Straßenfahrzeuge

In China wurden Emissionsstandards im Jahr 2008 mit der Abgasnorm Beijing 4 eingeführt. Sie wurden 2009 in Shanghai unverändert als Shanghai 4 und 2010 landesweit als China 4 eingeführt. Sie orientiert sich an der europäischen Abgasnorm Euro 4. Ab 2013 wurde zunächst Beijing 5, dann Shanghai 5 und zuletzt China 5 festgelegt, welche sich ebenfalls an den europäischen Normen orientieren. Zum 1. Juli 2020 trat landesweit die Norm China 6a in Kraft. Im Zuge dessen wurde auch der Testzyklus WLTP eingeführt, welcher allerdings in einigen Punkten von dem ursprünglichen Prüfzyklus abweicht. Es gab keine Übergangsregelungen, die Norm 6a war sofort für neu produzierte und importierte Fahrzeuge gültig. Bereits produzierte und importierte Fahrzeuge durften noch bis Ende 2020 verkauft und zugelassen werden. Seit der Norm China 6 gelten für Otto- und Dieselmotoren dieselben Grenzwerte. 2021 führte China den Zyklus CLTC für schwere Nutzfahrzeuge ein (neben batterieelektrischen und Brennstoffzellenfahrzeugen).

Am 1. Juli 2023 trat die weiter verschärfte Norm China 6b in Kraft.

Inländischer Schiffsverkehr

Die China I/II-Normen sind an die US-Marinenormen angelehnt, wobei China I der US-Tier-2-Norm entspricht. Die China I/II-Vorschriften wurden 2016 verabschiedet und treten 2018 (China I) und 2021 (China II) in Kraft.

Die Normen gelten für neue und überholte Schiffsmotoren (Antrieb- und Hilfsmotoren) der Kategorien 1 und 2 auf Schiffen, die in China registriert sind und in chinesischen Hoheitsgewässern betrieben werden.

Die Motorkategorien basieren auf den US-Bezeichnungen und sind wie folgt definiert:

•    Schiffsmotoren der Kategorie 1 – Nennleistung ≥ 37 kW und ein Hubvolumen Vh von weniger als 5l pro Zylinder.
•    Schiffsmotoren der Kategorie 2 – Hubvolumen pro Zylinder ≥ 5l und weniger als 30l.

Die nachfolgende Tabelle zeigt die China II-Norm, ein Limit für PN existiert aktuell nicht. Die China I/II-Normen gelten nicht für Hochseeschiffe, für Schiffe, die nur in Notfällen eingesetzt werden, oder für kleine Schiffsmotoren unter 37 kW.

Zudem ist über einen 2500h-Dauerlauf eine Useful life von 10.000h oder 10 Jahren nachzuweisen.

Weiterhin existiert für die Küste Chinas eine sogenannte Domestic emission control area (DECA) in der gesonderte Regeln, insbesondere bzgl. des Kraftstoffschwefelanteils gelten. Diese DECA ist nicht mit einer IMO-ECA zu verwechseln.

PKW

Leichte Nutzfahrzeuge

Zulässige Gesamtmasse ≤1305 kg (Kategorie N₁ Klasse I)

Zulässige Gesamtmasse = 1305–1760 kg (Kategorie N₁ Klasse II)

Zulässige Gesamtmasse > 1760 kg (Kategorie N₁ Klasse III & N₂)

Leichtkraftrad und Motorrad

Mit der Abgasnorm Euro 5 gelten die gleichen Grenzwerte für alle Fahrzeuge der EG-Fahrzeugklasse L. Zu dieser zählen alle zweirädrigen und dreirädrigen Kraftfahrzeuge sowie leichte vierrädrige Kraftfahrzeuge.

Kleinkraftrad

Bei Kleinkrafträdern entfällt die Abgasnorm Euro 3. Mit der Abgasnorm Euro 5 gelten die gleichen Grenzwerte für alle Fahrzeuge der EG-Fahrzeugklasse L. Zu dieser zählen alle zweirädrigen und dreirädrigen Kraftfahrzeuge sowie leichte vierrädrige Kraftfahrzeuge.

Lkw und Busse ab 3,5 t

Die Einführung der Abgasnorm Euro VI bedeutete eine wesentliche Verschärfung. Die Abgase werden erstmals nicht nur im Labor geprüft, sondern mittels PEMS auch im realen Verkehr (RDE). Nach derzeitigem Stand der Technik (2017) ist die Einhaltung der Grenzwerte für Euro VI nur mit einer Kombination aus Oxidationskatalysator, einem geschlossenen Dieselrußpartikelfilter sowie einer Anlage zur Abgasnachbehandlung mittels selektiver katalytischer Reduktion (SCR) zu erreichen.

Die Abkürzungen der Testzyklen stehen für ESC (European Stationary Cycle), ETC (European Transient Cycle), WHSC (World Harmonized Stationary Cycle), WHTC (World Harmonised Transient Cycle) und ELR (European Load Response Test).

Mobile Maschinen und Geräte (NRMM)

Der Begriff mobile Maschinen und Geräte (Non-Road-Mobile-Machinery – NRMM) ist ein Begriff, der in den europäischen Emissionsnormen verwendet wird, um die Emissionen von Motoren zu kontrollieren, die nicht hauptsächlich auf öffentlichen Straßen eingesetzt werden. Diese Definition umfasst sowohl Geländefahrzeuge und Arbeitsmaschinen, als auch Schienenfahrzeuge und die inländische Schifffahrt.

Die europäischen Normen für nichtstraßengebundene Dieselmotoren umfassen schrittweise strenge Stufen, die als Normen der Stufen I–V bekannt sind. Die Stufe I/II war Teil der Richtlinie von 1997 (Richtlinie 97/68/EG). Sie wurde in zwei Stufen umgesetzt, wobei die Stufe I 1999 und die Stufe II zwischen 2001 und 2004 umgesetzt wurde. Im Jahr 2004 verabschiedete das Europäische Parlament die Normen der Stufe III/IV. Die Standards der Stufe III wurden weiter in Stufe III A und III B unterteilt, die zwischen 2006 und 2013 schrittweise eingeführt wurden. Die Standards der Stufe IV werden ab 2014 durchgesetzt. Die Normen der Stufe V (Verordnung (EU) 2016/1628) werden ab 2018 schrittweise eingeführt und ab 2021 vollständig durchgesetzt.

Sonstiges

Abweichungen zwischen Labor und Realität

Im Jahr 1990 berichtete die deutsche Autozeitung Auto Motor Sport über den Abgastest eines Toyota Carina 1.6, einem damals neuen Mager-Benziner, und schrieb, die Schadstoff-Optimierung beschränke sich offenbar auf den amtlich vorgeschriebenen Prüfzyklus. Auto Motor Sport. Nr. 21, 5. Oktober 1990, S. 37. 

Im Jahr 2000 veröffentlichte die deutsche Zeitschrift Motorradonline einen Abgastest zu mehreren Motorrädern, bei dem sich in einem Fall beim Warmstart mit über 30 g/km ein 34 Mal so hoher Ausstoß von Kohlenmonoxid wie beim Kaltstart zeigte. Die Autoren gehen von einer Erkennung des Prüfzyklus aus.

Im Jahr 2005 berichtete der TÜV über den Test von 4 Personkraftwagen. Dabei zeigte sich bei einem Diesel-Fahrzeug, dass die Strategie zur NOx-Emissionsminderung auf den Prüfzyklus optimiert zu sein scheint. Bei Benzinern wurde ein hoher Kohlenmonoxid-Ausstoß beobachtet, insbesondere wenn bei hohen Außentemperaturen die Klimaanlage benutzt wurde.

Im Jahr 2010 berichtete der Spiegel über Messungen des ADAC an Diesel-Personenkraftwagen der Abgasnorm Euro 6, bei denen im Autobahntestzyklus bis zu 15-Mal so viele Stickoxide ausgestoßen wurde wie der Grenzwert für den Prüfzyklus zur Typzulassung vorsieht.

Im Jahr 2011 berichtete die Deutsche Umwelthilfe, bei einem Benziner (BMW 116i) im ADAC-Autobahntestzyklus einen Stickoxid-Emissionen gemessen zu haben, die 30 Mal höher als der für das Fahrzeug gültige Grenzwert lagen.

Eine im Jahre 2011 vom wissenschaftlichen Dienst der Europäischen Kommission JRC durchgeführten Untersuchung ergab, dass die NO_x- Emissionen von Diesel-Pkw bei realen Straßenfahrten deutlich über den für die Typprüfung im Labor geltenden Grenzwerten liegen, wobei es relativ große Unterschiede zwischen verschiedenen getesteten Modellen gab.

Eine im Oktober 2014 vom ICCT (International Council on Clean Transportation) veröffentlichte Studie kam zu dem Ergebnis, dass der reale NO_x-Ausstoß von Euro-6-Dieselfahrzeugen im Durchschnitt um den Faktor 7 über dem Limit von Euro 6 liegt. Im September 2015 veröffentlichte das ICCT ein White Paper, laut dem 22 von 32 getesteten Modellen den Grenzwert für NO_x nur im Labor schafften.

Am 20. September 2015 gab Volkswagen nach Ermittlungen der EPA zu, das Motorsteuergerät von 11 Millionen Dieselfahrzeugen so programmiert zu haben, dass es eine Prüfsituation auf dem Rollenprüfstand erkennt und auf ein anderes Kennfeld umschaltet. Diese sogenannte Abschalteinrichtung ist weder in den USA noch in Europa erlaubt. Die so ausgelieferten Fahrzeuge überschritten im realen Verkehr die erlaubten US-Grenzwerte um das bis zu 35-fache. Im Zuge dieses Abgasskandals trat der Vorstandsvorsitzende der Volkswagen AG Martin Winterkorn von seinem Posten zurück.

2015 forderten europäische Regierungen im Zuge des Abgasskandals neue Regeln für die Prüfung von Emissionen im praktischen Fahrbetrieb („RDE“) in Bezug auf Normen für Stickoxide ein. Die neuen Regeln sollen zwar Prüfungen von Stickoxidemissionen im praktischen Fahrbetrieb durchsetzen, andererseits aber Spielräume für die Überschreitung von erlaubten Grenzwerte für Stickoxidemissionen im praktischen Fahrbetrieb definieren. Ein Fachausschuss einigte sich im Oktober 2015 auf einen Konformitätsfaktor von 2,1 für die Typenzulassung neuer Modelle ab September 2017, und für alle Neuzulassungen ab September 2019; das heißt, dass diese Fahrzeuge ab dem betreffenden Zeitpunkt um 110 % mehr Stickoxide als durch die Grenzwerte vorgesehen ausstoßen dürfen. Ab Januar 2020 gilt ein Konformitätsfaktor von 1,5 für die Typenzulassung neuer Modelle, so dass die Grenzwerte um 50 % überschritten werden dürfen; dies gilt ab Januar 2021 für alle Neuzulassungen. Die Europäische Kommission betonte, dass dies einen deutlichen Fortschritt gegenüber der damaligen Überschreitung der Grenzwerte um durchschnittlich 400 % darstelle.

Anfang Februar 2016 lehnte das Europäische Parlament einen durch den Umweltausschuss vorgelegten Veto-Antrag gegen diese neuen Regeln ab und machte so den Weg für sie frei. Im Vorfeld hatten viele Stimmen aus der Automobilindustrie, aus der Europäischen Kommission und aus den nationalen Regierungen sich deutlich für eine Annahme der neuen Regeln ausgesprochen; andere hatten kritisiert, dass die neuen Regeln im Vergleich zum ursprünglichen Regelungsvorschlag so verwässert seien und die Automobilindustrie so wenig einschränkten, dass sie faktisch nicht rechtmäßig seien; so war der Rechtsausschuss (JURI) noch kurz vor der Abstimmung über das Veto mit nur knapper Mehrheit zum Schluss gekommen, dass die Neuregelung unzulässig sei, da sie gegen die Verordnung (EG) Nr. 715/2007 verstoße. Diese erhöhten Grenzwerte im realen Straßenverkehr wurden am 13. Dezember 2018 vom EU-Gericht für unzulässig erklärt.

Eine 2020 von der Umweltorganisation Transport & Environment (T&E) veröffentlichte Studie prüfte die Emissionen nach Abgasnorm Euro 6d-TEMP an zwei Fahrzeugen. Die hier verwendeten Partikelfilter müssen nach mehreren hundert Kilometer vom angesammelten Ruß freigebrannt werden. Während des Freibrennens stiegen die Feinstaubemissionen nach Darstellung der Studie stark an und lagen über den zulässigen Grenzwerten. Die Emissionen während einer 85 Kilometer langen Testfahrt, auf der eine Regeneration auftrat, lagen um 32 bis 115 Prozent über den Grenzwerten der Feinstaubemissionen. Da eine Regeneration im Schnitt alle 400 bis 500 Kilometer auftrat, bedeutet das, dass diese Überschreitung auf 1 von 5 Testfahrten auftrat. Feinstaub-Emissionen zwischen den Regenerationen wurden nicht separat angegeben, liegen bei Diesel-Fahrzeugen aber üblicherweise sehr niedrig. Im langfristigen Schnitt ist daher davon auszugehen, dass die Feinstaub-Emissionen deutlich unter dem Grenzwert lagen. Daher handelte es sich hierbei um keine Verletzung der Abgasnorm. Die während der Regeneration emittierten Partikel seien verhältnismäßig groß und stellen eine nur geringe Gesundheitsgefahr dar. Zudem wurde durch eine nicht optimale Ammoniakeinspritzung während des Freibrennvorgangs zu einer Emission von Ammoniak über die Abgasanlage festgestellt, wodurch potenziell eine Gesundsheitsgefahr ausgehen könne.

Eine 2020 von IFP Energie Nouvelles veröffentlichte Studie an 22 Fahrzeugen der Abgasnorm Euro 6d-TEMP zeigt für Benziner im Schnitt einen 2,8× so hohen Ausstoß an Feinstaubpartikeln wie für Diesel-Fahrzeuge, wenn die Regenerationen des Partikelfilters mit eingerechnet werden. Diesel-Fahrzeuge stießen mit 0,58*10¹¹ nur etwa 10 % der erlaubten Partikelanzahl aus. Ohne Berücksichtigung der Partikelfilterregeneration stoßen die getesteten Benziner 15 Mal so viele Partikel aus wie die Diesel-Fahrzeuge. Die Studie zeigte auch, dass Benziner etwas mehr Ammoniak ausstoßen als Diesel-Fahrzeuge.

Abgasnormen und Abgastests berücksichtigen nur Auspuff-Emissionen. Bezüglich Feinstaub zeigt eine OECD-Studie von 2020, dass 95–98 % der PM10-Emissionen und 88–96 % der PM2.5-Emissionen von Fahrzeugen der Abgasnorm Euro 6d-TEMP nicht aus dem Auspuff kommen, sondern Abrieb von Reifen, Bremsen, Kupplung und Straße darstellen. Die Studie geht von zunehmenden Feinstaub-Emissionen durch Elektromobilität aus, wobei bereits berücksichtigt sei, dass Elektrofahrzeuge keinen Kupplungsabrieb aufwiesen und Rekuperation beim Bremsen den Bremsabrieb verringere.

Deutschland

USA, Federal

Abkürzungen: NO_x: Stickoxide; NMOG: alle Kohlenwasserstoffe außer Methan (Non-Methane Organic Gases); CO: Kohlenmonoxid; PM: Partikelmasse; HCHO: Formaldehyd; LDV: Light Duty Vehicle; LDT: Light Duty Truck; MDPV: Medium Duty Passenger Vehicles

USA, Kalifornien

Bedingt durch seine geographische Lage und der dadurch bedingten zahlreich auftretenden Inversionswetterlagen litt Kalifornien bereits in den 1930er Jahren unter einer enormen Luftverschmutzung. Schuld daran war der drastisch angestiegene Straßenverkehr insbesondere in den Ballungsgebieten Los Angeles, San Francisco und San Diego. Diese Situationen führten zu gesundheitlicher Beeinträchtigung der Bevölkerung und zahlreichen Todesfällen. Dieser Umstand führte zur Unterzeichnung des Air Pollution Control Act im Jahr 1947. Als Folge wurde dem Staat Kalifornien 1950 die Gesetzgebungskompetenz vom Bund übertragen, wodurch Kalifornien in die Lage versetzt wurde, unabhängig von der Gesetzgebung des Bundes eine eigene Umweltschutzgesetzgebung aufzubauen, mit eigenen Standards, Verfahren und Grenzwerten sowie eine eigene Behörde zu installieren, diese Standards zu überwachen und weiterzuentwickeln.

Unter der Regierung von Gouverneur Ronald Reagan wurde dann der California Air Resources Board 1967 durch Verschmelzung zweier Behörden ins Leben gerufen. Um die durch den oftmals auftretenden Smog bedingten gesundheitlichen Beeinträchtigungen der Bevölkerung mittelfristig zu mindern, wurde 1988 der California Clean Air Act erlassen. Vor diesem Hintergrund wurde ein Programm entwickelt, das in mehreren Schritten Fahrzeuge mit niedrigen Emissionen forderte, die mit unterschiedlichen Standards bis hin zum Zero-Emission-Vehicle (ZEV) – also Nullemissionsfahrzeugen – eingeführt werden. Dieses Programm hieß in der ersten Stufe Low-Emission-Vehicle I (LEV I), wurde durch sog. Phase-In ab 1995 verpflichtend eingeführt für Passenger Cars (Pkw) und Light-Duty-Vehicles (leichte Nutzfahrzeuge). LEV I wurde dann ab 2004 abgelöst durch LEV II mit nochmals verschärften Grenzwerten. Ein Phase-Out (für LEV I) mit gleichzeitigem Phase-In (für LEV II) fand dann in den Jahren 2004 bis 2007 statt. 2015 wurde mit LEV III der aktuelle Emissionsstandard eingeführt. Auch hier ist zwischen den Jahren 2015 und 2019 eine Übergangsphase der beiden Kategorien im Gange.

Abkürzungen

NO_x: Stickoxide; NMOG: alle Kohlenwasserstoff außer Methan (Non-Methane Organic Gases); CO: Kohlenmonoxid; PM: Partikelmasse; HCHO: Formaldehyd

LEV: Low Emission Vehicle (Fahrzeug mit niedriger Emission); ULEV: Ultra Low Emission Vehicle; SULEV: Super Ultra Low Emission Vehicle; ZEV: Zero Emission Vehicle