AdBlue®: Wasser-Harnstoff-Gemisch bzw. AUS 32 (Aqueous Urea Solution 32) für Dieselfahrzeuge mit SCR-Katalysator zur Emissionsreduktion

Was ist AdBlue® bzw. Aqueous Urea Solution 32?

AdBlue®, das farb- und geruchlose sowie ungiftige Wasser-Harnstoff-Gemisch, wird dazu eingesetzt, um die Stickoxidemissionen (NOx) von Dieselmotoren in Fahrzeugen zu verringern. Die Markenschutzrechte an dem Namen AdBlue® hält der deutsche Verband der Automobilindustrie (VDA). AdBlue® als Wasser-Harnstoff-Gemisch wird in der internationalen Norm ISO 22241 (vergleichbar mit der deutschen Norm DIN 70070) als AUS 32 (Aqueous Urea Solution 32) bezeichnet und geregelt. In Südamerika ist das Wasser-Harnstoff-Gemisch auch unter dem Kürzel Arla 32 bekannt und in Nordamerika wird die Harnstofflösung unter dem Namen Diesel Exhaust Fluid (DEF) verkauft. HWL (Harnstoff-Wasser-Lösung) ist eine weitere Bezeichnung für das Gemisch, das entweder in Kanistern/Behältern sowie auch an ISO-konformen AdBlue®-Zapfsäulen erhältlich ist.

AdBlue® besteht auf das Gewicht bezogen aus 32,5 Mass.-% reinem Harnstoff und demineralisiertem Wasser. Der Hautkontakt mit der Flüssigkeit, die nicht zu den Gefahrstoffen zählt, sollte grundsätzlich vermieden werden, ist jedoch ungefährlich. Die Flüssigkeit sollte zudem nicht in den Dieseltank geraten, ebensowenig sollte in den AdBlue® Tank Diesel oder andere Flüssigkeiten gefüllt werden (vgl. separater Glossarartikel: Den falschen Kraftstoff getankt).

Der SCR-Katalysator als Voraussetzung

Die Stickoxidemissionen können mit AdBlue® nur in Verbindung mit einem SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction) reduziert werden. Die Wasser-Harnstoff-Lösung wird dazu vor dem SCR-Katalysator mit Hilfe einer Dosierpumpe bei hohem Druck in den Abgaskanal eingespritzt. Hier wird AdBlue® über einen Zwischenschritt zu Ammoniak umgewandelt. Erst mit dem freigesetzten Ammoniak können die Stickoxide im mit vanadium-, wolfram- oder titanoxidbeschichteten SCR-Katalysator bei Temperaturen ab ca. 170°C zu Stickstoff und Wasser umgesetzt werden. Die optimale AdBlue®-Menge für diese Reaktion hängt von der Stickoxidemission des Motors ab, die sich mit der Drehzahl und dem geforderten Drehmoment verändert. In der Praxis werden die AdBlue®-Mengen über ein zuvor ermitteltes Motorkennfeld dosiert.

Emissionsreduktion und Kraftstoffverbrauch

Mit der SCR-Technik können die Stickoxidemissionen um bis zu 90% reduziert werden. Der Verbrauch von AdBlue® beträgt dabei zwischen 2% und 8% des Dieselkraftstoffverbrauchs und wird von der VDA mit durchschnittlich ca. 1,5 Liter pro 1000 Kilometer angegeben. Durch eine Optimierung des Motormanagements können LKW mit Hilfe von AdBlue® ihren Kraftstoffverbrauch um bis zu 6% reduzieren.

AdBlue® Tanks

Die Wasser-Harnstoff-Lösung benötigt einen zusätzlichen Tank, welcher aus Plastik oder Edelstahl bestehen muss, da AdBlue® auf die meisten Metalle korrosiv wirkt. Während so ein AdBlue®-Tank bei den meisten PKW rund 17 Liter fasst, ist er für LKW deutlich größer. Da AdBlue® ab ca. -11°C anfängt zu gefrieren, werden die Tanks zudem für den Einsatz in Regionen, in denen mit strengem Frost zu rechnen ist, mit einer zusätzlichen Heizung ausgestattet.

Herstellung des Wasser-Harnstoff-Gemischs

Hergestellt wird AdBlue® aus einem Gemisch aus Erdgas und Stickstoff, aus welchem mit dem Haber-Bosch-Verfahren zunächst Ammoniak produziert wird. Mit zugegebenem Kohlendioxid wird aus dem giftigen und stark reizenden Gas Ammoniak dann in der Harnstoffsynthesereaktion eine flüssige Harnstoffschmelze erzeugt. Sie wird im letzten Produktionsschritt durch Zugabe von demineralisiertem Wasser auf das richtige prozentuale Verhältnis gebracht. Von einer Eigenproduktion mit festem Harnstoff ist dabei abzuraten, da eine Überschreitung des geforderten Reinheitsgrades zu einer Beschädigung des SCR-Katalysators führen kann.

Anwendungsbereiche von AdBlue® im Straßenverkehr

Während AdBlue® und SCR-Katalysatoren für LKW schon länger eingesetzt werden, damit sie die Abgasnormen Euro 4 und Euro 5 erfüllen, ist die Technik nun auch bei PKW auf dem Vormarsch. Da die Harnstoff-Wasser-Lösung von rund 150 Herstellern weltweit produziert wird, ist ihre Verfügbarkeit auch bei steigenden Absatzzahlen zukünftig gewährleistet.

Der VDA hat in einer Studie ermittelt, dass in Europa ab 2020 insgesamt rund 20 Millionen Dieselfahrzeuge mit der AdBlue®-Technik unterwegs sein werden. In der Vergangenheit wurde dieser Zusatzstoff insbesondere von LKW verwendet, da der AdBlue® Kraftstoffzusatz unter anderem mit deutlich höherem Druck in den wesentlich größeren Tank von LKWs an entsprechenden Zapfhähnen gepumpt wird. Heutzutage kann er als Zusatz von immer mehr PKW getankt werden, da neue Stationen hinzukommen. Auch OIL! Tankstellen baut ihre standardisierten, benutzerfreundlichen und ISO-konformen AdBlue®-Zapfsäulen an ihren Stationen kontinuierlich aus - sowohl für LKW als auch jetzt seit dem Jahr 2020 für PKW.

Stand: Januar 2020
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