätzlich um ein einfaches Prinzip: In beiden Fällen werden anfallende Partikel im Speicherelement des Katalysators zunächst angelagert und dann – von den heißen Abgasen – zu Kohlendioxid verbrannt.

Allerdings ist die Verbrennung der Rußpartikel ein energiereicher Vorgang, der nicht unter allen Betriebsbedingungen des Motors gelingt. Daher sind zahlreiche elektronische sowie gegebenenfalls chemische Hilfsmittel notwendig, um eine hinreichende Katalyseleistung zu erzielen.
PSA setzt auf reaktionsbeschleunigende Kraftstoffzusätze, welche in Verbindung selbst mit nur mäßig hohen Abgastemperaturen für patente Oxidationsraten sorgen.
Toyota hat ein System entwickelt, das zwar ohne Additive auskommt, dafür jedoch komplizierter aufgebaut ist. Als Basis dient der 116 PS starke 2,0 Liter Common-Rail; er treibt sowohl Corolla, Previa als auch Avensis an, arbeitet aber nur in Verbindung mit dem Stufenheck-Avensis rußarm – und das lediglich gegen Aufpreis.
Das D-CAT Triebwerk ist bereits auf möglichst geringe Rohemissionen getrimmt. Das heißt: Schon die unbehandelten Abgase enthalten im Vergleich zum Durchschnitt deutlich geringere Partikel-Anteile und weniger Stickoxide. Dies erreicht man einerseits, indem große Abgasmengen zurückgeführt werden. Denn ist der Abgasanteil am Frischgas höher, entweicht mit einer geringeren Menge Abgas auch weniger Ruß in die Atmosphäre.

Dieser Vorgang unterliegt indessen einem thermischen Problem, weil die rückgeführten Abgase nicht ohne weiteres den Kältegrad des üblichen Frischgases erreichen. Um die gewünschte Rückführungsrate erzielen zu können, wird das verbrannte Gas wassergekühlt, was gleich mehrere Zwecke erfüllt. Neben der hohen, rußmindernden Abgasverwertung kann die Verbrennungstemperatur nun generell gesenkt werden – wodurch auch der Stickoxid-Anteil drastisch abnimmt, welcher beispielsweise ebenso relevant für die Erfüllung hoher Abgasnormen ist.
Die restlichen Stickoxide bindet der Katalysator chemisch und speichert zudem übrigbleibende Rußpartikel. Letztere werden durch die hohen Temperaturen des eigenen Abgases verbrannt. Da die Abgastemperatur im Teillastbereich aber nicht ausreicht, um eine Oxidation herbeizuführen, erfolgen nach der Haupteinspritzung bedarfsgemäß weitere Kraftstoff-Nacheinspritzungen; so kann die ausgestoßene Luft per Regeleingriff auf über 600 Grad Celsius erwärmt werden.
Bleiben noch die im Katalysator-Element befindlichen Stickoxide. Sie bauen sich ab, indem das Aggregat in regelmäßigen Intervallen kurz mit fettem Kraftstoff-Luftgemisch befeuert wird. Denn dies bewirkt höhere Anteile Kohlenmonoxid sowie Kohlenwasserstoff im Abgas, was die verbleibenden Stickoxide im Rahmen einer chemischen Reaktion zu Kohlendioxid und Stickstoff umwandelt.

Und solange schwefelfreier Diesel getankt wird, funktioniert die Abgas-Entgiftung reibungslos. Schwefelhaltiger Kraftstoff hingegen vermindert die Speicherfähigkeit von Stickoxiden, da Schwefel eine ähnliche chemische Struktur aufweist; beide Moleküle konkurrieren sozusagen um die Bindung an der Edelmetallschicht des Katalysators.
Erst bei einem fetteren Kraftstoffgemisch werden Schwefeloxide sowie Schwefelwasserstoffe wieder abgebaut – also grundsätzlich im Rahmen der üblichen Regenerationszyklen. Doch wenn Schwefel im Spiel ist, muss wesentlich häufiger regeneriert werden. Ein einziger Knopfdruck genügt, um dies einzuleiten.
Wer nicht weiß, dass er gerade schwefelhaltigen Kraftstoff tankt und die dafür vorgesehene Taste nicht betätigt, riskiert keineswegs den Defekt des D-CAT Systems, sondern muss kurzfristig mit einem erhöhten Stickoxid-Gehalt im Abgas rechnen – was sich beim späteren Betrieb mit schwefelfreiem Diesel allerdings wieder normalisiert.

Toyota hat mit seinem D-CAT Filtersystem eine hocheffektive und vor allem technisch anspruchsvolle Anlage auf den Markt gebracht, die mit 800 Euro allerdings teuer erkauft werden muss. Und warum gibt es den Avensis D-CAT in nur einer einzigen Karosserie-Variante? Außerdem können lediglich die beiden teuersten Ausstattungslinien mit dem High-Tech-Filter kombiniert werden. Hier hat PSA seine Hausaufgaben besser erledigt; den FAP Partikelfilter gibt es immerhin für mehrere Peugeot- und Citroen-Modelle von der unteren bis zur gehobenen Mittelklasse – wohlgemerkt ohne Aufpreis. Abgesehen davon wird der französische Automobilkonzern bald ebenfalls ein additivfreies System anbieten.
Andere Hersteller haben inzwischen nachgezogen: Die Wolfsburger lassen den Passat 2,0 TDI nur rußarm auf die Strasse. Mercedes bietet seine Vierzylinder-Diesel (C- und E-Klasse) gegen 580 Euro Aufpreis ebenfalls mit Filter an, und den Ford Focus kann man nun auch mit Reinigungsanlage bestellen – auf kostenfälligen Wunsch.
Deutlich unterhalb von zwei Litern Hubraum sind keinerlei Filteranlagen in Sicht, was auch für größere Aggregate gilt. Lediglich Audi und BMW versprechen bald Abhilfe: So sollen demnächst beispielsweise A8 3,0 TDI sowie 530d nicht mehr als Luftverpester beschimpft werden können.
Zu denken geben sollte: Fahren ohne Ruß wird von staatlicher Seite nicht gefördert und nimmt vor allem nicht als einziges Kriterium Einfluss auf die Abgasnorm-Einstufung. So erreichen auch zahlreiche Diesel die günstigste Steuernorm Euro 4, obwohl sie über keinerlei Filter verfügen. Umgekehrt erfüllt ein mit Rußpartikelfilter ausgerüsteter Renault Vel Satis dCi lediglich Euro 3. Somit wäre das Thema Partikelreduktion in ökonomischer Hinsicht ad acta gelegt.