AdBlue ist eine Marke für Produkte und Dienstleistungen in Bezug auf Abgasnachbehandlung bei Dieselmotoren mittels selektiver katalytischer Reduktion (SCR).[2] Diese Abgasnachbehandlung ermöglicht eine Reduktion der ausgestoßenen Stickoxide (NOx) um bis zu 97 Prozent.[3][4][5] Die hierfür u. a. notwendige wässrige Harnstofflösung ist in ISO 22241[6] als AUS 32 genormt.
| AdBlue | |
|---|---|
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| Besitzer/Verwender | 224 Lizenznehmer (Stand März 2021)[1]
|
| Inhaber | Verband der Automobilindustrie (VDA) |
| Einführungsjahr | 2009 |
| Produkte | Abgasnachbehandlung |
| Märkte | Weltweit |
| Website | VDA (deutsch) |
Die Marke gehört dem deutschen Verband der Automobilindustrie (VDA)[7] und kann von Unternehmen zur Herstellung entsprechender Produkte lizenziert werden.
Zur technischen Wirkungsweise der Abgasnachbehandlung siehe SCR für den Einsatz in Fahrzeugen und Schiffen
Lizenzbedingungen
BearbeitenDer Markeninhaber beschreibt seine Vergaberichtlinien wie folgt:
„AdBlue® ist eine eingetragene Marke des VDA (Verband der Automobilindustrie) und wird in Lizenz vor allem von Fahrzeugherstellern, Zulieferern und Unternehmen der chemischen Industrie sowie der Mineralölwirtschaft zur Verfügung gestellt. Die Marke AdBlue® ist u. a. anwendbar auf Kraftfahrzeuge, Kfz-Teile, in Bedienungsanleitungen von Kfz und für den Harnstoff AUS 32.“
Die aktuellen Lizenzbedingungen können beim Inhaber angefragt werden.[2] Zur Einführung 2009 wurden die Lizenz- und Zertifizierungskosten exemplarisch für einen Hersteller der Harnstofflösung genannt.[8]
Die der Marke zugrunde liegende ISO-Norm standardisiert und benennt die wässrige Lösung dabei international mit AUS 32 für aqueous urea solution. Die Norm beschreibt weiterhin notwendige Test- und Qualitätssicherungsverfahren, sowie Lager- und Logistikanforderungen. Der Verband lizenziert die Marke nur in Verbindung mit umfangreichen Auditierungsmaßnahmen, die vom jeweiligen Lizenznehmer zu tragen sind.[9]
Lizenznehmer
BearbeitenDie Marke wird weltweit von Industriebetrieben lizenziert, die sie für Benennung und Qualifizierung der Harnstofflösung nutzen. Die Anzahl an Lizenznehmern wuchs von 124 im Oktober 2014[10] auf 177 im Mai 2018.[1]
Spezifikationen
BearbeitenAdBlue besteht aus einem Gemisch von demineralisiertem Wasser und ca. 32 % Harnstoff. Die Flüssigkeit besitzt folgende physikalische Eigenschaften:
| Eigenschaft | Wert | Einheit |
|---|---|---|
| Harnstoffgehalt | 31,8–33,2 | Gew.-% |
| Kristallisationsbeginn | −11,5 | °C |
| Brechungsindex | 1,3817–1,3843 | – |
| Wärmeleitfähigkeit | 0,57 | W/(m·K) |
| Spezifische Wärmekapazität | 3,51 | J/(g·K) |
| Schmelzenthalpie | 270 | J/g |
| Dichte bei 20 °C | 1,087–1,093 | g/cm³ |
| Dynamische Viskosität | 1,4 | mPa·s |
Das Mischverhältnis ist nahe am eutektischen Punkt. Dies ermöglicht den niedrigsten möglichen Schmelzpunkt, und die Konzentration in flüssiger oder fester Phase ändert sich nicht nennenswert, wenn Teile der Lösung einfrieren.
Herstellungsprozess
BearbeitenHarnstoff (CH4N2O) wird in der chemischen Industrie großtechnisch aus Ammoniak (NH3) und Kohlendioxid (CO2) hergestellt. Ammoniak wird dazu mittels elektrischer Energie (85 bis 160 kWh pro t) aus Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) hergestellt (Haber-Bosch-Verfahren). Der benötigte Wasserstoff wird wiederum fast ausschließlich aus – überwiegend fossilem – Methan (CH4) hergestellt.[11][12]
Durch hohe Gaspreise stieg der Preis des Additivs von vormals 13 €/100 l auf 76 €/100 l im ersten Quartal 2022.[13]
Chemische Reaktionen der Abgasnachbehandlung
BearbeitenAdBlue wird zur Reduktion von Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser in die Abgase eingebracht. Dazu ist eine Abgastemperatur von mindestens 180 °C erforderlich.[14] Dabei entsteht Ammoniak, der anschließend verbraucht wird, sowie Kohlenstoffdioxid:
Setzt man die Atommassen N=14u, H=1u, C=12u und O=16u in die Summenformeln von Harnstoff und Wasser ein, ergeben sich Molekülmassen von 60u für und 18u für . Um das Massenverhältnis von 32,5 % zu 67,5 % zu erhalten, muss 1 mol Harnstoff in 6,92 mol Wasser gelöst sein. Bei den chemischen Reaktionen wird dabei 1 mol Harnstoff und 1 mol Wasser umgesetzt, d. h. 5,92 mol Wasser bleiben erhalten. Man erhält dann 2 mol Ammoniak, also 34 g, aus 1 mol Harnstoff und 6,92 mol Wasser, d. h. aus 184,6 g AdBlue. Damit erhält man etwa 184 mg Ammoniak aus 1 g AdBlue. Mit einer Dichte von 1,09 g/cm³ erhält man 0,2 g Ammoniak aus 1 ml AdBlue.
Dann reagiert Ammoniak mit Stickoxiden. Dabei findet zunächst die Fast SCR-Reaktion (1) statt. Bleibt dann noch Stickstoffmonoxid übrig, findet die Standard SCR (2) statt. Die Standard SCR benötigt jedoch höhere Temperaturen als die Fast SCR. Die Reaktion (3) ist zwar eine SCR-Reaktion, sie verläuft jedoch noch langsamer als die Standard SCR, und sie würde nur stattfinden, wenn nach (1) noch Stickstoffdioxid vorhanden wäre. Ein solcher Betriebszustand wird bei Fahrzeugen aber vermieden, da erstens die Umwandlungsrate schlechter ist als bei Überschuss von Stickstoffmonoxid, und zweitens, weil sich sonst bei Temperaturen unterhalb von 200 °C Ammoniumnitrat bilden kann.[15]
- (1)
- (2)
- (3) ( )
Verbrauch
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Die Verordnung 692/2008[16] schreibt vor, dass bei Stickoxidemissionen von Fahrzeugen das -Äquivalent betrachtet wird, d. h. Stickstoffmonoxid wird mit der molaren Masse von Stickstoffdioxid angenommen.
In den Reaktionen (1) und (2) wird jeweils 1 Mol Ammoniak pro 1 Mol Stickoxide benötigt. Da das -Äquivalent betrachtet wird, spielt die Unterscheidung zwischen Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid hier keine Rolle. Mit einer molaren Masse von 46 g/mol für Stickstoffdioxid ergibt sich, dass 46 g Stickoxide mittels 17 g Ammoniak reduziert werden. Da 85 ml AdBlue benötigt werden, um 17 g Ammoniak zu gewinnen, werden 85 ml AdBlue für 46 g Stickoxide benötigt, d. h. 1 l AdBlue genügt zur Reduktion von 540 g Stickoxiden. Würde man nicht mit dem -Äquivalent rechnen, sondern die reine Masse von Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid rechnen, würde die Reaktion (1) etwa 450 g Stickoxide reduzieren. In praktischen Anwendungen, die mehr als 80 % Umwandlungsrate erfordern, wird typischerweise mit 1,05 bis 1,10 mol Ammoniak pro 1 mol Stickoxide gearbeitet[17], so dass 1,05 bis 1,10 l AdBlue pro 540 g Stickoxide notwendig werden.
Das Umweltbundesamt gibt für Diesel-PKW der Abgasnorm Euro 5 einen Flottendurchschnitt von 950 mg NOx/km an[18], d. h. 770 mg NOx/km über dem Grenzwert von 180 mg/km. Mit einem AdBlue-Bedarf von 1 Liter pro 540 g Stickoxide hätten solche Fahrzeuge im Flottendurchschnitt 1,4 l/1000 km verbrauchen müssen, wenn sie ein AdBlue-System gehabt hätten. Dieser Wert bezieht sich auf die bestehende Fahrzeugflotte inklusive der Abschalteinrichtungen in der Abgasrückführung. Bereits eine besser konstruierte, wirksamere Abgasrückführung würde die Menge entstehender, und damit zu reduzierender, Stickoxide senken. Damit würde auch der AdBlue-Bedarf weiter sinken.
Scania hatte 2014 einen Wert von 6 % des Kraftstoffverbrauchs für seine Euro VI-Motoren ohne Abgasrückführung, und 3 % für seine Euro VI-Motoren mit Abgasrückführung veröffentlicht[19], und somit klargestellt, dass die genaue Konstruktion des Motors einen erheblichen Einfluss auf den AdBlue-Verbrauch hat. Für PKW geben einige Quellen wesentlich höhere Werte an, zum Beispiel 4 % bis 6 % des Kraftstoffverbrauchs[20], oder 5 bis 8 Prozent des Kraftstoffverbrauchs[21], oder im Extremfall bis zu 8,5 Liter pro 1000 Kilometer.[22] Anhand der chemischen Reaktionen sind solche Abschätzungen für den langfristigen Verbrauch jedoch nicht nachvollziehbar, denn 5 bis 8 % wären bei einem Kraftstoffverbrauch von 6 l/100 km bereits 3 bis 4,8 l/1000 km, was einem durchschnittlichen -Äquivalent von 1,5 bis 2,6 g NOx/km entspräche.
Wiederum andere Quellen nennen für Euro 5 - Fahrzeuge bei Vollgas auf der Autobahn, basierend auf dem ADAC EcoTest, Werte von 2 g NOx/km[23], was einen Verbrauch von 4 l/1000 km bei Vollgas bedeuten würde.
Im Jahr 2018 hat Bosch für einen prototypisch veränderten VW Golf, der den Euro-6-Grenzwert von 80 mg NOx/km im Realbetrieb deutlich unterschritten hat, je nach Fahrweise einen AdBlue-Verbrauch von 0,5 bis 1,8 l/1000 km angegeben.[24] Bei Wohnmobilen der Abgasnorm Euro 6d-TEMP machen Hersteller teils gar keine Angaben, oder geben eine sehr große Spanne an, wie z. B. 1 bis 5 Prozent des Kraftstoffverbrauchs bei Ford.[25]
Identifikation
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Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschall in wässrigen Harnstofflösungen hängt von der Harnstoffkonzentration ab. Basierend auf dieser Grundlage ist es möglich, die Harnstoffkonzentration mittels Ultraschall so genau zu messen, dass nicht nur eine Fehlbetankung zum Beispiel mit Wasser („ungenügende AdBlue-Qualität“ im rechtlichen Sinne) erkannt werden kann, sondern dass die Dosierung an die tatsächliche Harnstoffkonzentration angepasst werden kann.[26]
Kartellvorwürfe
BearbeitenIn einem Kartell hatten sich Volkswagen, Daimler und BMW über die Größe der Tanks für die Harnstofflösung verständigt. Daimler und VW hatten sich selbst angezeigt und hofften auf die Kronzeugenregelung.[27][28]
In diesem Zusammenhang wurde behauptet, dass damit die Abgasreinigung nur kompromittiert möglich war.[29][30] Allerdings hat das Volumen des AdBlue-Tanks an sich keinen direkten Einfluss auf die Funktion der Abgasreinigung. Die Darstellung, dass die Abgasreinigung durch kleinere Tanks beeinträchtigt werde, ist nur haltbar, wenn man annimmt, dass es Fahrern nicht möglich ist, AdBlue bei Bedarf nachzufüllen, obwohl der Einfüllstutzen, wie im Bild oben, direkt neben den Diesel-Einfüllstützen konstruiert werden kann und obwohl AdBlue ausreichend verfügbar ist.
Die Europäische Kommission meint in einer Pressemitteilung vom 8. Juli 2021, dass die Geldbußen in Höhe von 875 Mio. EUR gegen Daimler, BMW, Volkswagen, Audi und Porsche (Daimler genoss jedoch die Kronzeugenregelung) dadurch gerechtfertigt seien, dass die Unternehmen im Rahmen mehrerer Fachkonferenzen unter anderem beschlossen hätten, nicht untereinander einen Wettbewerb darum auszutragen, die gesetzlichen Forderungen nach NOx-Reduzierung im Abgas überzuerfüllen, obwohl sie die Technologie dazu besaßen. In den Treffen über fünf Jahre (2009 bis 2014) sei es darum gegangen, Verbrauchsrichtlinien und Nachfüll-Reichweiten zu vereinbaren.[31]
Zapfsäulen
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Es gibt verschiedene Zapfsäulen für PKW und LKW.[32] Ende 2020 verfügten in Deutschland 932[33] von ca. 14 000[34] öffentlichen Tankstellen über AdBlue-Zapfsäulen für Pkw. Einige PKW werden heute so konstruiert, dass eine Betankung mit AdBlue auch an LKW-Zapfsäulen technisch möglich ist.[35]
Rechtliches
BearbeitenEs gibt gesonderte Vorschriften für Fahrzeuge, die ein Abgasnachbehandlungssystem, das ein zusätzliches Reagens benötigt, verwenden. Die Vorschriften sind dabei so formuliert, dass kein bestimmtes Reagens vorgegeben wird. Für PKW finden sich diese Vorschriften in der Verordnung 692/2008[16], Anhang XVI, bzw. ab 2022 in der Verordnung 2017/1151[36] Anhang XVI. Für LKW der Euro VI-Norm gilt die Verordnung 595/2009[37]. Für nicht für den Straßenverkehr bestimmte mobile Maschinen und Geräte befinden sich die entsprechenden Vorschriften in der 2017/654[38]. Weitere Vorschriften finden sich in den UN/ECE-Regelungen 49[39] (für Nutzfahrzeuge) und 83[40] (für PKW).
Am Beispiel PKW wird unter anderem folgendes im Anhang XVI der 692/2008 geregelt:
- 4. bis 6.: Das Fahrzeug muss entweder AdBlue-Qualität und AdBlue-Verbrauch überwachen oder aber die NOx-Emissionen direkt messen, um die korrekte Funktion des Systems zu überwachen
- 8.: Wie sich das Fahrzeug verhalten muss, wenn das Abgasnachbehandlungssystem nicht korrekt funktioniert, z. B. weil der AdBlue-Tank leer oder falsch befüllt ist
- 9.3: Der Fahrzeughersteller muss Neufahrzeugkunden darüber informieren, ob sie AdBlue selbst zwischen den Wartungsintervallen nachfüllen müssen
- 10: Gefrorenes AdBlue muss innerhalb von 20 Minuten zur Verfügung stehen, wenn die Temperatur im Inneren des Tanks bei −15 °C liegt und das Fahrzeug bei −15 °C gestartet wird.
Die UN/ECE-Regelungen 49 (Anhang 11, Punkt 5.2) und 83 (Anlage 6, Punkt 8.1.1) erlauben es dem Fahrzeughersteller, bei Fahrzeugen für Rettungsdienste, Streitkräfte, den Katastrophenschutz, Feuerwehren und die für die Aufrechterhaltung der öffentlichen Ordnung zuständigen Kräfte das sog. Aufforderungssystem von Fahrzeugen mit AdBlue-System dauerhaft zu deaktivieren. Das Aufforderungssystem ist dasjenige System, das sicherstellt, dass ein Betrieb mit leerem AdBlue-Tank oder defektem AdBlue-System nicht möglich ist.
Weblinks
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Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ a b Liste der Lizenznehmer auf VDA.de (PDF; 0,4 MB), abgerufen am 17. März 2021.
- ↑ a b c Lizenzierung der Marke ( vom 13. Juni 2018 im Internet Archive)
- ↑ Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 28. Aufl., Springer Vieweg, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-658-03800-7, S. 719.
- ↑ Vitesco Technologies: Beheizter Katalysator geht in Großserie. Abgerufen am 20. Juli 2022.
- ↑ Iveco HI-SCR system: the most efficient Euro VI technology. Abgerufen am 10. März 2024.
- ↑ Vorschau ISO 22241-1, abgerufen 2018-04-03.
- ↑ Liste der weltweiten Markenregistrierungen, Januar 2019 (PDF) (Seite dauerhaft nicht mehr abrufbar, festgestellt im Juli 2024. Suche in Webarchiven)
- ↑ Advantages of the AdBlue®-Audit, August 2009 (PDF, englisch) ( vom 9. Oktober 2015 im Internet Archive)
- ↑ AdBlue_Audit-Requirements%20V1%205.pdf (engl.) ( des vom 9. Oktober 2015 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
- ↑ Liste der Lizenznehmer, Oktober 2014 (PDF)
- ↑ So viel Strom brauchen Autos mit Verbrennungsmotor | Edison. Abgerufen am 31. Juli 2019.
- ↑ Manfred Lindinger: Hoffnungsträger Methan: Wasserstoff aus dem Elektro-Ofen. ISSN 0174-4909 (faz.net [abgerufen am 28. Dezember 2019]).
- ↑ Bernd Fröndhoff, Kathrin Witsch und Christoph Schlautmann: Nächster Schock für Spediteure: Preis für Dieselzusatz Adblue springt auf Rekordhöhe. In: Handelsblatt. 29. März 2022, abgerufen am 31. März 2022.
- ↑ Isabella Nova, Enrico Tronconi: Urea-SCR Technology for deNOx After Treatment of Diesel Exhausts. 2014, ISBN 978-1-4899-8070-0, 1.4.2 Urea Delivery System.
- ↑ Manfred Koebel, Giuseppe Madia, Martin Elsener: Selective catalytic reduction of NO and NO2 at low temperatures. 2002.
- ↑ a b Verordnung (EG) Nr. 692/2008 zur Durchführung und Änderung der Verordnung (EG) Nr. 715/2007 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Typgenehmigung von Kraftfahrzeugen hinsichtlich der Emissionen von leichten Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen (Euro 5 und Euro 6) und über den Zugang zu Reparatur- und Wartungsinformationen für Fahrzeuge
- ↑ M. Nahavandi: Selective Catalytic Reduction (SCR) of NO by Ammoniak over V2O5/TiO2 Catalyst in a Catalytic Filter Medium and Honeycomb Reactor: A Kinetic Modeling Study. 2. Februar 2015.
- ↑ Umweltbundesamt: Reale Stickoxid-Emissionen von Diesel-Pkw nach wie vor zu hoch. 11. September 2019, abgerufen am 3. November 2019.
- ↑ Scania introduces Euro VI engine without EGR. Abgerufen am 27. September 2021 (englisch).
- ↑ Adblue: Der große Ratgeber. 28. Juni 2017, abgerufen am 3. August 2019.
- ↑ Für saubere Abgase sind große Mengen Adblue nötig. Abgerufen am 4. März 2023.
- ↑ Kartellverdacht: Autokonzerne sahen Dieselkrise kommen – „Ohne Bescheißen werden wir es nicht schaffen“. Abgerufen am 28. Dezember 2019.
- ↑ Abgasreiniger Adblue - niedriger Verbrauch als Alarmsignal. Abgerufen am 5. März 2023.
- ↑ The Path to a Negligible NO2 Immission Contribution from the Diesel Powertrain. (PDF) Abgerufen am 4. Januar 2021 (englisch).
- ↑ AD-BLUE VERBRAUCH IM WOHNMOBIL – Wie viel verbrauchen die Basisfahrzeuge? Abgerufen am 5. März 2022.
- ↑ Urea-Sensor von Continental macht Dieselantriebe sauberer. Abgerufen am 5. März 2023.
- ↑ Thomas Fromm, Max Hägler, Klaus Ott: Autokartell: BMW fühlt sich von Daimler hintergangen. Abgerufen am 28. Dezember 2019.
- ↑ tagesschau.de: BMW, Daimler und VW: Illegale Absprachen bei Abgastechnik? Abgerufen am 28. Dezember 2019.
- ↑ (Seite dauerhaft nicht mehr abrufbar, festgestellt im Juli 2024. Suche in Webarchiven) In: handelsblatt.com
- ↑ Wirtschaftswoche: Der schmutzige Adblue-Trick der Autobauer. Abgerufen am 20. Juni 2024.
- ↑ Europäische Kommission: Kartellrecht: Kommission verhängt Geldbußen von 875 Mio. EUR gegen Automobilhersteller wegen Beschränkung des Wettbewerbs bei der Abgasreinigung neuer Diesel-Pkw, Pressemitteilung, Brüssel, 8. Juli 2021, abgerufen am 20. Okt. 2021
- ↑ ADAC: AdBlue kaufen, tanken und nachfüllen. 5. Mai 2020, abgerufen am 4. Januar 2021.
- ↑ Was Dieselfahrer zu Adblue wissen müssen. Harnstofflösung im Tank. NTV, 13. Juli 2021, abgerufen am 20. Oktober 2021.
- ↑ Entwicklung der Tankstellenanzahl in Deutschland. Bundesverband freier Tankstellen und unabhängiger deutscher Mineralölhändler e. V. (bft), Juli 2022, abgerufen am 7. September 2022.
- ↑ Auto Motor Sport: Bis zu 10-facher Preis, wenig Zapfsäulen. 12. August 2020, abgerufen am 4. Januar 2021.
- ↑ Verordnung (EU) 2017/1151 zur Ergänzung der Verordnung (EG) Nr. 715/2007 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Typgenehmigung von Kraftfahrzeugen hinsichtlich der Emissionen von leichten Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen (Euro 5 und Euro 6) und über den Zugang zu Fahrzeugreparatur- und -wartungsinformationen, zur Änderung der Richtlinie 2007/46/EG des Europäischen Parlaments und des Rates, der Verordnung (EG) Nr. 692/2008 der Kommission sowie der Verordnung (EU) Nr. 1230/2012 der Kommission und zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 692/2008 der Kommission
- ↑ Verordnung (EG) Nr. 595/2009 über die Typgenehmigung von Kraftfahrzeugen und Motoren hinsichtlich der Emissionen von schweren Nutzfahrzeugen (Euro VI) und über den Zugang zu Fahrzeugreparatur- und -wartungsinformationen, zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 715/2007 und der Richtlinie 2007/46/EG sowie zur Aufhebung der Richtlinien 80/1269/EWG, 2005/55/EG und 2005/78/EG
- ↑ Verordnung (EU) 2017/654 zur Ergänzung der Verordnung (EU) 2016/1628 des Europäischen Parlaments und des Rates hinsichtlich technischer und allgemeiner Anforderungen in Bezug auf die Emissionsgrenzwerte und die Typgenehmigung von Verbrennungsmotoren für nicht für den Straßenverkehr bestimmte mobile Maschinen und Geräte
- ↑ Regelung Nr. 49 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UN/ECE) — Einheitliche Bestimmungen hinsichtlich der Maßnahmen, die gegen die Emission von gas- und partikelförmigen Schadstoffen aus Selbstzündungs- und aus Fremdzündungsmotoren zum Antrieb von Fahrzeugen zu treffen sind. 24. Juni 2013, abgerufen am 7. September 2023.
- ↑ Regelung Nr. 83 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UNECE) — Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Fahrzeuge hinsichtlich der Emission von Schadstoffen aus dem Motor entsprechend den Kraftstofferfordernissen des Motors [2019/253]. 15. Februar 2019, abgerufen am 7. September 2023.
