Wirkung von Umweltzonen auf die Luftqualität Ein Versuch der Bewertung

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1 Wirkung von Umweltzonen auf die Luftqualität Ein Versuch der Bewertung Problem eines messtechnischen Nachweises Auswertungen von Messdaten für Ruhrgebiet Verkehrsmenge, Flottenzusammensetzung Modellierung Wiesbaden, HLUG, Prof. Dr. Peter Bruckmann

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3 Schwierigkeiten eines messtechnischen Nachweises der Wirksamkeit von Umweltzonen Ideal, nicht realisierbar: Näherung 1: Näherung 2: Gleiches Maßnahmengebiet im gleichen Zeitraum mit und ohne Umweltzonen Gleicher Zeitraum, aber unterschiedliche Städte mit und ohne Umweltzonen Gleiches Maßnahmengebiet, aber unterschiedliche Zeiträume mit und ohne Umweltzonen

4 Schwierigkeiten der Näherung 2 Hohe, z.t. meteorologisch bedingte Variabilität der Luftbelastung, messtechnische Unsicherheiten Unterschiedliche meteorologische Bedingungen in Vergleichszeiträumen, Trend der Hintergrundbelastung Vergleich längerer Zeiträume, aggregierte Daten (z.b. Jahreskenngrößen) Adjustierung durch Vergleichsstationen außerhalb Umweltzonen (additiv oder prozentual) UZ = (C ohne UZ, T1 C mit UZ, T2 ) (C Ref, T1 C Ref, T2 )

5 Übersicht bisher veröffentlichter Studien zur Wirksamkeit von Umweltzonen (1) Untersuchung Wirkung von Umweltzonen Zitat Citymaut, London: relative Änderungen an einer Verkehrsstation in Londoner Innenstadt zu Stationen außerhalb der Innenstadt, 22 km², 2001/2 versus 2003/4 Berlin, Mannheim, Stuttgart, Tübingen, Ludwigsburg Direkter Vergleich der Messdaten der UZ mit Vergleichsstädten ohne UZ (Unterschiede in Verkehrsstruktur und Verkehrsstärke Hannover: Veränderung der Luftbelastung an der Verkehrsstation Hannover, bezogen auf die Hintergrundbelastung 2008: 1. Stufe (ohne Plakette) keine signifikanten Änderungen der Luftqualität durch CCS an straßennaher Station. Modellierung: PM10-0,8 µg/m³, NO x -1,7 ppb, NO 2 +0,3 ppb Atkinson et al., 2011 keine Minderung Niedermaier, 2009 (ADAC-Studie) PM10 (JM): 1 µg/m³ NO 2 (JM): - NO 2 (JM):-4 µg/m³ Effekte nicht signifikant (PM10) bzw. ähnlich auch an anderen Verkehrsstationen (NO 2 ) Staatliches Gewerbeaufsichtsamt Hildesheim, 2010

6 Übersicht bisher veröffentlichter Studien zur Wirksamkeit von Umweltzonen (2) Untersuchung Wirkung von Umweltzonen Zitat München: Vergleich mit Referenzstation (Adjustierung), relative Veränderungen an 2 Verkehrsstationen in Umweltzonen gegenüber Referenzstationen außerhalb, Studiendauer: 4 Monate Berlin: Vergleich aggregierter Daten (Jahreskenngrößen), Adjustierung durch Hintergrundstationen, UZ 1. Stufe (2007 auf 2008) PM10: -9,8 % bis 12,3 % Keine Absenkung der PM10- Konzentrationen nach statistischer Berücksichtigung von Kovariablen Ruß (EC): % NO 2 : % PM10 aus reinen Immissionsdaten: Änderungen im Rahmen der Messunsicherheit (Jahresmittel), PM10, meteorologie- und verkehrsbereinigt, abgeleitet aus der PM2.5- Quellzuordnung und dem ermittelten Emissionsrückgang aufgrund der verbesserten Kfz- Flotte in 2009: -4,5 % oder 6-7 Überschreitungstage Köln: Vergleich aggregierter NO 2 : -0,7 µg/m³ (1,5 %) Cyris et al., Morfeld et al., 2011 Lutz et al., Rauterberg-Wulff et al. Bruckmann et al.

7 Übersicht bisher veröffentlichter Studien zur Wirksamkeit von Umweltzonen (3) Untersuchung Wirkung von Umweltzonen Zitat Köln: Vergleich aggregierter Daten (Jahreskenngrößen), Adjustierung durch Hintergrundstationen, UZ 1. Stufe (2007 auf 2008) Umweltzonen in 20 deutschen Städten, UZ Stufe 1 Auswertung von Einzelwerten (z. B. Halbstundenmitteln), Adjustierung durch Referenzstationen außerhalb UZ, additiver und multiplikativer Ansatz NO 2 : -0,7 µg/m³ (1,5 %) PM10: -2 µg/m³ (7 %), -10 Überschreitungstage Ergebnisse Ende 2011 Bruckmann et al. Morfeld et al.

8 Umweltzonen Ruhrgebiet Maßnahmengebiet: 8 Umweltzonen (230 km²) Maßnahme: Verkehrsverbote für Kfz ohne Plakette (SG1) ab Vergleichszeiträume: 2007 (ohne Umweltzonen) und 2009 (mit Umweltzonen) Messdaten: Jahreskenngrößen 2007, , 2007 : gemittelt über mehrere Messstationen gleichen Typs, z.b.: - Verkehrsstationen in UZ (5 x PM10, 12 x NO 2 ) - Hintergrund NRW (27 x PM10, 21 x NO 2 ) - Verkehrsstationen außerhalb UZ (3 x PM10, 17 x NO 2 )

9 Lage der Umweltzonen (schraffierte Gebiete, 230 km²) und Lage der Messstationen (Verkehr, Hintergrund) im Gebiet des Luftreinhalteplans Ruhr und im benachbarten Umland

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12 Adjustierter Effekt der Umweltzonen Ruhr ( ) Feinstaub (PM10): NO 2 : aggregiert: - 2,4 µg/m³ (JM) 16 ÜT (bezogen auf Verkehrsstationen außerhalb von Umweltzonen) - 2,1 µg/m³ (JM) 16 ÜT (bezogen auf Hintergrund) Einzelstationen: von 8 µg/m³ bis + 1 µg/m³ (JM) - 1,2 µg/m³ (JM) (bezogen auf Verkehrsstationen außerhalb von Umweltzonen) - 3,7 µg/m³ (JM) (bezogen auf Hintergrund) Einzelstationen: von 7,1 µg/m³ bis + 4,6 µg/m³

13 Entwicklung der Fahrleistung im Ruhrgebiet 2008 auf 2009 innerhalb UZ (Quelle AVISO) außerhalb UZ PKW -1,5 % -1,5 % snob -5,7 % -4,4 % Verkehrsleitsystem Ruhrpilot (77 Stellen): innerhalb UZ außerhalb UZ snob -7 % -4 % keine Verkehrsverdrängung (Verkehrszunahme) außerhalb UZ Messstellen der Verkehrsmenge im Plangebiet des Luftreinhalteplanes Ruhrgebiet. Rote Raute: Ruhrpilot; Blaues Dreieck: Dauerzählstelle; Grüne Fahne: LANUV-Messstelle

14 Trend der Flottenzusammensetzung im Ruhrgebiet (LRP) von (Quelle: KBA) 2008/2009, SG1 Ruhrgebiet NRW PKW -25 % -16 % lnfz -21 % -16 % snfzob -20 % -17 %

15 Modellierung der Wirkung der Umweltzonen Vorteile - Flächenhafte Aussage (gesamtes Straßennetz, 746 km) - Konstante Meteorologie und Hintergrundbelastung Methodik - IMMIS luft (IVU) - Kfz-Emissionen 2008, 2009 (HBEFA3.1) - Regionaler Hintergrund (2006) aus EURAD, kombiniert mit Messdaten - Urbaner Hintergrund: E-Kataster NRW (2004)

16 Modellierte Abnahme der lokalen Zusatzbelastungen durch den Straßenverkehr im betrachteten Straßennetz (746 km im Ruhrgebiet) innerhalb und außerhalb der Umweltzonen sowie Rückgang von Straßenabschnitten mit Grenzwertüberschreitungen im Ruhrgebiet Rückgang der lokalen Zusatzbelastungen Schadstoff im Ruhrgebiet innerhalb UZ außerhalb UZ Rückgang der Straßenabschnitte > GW im Ruhrgebiet km % NO 2-14 % - 15 % - 12 % 17,2 a) 43 PM10-10 % - 12 % - 10 % 19,1 b) 20 a) b) Straßenabschnitte > 40 µg/m³ (JM) Straßenabschnitte 30 µg/m³ (JM)

17 Berechnete Abnahme der Gesamtbelastung der NO 2 - und PM10-Jahresmittel (µg/m³) an charakteristischen Straßenabschnitten in den Umweltzonen von 2008 (ohne Umweltzonen) nach 2009 (mit Umweltzonen) bei konstanter Meteorologie und Hintergrundbelastung ( NO 2 : -1,7 µg/m³; PM10: -0,4 µg/m³)

18 Fazit Messtechnischer Nachweis der Wirkung UZ schwierig: - Kleine Differenz großer Zahlen - Unterschiedliche Vergleichszeiträume, Trends (Adjustierung) Für 8 UZ im Ruhrgebiet: - Aus adjustierten Messdaten PM10: -2,4 µg/m³ (JM); -16 ÜT NO 2 : -1,2 µg/m³ (JM) - Aus Modellierung: PM10: -0,4 µg/m³ (-19 km, Ruhrgebiet NO 2 : -1,2 µg/m³ (-17 km, Ruhrgebiet) Leitwirkung der UZ: schnellere Modernisierung der Flotte Kein Verdrängungsverkehr beobachtet