Monitoring Mechanism Verkehr

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1 A-8010 GRAZ (Telefonvorwahl [++43/316]) Inffeldgasse 21A Tel.: Fax VORSTAND: Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Helmut EICHLSEDER Monitoring Mechanism Verkehr Erstellt im Auftrag vom Klima- und Energiefonds Bericht Nr. Inst-01/13/ Schwi Em 03/ vom Dieser Bericht darf nur vollinhaltlich, ohne Weglassen und Hinzufügen, veröffentlicht werden. Sollte er auszugsweise abgedruckt oder vervielfältigt werden, so ist vorher die schriftliche Genehmigung der Ersteller einzuholen. ISO 9001

2 Monitoring Mechanism Verkehr Released a. Univ. Prof. Dr. Stefan Hausberger Dipl.-Ing. Michael Schwingshackl J:\TE-Em\Projekte\I_2012_03_MonMech_2012\Arbeitsordner\Endbericht_Monmech_Verkehr_aktuell.docx Seite 2 von 46

3 INHALT Abkürzungen und Definitionen Aufgabenstellung Grundlagen Das Modell GLOBEMI Das Modell GEORG Kraftstoffexport in Kfz KEX (Kraftstoff-Export Tool) Emissionsfaktoren Spezifische Verbrauchswerte PKW Spezifische Verbrauchswerte LNF Spezifische Verbrauchswerte SNF Aktualisierung der Daten mit den statistischen Daten für das Jahr 2011 und für die Prognose Unsicherheiten Szenarien zur zukünftigen Entwicklung With Exiting Measures (WEM) With Measures Sensitive (WEM sens1) With Measures Sensitive (WEM sens2) With Additional Measures (WAM) Literatur Seite 3 von 46

4 Abkürzungen und Definitionen CADC... Common Artemis Driving Cycle CO... Kohlenmonoxid CO 2... Kohlendioxid Diesel... Fahrzeuge mit Dieselmotor DPF... Diesel-Partikelfilter EURO... Europäische Abgasvorschriften für Straßenfahrzeuge FVT... Forschungsgesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik mbh. HBEFA... Handbuch Emissionsfaktoren für den Straßenverkehr, [2] HC... Kohlenwasserstoffe IG-L... Immissionsschutzgesetz Luft KEX... Kraftstoffexport Kfz... Kraftfahrzeug Kfz-km... Fahrzeugkilometer (Jahresfahrleistung von Kfz) LKW... Lastkraftwagen LNF... Leichtes Nutzfahrzeug NEDC... New European Driving Cycle NO... Stickstoff-Monoxid NO 2... Stickstoff-Dioxid NOx... Stickoxide ( aus NO und NO 2 ) n.v.... Nicht verfügbar Otto... Fahrzeuge mit Ottomotor (benzinbetrieben) P-km... Personenkilometer (Insassen eines Kfz x Kfz-km) PKW... Personenkraftwagen PM... Particle Mass PM10... Partikel, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Durchmesser von 10 µm eine Abscheidewirksamkeit von 50% aufweist PN... Particle number SNF... Schweres Nutzfahrzeug t-km... Tonnenkilometer (Nutzlast eines Kfz x Kfz-km) TU-Graz... Technische Universität Graz Wifo... Wirtschfts-Forschungs-Institut Seite 4 von 46

5 1 Aufgabenstellung Die Emissionen des Straßenverkehrs und der mobilen Geräte und Maschinen werden für die österreichische Luftschadstoffinventur (OLI) jährlich berechnet. Als Ergebnis entsteht ein Tabellenwerk mit Daten zu Kfz-Bestand, den Kfz-km, Personen-km und t-km sowie Energieverbrauch und Emissionen innerhalb Österreichs sowie allfälliger Aktivitäten und Emissionen mit österreichischem Kraftstoff im Ausland und mit ausländischem Kraftstoff in Österreich. Darauf aufbauend werden Szenarien zur zukünftigen Entwicklung der Verkehrsnachfrage, der technologischen Entwicklungen und der resultierenden Emissions- und Energieverbrauchsdaten erstellt. Die letzten verfügbaren Prognosedaten sind bereits einige Jahre alt und insbesondere durch die zwischenzeitlich aufgetretene Wirtschaftskrise sowie wegen neuer Zielwerte für die CO 2 -Emissionen je Kilometer von PKW und LNF nicht mehr aktuell. Die Energieszenarien im Verkehrssektor sollen an die aktuelle Entwicklung bis inklusive 2010 sowie an geänderte Randbedingungen für die zukünftige Entwicklung angepasst werden. Das Basisjahr wurde mit 2010 fixiert. In werden fünf verschiedene Szenarien als Entwicklungsmöglichkeit erarbeitet: BAU, Business As Usual: Stellt die wahrscheinliche Entwicklung dar, die ohne die seit 2001 bereits umgesetzten Maßnahmen zu erwarten gewesen wäre. BAU wird auf Basis des Trend- Szenarios WEM berechnet, indem zu den Emissionen in WEM die Einsparungen infolge der schon umgesetzten Maßnahmen addiert werden WEM 2013, With Existing Measures: Stellt die Trendentwicklung mit den heute bereits umgesetzten und für die Zukunft beschlossenen Maßnahmen dar WEM 2013 Sensitiv 1: wie WEM 2013 aber mit höherem Wirtschaftswachstum und damit auch höheren Energiepreisen WEM 2013 Sensitiv 2: wie WEM 2013 aber mit geringerem Wirtschaftswachstum und damit auch niedrigeren Energiepreisen WAM 2013, With Additional Measures: Zu WEM 2013 werden weitere acht Maßnahmenbündel implementiert, die aber noch nicht beschlossen sind. Der vorliegende Bericht beschreibt die dazu für den Verkehrssektor erforderlichen Arbeiten und Berechnungen. Die Entwicklung der Verbrauchswerte von PKW und leichten Nutzfahrzeugen zeigen infolge der aktuellen CO 2 Grenzwerte eine dynamische Entwicklung. Die Trendprognose der letzten Energieszenarien, [43], wird daher anhand der tatsächlichen Entwicklung ab 2009 überprüft und bei Bedarf angepasst. Das Szenario zu den Verbrauchswerten zukünftiger schwerer Nutzfahrzeuge wird ebenfalls an die bis Juli 2012 verfügbaren Messwerte der EURO 6 Technologien angepasst. Diese Werte stellen die Basis (WEM) dar. Zum Update der Szenarien wurden in dieser Arbeit folgende Schritte durchgeführt: 1) Aktualisierung der Zeitreihe ab 1990, soweit bis zum Abschluss von WEM bereits vorhanden, mit den statistischen Daten für das Jahr ) Entwicklung von Szenarien 2010 bis 2030: 2.1) With Existing Measures ( WEM, entsprechend dem Trend) 2.2) With Existing Measures Sensitive: die Änderung der Verkehrsnachfrage infolge geänderter Randbedingungen (BIP und Kraftstoffpreise) wird berechnet und in der Emissionssimulation berücksichtigt 2.3) With Additional Measures: die acht Maßnahmenbündel werden schrittweise in den Datensatz zu WEM implementiert und die Emissionen dazu simuliert 2.4) BAU: die Wirkung der schon umgesetzten Maßnahmen wird ermittelt und schrittweise zu den Ergebnissen von WEM addiert. Seite 5 von 46

6 Die eingesetzten Simulationsmodelle und Methoden, die verwendeten Daten und eine Übersicht über die Ergebnisse sind in diesem Bericht dargestellt. 2 Grundlagen Nachfolgend sind die verwendeten Simulationsmodelle und die Methodik kurz beschrieben 2.1 Das Modell GLOBEMI Die Verkehrsemissionen in Österreich wurden mit dem Programm GLOBEMI [12] berechnet. An der Software wurden, bis auf Änderungen in der Ergebnisdarstellung (siehe [46]) gegenüber dem den letzten Energieszenarien [43] keine Änderungen vorgenommen. Das Emissionsinventurmodell GLOBEMI wurde am Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik der TU-Graz zur automatisierten Bilanzierung von Verbrauchs-, Emissions- und Verkehrsdaten in größeren Gebieten entwickelt und ist in [12] im Detail beschrieben. Nachfolgend sind die Methoden und Funktionalitäten kurz dargestellt. Das Programmpaket GLOBEMI berechnet die Fahr-, Verkehrs- und Transportleistungen sowie die Abgasemissionen und den Energieverbrauch des Verkehrs. Die Berechnung erfolgt in Form von Verkehrs- und Emissionsbilanzen. Die Bilanzierung erfolgt dynamisch über frei wählbare Berechnungszeiträume. Der Verkehr wird dabei nicht auf den einzelnen Strecken des Berechnungsgebietes erfasst, sondern über die Bestandsstatistiken und spezifischen Jahresfahrleistungen abgeschätzt. Als Eingangsdaten werden: (1) die Fahrzeugbestände, aufgeschlüsselt nach Motortyp (Benzin, Diesel), Hubraumgröße und Fahrzeugmasse (2) die technischen Standards der KFZ nach Erstzulassungsjahrgängen (Emissions- und Verbrauchsniveaus) (3) die Fahrzeugbesetzungen (Personen/KFZ) bzw. die Beladungen (Tonnen Nutzlast/KFZ) (4) wahlweise (da das System sonst überbestimmt ist) (a) der gesamte Energieverbrauch des Verkehrssystems (b) die spezifischen Fahrleistungen der KFZ, aufgeteilt auf die Straßenkategorien Innerorts, Außerorts und Autobahn benötigt. Seit OLI 2003 wird Variante (4 a) für Österreich nicht mehr verwendet, da wegen des stark angestiegenen Kraftstoffexport in Kfz mit dieser Berechnungsoption keine sinnvollen Ergebnisse mehr erzielt wurden. Die Berechnung erfolgt automatisch in Jahresschritten für einen wählbaren Zeitrahmen. Abbildung 2-1 zeigt den prinzipiellen Ablauf des Modelles. Das Modell berechnet folgende Daten: a) spezifische Fahrleistungen der KFZ b) gesamte Jahresfahrleistungen, c) gesamte Verkehrsleistungen (Personen.- und Tonnenkilometer), d) spezifischer Energieverbrauch der KFZ-Flotten (Benzin, Diesel, bzw. elektrische Energie je KFZbzw. Personen- oder Tonnen-km), e) gesamter Energieverbrauch des Verkehrs, f) spezifische Abgasemissionen der KFZ-Flotten. Berechnet werden CO, HC, NO x, Partikel, CO 2 und SO 2, g) gesamte Abgasemissionen des Verkehrs, Seite 6 von 46

7 h) die Verdunstungsemissionen aus kraftstoffführenden Bauteilen von PKW & Kombi Entsprechend der Berechnungsmethode sind alle Ergebnisse nach den Unterscheidungskriterien in (1) sowie nach dem Jahr der Erstzulassung verfügbar. Modellabläufe Modul Kfz-Bestand (nach Fahrzeugkategorie, Antriebsart, Größenklasse, Baujahr) Eingabedaten Kfz-spezifische, alters und größenabhängige Überlebenswahrscheinlichkeit Modul Kalibrierung (optional): Anpassung Aktivitätsdaten an vorgegebenen Gesamtverbrauch Modul Verkehrsleistung Kfz-km x Beladung Modul Kfz-Fahrleistung Bestand x km/kfz (nach Fahrzeugkategorie, Antriebsart, Größenklasse, Baujahr) Modul Verbrauch & Emissionen Kfz-km x Emissionsfaktor (nach Fahrzeugkategorie, Antriebsart, Größenklasse, Baujahr) Modul Sonderfunktionen z.b. Kaltstart, Verdunstungsemissionen, Alterungseffekte Spezifische Fahrleistungen als Funktion von Kfz- Kategorie, Größe und Alter Leergewicht, max. zul. Gesamtgewicht, Beladungsgrade Emissions- und Verbrauchsfaktoren Kraftstoffspezifikationen Starthäufigkeiten, Fahrtlängenverteilung + interne Datenbank Abbildung 2-1: prinzipieller Rechenablauf des Modelles GLOBEMI Die Berechnung der Fahr-, Verkehrs- und Transportleistungen sowie des Energieverbrauches und der Abgasemissionen in einem bestimmten Bezugsjahr erfolgt nach dem nachfolgend dargestellten Schema. (1) Hochrechnung des KFZ-Bestandes nach dem Jahrgang der Erstzulassung, Motortyp und sonstigen Unterscheidungsmerkmalen (Hubraum oder zulässiges Gesamtgewicht) aus der Bestandsstruktur des Vorjahres mittels alters- und fahrzeuggrößenabhängigen Ausfallwahrscheinlichkeiten. B estan d B estan d A u sfall Jg i, Jahr i Jg i, Jahr i 1 Jg i (2) Abschätzung der spezifischen Jahresfahrleistungen der KFZ nach Zulassungsjahrgängen und sonstigen Unterscheidungsmerkmalen mittels alters- und hubraum- bzw. masseabhängigen Fahrleistungsfunktionen. Iterative Anpassung an vorzugebende durchschnittliche Jahresfahrleistungen der gesamten KFZ-Art (die Kategorie sonstige mobile Quellen im Off-Road Bereich wird über jährliche Betriebsstunden erfasst). sp ez. F ah rleistung Jg,Jahr i i F (A lter, G rö sse ) (3) Ermittlung der gesamten Jahresfahrleistungen der einzelnen Abgasklassen einer KFZ-Art: e n d e G esam te F a h rle istu n g = (B e stan d sp ez. F ah rleistung E ) Jg,Jahr i Jg,Jahr i i Jg = a n fg. (4) Ermittlung des gesamten Energieverbrauches und der gesamten Emissionen einer Emissionsklasse E m issio n = G e sa m te F a h rle istu n g d u rc h sc h n. E m issio n E i E i K j, E i (5) Berechnung des gesamten Energieverbrauches bzw. der gesamten Emission einer KFZ-Art i Seite 7 von 46

8 Emission KFZ - Art = ende E i 1 Emission E i (6) Berechnung der gesamten Fahr-, Verkehrs- und Transportleistung einer KFZ-Art Fahrleistu ng KFZ - Art = ende E i 1 Fahrleistu ng E i Verkehrsle istung KFZ - Art = ende E i 1 (Fahrleistu ng E i Besetzung E i ) (7) nbildung über alle KFZ-Arten. mit Jg i... Index für KFZ einer Hubraumklasse bzw. zulässiger Gesamtgewichtklasse eines Motortypes und eines bestimmten Zulassungsjahrganges i E i... Index für KFZ einer Hubraumklasse bzw. zulässiger Gesamtgewichtklasse eines Motortypes und einer Abgasklasse i Der durchschnittliche Fahrzeug-Energieverbrauch und die spezifischen Emissionen werden in Abhängigkeit vom Eigengewicht des Fahrzeuges und der transportierten Nutzlast sowie dem Fahrzustand ermittelt. Die Emissionsfaktoren stammen aus Messungen und Simulationen und stellen die Emissionsniveaus im realen Verkehr dar (siehe Kap. 2.5). 2.2 Das Modell GEORG Die Emissionen mobiler Maschinen und Geräte werden für das Bundesgebiet Österreich mit dem Modell GEORG (Grazer Emissionsmodell für Off Road Geräte) berechnet. Das Modell sowie Eingangsdaten sind in [10], das Update der Eingabedaten in [28] beschrieben. Die Aktivitätsdaten und Emissionsfaktoren werden regelmäßig für die Berechnung der Luftschadstoffinventur Österreichs aktualisiert. Die Kategorisierung der Ergebnisse erfolgt nach der für Luftschadstoffinventuren international vereinbarten Systematik gemäß CORINAIR Methode [16]. Das Programm GEORG ermittelt die Altersstruktur des Bestandes über Ausfallwahrscheinlichkeiten. Es wird dabei der Bestand für jede Kategorie nach Jahr der Erstzulassung und Antriebsart sowie nach Motorleistungsklassen berechnet. Die Motorleistungsklassen sind unterschieden nach: Diesel-Großgeräte (> 80KW), unterteilt in über und unter 130kW, Diesel-Kleingeräte (<80kW), unterteilt in über bzw. unter 56KW, Otto-4-Takt, Otto-2-Takt. Abbildung 2-2 stellt dieses Verfahren grafisch dar. Seite 8 von 46

9 R e s tb e s ta n d im F o lg e ja h r b e r e c h n e t a u s A usfallw ahrscheinlichkeit nach Alter N e u z u la s s u n g e n = V o rg e g e b e n e r G e s a m tb e s ta n d - S u m m e R e s tb e s ta n d J a h r d e r E rs tz u - la s s u n g A u sfa llw a h rs c h e in lic h ke ite n n a c h A lte r Bestand nach Jahr der E rstzulassung B erechnungsjahr Abbildung 2-2: Schema der Berechnung der Bestandsstruktur nach Alter Da die spezifischen Verbrauchs- und Emissionswerte stark vom Alter bzw. dem Jahr der Erstzulassung der Motoren abhängen, hat dieses Verfahren deutliche Vorteile in der Genauigkeit. Gegenüber sonst üblichen Methoden, in denen fixe Flottenemissionsfaktoren vorgegeben werden (z.b. [17], [19]), kann mit GEORG der Einfluss der Altersstruktur auf das Emissionsniveau berücksichtigt werden. Die Bestandsmodellierung erfolgt so automatisch in Jahresschritten. Vorzugeben sind lediglich der Gesamtbestand, die Ausfallwahrscheinlichkeiten und die Neuzulassungsanteile nach Motorart. Die gesamten Emissionen und der Kraftstoffverbrauch werden aus Emissionsfaktoren [g/kwh Motorleistung ] berechnet. Die durchschnittliche Motorleistung wird dabei für jede Fahrzeugkategorie vorgegeben. Die Emissionsfaktoren werden nach Jahrgängen der Erstzulassung vorgegeben ( Abgasklassen ). Es wird z.b. den Baujahren 1994 bis 1997 für jede Abgaskomponente ein bestimmter Emissionsfaktor zugeordnet, den Baujahren 1998 bis 2000 ein anderer Emissionsfaktor (im Allgemeinen niedriger). Die zeitliche Zuordnung der Abgasklassen erfolgt nach verfügbaren Daten und Einführungszeitpunkten von neuen Emissionsgrenzwerten. Der Gesamtverbrauch und die Gesamtemissionen jeder Abgasklasse ergeben sich dann aus E Bestand AG AG Einsatzzei t kw e kw mit: E... Gesamtemission einer Abgasklasse AG... Abgasklasse Bestand... Gesamtbestand einer Abgasklasse ( der Bestände aller Erstzulassungsjahrgänge die dieser Klasse zugeordnet sind) Einsatzzeit... spezifische Einsatzzeit als Funktion des Alters in [h/jahr] kw... Mittlere Motorleistung im Betrieb e... spezifischer Emissionswert der Abgasklasse [g/kwh] Der Gesamtverbrauch und die Gesamtemissionen eines Motortyps einer Kategorie ergeben sich aus der aller Abgasklassen. Der Gesamtverbrauch und die Gesamtemissionen einer Kategorie ergeben sich aus der aller Motortypen. Seite 9 von 46

10 F a h r z e u g b e s ta n d n a c h B a u ja h r E in s a tz z e it n a c h B a u ja h r KW E m iss io n s fa k to r n a c h B a u ja h r = G e s a m t- e m iss io n Abbildung 2-3: Schema der Berechnung der Gesamtemissionen aus dem Bestand nach Altersstruktur Mit dieser Methode können alle wesentlichen Effekte berücksichtigt werden: Abhängigkeit des Emissionsniveaus von der Motorart Abhängigkeit des Emissionsniveaus von der tatsächlich benötigten Motorleistung Abhängigkeit des Emissionsniveaus vom Baujahr des Motors Abhängigkeit der jährlichen Einsatzzeit vom Alter des Gerätes (neue Geräte werden im Durchschnitt mehr eingesetzt als alte). Das Programm wurde so ausgelegt, dass Bestandsstruktur und Emissionen automatisch für die Jahre 1990 bis 2030 berechnet werden können. Die statistischen Daten zu Bestand und Einsatz der mobilen Maschinen wurden für Österreich zu einem großen Teil durch Befragungen und statistische Hochrechnungen ermittelt, [28]. Die erfassten mobilen Maschinen und Geräte sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1: erfasste mobile Maschinen und Geräte LANDWIRTSCHAFT Traktoren, Motorkarren, Mähdrescher, Motormäher, sonstige Erntemaschinen FORSTWIRTSCHAFT Traktoren, benzinbetriebene Kettensägen, Hackschnitzelmaschinen INDUSTRIE Alle mobilen Maschinen und Geräte aus Bauwirtschaft und sonstiger Industrie. Dies umfasst: Aggregat für Spundwandvibratoren, Asphaltfertiger, Asphaltfräsen, Asphaltmischanlagen (Heizung), Bagger, Bagger, Betonmischfahrzeuge, Betonpumpen und förderer, Betonsägen, Bitumen-, Asphaltkocher und Spritzmaschinen, Bohrer, Bohrwagen und Wurfschaufellader, Brecheranlagen, Diesellokomotiven auf privaten Gleisen, Dreiseitenkipper, Gabelstapler, Grader, Hydraulikbagger, Kompressoren, Kräne, Laderaupe/Radlader, Mischmaschinen, Mulder, Planierraupen, Radlader, Stampf- und Rüttelgeräte, Stapler, Stromaggregate, Transportmischer, Vibrowalzen, Zugmaschinen (ohne Sattelzugmaschinen), sonstige (1) HAUSHALT UND GARTENBEREICH Haushalt und Gartengeräte, Pistengeräte, Loipengeräte, Skidos (1) die Bestandsdaten sind im Modell GEORG nach Größenklassen (über 80 kw - unterteilt in über und unter 130kW, bis 80kW Motorleistung - unterteilt in über bzw. unter 56KW) jeweils für die Bauwirtschaft und die sonstige Industrie zusammengefasst. Eine getrennte Erfassung aller Maschinen ist mangels Bestandsdaten nicht möglich. Bestands- und Aktivitätsdaten der kumulierten Maschinenbestände werden dann an die Nutzenergieanalyse von STAT angepasst. Damit sollten alle mobilen Maschinen, die nicht dem Straßen-, Bahn- und Schiffsverkehr zugeordnet sind, in der Inventur implizit berücksichtigt sein. Seite 10 von 46

11 2.3 Kraftstoffexport in Kfz Die über die Grenzen verschobenen Kraftstoffmengen ergeben sich aus der Differenz zwischen Kraftstoffabsatz in Österreich und dem berechneten Inlandsverbrauch. Diese Differenz wird hier als Kraftstoffexport in Kfz bezeichnet und beinhaltet neben dem klassischen Tanken-Fahren über die Grenze auch alle Mitnahmeeffekte bei grenzüberschreitenden Urlaubs- und Berufsfahrten sowie im internationalen Straßengüterverkehr. Der Kraftstoffexport in Kfz kann natürlich positive und negative Werte annehmen, je nachdem ob mehr oder weniger ausländischer Kraftstoff in Österreich verfahren wurde als österreichischer Kraftstoff im Ausland. Aus der so berechneten Menge an Kraftstoffexport in Kfz können die Fahrleistungen (Kfz-km) von PKW und schweren Nutzfahrzeugen berechnet werden, die diesen Verbrauch verursachen. Dies stellt dann den Fahrleistungsüberhang mit österreichischem Kraftstoff im Ausland bzw. mit ausländischem Kraftstoff in Österreich dar. Mit diesen Fahrleistungen werden dann mit dem Modell GLOBEMI die zugehörigen Emissionen für den Kraftstoffexport in Kfz berechnet. Da mit der Menge an Benzin und Diesel im Kraftstoffexport in Kfz nur zwei Größen gegeben sind, werden diese nur auf zwei Kfz- Kategorien, nämlich PKW und schwere Nutzfahrzeuge, aufgeteilt, da das System sonst unbestimmt ist. Es werden dabei die Kfz-Kilometer der Otto-PKW aus der Benzin-Exportmenge berechnet und unter der Annahme, dass Diesel-PKW im Verhältnis zum Fahrleistungsanteil an der PKW-Flotte am Kraftstoffexport in Kfz beteiligt sind auch die Diesel-PKW-Kilometer berechnet. Aus den Diesel- PKW-Kilometern kann deren Dieselverbrauch bestimmt werden. Der Verbrauch der Diesel-PKW wird dann von der gesamten Dieselmenge des Kraftstoffexport in Kfz abgezogen und der verbleibende Rest den schweren Nutzfahrzeugen zugewiesen. Aus dem gesamten Dieselverbrauch der schweren Nutzfahrzeuge kann wieder deren Fahrleistung berechnet werden, aus der Fahrleistung wieder die Emissionen. Die Flottenzusammensetzung mit Kraftstoffexport in Kfz wird seit der Inventur für 2009 aus dem Durchschnitt der österreichischen Flotte berechnet 1. Die Zusammenhänge zur Berechnung des Kraftstoffexportes sind in Formel 1 zusammengefasst. Formel 1: Methode zur Berechnung der Emissionen aus dem Kraftstoffexport in Kfz Verbrauch Kraftstoff export Kraftstoff absatz Verbrauch Inland Emissionen Kraftstoff export Kfz km Kraftstoff export Emissionsf aktor Emissionen OLI Emissionen Inland Emissionen Kraftstoff export Mit: PKW Otto km Kraftstoff export Benzin Kraftstoff export PKW km kg Benzin PKW Diesel km PKW Otto km % Diesel km s Kraftstoff export Kraftstoff export SNF km Diesel Diesel Kraftstoff export Kraftstoff export PKW Kraftstoff export LKW km kg Diesel 1 Zuvor wurde eine Durchschnittsflotte aus Österreich und Deutschland verwendet, da zwischen diesen Staaten die Hauptanzahl an Grenzüberschreitungen zum Ausland stattfindet [1]. Allerdings waren die aktuellen fahrleistungsgewichteten deutschen Flottendaten für die Updates nie rechtzeitig zu erhalten. Zudem gibt es auch keine Erhebungen, die belegen, dass die Flotte der grenzüberschreitenden PKW den Inlandsflotten ähnelt (bei LKW ist dies z.b. nicht der Fall). Die Vereinfachung, die Fahrleistungsanteile von Otto- und Diesel PKW in der grenzüberschreitende Flotte gleich den österreichischen Fahrleistungsanteilen zu setzen, hat daher keine höhere Unsicherheit als ein komplexeres Datenmodell, lässt sich aber sauber updaten. Seite 11 von 46

12 1000t p.a. INSTITUT FÜR VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINEN Kraftstoffabsatz... Benzin- bzw. Dieselabsatz in Österreich ( Final Consumption in der Energiestatistik von ST.AT) Benzin Export... Gesamter Benzinverbrauch im Kraftstoffexport in Kfz [kg] Diesel Kraftstoffexport... Gesamter Dieselverbrauch im Kraftstoffexport in Kfz [kg] PKW-Otto-km Kraftstoffexport... Fahrleistung mit PKW-Otto, die den Benzinverbrauch im Kraftstoffexport in Kfz verursacht PKW-Diesel-km Kraftstoffexport Fahrleistung mit PKW-Diesel im Kraftstoffexport in Kfz %Diesel-km... Verhältnis der PKW-Diesel-km zu PKW-Otto-km der PKW-Flotte, berechnet von GLOBEMI aus den Bestandsdaten und den alters- und hubraumabhängigen spezifischen Jahresfahrleistungen der PKW SNF-km Kraftstoffexport... Fahrleistung mit schweren Nutzfahrzeugen, die den Verbrauch der verbleibenden Dieselmenge im Kraftstoffexport in Kfz verursacht (Diesel- Kraftstoffexport Verbrauch PKW-Diesel Kraftstoffexport ) Abbildung 4 zeigt die grundsätzliche Aufteilung des Energieabsatzes nach Verbrauchern sowie nach Inlands- und Auslandsverkehr zur Veranschaulichung der Methode PKW-Diesel LNF Mofas Off-Road Otto PKW-Otto im Ausland SNF Diesel im Ausland PKW-Otto SNF Motorräder Off-Road Diesel PKW-Diesel im Ausland Jahr Abbildung 4: Aufteilung des Kraftstoffabsatzes nach Verbrauchern sowie nach Inlands- und Auslandsverkehr 2.4 KEX (Kraftstoff-Export Tool) KEX wurde als einfaches Tool zur Schätzung der Änderung der Inlandsnachfrage und des Kraftstoffexportes in KFZ in [36] erstellt. KEX verwendet als unabhängige Variable BIP, Bevölkerung, Exportquote sowie Benzin- und Dieselpreise im In- und Ausland. Berechnet wird damit die Menge an Verbrauch österreichischen Kraftstoffes im In- und Ausland. KEX wird in den Szenarien verwendet, um die zukünftige Entwicklung der Verkehrsnachfrage im Inland als Funktion von BIP, Bevölkerung und Kraftstoffpreisen abzubilden und um die Mengen an in Kfz exportiertem Kraftstoff von 2010 bis 2030 zu berechnen. Der Inlandsverbrauch wird jeweils mit GLOBEMI aus der Verkehrsnachfrage berechnet (KEX umfasst dazu ein Seite 12 von 46

13 sehr vereinfachtes statistisches Tool während GLOBEMI die vorgegebenen Technologien bei Kfz- Neuzulassungen, deren Flottendurchdringung und die Effekte auf Verbrauch und Emissionen abgebildet). 2.5 Emissionsfaktoren Die verwendeten Emissionsfaktoren für den Straßenverkehr basieren im Wesentlichen auf die Messdaten des EU-Projektes ARTEMIS, [23] und Anpassungen an HBEFA V3.1. Zur Übersicht über die in dieser Inventur verwendeten Emissionsfaktoren für den Straßenverkehr und Offroad-Verkehr wurde dem Auftraggeber eine Übersicht über den Aktualisierungs-Stand aller verwendeten Emissionsfaktoren im Excel zur Verfügung gestellt. Die Emissionsfaktoren der mobilen Maschinen und Geräte wurden vorwiegend anhand von Literaturstudien neuerer Veröffentlichungen upgedatet. Systematische Messkampagnen zum Emissionsverhalten der Motoren mobiler Maschinen im realen Betrieb sind nicht verfügbar, daher steckt in diesem Datensatz sicher eine erhebliche Unsicherheit. Die Quellen sind in [28] beschrieben. Für die Energieprognosen sind insbesondere die Entwicklungen der spezifischen Verbrauchswerte der KFZ relevant. Die zugrunde liegenden Daten und Annahmen wurden, sofern sie beim Update der Emissionsfaktoren [44] nicht aktualisiert wurden aus [31] übernommen und sind nachfolgend kurz beschrieben. Die Änderungen zur OLI 2010 werden hier kurz erläutert: Der Zeitpunkt der EURO 6 Einführung wurde bei Pkw um 1 Jahr nach hinten verlegt, von 2014 auf Begründung: EURO 6 muss in der Typenprüfung am 1.Sept eingeführt werden in der Erstzulassung am 1. September Da in GLOBEMI nicht in Monatseingaben unterschieden werden kann wurde der als beste Näherung gewählt. Die vor und nachgezogenen EURO 6 wurden in dieser Studie nicht weiter untersucht. Bei Vorhandensein genaue Daten (z.b.: Asfinag Zählstellen Auswertung nach Euroklassen) könnte die Genauigkeit des Ergebnisses weiter verbessert werden. Diese Änderung wird bei zukünftigen OLIs und Szenarien wirksam werden. Update der Emissionsfaktoren OFFROAD: Emissions Stufe 4 bei Offroad ist für Antriebe >56 KW eingeführt worden. Die Emissionsfaktoren wurden lt. Studie [44] angepasst. Berücksichtigt wurden: Traktoren (Land, Forst), Baumaschinen (Groß, Kleingeräte), Hackschnitzel, Mähdrescher, Motorkarren, Industrie (Groß-, Kleingeräten), Fahrgastschiffe, Arbeitsboote, Pistengeräte und Loipengeräte. Durch die neuen Emissionsklassen ergaben sich zusätzliche Änderungen durch die Zuordnung in Klein und Großgeräte im Modell GEORG (siehe auch Unsicherheiten). 2.6 Spezifische Verbrauchswerte PKW Die Verordnung (EG) Nr. 443/2009 zur Begrenzung der CO 2 -Emissionen neuer Personenkraftwagen im Flottendurchschnitt gilt für PKW mit einem maximal zulässigen Gesamtgewicht von 3500 kg und maximal 9 Plätzen inkl. Fahrer, welche in der Gemeinschaft erstmalig zugelassen werden und zuvor nicht außerhalb der Gemeinschaft zugelassen waren ( neue Personenkraftwagen ). Gemäß der Verordnung (EG) Nr. 443/2009 müssen die durchschnittlichen CO 2 -Emissionen neuer Personenkraftwagen im Flottendurchschnitt beginnend ab 2012 folgende Vorgaben einhalten: Grenzwertfunktion: E = *(M - M 0 ) [g/km] Mit: M... Referenzmasse für die Typprüfmessung am Rollenprüfstand in [kg], entsprechend dem Fahrzeug-Leergewicht kg M kg bis ins Jahr 2015 Seite 13 von 46

14 [g/km] INSTITUT FÜR VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINEN M 0... ab 2016 berechnet aus dem durchschnittlichen Fahrzeuggewicht der letzten 3 Kalenderjahre aller in der EU neu zugelassenen PKW. Der Term (M M 0 ) sorgt dafür, dass auch bei steigendem durchschnittlichem Fahrzeugleergewicht insgesamt über alle Hersteller das Ziel von 130 g/km eingehalten werden kann. Bei einem hohen durchschnittlichen Fahrzeugleergewicht M 0 müssen Kfz bei gleicher eigener Masse niedrigere Grenzwerte einhalten als bei einem niedrigen durchschnittlichen Fahrzeugleergewicht. Für die Einhaltung der Grenzwertefunktion besteht eine Einschleifregelung wonach erst im Jahr 2015 der Flottendurchschnitt aller Neuzulassungen den Grenzwert einhalten muss. Die aktuellen CO 2 - Emissionen der PKW Neuzulassungen in der EU stehen aus dem CO 2 -Monitoring zur Verfügung. Abbildung 5 zeigt die CO 2 -Emissionen aller Neuzulassungen in der EU im Jahr 2006 nach Herstellergruppen. Die Blasengröße stellt dabei den EU-Marktanteil des jeweiligen Herstellers dar. Die Trendfunktion für die CO 2 -Emissionen über der Fahrzeugreferenzmasse ist die bestandsgewichtete Regressionsgerade durch die Neuzulassungen Die Grenzwertefunktion wurde in der Regulierung bewusst so gewählt, dass schwerere PKW im Mittel eine höhere prozentuelle CO 2 -Minderung brauchen, um die Grenzwertfunktion zu erreichen als leichte PKW Herstellermittelwerte EU2006 gew Durschschnitt EU gewichteter Trend EU Grenzwertefunktion Grenzwert Referenzmasse [kg] Abbildung 5: Flottendurchschnittliche CO 2 Emissionen von Neuzulassungen in der EU 2006 und Grenzwertfunktion für 2015 und 2020 In [32] wurde abgeschätzt, wie sich die CO 2 -Grenzwerteverordnung auf die CO 2 -Emissionen der PKW in Österreich auswirken kann. Die Ausarbeitung der spezifischen Verbrauchswerte der PKW- Neuzulassungen folgt hier den dort im Basisszenario getroffenen Annahmen. Ideal-Szenario : Die jährlichen Reduktionsraten im realen Verbrauch bzw. den realen CO 2 - Emissionen der PKW-Neuzulassungen werden gleich wie die in der Typprüfung angenommen. Die -Werte der Neuzulassungen in der Typprüfung in EU 27 erreichen die EU-Zielwerte. Die PKW-Neuzulassungen in Österreichfolgen aber weiterhin dem langjährigen Trend zu größeren und leistungsstärkeren Modellen, so dass die Typprüfwerte der österreichischen Neuwagen etwas über dem EU-Durchschnitt liegen.. Seite 14 von 46

15 Die spezifischen Verbrauchswerte der Neuzulassungen können aus den spezifischen CO 2 -Emissionen abgeleitet werden, da der Zielwert von 130 g/km bzw. 95 g/km in der Typprüfung mit fossilem Referenzkraftstoff darzustellen ist. Je kg Kraftstoff entstehen bei Verwendung fossilen Diesel- bzw. Ottokraftstoffes 3,153 kg CO 2 2. Im Modell GLOBEMI werden die PKW-Neuzulassungen nach Otto- und Dieselmotor sowie jeweils nach drei Hubraumklassen getrennt erfasst. Die Vorhersage dieser Neuzulassungsanteile hat natürlich Einfluss auf den Flottenverbrauch. Hier wurde davon ausgegangen, dass die kleinvolumigen, aufgeladenen Ottomotoren auf Kosten der Dieselantriebe weiter etwas an Anteilen zulegen werden, so dass der Anteil an Diesel-PKW ab 2013 mit 55% angenommen wird (Abbildung 6). Gründe für den Trend vom Diesel Richtung Ottomotor sind derzeit die Annäherung der Kraftstoffpreise für Diesel an Benzin in Österreich, das infolge Feinstaubdiskussion etwas angekratzte Image des Diesels 3 sowie die voraussichtlich in Zukunft weiter steigende Motorkosten infolge der mit der EURO 6 Gesetzgebung sinkenden NO x -Emissionsgrenzwerte. Abbildung 6: Anteile der PKW-Neuzulassungen in Österreich nach Antriebsart und Hubraumklassen mit angenommener zukünftiger Entwicklung in beiden Szenarien (O Otto, D.Diesel, l.liter Hubraum) Der Normverbrauch der Neuzulassungen in Österreich für die beiden Szenarien ergibt sich aus den statistisch erfassten Verbrauchswerten nach Antrieb und Hubraumklassen bis 2011, deren Neuzulassungsanteilen sowie für Hochrechnungen ab 2011 aus vorgegebenen jährlichen Reduktionsraten der spezifischen Verbrauchswerte. Die Reduktionsraten ergeben sich aus den Zielwerten für die CO 2 - Grenzwerte der PKW-Flotten. 2 Mittelwert entsprechend der Kraftstoffverordnung. In der Realität ist der Kohlenstoffgehalt im Kraftstoff und damit die CO 2 -Emissionen je kg Kraftstoff Schwankungen unterworfen. 3 Feinstaubemissionen sind dank Partikelfilter bei modernen Diesel-PKW inzwischen sogar niedriger als bei Benzin-PKW, dafür könnten NO x und NO 2 -Emissionen bei den Diesel-PKW in naher Zukunft den Feinstaub als Umweltthema ablösen. Seite 15 von 46

16 Im Basisszenario erreicht die PKW-Neuwagenflotte im Jahr 2015 einen Verbrauch von 42 g/km, entsprechend 132 g CO 2 /km, im Jahr 2020 sind es 30,5 g/km bzw. 96 g CO 2 /km. In [34] und in [35] zeigte sich bei den getesteten PKW allerdings im Mittel geringere Verbrauchssenkungen im realen Betrieb als in den Typprüfdaten angegeben. Damit würden sich in Zukunft weniger deutliche Verbrauchseinsparungen ergeben als im Ideal-Szenario. Aus diesem Grund wurde eine Anpassung der Pkw Verbrauchswerte durchgeführt (siehe unten). Anpassung der Verbrauchswerte Bezugnehmend auf eine aktuelle Studie [40] sind reale Verbrauchswerte nicht nur höher als die Typprüfwerte gemessen im NEDC, sondern in den letzten Jahren ist die Differenz größer geworden. Eine aktuelle Studie von TNO [49] anhand von Tankdaten von Kfz im realen Verkehr unterstützt die getroffenen Annahmen. Auch in der TNO Analyse sind zwischen 2005 und 2012 etwa halb so hohe Reduktionsraten im realen Verkehr wie in der Typprüfung aufgetreten. Begründet wird der Anstieg, neben vielen Gründen zur Differenz von Real- zu NEDC- Verbrauch, maßgeblich durch: - Verstärkte Ausnützung von Toleranzen bei der Durchführung der Typprüfung - Steigende Marktanteile von Fahrzeugen mit Klimaanlage - Einführung von Start/Stopp Systemen in den letzten Jahren, deren Einfluss in der Typprüfung gegenüber dem realen Fahrverhalten überbewertet wird Aus diesen Gründen wurde eine Korrektur der Verbrauchswerte (bzw. der g CO 2 /km) durchgeführt. In Abbildung 7 ist in grün (strichliert) der erwartete Verlauf der Monitoring Werte für Österreich gezeigt. Diese Werte sind leicht über den EU Grenzwerten angesiedelt, da die österreichische Flotte auch in Zukunft leicht höhere Verbrauchswerte als die EU- Durchschnittsflotte erwarten lässt. In sind die Ergebnisse aus [40] für Deutschland von 2002 bis 2011 dargestellt. Die offiziellen Ergebnisse aus dem -Monitoring, basierend auf der PKW Typprüfung, zeigen ab etwa 2005 eine deutlich höhere jährliche Reduktion als die Ergebnisse der realen Verbräuche. Die Realverbräuche stammen von spritmonitoring.de und sind Internetangaben vieler PKW- Fahrer. Unter der Annahme, dass auch in Zukunft die Reduktionsraten des Verbrauches in [g/km] im realen Verkehr geringer ausfallen werden als in der Typprüfung, wird in der vorliegenden Arbeit für WEM und WAM mit einer gegenüber dem Ideal-Szenario halbierten jährlichen Reduktionsrate gerechnet. Damit ergibt sich in die orange-strichlierte Linie. Da in GLOBEMI die BEV und HEV als eigene Fahrzeugkategorie abgebildet sind, müssen diese aus dem Neuwagenflottenverbrauch noch herausgerechnet werden, um die Verbrauchsentwicklung der PKW mit Verbrennungskraftmaschine oder mit Hybridantrieb (aber ohne Auflademöglichkeit an externem elektrischem Netz) abzubilden. Damit ergibt sich die rote Linie. Seite 16 von 46

17 Abbildung 7: Vergleich Normverbrauch mit Realverbrauch (beide inkl. Kaltstart) und eigenen Berechnungen für das Modell GLOBEMI 2.7 Spezifische Verbrauchswerte LNF Für leichte Nutzfahrzeuge ist die Verordnung zur Limitierung der spezifischen CO 2 -Emissionen analog zur Regelung bei PKW aufgebaut, [32]. Der Kommissionsvorschlag KOM(2009) 593 gilt für LNF der Klasse N1 mit einem maximal zulässigen Gesamtgewicht von 3500 kg. Der aktuelle Vorschlag mit Stand sieht folgende Grenzwertefunktion vor: Grenzwertfunktion: E = *(M-M 0 ) [g/km] Mit: M... Referenzmasse für die Typprüfmessung am Rollenprüfstand in [kg], entsprechend dem Fahrzeug-Leergewicht kg M kg bis Oktober 2016 M 0... ab Okt.2016 berechnet aus dem durchschnittlichen Fahrzeuggewicht der letzten 3 Kalenderjahre aller in der EU neu zugelassenen LNF. Wie bei PKW-Neuzulassungen ist auch für LNF-Neuzulassungen eine Einschleifregelung vorgesehen, die allerdings um ein Jahr später eine 100%ige Einhaltung vorschreibt. Die Einhaltung der Grenzwertefunktion für LNF dürfte größere Herausforderungen bedeuten als die Einhaltung bei PKW, wenn sich nicht die Neuzulassungsanteile bei LNF in Richtung leichterer Kfz (Klasse N1-I) verschieben. In [32] wurden für eine Umsetzung des Kommissionsvorschlages KOM(2009) 593 die in Tabelle 2 dargestellten Abminderungen gegenüber der Trendentwicklung bestimmt. Tabelle 2: Änderung der spezifischen CO 2 -Emissionen der LNF-Neuwagenflotte in Österreich gegenüber dem Trend durch eine Umsetzung des Kommissionsvorschlages KOM(2009) 593 gemäß [32] Zulassungsjahr Änderung spez. CO 2 Seite 17 von 46

18 Spezifischer Verbrauch [Index: EURO III = 100%] INSTITUT FÜR VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINEN gegen Trend [%] % % % % Für die Berechnung der Flottenemissionswerte in Österreich wird im WEM-Szenario von einer Umsetzung des Kommissionsvorschlages ausgegangen und die in Tabelle 2 dargestellten Abminderungen auf die Trendentwicklung der Verbrauchswerte der Neuzulassungen angerechnet. Ab Modelljahr 2020 wird keine weitere Verbrauchsminderung unterstellt, da bislang kein entsprechender Beschluss absehbar ist. 2.8 Spezifische Verbrauchswerte SNF Für schwere Nutzfahrzeuge ist in der EU derzeit eine Studie in Arbeit, die ein Verfahren zur Messung der spezifischen CO 2 -Emissionen der gesamten Fahrzeuge erarbeiten soll. Dieses Verfahren soll Grundlage einer späteren, eventuellen Reglementierung der spezifischen CO 2 -Emissionen von SNF sein. Bisher werden bei SNF ja nur die Motoren alleine bezüglich der Schadstoffemissionen typgeprüft. CO 2 und Verbrauch werden dabei aber auch für die Motoren alleine nicht bewertet. Damit kann eine Limitierung der CO 2 -Emissionen für SNF kaum vor 2020 erwartet werden. Die spezifischen Verbrauchswerte der zukünftigen SNF-Neuzulassungen werden daher entsprechend dem Trend aus dem HBEFA V3.1, [35], eingesetzt. Dabei sind die Emissions- und Verbrauchsfaktoren bis inklusive EURO V durch Messdaten hinterlegt. Für EURO VI sind gegen EURO V nur geringe Verbrauchsabnahmen zu erwarten, da der NO x -Emissionsgrenzwert von EURO V auf EURO VI um 80% gesenkt werden wird. Die dafür notwendigen innermotorischen Maßnahmen (speziell hohe AGR- Raten und hohe Einspritzdrücke) wirken eher Verbrauch steigernd. Die Verbrauchsminderungen werden daher vorwiegend fahrzeugseitig erwartet. Abbildung 8 zeigt die Entwicklung der durchschnittlichen spezifischen Verbrauchswerte von Solo- LKW sowie Last- und Sattelzügen (fahrleistungsgewichtet). Busse wurden mit den gleichen relativen Verbrauchsabnahmen gerechnet. Nach Einführung von EURO VI wurde eine Verbrauchssenkung von 0,8% p.a. angenommen. 101% 100% 99% 98% 97% 96% 95% 94% 93% 92% 91% 90% Euro III Euro IV Euro V Euro VI Abbildung 8: Entwicklung der spezifischen Verbrauchswerte von SNF-Neuzulassungen in Österreich nach EURO-Klassengruppen im Trend (entspricht Szenario Basis ) Seite 18 von 46

19 3 Aktualisierung der Daten mit den statistischen Daten für das Jahr 2011 und für die Prognose Aktualisierung der Daten für das Jahr 2011 wurde mit den aus der Luftschadstoffinventur üblichen statistischen Daten für das Jahr 2011 durchgeführt. Es werden die wichtigsten Updates und Änderungen beschrieben. Allgemeiner Hinweis: Eine neue GLOBEMI Version (GLOBEMI_12.exe) wurde kompiliert um im Rai.aus File jeweils bei LNF und HDV nach der EURO6 Klasse noch weitere Klassen aktivieren zu können für die Prognosen. Durch die Neukompilierung ergeben sich geringfügige Rundungsunterschiede bei Bestand und Emissionen über die gesamte Zeitreihe da ein neuer Compiler verwendet werden musste (nur vereinzelt auch am Ergebnis sichtbar!). Änderungen gegenüber der OLI für 2009 [38] sind in die vorliegende Berechnung eingeflossen und bereits in der OLI für 2010 [39] angeführt. Hier die für die Prognose und den Vergleich der Vergangenheit relevanten Änderungen zusammengefasst, nähere Infos können dem mittlerweile abgeschlossenen Bericht der OLI für 2011entnommen werden [46]. Die OLI 2011 ( ) steht zum Zeitpunkt der Erstellung des WEM Szenarios ( ) noch nicht vollständig zur Verfügung. Für das Jahr 2011 waren die meisten statistische Daten bereits vorhanden. Folgenden Daten wurden bereits berücksichtigt beziehungsweise die Prognose aufgrund neuer Daten aus dem Jahr 2011 aktualisiert: Anpassung aller Bestandsdaten (GLOBEMI und GEORG) an aktuelle Daten 2011 der Statistik Austria [45][45]. Für Betriebsstunden in der Forstwirtschaft wurde der Holzeinschlag aktualisiert, für Landwirtschaft die Getreideproduktion (Quelle Gründer Bericht). Produktionsindex Industrie wurde lt. Daten der Statistik Austria aktualisiert Produktionsindex der Bauindustrie wurde aktualisiert. Die Prognose wurde an die WIFO Prognose des Bausektors angepasst, was eine deutliche Reduktion auf durchschnittlich 1,2 Prozentpunkte zum bisherigen Wachstum von 3 3,5 Prozentpunkte bedeutet. Update der tkm Donau Schifffahrt mittels Daten von der Homepage Statistik Austria für wurden lt. Vorgabefile des UBA in tkm übernommen. Aktualisierung der Energiebilanzdaten (Istwerte für den Kraftstoffabsatz in Österreich gemäß Statistik Austria für das Jahr 2011). Hinweis: Die Gesamtenergiemenge für die OLI bezieht sich ab OLI 2010 rückwirkend auf die Gesamtenergiemenge exklusive der Gesamtenergiemenge für Binnenschifffahrt (lt. Statistik Austria). Aktualisierung der spezifischen Verbrauchswerte von PKW (Anpassung des Realverbrauches [g/km] an die Istwerte aus dem CO 2 -Monitoring der Neuwagenflotte gemäß Statistik Austria für das Jahr 2011). Der weitere Trend wurde wie unten beschrieben angepasst. Die Bestandsdaten der Neuzulassungen Otto Lkw <3,5 t wurden im Jahr 2010 nach unten korrigiert, und die gesamte Zeitreihe bis 2030 auf geringere Ottoneuzulassungen angepasst. Durch das update der SNF Massen im Jahr 2010 wurde die Zeitreihe bis 2030 automatisch angepasst. Fahrleistungsverteilung (i.o./a.o./ab) blieb von zu [38] unverändert. Seite 19 von 46

20 Euro-2010/Liter INSTITUT FÜR VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINEN Prognose Datenbasis Für das Tool KEX (Details siehe 2.4) wurde BIP Real bis 2011 aktualisiert und ein BIP Wachstum im Prognosezeitraum von 1,5 % verwendet. Bevölkerungstrend und BIP Trend wurden wie in Tabelle 3 dargestellt verwendet. Tabelle 3: KEX Dateneingabe BIP Und Bevölkerung Jahr BIP-Real Bevölkerung Jahr BIP-Real Bevölkerung Index: Wert 2006 = 100% Index: Wert 2006 = 100% % 100.0% % 100.4% % 105.3% % 100.7% % 105.7% % 101.0% % 106.1% % 101.4% % 106.4% % 101.9% % 106.8% % 102.3% % 107.2% % 102.7% % 107.6% % 103.1% % 107.9% % 103.5% % 108.3% % 104.0% % 108.6% % 104.4% % 109.0% % 104.8% % 109.3% Die Kraftstoffpreisentwicklung wurde wie in Abbildung 9 angenommen. Einem stärkeren Anstieg bis 2015 folgt ein eher flacherer Verlauf geprägt durch Rohölpreisprognose und VPI lt. Inputdaten des WIFO. Kraftstoffexport ist durch ein konstantes Delta von 0,22 (brutto) bei Benzin und 0,143 (netto) bei Diesel zu den Nachbarländern festgelegt. Kraftstoffpreisbasis für 2012 waren Kraftstoffpreise der Nachbarländer lt. [41] und deren Gewichtung lt. [1]. Die Skalierung der Auslandspreise über den Prognosezeitraum erfolgte mit gleichem VPI Entwicklung wie Inlandskraftstoffpreise Diesel real (Euro-2010/Liter) Gasoline real (Euro-2010/Liter) Abbildung 9: Annahmen der Kraftstoffpreisentwicklung Seite 20 von 46

21 Spezifische Fahrleistungen wurden mittels KEX für PKW und LSZ angepasst. Weitere Fahrleistungen bleiben im Szenario-Zeitraum zu [38] unverändert. Die Jahre wurden in der KEX Prognose überschätzt. Aus diesem Grund wurde die Gesamtfahrleistung der LSZ für die KEX Eingabe für den Prognosezeitraum nachkalibriert. Dadurch wird auch der Trendänderung seit 2005 im Kraftstoffabsatz Rechnung getragen. Zugrunde liegt eine angenommene Strukturänderung im Fernverkehr ( mehr ausgeflaggt ). Es gibt dazu keine zusätzlichen Daten aus einer Erhebung Modellannahmen gelten als unsicher (für Details siehe 4.1). Nähere Beschreibung Ausflaggung : In der Vergangenheit konnte in der Österreichischen Transportwirtschaft eine starke Tendenz zur sog. Ausflaggung festgestellt werden. Demnach lagern Frächter und Transporteure ihre Geschäftstätigkeit nicht komplett ins Ausland aus, sondern lassen ihre Kraftfahrzeuge bzw. Anhänger in Ländern mit günstigeren Wettbewerbsbedingungen (sog. "flags of convenience" countries) registrieren. Laut einer empirischen Studie der WU Wien [47] wurde das Ausflaggen durch die EU-Erweiterung sowie durch die niedrigen Personalkosten, Kfz-Steuer und sonstige Fahrzeugkosten getrieben Umstände, die in wesentlich geringere Gesamtkosten ergeben als in Österreich. Durch die Wirtschaftskrise blieb der Ausflaggungstrend konstant bzw. steigend, da diese Strategie von der Österreichischen Transportwirtschaft v.a. im Fernverkehr als Notwendigkeit für das wirtschaftliche Überleben gesehen wird [47][48] betrug der Anteil ausgeflaggter Kraftfahrzeuge am Gesamtfuhrpark (Fernverkehr) von Unternehmern des Fuhrgewerbes mit über 20 Kraftfahrzeugen 36 %; für 2010 wurden in der Studie 44 % und für 2011 rund 51 % prognostiziert [47]. Laut einer EU-Verordnung, die den EU-weiten Zugang zum Markt des grenzüberschreitenden Güterkraftverkehrs regelt, ist beim Ausflaggen zudem eine physische Niederlassung im Ausland rechtliche Voraussetzung. Daher wird die Annahme unterstellt, dass bei diesen Niederlassungen auch getankt und somit ein Teil des Kraftstoffexports wieder ins Ausland verlagert wird, wodurch sich dieser in Österreich verringert. Im Jahr 2020 beträgt die Reduktion durch den unterstellten und empirisch belegten Strukturwandel der Österreichischen Transportwirtschaft rund 1,2 Mio. Tonnen CO 2 -Äquivalente. Bahnprognose: spezifischer Energieverbrauch wird aus der relativen Änderung der letzten beiden Jahre automatisch errechnet. Durch das Update der Daten und die dadurch auftretende Reduktion im Jahr 2011 um 25 GWh folgt eine Reduktion im Jahr 2030 um 34 GWh im Vergleich zur Energieprognose im Jahr 2009 [38]. Anpassung der Prognose Werte für die Kraftstoffbeimischung lt. Vorgaben UBA wie in Tabelle 4: Tabelle 4: Anteile an Gesamtenergie Kraftstoffe Anteile an Gesamtenergie Kraftstoffe [% der GWh von Benzin+Diesel in Blatt "Energie-Fossil"] Jahr fossiles Benzin fossiler Diesel Bioethanol Biodiesel Pflanzenöl BIO ETBE LPG Erdgas (CNG) Biogas H % 72.0% 0.5% 5.4% 0.2% 0.5% 0.5% 0.04% 0.00% 0.0% % 71.9% 0.4% 5.6% 0.2% 0.5% 0.5% 0.05% 0.00% 0.0% % 74.2% 0.5% 5.0% 0.1% 1.0% 0.5% 0.0% 0.0% 0.0% % 74.8% 0.5% 5.0% 0.1% 0.9% 0.4% 0.0% 0.0% 0.0% Seite 21 von 46

22 Stk. INSTITUT FÜR VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINEN % 75.2% 0.5% 5.0% 0.1% 0.9% 0.4% 0.0% 0.0% 0.0% % 75.5% 0.5% 4.9% 0.1% 0.9% 0.4% 0.1% 0.0% 0.0% % 75.7% 0.5% 4.8% 0.1% 0.9% 0.4% 0.1% 0.0% 0.0% % 75.4% 0.5% 5.4% 0.1% 0.9% 0.4% 0.1% 0.0% 0.0% % 75.1% 0.5% 6.0% 0.0% 0.9% 0.3% 0.1% 0.0% 0.0% % 75.0% 0.5% 6.3% 0.0% 0.9% 0.3% 0.1% 0.0% 0.0% % 75.2% 0.5% 6.4% 0.0% 0.9% 0.3% 0.1% 0.0% 0.0% % 75.5% 0.5% 6.3% 0.0% 0.9% 0.3% 0.1% 0.0% 0.0% % 75.8% 0.5% 6.3% 0.0% 0.8% 0.2% 0.1% 0.0% 0.0% % 76.1% 0.5% 6.3% 0.0% 0.8% 0.2% 0.1% 0.0% 0.0% % 76.4% 0.4% 6.2% 0.0% 0.8% 0.2% 0.1% 0.0% 0.0% % 76.7% 0.4% 6.2% 0.0% 0.8% 0.2% 0.1% 0.0% 0.0% % 77.0% 0.4% 6.2% 0.0% 0.8% 0.1% 0.1% 0.0% 0.0% % 77.3% 0.4% 6.1% 0.0% 0.8% 0.1% 0.1% 0.0% 0.0% % 77.6% 0.4% 6.1% 0.0% 0.8% 0.1% 0.1% 0.0% 0.0% % 77.9% 0.4% 6.1% 0.0% 0.8% 0.1% 0.1% 0.0% 0.0% % 78.2% 0.4% 6.1% 0.0% 0.7% 0.1% 0.1% 0.0% 0.0% Prognose Plug-In-Hybrid (PHEV) und Elektrofahrzeuge wurde vom UBA übernommen. Aufgrund der modellinternen Trennung von Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wurde der Bestand an PHEV in reine Elektro- und Verbrennungsmotorfahrzeuge aufgeteilt. Abbildung 10 zeigt den Verlauf des Pkw Gesamtbestands und wie das Wachstum der reinen Elektrofahrzeuge jenes der Pkw mit Verbrennungsmotor beeinflusst. Für Elektrofahrzeuge wurde eine Fahrleistung von 80 % der konventionellen Pkw angenommen. Die Fahrleistung von PHEV wurde zu 58 % den Elektrofahrzeugen zugeordnet. Der Bestand wurde nach diesen Annahmen fahrleistungsbezogen auf reine Elektrofahrzeuge und reine Verbrennungsfahrzeuge für den Modellinput von GLOBEMI aufgeteilt Fahrzeugbestand Pkw PKW E-PKW PKW mit ICE aus PHEV ges. PKW ohne E-PKW Abbildung 10: Verlauf Fahrzeugbestand Pkw für Seite 22 von 46

23 3.1 Unsicherheiten Es ist unbedingt zu beachten, dass die Luftschadstoffinventur immer erhebliche Unsicherheiten beinhaltet und das absolute Emissionsniveau des Verkehrs in Österreich damit nicht sicher beschrieben ist. Es sollten also keinesfalls feste Emissionsziele aus dem Datensatz abgeleitet werden, wie dies z.b. in der NEC Richtlinie erfolgte. Eine derartige Genauigkeit erlaubt derzeit weltweit sicher (noch) keine Schadstoffinventur. Besonders hervorzuhebende Unsicherheiten im derzeitigen Datensatz sind: Die Daten der automatischen Verkehrszählungen des Jahres 2011 geben kein Vollständiges Bild der Verkehrssituation in Österreich. Die Verwendung der Wachstumsraten erscheint als bestmögliche Annäherung. Ein teilweises Update auf die Emissionsfaktoren aus dem Handbuch Emissionsfaktoren (HBEFA V3.1) ist erfolgt. Gegenüber den insgesamt im nächsten Update des HBEFA zu erwartenden Messdaten für EURO 5 und 6 sind derzeit aber erst etwa 1/3 der Datenmenge vorhanden. Zu Emissionsfaktoren von LNF: hier gibt es wenige belastbare Messdaten, Updates könnten höhere Emissionsniveaus ergeben. Der Anteil von SNF mit EURO IV und EURO V Typisierung im österreichischen Straßenverkehr: dieser wird derzeit nicht systematisch erfasst. Auswertungen von Erhebungen auf Transitstrecken lassen einen relativ hohen Anteil dieser Kfz erwarten, der aber nicht auf gesamt Österreich übertragbar ist. Der Anteil von vorgezogenen EURO IV und EURO V ist in der Inventur derzeit Null. Von WKÖ und BMVIT wurden 2008 Erhebungen verfügbar gemacht, mit deren Einarbeitung in die Inventur würde das Emissionsniveau der SNF-Flotte voraussichtlich sinken. Aktuelle Erhebungen stehen derzeit für die Inventur nicht zur Verfügung. Die Emissionen im Off-Road Bereich: Hohe Unsicherheiten werden in diesem Sektor bei moderatem finanziellen Aufwand zur Erhebung auch in Zukunft bestehen bleiben. Auch im aktuellen Update, [28], stammen die Emissionsfaktoren vorwiegend aus Messungen im Typprüfzyklus. Da dieser bis Stufe III nur einzelne stationäre Lastpunkte im Kennfeld überwacht, besteht die Möglichkeit, in weiten Kennfeldbereichen verbrauchsoptimale Einspritzzeiten zu Lasten der NOx-Emissionen zu wählen. Damit wären die realen NO x -Emissionen der neueren Baujahre eventuell deutlich höher als die derzeitigen Emissionsfaktoren. Kaltstartzusatz- und Verdunstungsemissionen: für diese wurden in ARTEMIS und HBEFA neue Ansätze erarbeitet, die aber noch nicht in die Inventur übernommen wurden. Dies betrifft speziell die HC und CO-Emissionen. Ein Umstieg auf die aktuellen HBEFA Methoden soll in der Inventur erst mit Wechsel von GLOBEMI auf das Simulationstool NEMO erfolgen In den Berechnungen wurden noch keine E-2Räder, E-Busse, E-Lkw ect. berücksichtigt. Beispielsweise sind vom gesamten Zweirad Bestand (743429) derzeit ca. 0,5 % mit Elektroantrieb (3772) unterwegs. Diese Fahrzeugkonzepte sollen zukünftig durch den Umstieg auf das Modell NEMO mitberücksichtigt werden. Für 2-Räder wurde bisher keine Änderung der Fahrleistung angenommen. Das Update der Emissionsfaktoren GEORG enthält Unsicherheiten in der Zuordnung der Offroad Geräte hinsichtlich ihrer Leistungsklassen. Die Zuordnung wurde im Zuge des Updates durch Datenmangel und mittels Zeitknappheit vorerst nur abgeschätzt. Die Datenqualität könnte durch ausführliche Recherche bzw. Erhebung statistischer Daten weiter verbessert werden. Anmerkung zu Wachstumsraten: Aus einem Vergleich der Zählwerte von [54] und den GLO- BEMI Wachstumsraten aus den Berechnungen bis inklusive dem Jahr 2007, die aus einer Arbeit des Büros Trafico (Verkehr für das BMVIT) stammen, wurden Abweichungen festgestellt die nicht erklärbar sind. In Abbildung 11 sind die Abweichungen grafisch dargestellt. Die Abweichung sowie Methoden für zukünftige Updates der Verkehrsmengen in Österreich wären mit BMVIT und Trafico (jetzt Komobile) zu klären. Seite 23 von 46