Eine neue Studie aus Finnland, die von der University of Eastern Finland und der Tampere University durchgeführt wurde, hat die Partikelemissionen beim Vorheizen von Personenkraftwagen mit einer Zusatzheizung bei Minusgraden gemessen.
Die Vorwärmemissionen wurden mit berechneten Emissionen aus dem Fahren verglichen, um die Fahrstrecke zu bestimmen, die den Vorwärmemissionen unter den aktuellen Abgasnormen entspricht.
Veröffentlichung ihrer Ergebnisse in Atmosphärische Umgebung: Xmaßen die Forscher die Partikelemissionen der Zusatzheizung (AH) aus dem Vorheizen von drei Benzin- und drei Dieselautos über einen Zeitraum von einer halben Stunde. Das Vorwärmen wurde im Freien bei Minusgraden durchgeführt, dh wenn das Vorwärmen vom AH-Hersteller empfohlen wird.
Bei den Feinstaubemissionen entsprach eine halbe Stunde Standheizung einer 97-Kilometer-Fahrt mit einem Benziner oder einer 20-Kilometer-Fahrt mit einem Diesel-Pkw bei aktuellen Abgasnormen.
„Bei Kurzstreckenfahrten kann die Fahrzeugvorwärmung deutlich höhere Partikelemissionen verursachen als die eigentliche Fahrt, insbesondere wenn man bedenkt, dass die Emissionen während der Fahrt bei den meisten Autos viel niedriger sind als die in den Emissionsnormen festgelegten Grenzwerte“, sagt Doktorand Henri Oikarinen von die Universität von Ostfinnland.
Standheizungen erzeugen beim An- und Abfahren der Heizung einen erheblichen Anteil der Vorwärmemissionen. Dies gilt insbesondere für dieselbetriebene Heizgeräte, bei denen ein kontinuierliches Heizen (dh kein Ein- und Ausschalten des Heizgeräts) weniger als ein Drittel der Vorheizemissionen erzeugt. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass ein erheblicher Anteil der von Standheizungen erzeugten Partikel im kleinsten Nanometerbereich liegt: mehr als 50 % der von benzinbetriebenen Heizungen erzeugten Partikel und mehr als 90 % der von dieselbetriebenen Heizungen erzeugten Partikel, lagen im Bereich unter 23 nm.
„Allerdings verlängert Vorwärmen den Lebenszyklus des Fahrzeugs und macht das Fahren komfortabler. Diese Ergebnisse schlagen nicht vor, dass die Leute auf das Vorwärmen ihrer Autos verzichten sollten, sondern wir könnten die Emissionen aus dem Vorwärmen reduzieren, indem wir ähnliche Methoden zur Emissionsminderung anwenden, die bereits vorhanden sind für Motoremissionen, auch für kraftstoffbetriebene Zusatzheizungen. Kraftstoffbetriebene Heizungen könnten auch auf elektrische umgestellt werden“, sagt Senior Researcher Panu Karjalainen von der Universität Tampere.
Aktuelle Fahrzeugabgasnormen gelten für Partikel mit einer Größe über 23 Nanometer, dh die beobachtete große Menge an Partikeln mit einer Größe unter 23 Nanometer ist erheblich und wirft die Frage auf, ob auch die Emissionen dieser kleineren Partikel reguliert werden sollten.
Bei Neuwagen kann auch während der Fahrt eine Standheizung erforderlich sein
Kraftstoffbetriebene Zuheizer werden zum Beheizen von Fahrzeugen bei Kälte eingesetzt. Standheizungen sind allgemein als „Webasto“ oder „Eberspächer“ bekannt, die die größten AH-Hersteller sind. Die Partikelemissionen von Standheizungen sind gesetzlich nicht geregelt, und die Forschung zu diesen Emissionen ist rar. Infolgedessen bleiben die Auswirkungen von AH-Emissionen auf die Luftqualität und damit auf die Gesundheit und das globale Emissionsbudget unbekannt. Die Untersuchung der AH-Emissionen ist jedoch unerlässlich, um ein genaues Verständnis der Gesamtemissionen von Fahrzeugen zu erhalten.
In den letzten Jahren wurden Fahrzeugmotoremissionen durch Abgasnachbehandlungsverfahren wie Partikelfilter und Vergaser sowie durch Verbesserung des Motorwirkungsgrads erheblich reduziert. Existierende Zusatzheizungen haben jedoch keine ähnlichen Nachbehandlungsverfahren, die für Fahrzeugmotoremissionen vorhanden sind.
Die Bedeutung der AH-Emissionen wird insbesondere für bestimmte neue Fahrzeugmodelle hervorgehoben, deren Motorleistung so effizient ist, dass sie während der Fahrt bei Minusgraden nicht genügend Wärme produzieren. In diesen Fällen wird eine Standheizung benötigt, um das Fahrzeug auch während der Fahrt zu beheizen.
„Da die AH-Emissionen in den Abgasnormen von Fahrzeugen derzeit nicht berücksichtigt werden, ist es möglich, die regulierten Fahrzeugmotoremissionen durch den Einsatz einer Standheizung zu unteroptimieren, auch wenn dies angesichts der Gesamtemissionen nicht sinnvoll wäre“, so der Forschungsleiter sagt Santtu Mikkonen von der University of Eastern Finland.
Henri Oikarinen et al, Partikelzahl, Masse und Rußemissionen von kraftstoffbetriebenen Zusatzheizungen im realen Fahrzeugeinsatz, Atmosphärische Umgebung: X (2022). DOI: 10.1016/j.aeaoa.2022.100189