Dieselproblematik. Die Gefahr durch Feinstaub

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Feinstaub
2.1 Begriffserklärungen
2.2 Entstehung von Feinstaub

3 Filtersystem

4 Diesel Abgasskandal bei Volkswagen
4.1 Chronologie der Ereignisse
4.2 Auswirkungen auf Umwelt und Mensch
4.3 Mögliche Auswirkungen auf Volkswagen

5 Ausblick in eine mögliche Zukunft von Dieselmotoren

6 Fazit

7 Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Funktion und Wirkungsweise eines Dieselpartikelfilters

Abbildung 2: Angebliche Sterberate pro Jahr durch Stickoxid-Emissionen des Straßenverkehrs

1 Einleitung

Ökologische Probleme, hervorgerufen durch unzureichend ausgelegte Partikel- filter dieselbetriebener Fahrzeuge stehen seit Jahren im Mittelpunkt geführter Diskussionen und diverser Verfahren. Auslöser war ein aufgedeckter Vorgang, u.a. als VW-Abgasskandal bekannt, bei welchem Volkswagen eine nicht geneh- migte Einrichtung zur Motorenabstellung der Dieselfahrzeuge zur Umgehung US- amerikanischer Abgasnormen einsetzte. In diesem Zusammenhang ist das Thema der vorliegenden Hausarbeit, inwieweit Diesel schädlich für die Umwelt und Menschheit ist und wie der Abgasskandal von Volkswagen die Zukunft von Dieselmotoren beeinflusst.

Zu Beginn der Arbeit werden in Kapitel zwei und drei Begriffsdefinitionen sowie Erklärungen zur Thematik vorgenommen. Kapitel 3 zeigt die Funktionsweise eines Filtersystems auf. Im vierten Kapitel erfolgt eine chronologische Beschreibung der Ereignisse am Beispiel des Fahrzeugherstellers Volkswagen, welcher als Auslöser des Skandals gilt, die Auswirkungen bzw. Belastungen auf Ökologie sowie mögliche Konsequenzen für den Konzern werden aufgezeigt. Im vorletzten Kapitel erfolgt ein Ausblick in die Zukunft des Diesels (Kapitel 5). Die Arbeit schließt in Kapitel sechs mit einem Fazit ab.

2 Feinstaub

2.1 Begriffserklärungen

Lt. Chemie (2017) und Vincent (2007) geht die Definition von Feinstaub auf den im Jahr 1987 eingeführten inals PM-Standard der US-amerikanischen Umwelt- schutzbehörde EPA zurück.¹ Der Focus der Bewertung liegt auf dem einatemba- ren Anteil von Immissionen.² Hintergrund ist, dass feinste Partikel von den Här- chen im Nasenbereich bzw. von den Schleimhäuten im Nasen und Rachenraum nur bedingt zurückgehalten werden.³ In einer Veröffentlichung des Umweltbun- desamtes (2016) ist dokumentiert, dass Feinstaub aus einem komplexen Ge- misch aus fester und flüssiger Partikeln besteht und in Abhängigkeit von deren Größe in unterschiedliche Fraktionen eingestellt wird.⁴ Unterschieden werden Partikel PM 10 (particulate matter) mit einem maximalen aerodynamischen

Durchmesser von 10 µm, PM 2,5 (lungengängiger Feinstaub) und ultrafeine Par- tikel (UP) mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 µm.⁵ Die Partikelgröße PM 10 kann beim Menschen in die Nasenhöhle, PM 2,5 bis in die Bronchen sowie Lungenbläschen und die ultrafeinen Partikel über das Lungengewebe bis in den Blutkreislauf vordringen.⁶ In Abhängigkeit der Größe und Eindringtiefe sind die gesundheitlichen Folgen unterschiedlich (u.a. Schleimhautreizungen, Luftröhren- entzündungen, Plaquebildung in den Blutgefäßen).⁷ Beispielsweise ist in der

och- rechnung zu dem Ergebnis gekommen sind, dass 34.000 Deutsche, welche im Jahr 2010 einer Erkrankung erlagen, ohne eine Feinstaubbelastung noch leben könnten.⁸ Weiterhin wird beim Begriff Feinstaub unterschieden zwischen primär emittiert und sekundär gebildet. Primärer Feinstaub wird direkt an der Quelle, beispielsweise bei Verbrennungsprozessen, freigesetzt.⁹ Entstehen die Feinstaubpartikel durch gasförmige Vorläufersubstanzen, wie beispielsweise Schwefel- und Stickoxide und Ammoniak, so werden diese Partikel als sekundä- rer Feinstaub genannt.¹⁰

2.2 Entstehung von Feinstaub

Als weltweite Quellen der Luftverschmutzung gelten u.a. die häusliche Energie (31 %), die Landwirtschaft (20 %), die Natur (18 %), die Stromerzeugung (14 %), die Industrie (7 %), die Biomasseverbrennung (5 %) und der Verkehr (5 %).¹¹ Für Deutschland werden Anteile für häusliche Energie von 8 %, Landwirtschaft von 45 %, Stromerzeugung von 13 %, Industrie von 13 %, Biomasseverbrennung von

1 % und Verkehr von 20 % angegeben.¹² Das Problem all dieser Daten ist, dass die Luftqualität nicht überall überwacht wird und demzufolge lässt sich die Luftverschmutzung nur sehr schwer quantifizieren.¹³

Insgesamt können die Feinstaubquellen sowohl natürlichen als auch anthropo- genen Ursprungs sein.¹⁴ Zu den natürlichen Feinstaubquellen zählen u.a. Parti- kelneubildungen aus Vorläufern der Atmosphäre, Saharastaub, Emissionen aus Vulkanen und Meeren (u.a. Seesalze), Erosionen von Gesteinen, Bodenerosio- nen, Wald- und Buschfeuer sowie bestimmte biogene Aerosole (u.a. Viren, Sporen von Bakterien und Pilzen, Algen, Zellteile, Ausscheidungen).¹⁵ Auf eine weitere Beschreibung natürlicher Feinstaubquellen wird verzichtet, da dies nicht Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist und auf die hierfür zur Verfügung ste- hende Literatur verwiesen.

Wichtige, vom Menschen geschaffene anthropogene Feinstaubquellen, sind u.a. Kraftfahrzeuge, Kraft- und Fernheiz(kraft)werke, Abfallverbrennungsanlagen, Öfen und Heizungen in Wohnhäusern, Schüttgutumschlag, Tierhaltung sowie In- dustrieprozesse.¹⁶ In Ballungsgebieten ist vor allem der Straßenverkehr eine er- hebliche Feinstaubquelle. Hierbei gelangen Partikel aus Motoren, Bremsen und Reifenabrieb in die Luft. Weiterhin ist die Landwirtschaft eine wichtige Quelle.¹⁷ Hier gelangen vor allem Emissionen gasförmiger Vorläuferstoffe aus der Tierhal- tung zur Sekundärbelastung bei (u. a. Ammoniumsulfat und Ammoniumnitrat).¹⁸

Mengenmäßige Hauptverursacher des anthropogenen Feinstaubanteils in Deutschland (Stand 2001) waren in t/Jahr die Wirtschaft 74.000 t (davon die Industrie mit 60.000 t, Schüttgutumschlag mit 8.000 t; Industriefeuerung mit 6.000 t),

Privathaushalte und Kleinverbraucher 33.000 t, Elektrizität- und Fernheizwerke 19.000 t, die Landwirtschaft 15.000 t und der

Verkehr 64.000 t (u.a. Diesel-Motoren 29.000 t, Schienenverkehr 6.000 t). Abrieb von

Reifen, Bremsbelegen sowie Straßenasphalt hinzu. Der Reifenabrieb verursacht geschätzt 60.000 t und der Bremsabrieb wird mit bis zu 8.500 t angegeben.¹⁹

3 Filtersystem

Maßnahmen zur Reduktion von Feinstaub (PM 10) und Stickstoffdioxid (NO2) werden entwickelt. Schwerpunkt der analysierten Maßnahmen zur Minderung der PM 10 Emissionen liegt mit nahezu 80 % bei Maßnahmen der Quellgruppe KFZ- Verkehr.²⁰ Lt. einer Studie von Diegmann et al. (2006) liegt der Anteil des Ver- kehrs an den Belastungen zwischen 25 % und 50 %. Dieser Beitrag setzt sich aus den Abgasemissionen sowie Abriebs- und Aufwirbelungsemissionen zusam- men.²¹ Wie in Kapitel 2.1 dargestellt, ist hinsichtlich der Abgasemissionen der Anteil des Diesels nicht unerheblich. Der Schwerpunkt des vorliegenden Kapitels liegt auf dem Beitrag hinsichtlich einer Minderung der Dieselpartikel. Andere Par- tikelemissionen sind nicht Bestandteil der Untersuchung und werden nicht weiter berücksichtigt.

Zur Reduktion der Partikelemissionen wird oftmals der Einsatz von Partikelfiltern erwogen. Lt. Diegmann et al. (2006) führt ein Nachrüsten von Dieselfahrzeugen mit Partikelfiltern zu einer Verringerung der Emissionen.²² Ein Rußpartikelfilter ist lt. Definition ein Filter, mit dem Rußpartikel aus den Abgasen eines Dieselmotors entfernt werden können.²³ Der Filter wird in ein metallisches Gehäuse eingebaut. Dieser liegt am Unterboden des Fahrzeuges in der Abgasleitung, oftmals auch zum Zweck der schnelleren Aufheizung in Motornähe.²⁴ In nachfolgender Abbil- dung 1 ist exemplarisch die Funktion und Wirkungsweise eines Dieselpartikelfil- ters dargestellt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Funktion und Wirkungsweise eines Dieselpartikelfilters²⁵

Das grundlegende Funktionsprinzip von Partikelfiltern besteht darin, dass das darin zu filternde Medium durch feine Poren strömen muss und so die zurückhal- tenden Partikel nicht passieren lässt. Da aber Rußpartikel sehr fein sind ist dieses System auf Dieselpartikel schwer anwendbar. Allerdings weisen Filter bei geeig- neter Konstruktion sehr gute Abscheidegrade für kleine Partikel auf (u.a. Einfluss durch Kanallänge, Trägheitsabscheidung).²⁶ Beispielsweise besteht ein Partikel- filter aus einer porösen Keramik (Siliziumcarbid) und besitzt eine wabenartige Struktur mit einer großen Anzahl von Kanälen, welche an ihren Enden wechsel- seitig geschlossen sind.²⁷ Demzufolge wird der Abgasstrom durch die feinen Po- ren der Filterwände geleitet. Die gas , wäh- rend größere Partikel und weitere Feststoffe an den Zwischenwänden zurückge- halten werden und sich an den Wandoberflächen ablagern.²⁸ Die Rußbeladung eines Filters ist begrenzt und mit zunehmender Kilometerleistung setzen sich die Poren des Filters zu.²⁹ Zur Regeneration des Filters wird die Abgastemperatur erhöht, sodass der im Filter gesammelte Ruß im Rahmen einer Nachbehandlung verbrannt wird.³⁰

4 Diesel Abgasskandal bei Volkswagen

4.1 Chronologie der Ereignisse

Der Abgasskandal, auch VW-Skandal, VW-Abgasskandal, VW-Abgasaffäre bzw. Dieselgate genannt, begann mit Volkswagen (VW) und betrifft mittlerweile fast alle deutschen Autokonzerne. Jahrelang sollen VW, Porsche, Audi und Daimler bei ihren Dieselfahrzeugen geschummelt haben, indem die Software dafür sorgte, dass Grenzwerte für Abgase nur auf dem Prüfstand, nicht aber auf der Straße eingehalten wurden.³¹ Mitte September 2015 erfuhr die Öffentlichkeit von diesen Manipulationen. Zu Beginn lediglich im Fall VW. Weltweit sollen elf Mio. Fahrzeuge betroffen sein.³² Dieselfahrzeuge sollen nachgerüstet werden.³³ Nachfolgend ist die Chronologie der Ereignisse dargestellt. Hierbei ist anzumer- ken, dass es sich aufgrund der Komplexität und Fülle lediglich um stark selek- tiert - , welche keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit erheben.

Der Zeitraum zwischen Dezember 2014 und Januar 2016

Zwischen Dezember 2014 und Januar 2015 dauern die Absatzprobleme bei VW an. VW verliert 2014 rund 7 % an Marktanteilen.³⁴ VW startet eine Rückrufaktion und Vorstandschef Winterkorn schwört die Manager auf einen Sparkurs ein. Ge- genüber der US-Umweltbehörde räumt VW die Manipulationen der Abgaswerte ein. Der Vorgang weitet sich zu einem Skandal aus. Allein in den USA sollen nahezu 500.000 Fahrzeuge betroffen sein.³⁵ Im weiteren Verlauf bricht der Akti- enkurs des Unternehmens ein. Im Anschluss gibt VW eine Gewinnwarnung her- aus.³⁶ Die Aktienkurse gehen weiter auf Talfahrt und verlieren nahezu 40 % ihres Wertes.³⁷ Im September 2015 tritt der Vorstandsvorsitzende Winterkorn zurück

[...]

¹ Vgl. Chemie 2017; Vincent 2007, S. 321.

² Vgl. Chemie 2017.

³ Vgl. Chemie 2017.

⁴ Vgl. Umweltbundesamt 2016.

⁵ Vgl. Umweltbundesamt 2016; Vincent 2007, S. 321.

⁶ Vgl. Umweltbundesamt 2016.

⁷ Vgl. Umweltbundesamt 2016.

⁸ Vgl. Zeit 2017.

⁹ Vgl. Umweltbundesamt 2016.

¹⁰ Vgl. Umweltbundesamt 2016.

¹¹ Vgl. Zeit 2017.

¹² Vgl. Zeit 2017.

¹³ Vgl. Zeit 2017.

¹⁴ Vgl. Chemie 2017.

¹⁵ Vgl. Umweltbundesamt 2013; Chemie 2017.

¹⁶ Vgl. Umweltbundesamt 2009, S. 4ff, 15ff; Umweltbundesamt 2013; Chemie 2017.

¹⁷ Vgl. Umweltbundesamt 2009, S. 15ff; Umweltbundesamt 2013; Chemie 2017.

¹⁸ Vgl. Umweltbundesamt 2009, S. 16ff; Umweltbundesamt 2013; Chemie 2017.

¹⁹ Vgl. Chemie 2017.

²⁰ Vgl. Diegmann et al. 2007, S. 2.

²¹ Vgl. Diegmann et al. 2006, S. 3.

²² Vgl. Diegmann et al. 2006, S. 147.

²³ Vgl. Paschotta 2017.

²⁴ Vgl. Paschotta 2017.

²⁵ Vgl. dpf 2017.

²⁶ Vgl. Paschotta 2017.

²⁷ Vgl. dpf 2017.

²⁸ Vgl. dpf 2017.

²⁹ Vgl. dpf 2017.

³⁰ Vgl. dpf 2017.

³¹ Vgl. Breitinger 2017.

³² Vgl. Breitinger 2017.

³³ Vgl. Breitinger 2017.

³⁴ Vgl. NDR 2017.

³⁵ Vgl. NDR 2017.

³⁶ Vgl. NDR 2017.

³⁷ Vgl. NDR 2017.