Neue Messverfahren: WLTP und RDE

Der WLTP liefert näher am Fahrgeschehen orientierte Testergebnisse als der seit 1992 geltende NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus)  .  Als erster Mercedes-Benz ist der neue CLS nach WLTP in der Emissionsstufe Euro 6d-TEMP zertifiziert. Dazu musste auch die Einhaltung der Grenzwerte im so genannten RDE-Straßentest (Real Driving Emissions) nachgewiesen werden.

Durch die neuen Messverfahren WLTP und RDE steigt die Transparenz für den Kunden, weil ein realistischerer Vergleichsmaßstab für die Verbrauchs- und Emissionswerte der verschiedenen Fahrzeugmodelle geliefert wird.

Als erster Mercedes-Benz ist der neue CLS nach WLTP in der Emissionsstufe Euro 6d-TEMP zertifiziert. Der Aufwand für eine Zertifizierung nach WLTP ist etwa doppelt so hoch wie nach NEFZ. Im Gegensatz zum NEFZ dauert der WLTP-Fahrzyklus zehn Minuten länger und kommt nur noch auf 13 Prozent Standzeit (NEFZ: 23,7 %). Die gesamte Zykluslänge beträgt ca. 23 Kilometer – ist also mehr als doppelt so lang wie der NEFZ mit 11 Kilometern. WLTP beinhaltet höhere Geschwindigkeiten bis 131 km/h (NEFZ: 120 km/h), das Durchschnittstempo steigt auf 46 km/h (NEFZ: 34 km/h), und er setzt die Fahrzeuge stärkeren Temposchwankungen aus. Darüber hinaus wird nicht mehr wie bislang nur die Basisvariante eines Modells getestet, sondern es werden Sonderausstattungen berücksichtigt. Zusätzlich wird im Rahmen eines Straßentests, dem so genannten RDE (Real-Driving-Emissions-Test), geprüft, dass die Euro‑6-Grenzwerte für Stickoxide und Partikelanzahl unter Berücksichtigung von Konformitätsfaktoren nicht überschritten werden.

Der Zeitplan:

Seit 1. September 2017 werden bei Mercedes-Benz alle emissionsseitig neu zu zertifizierenden Fahrzeugtypen (Pkw) nach WLTP geprüft. Parallel wird für diese Fahrzeuge nach wie vor ein NEFZ-Verbrauchswert ermittelt und derzeit weiterhin als die rechtlich erforderliche Angabe in Prospekten sowie allen weiteren Publikationen ausgewiesen. Voraussichtlich ab September 2018 werden diese Angaben dann durch die neuen WLTP-Werte ersetzt.

1. Ändert sich durch den neuen Testzyklus das Verbrauchsverhalten der Fahrzeuge?
 Nein. Die Effizienz der Fahrzeuge verändert sich durch die Umstellung auf das neue Messverfahren WLTP nicht. Die im WLTP ermittelten Werte verkleinern jedoch die Differenz zwischen den bisherigen Verbrauchswerten nach NEFZ und Werten aus Straßentests. Dank WLTP lässt sich somit vor dem Kauf eines Fahrzeugs anhand der individuellen Fahrzeugwerte besser abschätzen, wie hoch der Verbrauch bzw. der CO2-Ausstoß des Fahrzeugs im Mittel sein wird – auch unter Berücksichtigung von Sonderausstattungen. So lassen sich Fahrzeuge auch besser vergleichen.

2. Wird WLTP zu höheren Verbrauchs- und CO2-Angaben führen?
 Ja, bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist auf dem Papier mit höheren Verbrauchs- und CO2-Werten zu rechnen. Bei Elektrofahrzeugen wird sich die Reichweitenangabe reduzieren. Am tatsächlichen Verbrauch im Kundenbetrieb ändert sich nichts, da sich die Fahrzeuge durch die Umstellung auf das neue Messverfahren nicht ändern.

3. In welchem Maße werden Verbrauchs- und CO2-Angaben steigen?
 Im Zuge der Umstellung von NEFZ zu WLTP ist laut VDA von einem Anstieg der Verbrauchs-/CO2-Angaben von durchschnittlich 20 Prozent gegenüber den bisherigen NEFZ-Werten auszugehen.

4. Entsprechen die WLTP-Werte jetzt endlich dem tatsächlichen Verbrauch?
 Der WLTP verkleinert die Differenz zwischen den Prospektangaben und den durchschnittlichen Verbrauchswerten auf Kundenseite deutlich. Aber auch die WLTP-Werte werden im Labor unter festgelegten Testanforderungen ermittelt, damit sie reproduzierbar und zwischen einzelnen Fahrzeugen und Herstellern vergleichbar sind. Realverbräuche oder im Rahmen von Straßentests ermittelte Verbrauchswerte werden dagegen von individuellen Faktoren beeinflusst: Fahrstil, Fahrstrecke, Witterungsbedingungen, tatsächliche Beladung des Fahrzeuges, Zustand des Fahrzeugs und natürlich dem Verkehrsaufkommen. Daher sind diese Werte weder reproduzierbar noch vergleichbar. Straßentests sind Momentaufnahmen und keinesfalls repräsentativ – auch nicht
 für die Anforderungen aller Kunden.

5. Gilt die Einschränkung der mangelnden Reproduzierbarkeit dann nicht auch für die Abgastests nach RDE?  
 Mit den Straßentests nach RDE wird überprüft, dass die vorgeschriebenen Grenzwerte für Stickoxide (NOx) und die Partikelanzahl (PN) unter Berücksichtigung der gesetzlichen Konformitätsfaktoren auch bei Fahrten auf der Straße nicht überschritten werden. Eine RDE-Fahrt deckt ein breites Spektrum an gesetzlich definierten zulässigen Umgebungsbedingungen ab. In der Praxis bedeutet dies, dass die Emissionswerte in sehr vielen Fahrzuständen unterhalb der Zertifizierungswerte liegen werden. Eine RDE-Fahrt ermöglicht es jedoch nicht, reproduzierbar einen Verbrauchswert abzuleiten, der gleichzeitig repräsentativ für alle Kunden ist.

6. Sind WLTP und RDE eine Reaktion auf den VW-Abgasskandal, kommen die verschärften Messungen erst durch den Öffentlichkeitsdruck zustande?  
 Nein, die Entwicklung des WLTP hat auf UN-Ebene bereits im Jahr 2007 begonnen, und das Forschungsinstitut Joint Research Centre (JRC) der Europäischen Kommission hat 2011 die Entwicklung der RDE-Tests gestartet. Die Entwicklung dieser praxisnahen Messverfahren hat einen großen zeitlichen Vorlauf erfordert, da im Vorfeld umfangreiche Messprogramme durchgeführt wurden. Hinzu kommt die Entwicklung des WLTP-NEFZ-Korrelationsverfahrens  [1]  , die ebenfalls mit einem sehr großen Aufwand verbunden war. Das Korrelationsverfahren ist nötig, um bis zum Jahr 2020 parallel zu den WLTP-Werten noch NEFZ-Werte für alle Fahrzeuge abzuleiten. Diese werden benötigt, da die Flottenzielgesetzgebung in Europa erst zum Kalenderjahr 2021 auf WLTP umgestellt wird.

7. Wer führt die WLTP- und RDE-Tests durch? Unabhängige Institute oder die Hersteller selbst bzw. von ihnen beauftragte Firmen?  
 Die WLTP-Tests werden entsprechend den gesetzlichen Anforderungen von unabhängigen Technischen Diensten wie TÜV oder Dekra durchgeführt. Der Technische Dienst ist gegenüber der Behörde dafür verantwortlich, dass die gesetzlichen Anforderungen zu jedem Zeitpunkt eingehalten werden.

8. W sieht es in anderen Ländern mit der Kfz-Steuer aus, erhöht sich diese ebenfalls?  
 In den meisten anderen europäischen Ländern mit CO2 -abhängiger Besteuerung sind die Anforderungen an die Besteuerung unter WLTP noch nicht final verabschiedet. Grundsätzlich müssen die EU‑Mitgliedsstaaten die Besteuerung erst bis zum 1. Januar 2021 umgestellt haben, da erst zu diesem Zeitpunkt keine Notwendigkeit mehr besteht, NEFZ-Werte fortzuführen. Andere Länder, z. B. die Niederlande oder Österreich, haben angekündigt, dass die Umstellung haushaltsneutral erfolgen soll. D. h. die Auswirkungen der WLTP-Umstellung auf die Einzelfahrzeugwerte sollen zunächst bewertet und erst danach die gesetzlichen Anforderungen angepasst werden.

9. Ab wann gibt Mercedes-Benz die WLTP-basierten CO2- und Verbrauchswerte in den Konfiguratoren und Pressematerialien an?
 Voraussichtlich ab dem 1.9.2018. Da in Deutschland die Kfz-Steuer zu diesem Stichdatum für neu zugelassene Fahrzeuge auf WLTP umgestellt wird, werden vermutlich dann WLTP-Werte in den Kundeninformationsdokumenten und -systemen anzugeben sein. Entsprechende Regelungen zur Anpassung der in Deutschland relevanten Verordnung (Energieverbrauchskennzeichnungs­verordnung, Pkw-EnVKV) stehen jedoch noch aus. In jedem Fall sind bis mindestens Ende August 2018 verpflichtend weiterhin NEFZ-Werte anzugeben, auch wenn Fahrzeuge bereits nach WLTP zertifiziert sind.

10. Wie werden Flotten­Emissionsgrenzwerte künftig berechnet?  
 Durch den WLTP-Zyklus erhöhen sich die nominalen CO2 ­Emissionen. Da aber in der EU bereits Flottenziele bis einschließlich 2020 nach NEFZ definiert sind, werden parallel bis Ende 2020 weiterhin NEFZ-Werte ermittelt. Dies erfolgt entweder mithilfe einer EU-Software (CO2MPAS) oder anhand von zusätzlichen NEFZ-Tests. Das CO2MPAS-Tool wurde vom EU-Forschungszentrum „Joint Research Centre“ (JRC) entwickelt. Da diese zurückgerechneten NEFZ-Werte unter anderem auf den strengeren Rahmenbedingungen des WLTP-Testverfahrens basieren, werden sie höher ausfallen als gemäß dem ursprünglichen NEFZ-Testablauf.

Die wichtigsten Fachbegriffe:

CO2: Kohlenstoffdioxid oder Kohlendioxid ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff mit der Summenformel CO2. Unter ausreichender Sauerstoffzufuhr entsteht CO2 beispielsweise bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen. Die CO2 -Emissionen von Verbrennungsmotoren sind proportional zu ihrem Kraftstoffverbrauch.

CO2MPAS-Tool: Mit dieser vom EU-Forschungszentrum „Joint Research Centre“ (JRC) entwickelten und zur Verfügung gestellten Open-Source-Software können ausgehend von einer WLTP-Messung rechnerisch NEFZ‑Werte ermittelt werden: https://co2mpas.io/

Da die NEFZ-Werte noch bis Ende 2020 zur Flottenzielüberprüfung zu ermitteln sind und z. B. auch in der nahen Zukunft noch für die Berechnung der Kfz-Steuer verwendet werden, nutzt Mercedes-Benz wie von der Korrelationsverordnung vorgegeben bei neuen, nach Euro 6d-TEMP zertifizierten Fahrzeugen wie dem CLS das CO2MPAS-Tool. Damit werden die NEFZ-Werte ermittelt bzw. entsprechend der EU-Verordnung zusätzliche Tests nach NEFZ durchgeführt.

Euro 6d-TEMP: Die Europäische Union legt in Verordnungen die Emissionsgrenzwerte für Kraftfahrzeuge fest. In der Emissionsstufe Euro 6d-TEMP sind in einer RDE-Fahrt sowohl die Euro 6-Stickoxidgrenzwerte als auch die Euro 6-Grenzen für die Partikelanzahl unter Berücksichtigung gesetzlich definierter Konformitätsfaktoren zu bestätigen. Weiterhin sind wie in der Emissionsstufe Euro 6c die Euro 6-Grenzwerte auch im Labor gemessen nach WLTP zu bestätigen. Euro 6d-TEMP gilt für neue Emissions-Typen seit dem 1.9.2017, für alle Neuzulassungen ab dem 1.9.2019. Ab 2020 sind Emissionen nach dem Nachfolgestandard Euro 6d zu ermitteln.

Seit September 2017 prüft Mercedes-Benz alle neuen Emissions-Typen nach Euro 6d-TEMP. Teil der neuen Norm sind èWLTP und èRDE. Parallel wird weiterhin ein èNEFZ-Verbrauchs- bzw. CO2-Wert ermittelt und in den Pressematerialien und Werbeunterlagen ausgewiesen. Ausgehend von den Testergebnissen im èWLTP wird unter Einsatz des vom Gesetzgeber vorgeschriebenen und zur Verfügung gestellten èCO2MPAS-Tools ein NEFZ-Wert ermittelt. Unter bestimmten Einschränkungen werden alternativ bzw. zusätzlich Tests nach NEFZ entsprechend der EU-Verordnung durchgeführt.

Konformitätsfaktor: Um die Messtoleranzen der portablen Abgasmessgeräte (èPEMS) sowie die aufgrund der höheren Bandbreiten an Umgebungsbedingungen insbesondere im erweiterten Bereich strengeren Anforderungen der èRDE-Fahrt zu berücksichtigen, gelten für die Auswertung der RDE-Ergebnisse sogenannte Konformitätsfaktoren. Die Euro 6-Grenzwerte, verrechnet mit den Konformitätsfaktoren, dürfen in der Auswertung nicht überschritten werden. Dieser Konformitätsfaktor beträgt in der RDE-Stufe 1 (Euro 6d-TEMP) für NOx 2,1, in der zweiten Stufe liegt er bei 1,0 + 0,5. Die Toleranz von 0,5 deckt Schwankungen in den Messgeräten ab. Der Konformitätsfaktor für die Partikelanzahl liegt für alle Neuzulassungen bereits ab dem 1. September 2018 bei 1,0 + 0,5.

NEFZ: Bisher wurden Abgas- und Verbrauchswerte in Europa nach dem NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus) ermittelt. Mit dem Ziel, Kunden herstellerübergreifend vergleich- und reproduzierbare Werte zur Verfügung zu stellen, trat 1970 der erste europäische Fahrzyklus in Kraft. 1992 wurde dieser über den Stadtverkehr hinaus erweitert. Seit der Berücksichtigung des Kaltstartanteils im Jahr 2000 wurde der NEFZ nicht mehr grundlegend verändert. Bis Ende 2020 werden für jedes Neufahrzeug weiterhin NEFZ-Werte parallel zu den WLTP-Werten ermittelt, um die Flottenzielerreichung überprüfen zu können.

Neuer Emissions-Typ: Wird in einem Fahrzeug z. B. ein neuer Motor verbaut, ein Motor so verändert, dass sich das Emissionsverhalten ändert, ein neues oder geändertes Getriebe verbaut, der weitere Antriebsstrang verändert oder Änderungen an der Abgasanlage vorgenommen, entsteht ein neuer Emissions-Typ nach WLTP.

NOx: Stickoxide, Stickstoffoxide und nitrose Gase sind Sammelbezeichnungen für die gasförmigen Oxide des Stickstoffs. Sie werden auch mit NOx abgekürzt, da es aufgrund der vielen Oxidationsstufen des Stickstoffs mehrere Stickstoff-Sauerstoff-Verbindungen gibt. Teilweise wird die Abkürzung NOx (NOX) auch synonym für die nitrosen Gase verwendet, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen.

RDE: RDE steht für Real Driving Emissions und ist ein Straßentest zur Überprüfung von Schadstoffemissionen. In Verbindung mit der Einhaltung von Emissionsgrenzwerten unter Anwendung von Konformitätsfaktoren soll für Partikel ab der Emissionsstufe Euro 6c nach WLTP bzw. zusätzlich für NOx ab der Emissionsstufe Euro 6d-TEMP überprüft werden, dass die Euro 6-Grenzwerte auch in Straßentests innerhalb der gesetzlich gültigen Rahmenbedingungen nicht überschritten werden. In der Vergangenheit fanden Abgasmessungen zur Typengenehmigung ausschließlich auf Prüfständen statt. Seit März 2016 sind Emissionen innerhalb eines definierten Rahmens zunehmend auch im realen Fahrbetrieb nachzuweisen. Seit September 2017 müssen für neue Emissions-Typen im RDE sowohl für Stickoxide NOx als auch für die Partikelanzahl PN die Euro 6-Schadstoffgrenzwerte unter Anwendung von Konformitätsfaktoren in Straßentests eingehalten werden. Ab 1. September 2019 gilt dies für alle Neuzulassungen.

WLTC: Der Fahrzyklus des WLTP heißt WLTC – Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle. Für unterschiedliche Fahrzeugtypen wurden im WLTP drei unterschiedliche Fahrzyklen entwickelt, die dem jeweiligen Leistungsgewicht Rechnung tragen. Der überwiegende Teil der in der EU zugelassenen Pkw, die über ein Leistungsgewicht von mehr als 34 kW/t (46 PS/t) verfügen, werden dem WLTC Klasse 3 zugeordnet. Der Testzyklus für Fahrzeuge der Klasse 3 setzt sich aus vier Teilen zusammen – Low, Medium, High, Extra High. Diese bilden den Fahrzeugbetrieb inner- und außerstädtisch sowie auf Schnellstraßen und Autobahnen ab.

WLTP: Die Abkürzung steht für Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Procedure. Dieses Prüfverfahren ermittelt Verbrauchs- und Abgaswerte eines Fahrzeugs auf einem Rollenprüfstand. Seit dem 1. September 2017 wird der WLTP schrittweise eingeführt und löst das vorherige Prüfverfahren NEFZ sukzessive ab. Der WLTP ist durch seine dynamische Ausrichtung deutlich näher am tatsächlichen Fahrgeschehen als bisher. Gleichzeitig sind viele Anforderungen z. B. an die Ermittlung von Fahrwiderständen oder die Durchführung des Rollentests gegenüber dem NEFZ deutlich verschärft worden. Insbesondere diese geänderten Randbedingungen führen zu einem numerischen Anstieg der CO2-Werte, obwohl sich die Effizienz der Fahrzeuge durch das neue Messverfahren nicht ändert.