Umweltforschung 10.04.2009, 19:40 Uhr

Vollgas geben für eine gute Sache  

Auf dem Forschungscampus der Gemeinsamen Forschungsstelle (GFS) der Europäischen Union im italienischen Ispra am Lago Maggiore wurde Europas größte Abgas-Messanlage entwickelt. Sie kann komplette 40-t-Lkw oder Busse auf ihr reales Abgasverhalten hin untersuchen. VDI nachrichten, Ispra, 9. 4. 09, moc

Die riesige Container-ähnliche Halle leuchtet in der Sonne, das gut fünf Meter hohe Rolltor bleibt heute fest verschlossen. Wer in die Halle will, muss den kleinen Seiteneingang nehmen. Denn während draußen die Sonne scheint, ist es in der Halle bitterkalt.

In der gut 22 m langen und 8 m breiten Halle steht eine gigantische Zugmaschine, wie sie heute zu tausenden über die Autobahnen Europas fahren – ein bordeauxroter 500-PS-Kraftprotz der Marke Iveco Stralis aus Turin.

Bevor Testfahrer Philippe Le Lijour sich in das nagelneue Führerhaus der Zugmaschine schwingt, zieht er sich eine dicke Jacke über. Denn an diesem Morgen wurde das Innere der Halle auf minus 15 °C gekühlt – Stressbedingungen für den Brummi in der Klimakammer. Denn besonders in der kalten Jahreszeit und in der Kaltlaufphase des Motors pustet der Lkw deutlich höhere Abgasmengen aus dem Auspuff als unter normalen Bedingungen.

Und das soll er. Denn der Brummi steht in Europas größter und modernster Abgasmessanlage – VELA 7 genannt – mit der erstmals auch das Abgasverhalten großer Lkw und Busse unter annähernd „echten“ Bedingungen simuliert werden kann.

Fixiert ist der bordeauxrote Brummi an robusten Stahlketten, hinten und vorne festgezurrt auf einem riesigen Rollenprüfstand. Im Kontrollraum programmiert derweil Laborleiter Manfredi am Computer den ersten Testzyklus. Das Geschwindigkeitsprofil samt Steigungen und Kurven über einen bestimmten Zeitraum wird dem Fahrer auf seinen Bildschirm im Führerhaus aufgespielt, er „fährt“ dann den Lkw diesen Vorgaben entsprechend.

Es dröhnt in der Halle, als der Motor anspringt. Verständigen kann man sich nur noch schreiend. Gang einlegen, beschleunigen. Kuppeln, zweiter Gang. Sorgfältig hält sich der Testfahrer an die Vorgaben.

Ein einzelner Testzyklus läuft zehn bis 20 Minuten. Dabei wird das Standardfahrverhalten eines Brummis im Stadtverkehr, auf der Autobahn oder der Landstraße simuliert und aufgezeichnet. Jeder Schaltvorgang im Führerhaus schlägt sich in Mess- und Abgaswerten nieder, die in Echtzeit über die Bildschirme im Kontrollraum flackern, sorgfältig beäugt von Arbeitsgruppenleiter Alois Krasenbrink und seinem Team.

Die Testanlage VELA 7 ist derzeit die größte ihrer Art in Europa. Entwickelt und gebaut wurde sie vom Institut für Umwelt und Nachhaltigkeit der Gemeinsamen Forschungsstelle (GFS) der Europäischen Union in Ispra am Lago Maggiore. Gut 4,5 Mio. € hat die Testanlage gekostet (siehe Kasten).

Konnten bisher lediglich Motoren auf dem Prüfstand getestet werden, fahren jetzt komplette Zugmaschinen oder Busse in die neue Halle mit Europas modernstem Rollenprüfstand.

Gemessen wird das Abgasverhalten von Fahrzeugen bis zu 40 t zulässigem Gesamtgewicht. Dabei interessieren sich die Forscher für Partikel-, Stickoxid- und Kohlendioxidemissionen von gewöhnlichem Diesel, aber auch von Biodiesel, Ethanolkraftstoff, Erdgas und Brennstoffzellen.

„VELA 7 ist unser Juwel“, schwärmt Alois Krasenbrink voller Stolz. Nach den achtjährigen Erfahrungen mit sechs kleineren Testlabors für Krafträder, Personenkraftwagen und Motorenprüfständen markiert die neue Halle einen entscheidenden Schritt nach vorn.

Denn was hier untersucht wird, soll die europäische Gesetzgebung in der Luftreinhaltung maßgeblich beeinflussen: Die GFS-Wissenschaftler liefern mit ihren Messdaten die Grundlage für die Euro-VI-Abgasnorm für schwere Nutzfahrzeuge, die die EU-Kommission noch in diesem Mai beschließen will.

Demnach sollen ab 2014 die Stickoxidemissionen (NOx) von derzeit 2 g pro Kilowatt Motorenleistung auf einen Wert von auf 0,4 g pro Kilowatt reduziert werden. Bei den Partikeln sollen die Emissionen von derzeit 30 mg auf 10 mg sinken.

In den umweltpolitischen Zielsetzungen der EU-Kommission sind die großen Nutzfahrzeuge – schwere Lkw, Baufahrzeuge und Busse – eher vernachlässigt worden. „Bis jetzt“, so EU-Forschungskommissar Janez Potocnik, „wussten wir zu wenig über das wahre Abgasverhalten von Lkw und Bussen im täglichen Normalbetrieb.“

Das soll sich nun ändern. Denn obwohl schwere Lkw und Busse an der gesamten Fahrzeugflotte der EU nur 3 % ausmachen, sind sie doch verantwortlich für 23 % der gesamten Emissionen im Straßenverkehr. Grund genug, nach den neuen Abgasnormen für Personenwagen nun auch die schweren Nutzfahrzeuge umweltfreundlicher zu gestalten.

Bisher allerdings genügten bei den Typengenehmigungen für die Lkw-Hersteller Tests mit Motoren oder Abgaskatalysatoren. In der neuen Halle kann das Zusammenspiel von Motor und Abgasrückhaltesystemen in Echtzeitversuchen über Strecken von vielen hunderttausend Kilometern untersucht werden.

Krasenbrink geht neben dem Iveco Stralis in die Knie und überprüft vor dem nächsten Testzyklus Auspuffanlage und Leitungsverbindungen der flexiblen Abgasrohre, die die Brummi-Abgase in den Nebenraum zur Messstation leiten.

Die bis zu 200 °C heißen Gase werden durch ein flexibles Rohr in einem Verdünnungstunnel mit frischer Umgebungsluft gemischt und auf unter 50 °C heruntergekühlt. Bereits während des Motorenlaufes werden die einzelnen Bestandteile der Abgase gemessen. Der Durchmesser des Verdünnungstunnels beträgt 50 cm und hat eine Gesamtlänge von 8 m.

Fährt der Lkw Vollgas, werden bis zu 150 m3 pro Minute durch diesen Tunnel geblasen. Neben der Onlineerfassung werden aus dem verdünnten Abgasstrom durch gravimetrische Verfahren die Partikelkonzentrationen in Filterproben im Mikrogrammbereich erfasst und bilanziert.

Wesentlich umweltbewusster bewegen sich die meisten Mitarbeiter der GSF auf dem riesigen Campus der Forschungseinrichtung. Auch Maria Astorga Llorens kommt mit dem Fahrrad zur VELA 7-Halle. Die promovierte Chemikerin schwingt sich vom Sattel und betritt den Kontrollraum, wo Krasenbrink sie bereits erwartet.

Die Spanierin von der Universität Oviedo ist als Abgasexpertin seit 2002 am GFS-Umweltinstitut in Ispra tätig. In dem von ihr geleiteten chemischen Labor werden die Partikelproben auf Konzentrationen hin untersucht. „Eine Sisyphusarbeit“, sagt sie, denn wöchentlich kommen gut 100 Filterproben von VELA 7 zusammen.

Doch die Arbeit der Chemikerin ist unverzichtbar. Denn sie ist mit Voraussetzung dafür, dass nach und nach eine zuverlässige empirische Grundlage für die europäische Gesetzgebung der ab 2014 geltenden Euro-VI-Norm entsteht.

Um die notwendige Verringerung der Abgas-Emissionen zu erreichen, müssen Motoren, Katalysatoren und Treibstoffe optimiert werden. Dafür ist es entscheidend, genau zu wissen, was tatsächlich zum Auspuff herauskommt, was ein Partikelfilter leistet und welche Kraftstoffe den Transport umweltfreundlicher machen können.

Testfahrer Philippe Le Lijour klettert aus dem Führerhaus, reibt sich die Ohren in der bitterkalten Testhalle und verschwindet schnell in der wohligen Wärme des Kontrollraums. Arbeitsgruppenleiter Krasenbrink klopft ihm auf die Schulter: „Das war“s für heute. Jetzt hat Maria genug zu tun mit der Auswertung der Ergebnisse.“

Nächste Woche wird der 500-PS-Brummi wieder losgekettet und aus der Halle gefahren. Dann kommt ein kompletter Reisebus auf den Rollenprüfstand und muss die gleiche Prozedur über sich ergehen lassen. Auch Testfahrer Le Lijour wird wieder die Kälte in der Halle verfluchen und sich wünschen, draußen in der Sonne zu sein. Dennoch wird er wieder Gas geben, was das Zeug hält, „es ist ja für eine gute Sache“, grinst er. THOMAS A. FRIEDRICH

Von Thomas A. Friedrich
Von Thomas A. Friedrich

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

ALFRED TALKE GmbH & Co. KG-Firmenlogo
ALFRED TALKE GmbH & Co. KG Elektroingenieur / Projektingenieur (m/w/d) Hürth
Fresenius Kabi Deutschland GmbH-Firmenlogo
Fresenius Kabi Deutschland GmbH Ingenieur / Techniker technische Gebäudeausrüstung (m/w/d) Neufahrn bei Freising
Münchner Stadtentwässerung-Firmenlogo
Münchner Stadtentwässerung Betriebsingenieur*in für die Kanalinspektion und Zustandsbewertung (w/m/d) München
Hochschule RheinMain Wiesbaden Rüsselsheim-Firmenlogo
Hochschule RheinMain Wiesbaden Rüsselsheim Ingenieur:in der Fachrichtung Heizungs-, Klima-, Lüftungs- und Sanitärtechnik (m/w/d) Wiesbaden
EnerControl GmbH & Co. KG-Firmenlogo
EnerControl GmbH & Co. KG Energieingenieur (m/w/d) Isernhagen bei Hannover
Borsig Service GmbH-Firmenlogo
Borsig Service GmbH Projektleiter E- und Leittechnik (m/w/d) Berlin
Borsig Process Heat Exchanger GmbH-Firmenlogo
Borsig Process Heat Exchanger GmbH Berechnungsingenieur (m/w/d) Berlin
Viessmann Group-Firmenlogo
Viessmann Group Vertriebsingenieur (m/w/d) im Bereich Energie- oder Versorgungstechnik / TGA / Energiewirtschaft Mörfelden-Walldorf
Landeshauptstadt München-Firmenlogo
Landeshauptstadt München Bauingenieur*in / Umweltingenieur*in als Betriebshofleitung (m/w/d) München
Abfallwirtschaft GmbH Halle-Lochau-Firmenlogo
Abfallwirtschaft GmbH Halle-Lochau Ingenieurtechnischen Projektmanager (m/w/d) in der Abteilung Umwelt- und Sicherheitscontrolling Schkopau

Alle Energie & Umwelt Jobs

Top 5 Umwelt

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.