Luftreinhalteplan der Bezirksregierung Köln. für das Stadtgebiet Köln vom NRW. Bezirksregierung

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1 Luftreinhalteplan der Bezirksregierung Köln für das Stadtgebiet Köln vom Bezirksregierung Köln NRW.

2 Impressum Herausgeber: Bezirksregierung Köln, Zeughausstraße 2-10, Köln Telefon: Fax: Redaktionelle Bearbeitung und Gestaltung: Bezirksregierung Köln, Zeughausstraße 2-10, Köln Landesumweltamt NRW; Wallneyer Straße 6, Essen Druck und Bindung: Bezirksregierung Köln, Zeughausstraße 2-10, Köln Fotos: Bezirksregierung Köln, Zeughausstraße 2-10, Köln Landesumweltamt NRW; Wallneyer Straße 6, Essen weitere Informationen: Herr Iven Telefon: Herr Oppermann Telefon: Herr Dr. Arentz, Umweltamt der Stadt Köln Telefon:

3 Vorwort: Die Luftqualität in Nordrhein-Westfalen hat sich in den vergangenen Jahren deutlich verbessert. Industrie und Gewerbe haben große Anstrengungen zur Minderung von Luftschadstoffen unternommen. Dennoch reichen diese Anstrengungen nicht aus, um landesweit die anspruchsvollen europäischen Immissionsgrenzwerte für Stickstoffdioxid und Feinstaub einzuhalten. Im Frühjahr 2005 zeichnete sich aufgrund der Messergebnisse innerhalb der Stadt Köln ab, dass dort die Gefahr der Grenzwertüberschreitung des für das Jahr 2010 geltenden Grenzwertes für den Schadstoff Stickstoffdioxid besteht. Gemeinsam mit der Stadt Köln und dem Umweltministerium NRW haben wir entschieden, für das gesamte Kölner Stadtgebiet die Luftbelastung umfangreich zu untersuchen. Die Bezirksregierung Köln hat daraufhin eine Projektgruppe ins Leben gerufen mit dem Ziel, die Ursachen für die hohe Schadstoffbelastung zu ermitteln. Im Rahmen der Ursachenanalyse wurde neben dem Stickstoffdioxid auch die Feinstaub- und Benzolbelastung untersucht. Es hat sich erfreulicherweise gezeigt, dass in Köln die Benzolwerte, insbesondere auch im Kölner Süden im Bereich des Chemiegürtels deutlich unterhalb der zulässigen Grenzwerte liegen. Die Ergebnisse zur Feinstaubbelastung innerhalb Kölns lassen aber noch kein abschließendes Urteil zu. Hier ist noch Klärungsbedarf, ob die Feinstaubgrenzwerte überschritten werden. Es wurde aber festgestellt, dass der ab 2010 geltende Stickstoffdioxidgrenzwert heute großräumig erheblich überschritten wird. Als dominierender Verursacher wurde der Fahrzeugverkehr lokalisiert. Im Rahmen der Projektgruppensitzungen wurden 3

4 eine Reihe von Maßnahmen vorgeschlagen, um die Grenzwertüberschreitung zu verhindern. Die Umsetzung dieser Maßnahmen alleine reichen aber nicht aus, um die Belastung so weit zu reduzieren, dass der Grenzwert spätestens ab 2010 eingehalten wird. Deshalb sehe ich vornehmlich den Straßenverkehr in der Pflicht: Dieser hat - trotz der in den letzten Jahren erreichten Emissionsminderungen - immer noch einen wesentlichen Anteil vor allem an der Stickstoffdioxidbelastung. Dies macht verkehrsbeschränkende Maßnahmen unumgänglich. Aus diesem Grund wurde wie schon in anderen Großstädten wie beispielsweise in Berlin auch in Köln eine so genannte Umweltzone innerhalb des Stadtkerns festgelegt. In dieser Zone dürfen sich ab dem 1. Januar 2008 ausschließlich umweltfreundliche Fahrzeuge bewegen. Das heißt im Einzelfall: Fahrverbote für Kraftfahrzeuge bestimmter Schadstoffklassen. Mir ist bewusst, dass sowohl der Stadt Köln als auch allen Betroffenen in finanziell schwierigen Zeiten große Anstrengungen abverlangt werden. Aber die Maßnahmen sind erforderlich, um mittelfristig eine Senkung der Stickstoffdioxidbelastung innerhalb der festgelegten Umweltzone in Köln zu erreichen und so Gesundheitsgefahren für die Kölner Bürger zu vermeiden. Zudem bringt die frühzeitige Verabschiedung des Luftreinhalteplans der Stadt, den betroffenen Bürgern sowie den Gewerbetreibenden Planungssicherheit, so dass genügend Zeit für die Umsetzung aller Maßnahmen sowie Nachrüstung beziehungsweise Anschaffung neuer Fahrzeuge verbleibt. Der Weiterbetrieb der Messstationen des Landesumweltamts innerhalb des Kölner Stadtgebietes, aber auch weitere Luftschadstoffanalysen mittels so genannter Passivsammler werden in der Zukunft Auskunft darüber geben, inwiefern alle Anstrengungen ausreichen, um die Grenzwertunterschreitung sicherzustellen. Mit der Verabschiedung des Luftreinhalteplans Köln sind wir auf einem guten Weg, die Luft in Köln zu verbessern. Aber so notwendig der Luftreinhalteplan für die Kölner Bürger und weitere in der Umgebung von Köln liegenden Orte auch ist, darf er nicht dazu verleiten, zu glauben, dass mit kleinräumigen Luftreinhalteplänen das Problem grundsätzlich gelöst werden kann. Zwingend erforderlich ist es, durch Vorgaben 4

5 sowohl auf europäischer Ebene, als auch auf Bundes- und Landesebene zu einer Absenkung der Grundbelastung zu kommen. Beispielhaft sei hier deshalb auf die Förderung der Umrüstung von Fahrzeugen mit Partikelfiltern oder einen attraktiven ÖPNV verwiesen. Hier sind die ersten Entscheidungen auf Bundesebene gefallen, die Nachrüstung von Diesel-Fahrzeugen mit Partikelfilter zu subventionieren. Notwendig ist aber auch ein bewussterer Umgang eines jeden Einzelnen mit seinem Kraftfahrzeug. In den letzten Jahren wurden gerade in den Ballungsräumen große Anstrengungen unternommen, die Attraktivität des ÖPNV zu steigern, häufig ist auch das Fahrrad eine gute Alternative. Mit dem Luftreinhalteplan Köln ist ein erster zielgerichteter Schritt vollzogen worden, um die Schadstoffbelastung in Köln zu minimieren. Ich bedanke mich an dieser Stelle bei den Mitgliedern der Projektgruppe für ihre engagierte und konstruktive Mitarbeit. Nur so war es möglich, den Luftreinhalteplan Köln gemeinsam zu erstellen. Hans Peter Lindlar (Regierungspräsident) 5

6 Inhaltsverzeichnis Seite 1. Einführung, allgemeine Informationen Gesetzlicher Auftrag Grenzen des LRP Referenzjahr Mitglieder der Projektgruppe Umweltverträglichkeit Öffentlichkeitsbeteiligung Überschreitung von Grenzwerten Angaben zur Überschreitung Modus der Feststellung der Überschreitungen Feststellung durch Messung Feststellung durch Modellrechnung Beurteilung der Belastung durch Benzol Ort der Überschreitung Abschätzung der Größe des beaufschlagten Gebietes Abschätzung der Anzahl der unmittelbar betroffenen Menschen Gesundheitliche Bewertung der Schadstoffe Nutzung und Struktur des betroffenen Gebietes Konzentrationsniveau in früheren Jahren Analyse der Ursachen für die Überschreitung des Grenzwertes im Referenzjahr Schätzung des Hintergrundniveaus Regionales Hintergrundniveau Gesamt-Hintergrundniveau Beitrag lokaler Quellen zur Überschreitung der Grenzwerte Emittentengruppe Verkehr Emittentengruppe Industrie - genehmigungsbedürfige Anlagen Emittentengruppe Landwirtschaft Emittentengruppe nicht genehmigungsbedürftige Anlagen Emittentengruppe natürliche Quellen Sonstige Emittenten, auch Quellen außerhalb des Plangebietes Klimatologie Topographie Zusammenfassende Darstellung der relevanten Quellen und des jeweiligen Anteils an der Überschreitung Voraussichtliche Entwicklung der Belastung (Basisniveau) Zusammenfassende Darstellung der Entwicklung des Emissionsszenarios Quellen des regionalen Hintergrunds Regionale Quellen Lokale Quellen Erwartete Immissionswerte im Zieljahr Erwartetes regionales Hintergrundniveau Erwartetes Gesamthintergrundniveau Erwartete Belastung am Überschreitungsort Diskussionen über die Notwendigkeit weiterer Maßnahmen 62 6

7 5. Zusätzliche Maßnahmen zur Einhaltung der Grenzwerte Beschreibung zusätzlicher Maßnahmen Umweltzone Umweltsensitive Lichtsignalanlagen-Steuerung (LSA) Fördermittel Abwägung der Maßnahmen Auswirkungen der Maßnahmen auf die Lärmbelastung Vorgesehener Zeitplan Umweltzone Umweltsensitive LSA und weitere Maßnahmen Möglichkeiten der Erfolgskontrolle Umsetzungskontrolle Wirkungskontrolle Prognose des Belastungswertes für das Zieljahr Ausblick auf weitere mögliche und langfristig angelegte Maßnahmen Maßnahmen der Stadtentwicklung und des Städtebaus Förderung des Wohnens in der Stadt Anpassung und Erweiterung der LBauO-Pläne Stellplatzplanung bei Neubauten Stadtplanung als Steuerungselement Siedlungsentwicklung an leistungsfähigen Schienenachsen Bündelung von Frische-Einrichtungen im Frischelogistikzentrum Stärkung des Umweltverbundes Ausbau und Attraktivierung des ÖPNV Weitere Maßnahmen zur Attraktivierung des ÖPNV Vorrangschaltung für den ÖPNV Förderung Car Sharing Förderung des nicht-motorisierten Verkehrs Verkehrsmanagement und Parkraumbewirtschaftung Verkehrssteuerung Punktuelle Straßenbaumaßnahmen Verkehrsempfehlungen IT-basierte Nutzerbeeinflussung Tempo 30-Zonen Parkraumbewirtschaftung Maßnahmen des Güterverkehrs Verfeinerung Lkw-Führungskonzept und Kommunikation Gleisanschlüsse von Gewerbegebieten Ausbau der Verkehrsinfrastruktur Verbesserung im Lieferverkehr, Lkw-Ladezonen Verdrängung übergeordneter Lkw-Verkehre aus dem innerstädtischen Netz Ausbau der regionalen Straßeninfrastruktur Sonstige Maßnahmen Temporäre Schwerpunktentlastung Förderung der Umrüstung von Fahrzeugen auf umweltfreundliche Technik Stromversorgung für Liegeplätze im Schiffsverkehr Zusammenfassung Abkürzungsverzeichnis Glossar 111 7

8 1. Einführung, allgemeine Informationen 1.1 Gesetzlicher Auftrag Die europäische Gesetzgebung hat mit der EU-Rahmenrichtlinie zur Luftqualitätsüberwachung (EG-RL 96/62) und zwei weiteren so genannten Tochterrichtlinien Luftqualitätsziele zur Vermeidung oder Verringerung schädlicher Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt festgelegt. Die Beurteilung der Luftqualität hat in den Mitgliedstaaten der EU nach einheitlichen Methoden und Kriterien zu erfolgen. Die Umsetzung dieser Richtlinien in deutsches Recht erfolgte im Herbst 2002 durch die Anpassung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) und der 22. Verordnung zum BImSchG. Als Folge gelten in Deutschland und allen anderen EU-Mitgliedsstaaten wesentlich schärfere Grenzwerte für die wichtigsten Luftschadstoffe; außerdem wurden die Möglichkeiten von Verkehrsbeschränkungen zur Reduzierung der Luftschadstoffbelastung erweitert und die Überwachung der Luftqualität neu gefasst. Zudem wurden weitere Neuerungen verabschiedet. Dazu gehört unter anderem die Pflicht zur Unterrichtung der Öffentlichkeit, die Verpflichtung auf einen integrierten Ansatz zum Schutz von Luft, Wasser und Boden sowie die Auflage, dass für die anderen EU- Mitgliedstaaten keine weiteren Beeinträchtigungen entstehen dürfen. Mit der Umsetzung der EU-Richtlinien zur Luftqualität besteht in Nordrhein-Westfalen die Verpflichtung, die Belastungssituation im Gebiet von NRW regelmäßig durch Messung oder Modellrechnung zu ermitteln und zu beurteilen. Wird eine unzulässig hohe Luftbelastung festgestellt, so ist ein Luftreinhalteplan (LRP) oder bei Überschreitung schon geltender Grenzwerte ein Aktionsplan aufzustellen. Bei Überschreitungen der in der 22. BImSchV festgelegten Immissionsgrenzwerte einschließlich Toleranzmarge verpflichtet 47 Abs.1 BImSchG die zuständige Behörde, einen Luftreinhalteplan aufzustellen. Luftreinhaltepläne sollen dafür sorgen, die Luftbelastung dauerhaft so zu verbessern, dass der Grenzwert eingehalten werden kann. 8

9 Werden bestehende Immissionsgrenzwerte überschritten oder besteht die Gefahr, dass bestehende Immissionsgrenzwerte überschritten werden, sind nach 47 Abs. 2 BImSchG Aktionspläne erforderlich. Aktionspläne sollen nach dem Inkrafttreten eines Immissionsgrenzwertes durch geeignete Maßnahmen die Gefahr der Grenzwertüberschreitung verringern oder den Zeitraum von Überschreitungen verkürzen. Die Erstellung eines Luftreinhalteplanes nach 47 Abs. 1 BImSchG muss innerhalb eines festgelegten Zeitfensters geschehen: Im Jahr nach Feststellung einer Überschreitungssituation muss der EU-Kommission berichtet werden; bis zum Ende des dritten Quartals des Folgejahres ist dann spätestens ein Luftreinhalteplan zu erstellen. Gegenstand eines solchen Luftreinhalteplans sind die Beschreibung der Überschreitungssituation, die Verursacheranalyse, die Betrachtung der voraussichtlichen Entwicklung der Belastungssituation sowie die Erarbeitung von Maßnahmen. Ziel ist es, die festgelegten Grenzwerte für Luftschadstoffe zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht mehr zu überschreiten bzw. dauerhaft zu unterschreiten. Muss aufgrund der Belastung ein Luftreinhalteplan erstellt werden, sind die Ursachen für die Überschreitung der Immissionsgrenzwerte und die Verursacheranteile (bezogen auf die Emittentengruppen) zu ermitteln. Bei der Erstellung des Plans sind alle potenziell betroffenen Behörden, Firmen und Einrichtungen durch die Bildung einer Projektgruppe einzubeziehen (z. B. Kommunen, Umweltverbände, Straßenverkehrsbehörden, Straßenbaulastträger, IHK etc.). Da die Fachbehörden gegebenenfalls für die Umsetzung der Maßnahmen zuständig sind, ist eine enge Abstimmung des Planinhaltes erforderlich. Bei Maßnahmen im Straßenverkehr ist ein Einvernehmen mit den zuständigen Straßenbau- und Straßenverkehrsbehörden erforderlich ( 47 Abs. 4 BImSchG). Planaufstellende Behörde ist in NRW die jeweilige Bezirksregierung. Sie ist zuständig für die Gebietsabgrenzung der Pläne, die Prüfung der Verhältnismäßigkeit der Maßnahmen, die Koordination der Tätigkeit der verschiedenen Behörden einschließlich der Herstellung des Einvernehmens der Behörden, die Beteiligung der Öffent- 9

10 lichkeit, die Festschreibung der zu treffenden Maßnahmen und letztlich die Veröffentlichung des Luftreinhalteplanes. Die Arbeiten zur Ermittlung der Luftschadstoff-Emissionen und zur Beurteilung der Luftqualität (Immission), die Ursachenanalyse sowie die Emissions- und Immissionsprognosen werden federführend vom Landesumweltamt NRW mit Unterstützung der betroffenen Kommune durchgeführt. Für die Entwicklung von Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität sind alle potenziellen Emittenten zu betrachten und entsprechend ihrem Verursacheranteil nach dem Grundsatz der Verhältnismäßigkeit zu Minderungsmaßnahmen heranzuziehen. Seit der Umsetzung der EU-Richtlinien in nationales Recht ist es auch möglich, für den Verkehrsbereich Maßnahmen anzuordnen. Die Planumsetzung erfolgt durch die zuständigen Fachbehörden, Kommunen, Staatlichen Umweltämter (StUÄ), Bergämter und/oder die Bezirksregierung. Diese müssen auch die Maßnahmen durchsetzen und die Umsetzung überwachen. Die Maßnahmen sollen in einem definierten Zeitraum überprüfbare Erfolge zeigen; dies wird durch die EU-Kommission überprüft werden. 10

11 1.2 Grenzen des Luftreinhalteplanes Ein Luftreinhalteplan umfasst im Regelfall ein exakt umschriebenes Plangebiet. Das Plangebiet setzt sich zusammen aus dem Überschreitungsgebiet für den jeweiligen Luftschadstoff und dem so genannten Verursachergebiet. Das Überschreitungsgebiet ist das Gebiet, für das aufgrund der Erhebung der Immissionsbelastung oder der technischen Bestimmung von einer Überschreitung des Grenzwertes (bzw. der Summe aus Grenzwert und Toleranzmarge) auszugehen ist. Das Verursachergebiet ist das Gebiet, in dem die Ursachen für die Grenzwert- bzw. oben genannte Summenwertüberschreitungen lokalisiert sind; im Regelfall ist dies auch der Bereich, in dem Minderungsmaßnahmen zur Einhaltung des Grenzwertes durchgeführt werden. Nachdem an der Messstation Neumarkt Grenzwertüberschreitungen durch Messungen des Umweltamtes der Stadt Köln sowie an anderen Messstellen innerhalb des Stadtgebietes festgestellt wurden, wurde durch eine Vereinbarung zwischen der Stadt Köln, dem Umweltministerium NRW und der Bezirksregierung Köln einvernehmlich entschieden, den Luftreinhalteplan Köln auf das gesamte Gebiet der Stadt Köln auszudehnen. 11

12 Abb. 1.1: Plangebiet Luftreinhalteplan Köln; Quelle: Stadt Köln, Umweltamt 12

13 Es wurden insgesamt neun Belastungsschwerpunkte untersucht, die an stark verkehrsexponierten Straßenabschnitten auf dem Kölner Stadtgebiet verteilt sind. In der folgenden Karte (Abb. 1.2) sind Messstellen dargestellt, deren Ergebnisse zur Ermittlung der Immissionssituation in Köln herangezogen wurden. Abb. 1.2: Immissionsmessstellen in Köln; Quelle: Stadt Köln, Umweltamt 13

14 1.3 Referenzjahr Die Aufstellung des Luftreinhalteplans Köln erfolgt aufgrund von Immissionsmessungen im Jahr 2003 durch das Messnetz der Stadt Köln an den Standorten Merkenich, Eifelwall, Neumarkt, Godorf, und Zündorf sowie durch das Landesumweltamt NRW an den Messstellen des kontinuierlichen Messnetzes in Köln-Rodenkirchen und Chorweiler. An dem verkehrsexponierten Standort Neumarkt ergaben die städtischen Messungen eine Überschreitung des Grenzwertes plus Toleranzmarge für NO 2. An weiteren Standorten wurden Hinweise auf wahrscheinliche Grenzwertüberschreitungen für NO 2 ermittelt, die die Notwendigkeit der Aufstellung eines Luftreinhalteplanes unterstrichen. 1.4 Mitglieder der Projektgruppe Die Bezirksregierung Köln hat zur Begleitung der Aufstellung des Luftreinhalteplans eine Projektgruppe eingerichtet. Unter der Leitung der Bezirksregierung fanden acht Sitzungen statt, bei denen die Mitglieder der Projektgruppe Gelegenheit hatten, Erfahrungen und Anregungen in den Luftreinhalteplan einfließen zu lassen. Im Rahmen dieser Projektgruppe wurden folgende Behörden, Firmen und Institutionen an der Aufstellung dieses Luftreinhalteplans beteiligt: Bezirksregierung Köln Stadt Köln (Umwelt- und Verbraucherschutzamt, Amt für Straßen und Verkehrstechnik, Gesundheitsamt, Amt für Stadtentwicklung und Statistik) Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen Staatliches Umweltamt Köln Polizei Köln Industrie- und Handelskammer zu Köln 14

15 Verband der Chemischen Industrie e. V. (VCI), Landesverband Nordrhein- Westfalen ChemCologne Verband Spedition und Logistik Nordrhein e. V. Verband Güterkraftverkehr und Logistik (VGL) Nordrhein e. V. Kölner Verkehrsbetriebe AG (KVB) AWB Abfallwirtschaftsbetriebe Köln GmbH & Co. KG Deutsche Post AG / DHL Einzelhandelsverband Deutscher Städtetag Taxi Ruf Köln e. G. UPS Deutschland Naturschutzbund NABU, Landesverband Nordrhein-Westfalen e. V. Zudem wurden in einer weiteren Arbeitsgruppe Flottenverband die Belange diverser Betriebe, die einen größeren Fahrzeugpark besitzen und diesen innerhalb des Kölner Stadtgebietes betreiben, thematisiert, so dass deren Belange auch in dem Luftreinhalteplan berücksichtigt wurden. 1.5 Umweltverträglichkeit Eine Pflicht zur Durchführung einer Strategischen Umweltprüfung (SUP) besteht nicht. Der Luftreinhalteplan macht keine verbindlichen bauplanungs- oder bauordnungsrechtlichen Vorgaben für die Genehmigung von in der Anlage 1 zum UVPG aufgelisteten Vorhaben, bei denen eine SUP durchzuführen wäre. Auch andere rechtliche Vorgaben sind durch die Einführung des Luftreinhalteplans nicht zwingend bei der Genehmigung der Vorhaben anzuwenden. Dies gilt sowohl für die Einführung der Umweltzone als auch für die Empfehlungen zur Durchführung weiterer städtebaulicher Maßnahmen. Der Luftreinhalteplan wird auch keine erheblichen Umweltauswirkungen haben und begründet auch aus diesem Grund keine Pflicht zur Durchführung einer Strategischen Umweltprüfung. 15

16 1.6 Öffentlichkeitsbeteiligung Gemäß 47, Abs. 5 BImSchG ist die Öffentlichkeit bei der Aufstellung eines Luftreinhalteplanes zu beteiligen. Die Aufstellung des Luftreinhalteplans Köln wird im Amtsblatt der Bezirksregierung Köln und in den verbreiteten Tageszeitungen der Stadt Köln bekannt gemacht. Die öffentliche Auslegung des Planentwurfs erfolgte vom 29. August 2006 bis 28. September 2006 beim Oberbürgermeister der Stadt Köln und bei der Bezirksregierung Köln. Zudem konnte der Entwurf auf den Internet-Seiten der Bezirksregierung und der Stadt Köln eingesehen werden. Der Entwurf wurde weiterhin den Mitgliedern der Projektgruppe sowie allen interessierten Bürgern auf Anfrage zur Verfügung gestellt. Im Rahmen der Auslegung nutzten zahlreiche Bürgerinnen und Bürger die Möglichkeit, sich mit eigenen Beiträgen in das Verfahren einzubringen. Neben konkreten Nachfragen zur eigenen Betroffenheit wurden im wesentlichen folgende Gesichtspunkte vorgetragen: 1. Anregungen Ausnahmeregelungen für Oldtimer-Fahrzeuge Ausnahmeregelungen für Anwohner und Unternehmen mit Sitz innerhalb der Umweltzone sowie weitere Betroffene Ausdehnung der Maßnahmen auf die Schifffahrt,,die Industrie, Feuerungsanlagen und andere Emittentengruppen Vorschläge zur Ausweitung der Umweltzone auf weitere, stark belastete Straßen und Stadtviertel Verstetigung des Verkehrsflusses durch Optimierung der Ampelschaltungen Weiterreichende Maßnahmen zur Optimierung der Luftqualität 2. Bedenken Zweifel an der Wirksamkeit der vorgesehenen Maßnahmen 16

17 Zweifel an der Seriosität der getroffenen Annahmen Befürchtete Schwierigkeiten im Hinblick auf im Ausland zugelassene Fahrzeuge Nachfragen hinsichtlich der Kosten einerseits und der Förderfähigkeit von Maßnahmen andererseits Einige dieser Vorschläge und Anregungen werden im Luftreinhalteplan Köln berücksichtigt. Insbesondere wurde eine Regelung für Ausnahmen in den Plan aufgenommen, um u.a. nicht beabsichtigte Härtefälle vermeiden zu können. Der übrige Teil wird durch die beteiligten Behörden ggf. noch weiter zu überprüfen sein und wird - soweit möglich - bei der Fortschreibung des Plans Berücksichtigung finden. Im Rahmen des Beteiligungsverfahrens erteilte die Stadt Köln als zuständige Straßenbau- und Straßenverkehrsbehörde mit Stellungnahme vom gemäß 47, Abs. 4, S. 2 BImSchG ihr Einvernehmen zu dem vorgelegten Entwurf. Der aufgestellte Luftreinhalteplan Köln wird sowohl im Internetangebot der Bezirksregierung Köln als auch im Webauftritt der Stadt Köln veröffentlicht und interessierten Bürgerinnen und Bürgern auf Anfrage zur Verfügung gestellt. 17

18 2. Überschreitung von Grenzwerten 2.1 Angaben zur Überschreitung Im Jahr 2003 wurde am Neumarkt in Köln für Stickstoffdioxid der ab 2010 gültige Grenzwert für den Jahresmittelwert von 40 µg/m 3 überschritten. Die Messungen der Stadt Köln ergaben einen Jahresmittelwert für Stickstoffdioxid von 58 µg/m 3, so dass auch der zulässige Toleranzbereich (Grenzwert + Toleranzmarge = 54 µg/m 3 ) für das Jahr 2003 überschritten wurde. Die nachfolgende Tabelle 2.1 gibt einen Überblick über die Belastung am Neumarkt im Jahr Die Grenzwerte und zulässigen Toleranzbereiche sind zum Vergleich ebenfalls in der Tabelle enthalten. Schadstoff Grenzwert Toleranzbereich 2003 (Grenzwert + Toleranzmarge) Belastung 2003 Stickstoffdioxid Jahresmittelwert: Jahresmittelwert: Jahresmittelwert: 40 µg/m 3 54 µg/m 3 58 µg/m 3 Tab. 2.1: Im Jahr 2003 ermittelte Grenzwertüberschreitungen für Stickstoffdioxid am Neumarkt in Köln; Quelle: LUA NRW Auslöser für die Aufstellung des Luftreinhalteplans Köln ist die Überschreitung des NO 2 -Grenzwertes + Toleranzmarge Um einen Überblick über die Belastungssituation an verschiedenen Verkehrsadern der Stadt Köln zu gewinnen, werden seit Mai 2005 neben den kontinuierlichen Messungen an Hauptverkehrsstraßen zusätzlich orientierende Messungen mittels NO 2 - Passivsammlern durchgeführt. Die Messdaten dienen der Absicherung der in Tabelle 2.2 aufgeführten Modellrechnungen an den Belastungsschwerpunkten und sind dort dargestellt. 18

19 Im Hinblick auf Feinstaub (PM 10 ) beträgt der Grenzwert für den Jahresmittelwert e- benfalls 40 µg/m 3. Der Tagesmittelwert von 50 µg/m 3 darf pro Jahr höchstens 35 Mal überschritten werden. Die in diesem Plan vorgestellten Messwerte für PM 10 weisen zwar darauf hin, dass diese den Grenzwert in Köln voraussichtlich einhalten werden. Da aber auch hier zum Teil erhöhte Werte festzustellen sind, wird die PM 10 -Situation durch diesen Luftreinhalteplan ergänzend nachrichtlich dargestellt und durch kontinuierliche Messungen weiter beobachtet. Insbesondere vor dem Hintergrund der Situation in Rodenkirchen, wo die errechneten Werte zurzeit eine abschließende Beurteilung nicht zulasssen, wird die Feinstaubbelastung Gegenstand weiterer Untersuchungen und Messungen sein, die bei der Fortschreibung dieses Plans zu berücksichtigen sein werden. 2.2 Modus der Feststellung der Überschreitung Feststellung durch Messung Wie oben dargestellt, wurden die Stickstoffdioxid-Überschreitungen durch Messungen der Stadt Köln an der Messstation Neumarkt/Gesundheitsamt (EU-Code DENWS03) festgestellt. Das Messgerät stand bis zum im Gebäude des Gesundheitsamtes der Stadtverwaltung Köln und hatte die Ansaugung auf der Höhe Hausnummer 19. Es handelt sich um eine Verkehrsmessstation im Innenstadtbereich der Stadt Köln. Die durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke am Neumarkt, auch DTV-Wert genannt, beträgt ca Kfz/24h, die zulässige Höchstgeschwindigkeit 50 km/h. Die Straße ist im Bereich der Messung geschlossen bebaut, weist allerdings auf der gegenüberliegenden Seite keine Bebauung auf. Der Probeneinlass der Messstation für Stickstoffdioxid befand sich in einer Höhe von ca. 3,5 m. Die Messdaten wurden kontinuierlich erfasst. Die Verfügbarkeit der Daten lag für die Jahre 1999 bis 2003 zwischen 90 % und 95 %. In der folgenden Abbildung ist die genaue Lage der Messstelle der Stadt Köln sowie des Passivsammlers des Landesumweltamtes dargestellt: 19

20 Abb. 2.1: Lage der Messstelle der Stadt Köln (2003) und des Passivsammlers (LUA, 2005) am Neumarkt in Köln; Quelle: LUA NRW Feststellung durch Modellrechnung Im Zuge der Erstellung dieses Luftreinhalteplans wurden zur Ermittlung von weiteren Belastungsschwerpunkten der Luftqualität computerunterstützte Modellrechnungen (sog. Screening-Untersuchungen) durchgeführt. Mit Hilfe dieser Berechnungen wurden insgesamt neun Belastungsschwerpunkte festgelegt, an denen die Luftqualität detailliert ermittelt wurde. Tabelle 2.2 führt diejenigen Belastungsschwerpunkte und die dort ermittelten PM 10 - und NO 2 -Konzentrationen auf, für die zwischenzeitlich zusätzlich auch belastbare Messergebnisse vorliegen. 20

21 orientierende Messungen Modellrechnungen Belastungsschwerpunkte NO 2 Mittelwerte [µg/m 3 ] NO 2 Mittelwerte [µg/m 3 ] PM 10 Mittelwerte [µg/m 3 ] Clevischer Ring Neumarkt Justinianstraße Tunisstraße Turiner Straße Hohenstaufenring Tab. 2.2: NO 2 - und PM 10 -Konzentrationen an Belastungsschwerpunkten, Ergebnisse von Modellrechnungen. Zum Vergleich sind die Ergebnisse der orientierenden Messungen durch Passivsammler im Messzeitraum bis dargestellt; Quelle: LUA NRW In der nachfolgenden Abbildung 2.2 sind für das Kölner Stadtgebiet die Belastungsschwerpunkte (so genannte Hotspots) dargestellt, für die Luftqualität detailiert untersucht wurde bzw. zurzeit noch weiterhin untersucht wird: 21

22 Abb.2.2.: Belastungsschwerpunkte im Kölner Stadtgebiet (so genannte Hotspots); Quelle: LUA NRW Beurteilung der Belastung durch Benzol Im Zuge der Erstellung dieses Luftreinhalteplans wurden durch das LUA NRW an zehn Messpunkten die Belastung durch den Schadstoff Benzol ermittelt. Dabei wur- 22

23 den Messungen mit Passivsammlern an sieben Hauptverkehrsstraßen und an drei Stellen im durch die Petrochemie geprägten Kölner Süden durchgeführt. Im Zeitraum von Mai 2005 bis Dezember 2005 wurde an keinem Standort mehr als 5 µg/m³ Benzol gemessen, was dem Grenzwert entspricht, der ab 2010 einzuhalten ist. Es zeigt sich allerdings, dass die Messstelle Godorf mit 4,1 µg/m³ deutlich höher belastet ist als die anderen Standorte, was auf den Einfluss der petrochemischen Anlagen und Verladetätigkeiten hindeutet. Tabelle 2.3 führt die Belastungsschwerpunkte und die dort ermittelten Benzol-Konzentrationen auf. Benzol Mittelwerte [µg/m 3 ] Clevischer Ring 3,6 Neumarkt 2,2 Justinianstraße 2,5 Tunisstraße 2,0 Turiner Straße 2,3 Hohenstaufenring 2,4 Neusser Str. 2,3 Godorf 4,1 Langel 1,6 Sürth 1,5 Grenzwert (2010) 5 Tab. 2.3: Die Benzol-Konzentrationen an den Belastungsschwerpunkten sind die Ergebnisse der Messungen durch Passivsammler im Messzeitraum bis ; Quelle: LUA NRW Um weiterhin zu überprüfen, ob die Benzol-Grenzwerte dauerhaft eingehalten werden, wird das Landesumweltamt auch zukünftig Messungen an den oben genannten Messstellen durchführen. 23

24 2.3 Ort der Überschreitung Abschätzung der Größe des beaufschlagten Gebietes Kenntnisse über die Luftqualität in Köln liegen für nahezu alle Belastungsschwerpunkten vor. Hier sind zum Teil Grenzwertüberschreitungen durch Messungen festgestellt worden. Aufgrund des bereits vergleichsweise hohen Gesamthintergrundniveaus kann nicht ausgeschlossen werden, dass es noch weitere Orte mit hohen Belastungen gibt, beispielsweise im Straßenraum zwischen hoher Bebauung. Außerhalb von diesen so genannten Straßenschluchten dürfte die Belastung unterhalb der Grenzwerte liegen. Für die Betrachtungen im Rahmen dieses Luftreinhalteplans wird daher davon ausgegangen, dass es im gesamten Innenstadtbereich verteilt Gebiete mit erhöhten Immissionsbelastungen oder sogar Grenzwertüberschreitungen gibt. Somit ist das gesamte Gebiet der Innenstadt von ca. 15 km² als beaufschlagtes Gebiet zu betrachten. Die Abgrenzung dieses Gebietes entspricht der in Kapitel 5 beschriebenen Umweltzone (siehe Abbildung 5.1) Abschätzung der Anzahl der betroffenen Menschen Die Einwohnerzahl Kölns beträgt insgesamt 1,02 Mio. (Stand Anfang 2006). Davon leben ca Einwohner im Stadtbezirk Innenstadt. In Köln waren ca sozialversicherungspflichtig Beschäftigte registriert (Stand 2004). In die Stadt pendeln täglich ca Menschen ein und ca aus. Aufgrund der Attraktivität der Stadt wird Köln jährlich von ca. 2,33 Mio. Gästen/Touristen besucht. All diese Menschen sind als Betroffene anzusehen. Krankenhäuser, Kindergärten, Alten- und Pflegeheime sind als Orte besonders schützenswerter Nutzung in die Betrachtungen mit eingeschlossen. 24

25 2.3.3 Gesundheitliche Bewertung der Schadstoffe Feinstaub (PM 10 ) Bei den luftgetragenen Partikeln PM 10 handelt es sich um Partikel mit einem Durchmesser 10 µm. Sie gelangen durch Nase und Mund in die Lunge, wo sie je nach Größe bis in die Hauptbronchien oder Lungenbläschen transportiert werden können. PM 10 leistet nach derzeitigem wissenschaftlichen Kenntnisstand einen Beitrag zu schädlichen Gesundheitseffekten beim Menschen. Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen sind dabei am wichtigsten. Für PM 10 kann nach aktuellem Kenntnisstand kein Schwellenwert benannt werden, bei dessen Unterschreiten langfristige Wirkungen auf den Menschen ausgeschlossen werden können. Eine Langzeit-Exposition über Jahre oder Jahrzehnte kann ebenso mit ernsten gesundheitlichen Auswirkungen verbunden sein. Auswirkungen von PM 10 wurden insbesondere für Atemwegserkrankungen und das Lungenwachstum gefunden. Auch gibt es Hinweise für eine erhöhte Lungenkrebssterblichkeit. Ergebnisse aus epidemiologischen Untersuchungen erhärten insgesamt den Verdacht, dass gesundheitliche Effekte teilweise auf die alleinige Wirkung von Partikeln (u. a. PM 10 ) bzw. deren Kombination mit anderen gasförmigen Luftschadstoffen zurückzuführen sind. Toxikologische Untersuchungen (u. a. Tierversuche) konnten allerdings bislang noch nicht die Frage beantworten, welche Partikeleigenschaften und welche toxikologischen Mechanismen die Ursache für die beobachteten statistischen Verknüpfungen zwischen Partikeln und gesundheitlichen Effekten sind. In einer Gesundheitsstudie 1, die auf Daten aus den Jahren 1999 und 2000 zurückgreift, wurden humanmedizinische Wirkungsuntersuchungen durchgeführt. Ziel der Studie war die Überprüfung möglicher Belastungen mit Umweltschadstoffen und potentiellen Gesundheitseffekten im Zusammenhang mit der spezifischen Immissionssituation u. a. in Duisburg-Nord. 1 Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen, Fachbericht 5/2004: Humanmedizinische Wirkungsuntersuchungen innerhalb kleinräumiger Belastungsareale mit umschriebenen Belastungsschwerpunkten ( HotSpot - Untersuchungen) 25

26 Stickstoffdioxid (NO 2 ) Stickstoffoxide (NO und NO 2 ) entstehen in der Regel als unerwünschte Nebenprodukte bei Verbrennungsvorgängen. Die mit dem Abgas emittierte Menge an Stickstoffoxiden hängt dabei nicht nur von der im Brennstoff vorhandenen Menge an stickstoffhaltigen Komponenten ab, sondern vor allem von den Verbrennungsbedingungen selbst. Stickstoffoxide aus Verbrennungsvorgängen werden überwiegend als Stickstoffmonoxid (NO) emittiert. In der unteren Atmosphäre wird Stickstoffmonoxid durch Ozon (O 3 ) und andere reaktive Luft-Komponenten rasch zu Stickstoffdioxid (NO 2 ) umgesetzt. Aus diesem Grund treten erhöhte Stickstoffmonoxidkonzentrationen hauptsächlich in der Nähe von Emittenten auf, während Stickstoffdioxid auch über größere Strecken transportiert werden kann. Stickstoffmonoxid kann auch durch Luftsauerstoff direkt zu Stickstoffdioxid oxidiert werden. Als Reizgas mit stechend-stickigem Geruch wird NO 2 bereits in geringen Konzentrationen wahrgenommen. Die Inhalation ist der einzig relevante Aufnahmeweg. Die relativ geringe Wasserlöslichkeit des NO 2 bedingt, dass der Schadstoff nicht in den oberen Atemwegen gebunden wird, sondern auch in tiefere Bereiche des Atemtrakts (Bronchiolen, Alveolen) eindringt. Bereits bei relativ niedrigen Konzentrationen kommt es zu einer akuten Erhöhung der Atemwegswiderstände. Diese Akutwirkung bildet sich allerdings nach Beendigung der Exposition rasch zurück. Längerfristige, intensive Belastungen können zu Behinderungen des Gasaustausches, zu Entzündungsreaktionen und zu Beeinträchtigungen der Infektionsresistenz führen. Bei Gesunden können hohe Konzentrationen zu einer Einschränkung der Lungenfunktion und einer gesteigerten Überempfindlichkeit der Atemwege führen. Besonders empfindliche Personengruppen, vor allem Asthmatiker, reagieren schon auf niedrigere NO 2 -Konzentrationen. Für Stickstoffdioxid kann nach aktuellem Kenntnisstand auch kein Schwellenwert benannt werden, bei dessen Unterschreiten langfristige Wirkungen von NO 2 auf den 26

27 Menschen ausgeschlossen werden können. Die verfügbaren Ergebnisse aus epidemiologischen Untersuchungen legen nach Auffassung der WHO nahe, dass Atemweg belastende Effekte bei Kindern bei einem Jahresmittel von 50 bis 75 µg/m³ NO 2 hervorgerufen werden können. Derart hohe Jahresmittelwerte treten in NRW derzeit an Orten mit sehr hoher Verkehrsbelastung auf Nutzung und Struktur des betroffenen Gebietes Die Stadt Köln ist mit 1,02 Mio. Einwohnern die größte Stadt in Nordrhein-Westfalen. Köln liegt in der Niederrheinischen Bucht. Die Geländehöhe beträgt zwischen 40 und 45 Metern ü. NN. Bei einer Gesamtfläche von 405,15 km² liegt die Bevölkerungsdichte in Köln bei Einwohnern je km². Fast 140 km² sind bebaut. Parks und Grünanlagen sind auf über 41 km² verteilt. Die Landwirtschaft nutzt 76 km². Das Kölner Waldgebiet breitet sich auf über 55 km² aus. Die Stadt ist in neun Stadtbezirke unterteilt: Innenstadt, Rodenkirchen, Lindenthal, Ehrenfeld, Nippes, Chorweiler, Porz, Kalk und Mülheim. Weitere Unterteilungen finden in Stadtteile und dann in Stadtviertel statt. Im statistischen Durchschnitt besitzt etwa jeder dritte Kölner ein eigenes Auto. In Köln sind Personenwagen privat zugelassen; dazu kommen noch Autos mit gewerblicher Zulassung. 27

28 Bebaute Flächen 34% Sonstige Flächen 1% Verkehrsflächen 16% Wasserflächen 5% Waldflächen 14% Landwirtschaftlich und gärtnerisch genutzte Flächen 19% Parks, Grünanlagen, Sportplätze 10% Friedhöfe 1% Abb. 2.3: Verteilung der Flächennutzung auf dem Kölner Stadtgebiet; Quelle: LUA NRW 2.4 Konzentrationsniveau in früheren Jahren Der vorliegende Luftreinhalteplan wurde aufgrund einer NO 2 - Grenzwertüberschreitung an der Kölner Messstelle Neumarkt veranlasst. Deshalb sind hier zunächst die NO 2 -Konzentrationen aus den früheren Jahren an dieser Messstelle dargestellt. Messjahr Jahresmittelwert [µg/m³] Tab. 2.4: Jahreskenngrößen für NO 2 an der Messstelle Köln Neumarkt; Quelle: LUA NRW 28

29 Die Daten zeigen, dass der Grenzwert für den Jahresmittelwert der NO 2 -Belastung von 40 µg/m 3 schon seit mehreren Jahren deutlich überschritten wird. Das unterstreicht die Notwendigkeit der Erstellung dieses Luftreinhalteplans und die Umsetzung der hier festgelegten Maßnahmen. Von den Stationen des kontinuierlichen Messnetzes des Landesumweltamtes liegen Jahreskenngrößen seit dem Jahr 2000 vor. In Köln werden die Messstellen Chorweiler (CHOR), Rodenkirchen (RODE; beide seit ), Hohenstaufenring (VKOE, seit ) und Clevischer Ring (VKCL; seit ) kontinuierlich betrieben, um Aufschluss über die städtische Hintergrundbelastung zu erhalten. Diese Messstationen geben somit nicht die Immissionssituation in der hochbelasteten Kölner Innenstadt wieder. Zudem wurden innerhalb der Belastungsschwerpunkte im Stadtgebiet so genannte Passivsammler installiert, um die Stickstoffoxid-Belastung zu ermitteln. Die Jahresmittelwerte für NO 2 und PM 10 sowie die Anzahl der überschrittenen Tagesmittelwerte unter Berücksichtigung der jeweils gültigen Toleranzmarge für die beiden Messstellen, die bereits seit dem Jahr 2000 kontinuierlich messen, sind in der Tabelle 2.5 aufgelistet. Messjahr NO 2 Jahresmittel [µg/m 3 ] Köln-Chorweiler (CHOR) Jahresmittel [µg/m 3 ] Köln Rodenkirchen (RODE) PM 10 NO 2 PM 10 Überschreitg. Jahresmittel Jahresmittel Tagesmittel [µg/m 3 ] [µg/m 3 ] Überschreitg. Tagesmittel x x x x x x x x x x x x Tab. 2.5: Jahreskenngrößen ab 2000 für NO 2 und PM 10 an den Messstellen Köln- Chorweiler und Köln-Rodenkirchen; Quelle: LUA NRW 29

30 3. Analyse der Ursachen für die Überschreitung des Grenzwertes in den Referenzjahren 3.1 Schätzung des Hintergrundniveaus Regionales Hintergrundniveau Das regionale Hintergrundniveau lässt sich aus den Ergebnissen der vom Landesumweltamt betriebenen kontinuierlichen Messstationen im ländlichen Raum abschätzen. Für die Jahre 2003, 2004 und 2005 sind die Werte in der Tabelle 3.1 dargestellt. Für PM 10 liegt die Belastung in den Jahren 2004/2005 bei 21 µg/m³ und für NO 2 bei 20 bzw. 19 µg/m³. Die Daten 2003 zeigen wegen der ungewöhnlichen Witterungslagen (trockenes Frühjahr, heißer Sommer) erhöhte Werte bei PM 10 und NO 2. NO 2 Mittelwerte µg/m 3 PM 10 Mittelwerte µg/m 3 Regionales Hintergrundniveau Regionales Hintergrundniveau Regionales Hintergrundniveau Tab. 3.1: Das geschätzte regionale Hintergrundniveau auf Basis der Messungen im ländlichen Raum für die Jahre 2003 bis 2005; Quelle: LUA NRW Gesamt-Hintergrundniveau Das Gesamt-Hintergrundniveau der Luftschadstoffbelastung durch NO 2 und PM 10 wird rechnerisch ermittelt. Hierzu wurden für die einzelnen Emittentengruppen (vgl. Kapitel 3.2) Ausbreitungsrechnungen durchgeführt. Die einzelnen Ergebnisse wurden stoffbezogen addiert und der Anteil des Hintergrundniveaus hinzugefügt (Abschnitt 3.1.1). Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass das Gesamt- Hintergrundniveau räumlich differenziert ermittelt wird. Somit liegt an jedem zu untersuchenden Standort (Belastungsschwerpunkt, Hotspot, vgl. Abschnitt 3.2.1) innerhalb von Köln ein individueller Wert des Gesamt-Hintergrundniveaus vor. 30

31 Tabelle 3.2 fasst die Werte des Gesamt-Hintergrundniveaus an den Belastungsschwerpunkten zusammen. NO 2 Mittelwerte µg/m 3 PM 10 Mittelwerte µg/m 3 Bonner Straße Nord Bonner Straße Süd Clevischer Ring Neumarkt Justinianstraße Tunisstraße Turiner Straße Innere Kanalstraße Hohenstaufenring Hauptstraße (Rodenkirchen) Tab. 3.2: Gesamt-Hintergrundniveau an den Belastungsschwerpunkten; Quelle: LUA NRW 3.2 Beitrag lokaler Quellen zur Überschreitung der Grenzwerte Verfahren zur Identifikation von Emittenten Zur Identifikation der relevanten Emittenten wird in erster Linie das Emissionskataster Luft NRW herangezogen. Hierin sind folgende Emittentengruppen erfasst: - Verkehr (Straßen-, Flug-, Schiffs-, Schienen- und Offroad-Verkehr), - Industrie (genehmigungsbedürftige Anlagen nach 4. BImSchV), - Landwirtschaft (Ackerbau und Nutztierhaltung), - nicht genehmigungsbedürftige Anlagen (Gewerbe und Kleinfeuerungsanlagen), - sonstige anthropogene und natürliche Quellen. Der vorliegende Luftreinhalteplan bezieht sich auf die Komponenten PM 10 und NO 2. Die Auswertung des Emissionskatasters umfasste deshalb die Untersuchung der hierfür relevanten Emittentengruppen Verkehr, Industrie und Kleinfeuerungsanlagen. 31

32 Hinsichtlich der genehmigungsbedürftigen Anlagen der Industrie wurde nicht nur auf das NRW-Emissionskataster Luft, sondern auch auf den Sachverstand des für die Anlagenüberwachung zuständigen Staatlichen Umweltamtes Köln zurückgegriffen. Während die Schadstoffbelastung bei der Beurteilung der Immissionssituation als NO 2 angegeben wird, werden Emissionen als NO X betrachtet. Dies entspricht den tatsächlichen Gegebenheiten: emittiert wird generell ein Gemisch aus NO und NO 2 (Stickstoffoxide NO X ). Bei industriellen Emittenten und Kleinfeuerungsanlagen ist in der Regel das Verhältnis der beiden Verbindungen stabil. Im Verkehrsbereich ändert sich jedoch das Verhältnis von NO zu NO 2 je nach Belastungs- und Betriebszustand der Kfz stark Emittentengruppe Verkehr Ausgangspunkt für die Untersuchung der Verkehrsdaten im Untersuchungsgebiet Köln war das landesweite Emissionskataster Straßenverkehr mit Daten für das Bezugsjahr Mit Hilfe von Verkehrszählungen und hochrechnungen, Daten aus dem Verkehrsmodell der Stadt Köln sowie weiterer Erhebungen der Firma Aviso GmbH wurde die Datenbasis für das Untersuchungsgebiet auf den Stand 2005 aktualisiert. Straßenverkehr Auf dem Gebiet der Stadt Köln wird insgesamt eine Jahresfahrleistung von ca. 7,2 Mrd. FZ km erbracht. Der höchste Anteil (ca. 88%) davon besteht aus PKW-Verkehr. Die schweren Nutzfahrzeuge >3,5t (LKW, Lastzüge, Sattelzüge, Busse) erbringen zusammen 6,7% der Jahresfahrleistung. Den Rest bilden die leichten Nutzfahrzeuge und Kräder. Die Verteilung der Jahresfahrleistungen auf die einzelnen Fahrzeuggruppen ist in der folgenden Tabelle 3.3 dargestellt. 32

33 Fahrzeuggruppe Jahresfahrleistung [Mio. FZkm/a] [%] Pkw ,3 Leichte Nutzfahrzeuge (lnfz) 241 3,3 Busse 11 0,2 Kräder 121 1,7 Lkw 224 3,1 Lastzüge/Sattelzüge 249 3,4 Tab. 3.3: Jahresfahrleistung in Köln nach Fahrzeuggruppen, 2005; Quelle: LUA NRW Die verkehrsbedingten Emissionen wurden an neun hoch belasteten Straßenabschnitten auf dem Kölner Stadtgebiet schwerpunktmäßig betrachtet. Diese Hotspots sind in Tabelle 3.4 aufgeführt. Für das gesamte Untersuchungsgebiet sind die DTV- Werte in der Abbildung 3.1 dargestellt. Hotspot DTV [Kfz/24h] Bonner Straße ca Clevischer Ring ca Neumarkt ca Justinianstraße ca Tunisstraße ca Turiner Straße ca Innere Kanalstraße ca Hohenstaufenring ca Hauptstraße ca Tab. 3.4: Hotspots mit Angaben zu den durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärken (DTV); Quelle: LUA NRW Mit diesen Eingangsgrößen wurden die NO x - und die PM 10 -Emissionen für das Stadtgebiet Köln insgesamt sowie auch speziell an den Hotspots für das Jahr 2005 berechnet. Für das Stadtgebiet Köln konnte eine NO X -Emission von insgesamt t/a ermittelt werden. Bei den PM 10 -Emissionen wurde zusätzlich diffe- 33

34 DTV Kfz gesamt [Kfz/24h] Analyse 2005 < > Abb. 3.1: Durchschnittliche Tägliche Verkehrsstärken (DTV) im Straßennetz der Stadt Köln; Quelle: LUA NRW 34

35 renziert, ob es sich um Abgaspartikel oder Abrieb bzw. Aufwirbelungen handelt. Hier errechnen sich für das Stadtgebiet insgesamt 184 t/a PM 10 für die Dieselmotor- Abgasemissionen. Die PM 10 -Emissionen aus Otto-Motoren belaufen sich auf 26 t/a, während die PM 10 -Emissionen aus Aufwirbelung und Abrieb 296 t/a betragen. Um eine bessere Vergleichbarkeit zu erzielen, sind die Emissionen an den Hotspots nicht absolut, sondern als Emissionsdichte kilometerbezogen dargestellt. Die Ergebnisse dieser Berechnungen sind in den Tabellen 3.5 und 3.6 dargestellt. Hotspot NO x -Emissionen [kg/a*km] Bonner Straße Clevischer Ring Neumarkt Justinianstraße Tunisstraße Turiner Straße Innere Kanalstraße Hohenstaufenring Hauptstraße Tab. 3.5: NO x -Emissionsdichten des Straßenverkehrs an den Hotspots, 2005; Quelle: LUA NRW 35

36 Hotspot PM 10 - Emissionen Diesel-Abgas [kg/a*km] PM 10 - Emissionen Otto-Abgas [kg/a*km] PM 10 - Emissionen Abgas ges. [kg/a*km] PM 10 - Emissionen Aufwirbelung/ Abrieb [kg/a*km] Bonner Straße Clevischer Ring Neumarkt Justinianstraße Tunisstraße Turiner Straße Innere Kanalstraße Hohenstauffenring Hauptstraße Tab. 3.6: PM 10 -Emissionsdichten des Straßenverkehrs an den Hotspots, 2005; Quelle: LUA NRW Schienenverkehr Dieser Verkehrsträger umfasst den dieselbetriebenen Schienenverkehr. Mit Hilfe des Emissionskatasters Schienenverkehr in NRW kann die Emissionssituation für das Plangebiet Köln im Jahr 2000 dargestellt werden. Quantitative Angaben zu Feinstaubemissionen durch Aufwirbelung und Abrieb sind derzeit nicht im Emissionskataster verfügbar. Daher fehlen diese Angaben. Im Stadtgebiet Köln wurden im Jahr 2000 durch den Schienenverkehr ca. 108 t NO X und 3 t PM 10 (ohne Aufwirbelung und Abrieb) emittiert. Da es bisher kein geeignetes Prognose- und Szenarienmodell gibt, sind Hochrechnungen auf Folgejahre nicht durchführbar. Die oben beschriebenen NO X -Emissionen aus dem Schienenverkehr sind in Abbildung 3.2 graphisch dargestellt. Der angegebene Wert entspricht jeweils der mittleren NO X -Emission auf einer Fläche von einem Quadratkilometer. 36

37 Abb. 3.2: NO X -Emissionen aus dem Schienenverkehr im 1 km 2 -Raster im Jahr 2000; Quelle: LUA NRW 37

38 Abb. 3.3: PM 10 -Emissionen aus dem Schienenverkehr im 1 km 2 -Raster im Jahr 2000; Quelle: LUA NRW 38

39 Offroad-Verkehr Der Emissionsanteil des Offroad-Verkehrs enthält die Emissionen, die durch den Verkehr von Baumaschinen, in Land- und Forstwirtschaft, bei Gartenpflege und Hobby, durch Militär- (außer Flugverkehr) und durch industriebedingten Verkehr (außer Triebfahrzeugen) verursacht wird. In Köln spielt der Offroad-Verkehr eine untergeordnete Rolle. Die Emissionen aus diesem Bereich betragen 78 t PM 10 und 674 t NO X im Jahr Schifffahrt und Flugverkehr Der Rhein stellt eine bedeutende Verkehrsader durch die Kölner Innenstadt dar. Durch die Rheinschifffahrt wurden im Jahr 2000 ca. 125 t PM 10 und t NO X e- mittiert. Es liegen Emissionsdaten für zwei Häfen auf dem Kölner Stadtgebiet vor. Die Daten sind in der Tabelle 3.7 dargestellt. Hafen NO x - Emissionen [kg/a] PM 10 - Emissionen [kg/a] Köln-Niehl Köln-Godorf Tab. 3.7: NO X und PM 10 -Emissionen in Kölner Häfen in kg/a im Jahr 2000; Quelle: LUA NRW Bei der Rasterquadratdarstellung in den folgenden Abbildungen ist zu beachten, dass die Emissionen jeweils auf einen Quadratkilometer gemittelt angegeben werden. 39

40 Abb. 3.4: NO X -Emissionen aus dem Schiffsverkehr im Jahr 2000; Quelle: LUA NRW 40

41 Abb. 3.5: PM 10 -Emissionen aus dem Schiffsverkehr im Jahr 2000; Quelle: LUA NRW 41

42 Auf dem Flughafen Köln/Bonn fanden im Jahr 2000 ca Flugbewegungen statt. Die Emissionen aus dem Flugverkehr betragen etwa 2 t/a PM 10 und 392 t/a NO X. Bedingt durch den rasanten Aufschwung des Kölner Flughafens ist mit einer Steigerung der Emissionen zu rechnen. Gegenüberstellung der Emissionen aus dem Verkehrssektor Auch wenn nicht alle Daten aus dem Emissionskataster im gleichen Bezugsjahr erhoben wurden, so können doch zumindest die Größenordnungen der Emissionen der unterschiedlichen Verkehrsträger miteinander verglichen werden. Verkehrsträger NO x [t/a] Anteil [%] PM 10 [t/a] Anteil [%] Bezugsjahr Straße Schiene < Offroad Schiff Flug < Gesamt Tab. 3.8: Gesamtmenge der ermittelten Emissionen aus dem Verkehr in Köln; Quelle: LUA NRW Der Straßenverkehr verursacht in Köln den Hauptanteil der verkehrsbedingten NO X - und PM 10 -Emissionen, gefolgt vom Schiffsverkehr, der ca. ein Viertel zu den NO x - Emissionen aus dem Verkehrsbereich beiträgt. Auch der Anteil der PM 10 -Emissionen aus dem Schiffsverkehr am Gesamtverkehr ist mit 18 % nicht zu vernachlässigen. 42

43 3.2.2 Emittentengruppe Industrie - genehmigungsbedürftige Anlagen Zur Ermittlung der PM 10 - und NO x -Emissionen aus genehmigungsbedürftigen Anlagen wurde das Emissionskataster mit dem Stand der Emissionserklärung 2004 ausgewertet. In der Tabelle 3.9 sind die Jahresauswürfe für PM 10 und NO X sowie die Anzahl der emittierenden genehmigungsbedürftigen Anlagen, gegliedert nach den Obergruppen der 4. BImSchV, dargestellt. Obergruppe 4. BImSchV Bezeichnung Wärmeerzeugung, Bergbau, Energie Steine und Erden, Glas, Keramik, Baustoffe Stahl, Eisen und sonstige Metalle einschließlich Verarbeitung Chemische Erzeugnisse, Arzneimittel, Mineralölraffination und Weiterverarbeitung Oberflächenbehandlung mit organischen Stoffen, etc. Anzahl der Emittenten NO x PM 10 Emission [t/a] Anzahl der Emittenten Emission [t/a] Holz, Zellstoff Nahrungs-, Genuss- und Futtermittel, landwirtschaftliche Erzeugnisse Verwertung und Beseitigung von Abfällen und sonstigen Stoffen Lagerung, Be- und Entladen von Stoffen und Zubereitungen < 1 10 Sonstige < 1 Tab. 3.9: NO x - und PM 10 -Emissionen aus genehmigungsbedürftigen Anlagen in Köln; Quelle: LUA NRW Im Stadtgebiet Köln werden ca t NO x pro Jahr aus genehmigungsbedürftigen Anlagen emittiert. Dabei wird der Hauptanteil von Anlagen der Chemie-, Pharma- 43

44 und Mineralölindustrie sowie aus dem Bereich Wärmeerzeugung, Bergbau und E- nergie emittiert. Die Gesamtemissionen für PM 10 aus genehmigungsbedürftigen Anlagen betragen ca. 279 t pro Jahr. Den größten Teil dieser Emissionen erzeugen Anlagen der Nahrungs-, Genuss- und Futtermittelindustrie, gefolgt von Chemie-, Pharma- und Mineralölindustrie sowie Anlagen aus dem Bereich Wärmeerzeugung, Bergbau und Energie Emittentengruppe Landwirtschaft Die Untersuchungen ergeben für die Emittentengruppe Landwirtschaft keine Relevanz im Plangebiet Köln Emittentengruppe nicht genehmigungsbedürftige Anlagen Im Bereich der nicht genehmigungsbedürftigen Anlagen sind für das Plangebiet die Kleinfeuerungsanlagen als PM 10 - und NO X -Quellen zu betrachten. Die Emissionen betragen im Plangebiet insgesamt 83 t/a PM 10 und t/a NO x Emittentengruppe natürliche Quellen Die Untersuchungen ergeben für die Emittentengruppe der natürlichen Quellen keine Relevanz im Plangebiet Köln Sonstige Emittenten, auch Quellen außerhalb des Plangebietes Die Untersuchungen ergeben für die Emittentengruppe sonstige Quellen keine Relevanz im Plangebiet Köln. Das Umland der Stadt Köln ist jedoch stark industriell geprägt. Deshalb wird an dieser Stelle ein Überblick über die Emissionen und die Anzahl der Anlagen gegeben, die NO x bzw. PM 10 emittieren. In den angrenzenden Städten werden insgesamt ca t PM 10 und t NO x pro Jahr emittiert. 44

45 Ähnlich wie in Köln selbst spielen auch hier die Anlagen aus dem Bereich Wärmeerzeugung, Bergbau und Energie sowie der Chemie-, Pharma- und Mineralölindustrie die größte Rolle. Die detaillierte Auflistung der Emissionen und der Anzahl der Emittenten in den Obergruppen der 4. BImSchV sind der Tabelle 3.10 zu entnehmen. Obergruppe 4. BImSchV Bezeichnung Wärmeerzeugung, Bergbau, Energie Steine und Erden, Glas, Keramik, Baustoffe Stahl, Eisen und sonstige Metalle einschließlich Verarbeitung Chemische Erzeugnisse, Arzneimittel, Mineralölraffination und Weiterverarbeitung Oberflächenbehandlung mit organischen Stoffen, etc. Anzahl der Emittenten NO x PM 10 Emission [t/a] Anzahl der Emittenten Emission [t/a] Holz, Zellstoff Nahrungs-, Genuss- und Futtermittel, landwirtschaftliche Erzeugnisse Verwertung und Beseitigung von Abfällen und sonstigen Stoffen Lagerung, Be- und Entladen von Stoffen und Zubereitungen Sonstige < 1 Tab. 3.10: PM 10 - und NO X -Emissionen aus genehmigungsbedürftigen Anlagen im Kölner Umland; Quelle: LUA NRW 3.3 Klimatologie Die Kölner Bucht zählt zu den wärmsten Regionen Deutschlands. Während die Sommer am Oberrhein noch etwas wärmer sind, gestalten sich die Winter so mild, dass Schneefälle, die über mehrere Tage liegen bleiben, als Ausnahme gelten können. Durch Steigungsregen der umgebenden Höhenzüge ist das Klima außerdem 45

46 relativ feucht. In Kombination mit den wertvollen Lößböden machen diese Faktoren die Kölner Bucht außerdem zu einer der fruchtbarsten Regionen Deutschlands. Windverhältnisse Grundsätzlich, so auch in Köln, sind zwei Wetterlagen zu unterscheiden: 1. Zyklonal geprägte Wetterlagen sowie 2. antizyklonal geprägte Wetterlagen, bei denen sich autochthone Windsysteme einstellen können. Bei den erstgenannten Wetterlagen herrschen westliche Windrichtungen (NW - SW) vor, die mit höheren Windgeschwindigkeiten einhergehen. Aufgrund dessen dürfte bei diesen Wetterlagen bis zur Grenzschicht vertikal eine relativ gleichförmige Situation vorzufinden sein. Die zuletzt genannten autochthonen Wetterlagen sind in der Regel durch Schwachwinde geprägt. Hier kommt es neben den auf wenige Prozent der Jahresstunden beschränkten lokalen Kaltluftabflüssen vom bergischen Höhenrand und der Ville zu einem regionalen Kaltluftabfluss vom Siebengebirge. Kanalisiert durch das Rheintal herrschen hier südsüdöstliche Windrichtungen vor, die schwach windig sind. Dieser Abfluss kann Mächtigkeiten bis über 100 m erreichen. Hierbei gibt es keine topographischen Hindernisse auf Kölner Stadtgebiet. Köln hat einen höheren Kalmenanteil (Windstillen) als beispielsweise freier anströmbare Regionen wie Aachen, Düsseldorf oder auch Essen. Im Vergleich zur Station Essen werden 30 % niedrigere Windgeschwindigkeiten und 18% mehr Schwachwindepisoden beobachtet (Dütemeyer, D. 2000, S.1 u. S. 43 ff). 46

47 Bodennahe Windverhältnisse Vergleicht man die beiden bodennahen Klimamessstationen des LUA in Chorweiler (Kölner Norden)- und in Rodenkirchen (Kölner Süden), zeigen sich im Hinblick auf die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Standorten. Abb. 3.6: Mittlere monatliche Windgeschwindigkeiten [m/s] der Kölner Messstationen Chorweiler und Rodenkirchen im Jahr 2002; Quelle: Stadt Köln Geringfügige Unterschiede lassen sich aufgrund der Messhöhe und der damit verbundenen unterschiedlichen Ausprägung der bodennahen Reibung erklären. Wie aus den Abbildungen 3.6 und 3.7 hervorgeht, sind insgesamt die in Bodennähe registrierten Windgeschwindigkeiten in Chorweiler geringfügig höher als die in Rodenkirchen. Dies lässt sich auch mit abnehmendem Einfluss der hier niedrigeren Vil- 47

48 le erklären. Die orographische Situation der Buchtlage wirkt sich primär auf das Windfeld aus. Die aus westlicher, südlicher und östlicher Richtung anströmenden Winde haben die Tendenz, über die mit dem Rheintal eingesenkte Kölner Bucht hinweg zu fließen. Diese wird durch häufig auftretende Inversionen über der Stadt verstärkt. In 80 % aller Nächte baut sich eine Inversionsschicht über der Stadt auf und im Winter bleibt diese an 40 % aller Tage bis über den Nachmittag erhalten. Die Windgeschwindigkeit bleibt in 50 % aller Nächte unter 3 m/s. Unterhalb der oben skizzierten Luftmassengrenze ist die Durchmischung eingeschränkt und es kommt zu Schadstoffanreicherungen. Abb. 3.7: Windrosen der Messstationen Chorweiler und Rodenkirchen im Jahr Dargestellt in Anzahl der Tage mit vorliegender Luftströmung; Quelle: LUA NRW 48

49 Überregionale Windfelder Weiterhin war zu prüfen, ob die Verhältnisse hinsichtlich Windrichtung und Windstärke in größeren Höhen grundlegend anders sind, als diejenigen an bodennahen Stationen wurde von der Universität Essen im Auftrag des Umweltamtes der Stadt Köln eine klimatologische Untersuchung durchgeführt. Eine Messstation wurde auf dem Coloniahaus (137 m über Grund) installiert. Die Station Coloniahaus liegt windoffen am Rhein im Landschaftsschutzgebiet Rheinaue. Die Station Coloniahaus wurde ausgewählt, um eine Messreihe des vom bodennahen Windfeld abgekoppelten Feldes zu ermitteln. Diese Abkoppelung wird beim Vergleich der Tagesgänge der in Abbildung 3.8 betrachteten Stationen verdeutlicht. Bei der Höhenstation fehlt im Gegensatz zu den bodennahen Stationen der Tagesgang nahezu vollständig. Das wird durch die Tatsache untermauert, dass an der Höhenstation auf dem Coloniahaus die Hauptwindrichtung überwiegt, die mit ihrer Westkomponente für den nordwestdeutschen Raum charakteristisch ist. Diese beiden Unterschiede (fehlender Tagesgang / andere Hauptwindrichtung) weisen auf ein von der Bodenschicht abgekoppeltes Windsystem hin. Abb. 3.8: Mittlerer jährlicher Tagesgang der Windgeschwindigkeit (kontinuierliche Messung Mitte , Universität GH Essen; Kuttler et al, 1996) 49

50 Zusammengefasst kann folgendes festgestellt werden: Köln kann generell als nicht besonders windstark eingestuft werden. Bodennah zeigt sich eine geringe Differenzierung hinsichtlich Windgeschwindigkeit und Windrichtung zwischen Kölner Norden und Süden. Bei der Höhenstation zeigt der fehlende Tagesgang, dass in dieser Höhe das Windfeld vom bodennahen Windfeld abgekoppelt ist. Im Gegensatz zu den bodennahen Messstationen, die eine deutliche Modifikation des bodennahen Windfeldes durch das Relief der Kölner Bucht belegen, zeigt sich an der Höhenstation stärker die Hauptwindrichtung, mit ihrer für den nordwestdeutschen Raum charakteristischen Westkomponente. Dies spricht ebenfalls für eine Abkoppelung in dieser Höhe. 3.4 Topographie Die Stadt Köln liegt in der Niederrheinischen Bucht. Die Geländehöhen betragen im Bereich der Talaue des Rheins 40 bis 45 m NN. Die Talaue ist zwischen 0,5 und 2,5 Kilometer breit und wird von wenige Meter mächtigen kalkhaltigen Auenlehmen und Auensanden bedeckt. Westlich und östlich der Talaue folgt nach einer Geländestufe von 2 3 m Höhe die Niederterrasse des Rheins. Auf ihr liegen die größten Teile der Stadt Köln. Hier betragen die Geländehöhen zwischen 45 und 48 m NN. Die Niederterrasse wird an der Oberfläche von meist 1 3 m mächtigen Hochflutlehmen, vereinzelt auch von Hochflutsanden bedeckt. Strömungsrelevantes Relief: Köln selbst weist kein ausgeprägtes Relief auf. Anders sieht die Situation jedoch im Umland aus, hier sind erwähnenswert: der "Bergische Höhenrand, das Rheintal im weiteren Verlauf nach Süden, welches kanalisierend wirkt, und 50

51 der tektonische Horst der "Ville", welcher von Süden nach Norden sanft abfallend quer zu westlichen Windrichtungen liegt, und zwar etwa von 130 m im Süden bei Brühl bis etwa 85 m bei Chorweiler. Bei allochthonen Wetterlagen ist der Höhenzug der Ville von Interesse, da dieser im Luv des Kölner Stadtgebietes liegt. 3.5 Zusammenfassende Darstellung der relevanten Quellen und des jeweiligen Anteils an der Überschreitung In Tabelle 3.11 werden die für diesen Luftreinhalteplan untersuchten Quellen im Plangebiet Köln dargestellt. Die Jahres-Gesamtemissionen für NO X betragen t/a, wovon 53 % vom Verkehr, 38 % aus Industrieanlagen und 9 % aus nicht genehmigungsbedürftigen Feuerungsanlagen emittiert werden. Für PM 10 beträgt der Jahres-Gesamtauswurf t/a. 66 % davon sind Emissionen aus dem Verkehr, Industrieanlagen emittieren 26 % und nicht genehmigungsbedürftige Feuerungsanlagen 8 % des Gesamtauswurfes. Emissionen [t/a] Quellbereich Bezugsjahr NO x PM 10 Verkehr, alle Verkehrsträger 2000/ Genehmigungsbedürftige Anlagen (Industrie) Nicht genehmigungsbedürftige Feuerungsanlagen Tab. 3.11: Vergleich der Emissionen aus den Quellbereichen Verkehr, Industrie und nicht genehmigungsbedürftige Feuerungsanlagen für das Plangebiet Köln (gerundet); Quelle: LUA NRW Emissionen aus einer Quellhöhe von unter einem Meter (wie z. B. bei Pkw) unterliegen deutlich anderen Ausbreitungsbedingungen als solche aus Kaminen. Hinzu kommt der Schluchtcharakter von Straßenzügen, der die Belüftung der Straßen behindert und eine Konzentration der verkehrsbedingten Belastung begünstigt. 51

52 In Köln wurde für insgesamt zehn Belastungsschwerpunkte eine Ursachenanalyse durchgeführt. Liegt der Beitrag eines Emittenten unter 3 %, so wird angenommen, dass dieser nicht maßgeblich zur vorliegenden Immissionssituation beiträgt (analog dem Irrelevanzkriterium der TA Luft). Der lokale Anteil des Kfz-Verkehrs spielt die maßgebliche Rolle mit Anteilen zwischen 30 und 54 % an der NO X -Belastung sowie 18 bis 32 % der PM 10 -Belastung. Hinzu kommt jeweils der Beitrag des Kfz-Verkehrs im städtischen Hintergrund, so dass der Verursacheranteil des Kfz-Verkehrs an den Belastungsschwerpunkten für NO X bis zu 61 % und für PM 10 bis zu 34 % beträgt. Der Verursacheranteil des Schiffsverkehrs an der NO X -Belastung beträgt zwischen 5 und 10 %. Für die PM 10 -Situation ist der Schiffsverkehr nicht relevant. Die regionale Hintergrundbelastung trägt bis zu ca. 75 % zur PM 10 -Belastung bei. Die NO X -Hintergrundbelastung stellt bis zu ca. 30 % der lokalen Belastung an den betrachteten Hotspots. Hausbrand und Kleinfeuerung (HuK) verursachen bis 8 % der NO X -Immissionen. Für die PM 10 -Situation sind die Kleinfeuerungsanlagen nicht relevant. Die Verursacheranteile für die Immissionsbelastung an den untersuchten Hotspots sind in den folgenden Diagrammen dargestellt. Verursacheranalyse: Station VKOE - Hohenstaufenring Verursacheranlayse: Station VKOE - Hohenstaufenring lokaler Beitrag KFZ 38% HuK 8% Offroad 2% Schiene 0% Schiff 5% Industrie 1% lokaler Beitrag KFZ 22% HuK 1% Offroad 1% Schiene 0% Kfz-Verkehr 16% Schiff 0% Industrie 1% Kfz-Verkehr 4% Hintergrund 71% Hintergrund 30% Abb. 3.9: (links) NO X - und (rechts) PM 10 -Beiträge nach Quellen in % am Hotspot Hohenstaufenring; Quelle: LUA NRW 52

53 Verursacheranalyse: Station KCLE - Clevischer Ring lokaler Beitrag KFZ 68% HuK 5% Offroad 1% Schiene 0% Schiff 5% Industrie 1% Kfz-Verkehr 6% Hintergrund 14% Verursacheranlayse: Station KCLE - Clevischer Ring lokaler Beitrag KFZ 48% HuK 1% Offroad 0% Kfz-Verkehr 1% Schiene 0% Schiff 1% Industrie 0% Hintergrund 49% Abb. 3.10: (links) NO X - und (rechts) PM 10 -Beiträge nach Quellen in % am Hotspot Clevischer Ring; Quelle: LUA NRW Verursacheranalyse: Station KNEU - Neumarkt Verursacheranlayse: Station KNEU - Neumarkt lokaler Beitr ag KFZ HuK 7% Offroad Schiene 2% 0% Schiff 5% 29% HuK 1% Off road 1% lokaler Beitrag KFZ 50% Industrie 1% Kfz-Verkehr 11% Schiene 0% Schif f 0% Industr ie 1% Hintergrund 24% Kf z-ver kehr 3% Hinter gr und 65% Abb. 3.11: (links) NO X - und (rechts) PM 10 -Beiträge nach Quellen in % am Hotspot Neumarkt; Quelle: LUA NRW Verursacheranalyse: Station KTUN - Tunisstraße Verursacheranlayse: Station KTUN - Tunisstraße HuK 9% Offroad 2% Schiene 0% Schiff 8% lokaler Beitrag KFZ 28% HuK 1% Offroad 1% lokaler Beitrag KFZ 44% Industrie 1% Kfz-Verkehr 11% Schiene 0% Schiff 1% Industrie 1% Kfz-Verkehr 3% Hintergrund 25% Hintergrund 65% Abb. 3.12: (links) NO X - und (rechts) PM 10 -Beiträge nach Quellen in % am Hotspot Tunisstraße; Quelle: LUA NRW 53

54 Verursacheranalyse: Station KTUR - Turinerstraße Verursacheranlayse: Station KTUR - Turinerstraße lokaler Beitrag KFZ 26% HuK 8% Offroad 2% Schiene HuK 1% Of froad 1% lokaler Beitrag KFZ 46% 0% Schiff 9% Industrie 1% Kfz-Verkehr 10% Schiene 0% Schif f 1% Industr ie 1% Kf z-ver kehr Hintergrund 24% 3% Hinter gr und 67% Abb. 3.13: (links) NO X - und (rechts) PM 10 -Beiträge nach Quellen in % am Hotspot Turinerstraße; Quelle: LUA NRW Verursacheranalyse: Station KJUS - Justinianstraße Verursacheranlayse: Station KJUS - Justinianstraße lokaler Beitrag KFZ HuK 9% Offroad 2% Schiff 7% Industrie 1% Schiene 0% 28% HuK 2% Of froad 1% Schiene 0% lokaler Beitrag KFZ 51% Kfz-Verkehr 9% Schif f 1% Industr ie 1% Kf z-ver kehr Hintergrund 21% Hinter gr und 65% 2% Abb. 3.14: (links) NO X - und (rechts) PM 10 -Beiträge nach Quellen in % am Hotspot Justinianstraße; Quelle: LUA NRW Verursacheranalyse: Bonner Straße (Nord) Verursacheranlayse: Bonner Straße (Nord) HuK 5% Off road Schiene 1% 0% Schif f 7% Industr ie 1% Kf z-verkehr 7% lokaler Beitrag KFZ 34% HuK 1% Offroad 1% Schiene 0% Schiff 1% lokaler Beitr ag KFZ 59% Hinter gr und 20% Kfz-Verkehr 2% Industrie 2% Hintergrund 59% Abb. 3.15: (links) NO X - und (rechts) PM 10 -Beiträge nach Quellen in % am Hotspot Bonner Straße (Nord); Quelle: LUA NRW 54

55 Verursacheranalyse: Bonner Straße (Süd) Verursacheranlayse: Bonner Straße (Süd) lokaler Beitrag KFZ HuK 4% Offroad 2% Schiff 6% Industrie 1% Schiene 1% 35% HuK 1% Off road 1% Kfz-Verkehr 7% Schiene 0% Schif f 1% Industr ie lokaler Beitrag KFZ 58% Hintergrund 21% Kf z-verkehr 1% 1% Hinter gr und 60% Abb. 3.16: (links) NO X - und (rechts) PM 10 -Beiträge nach Quellen in % am Hotspot Bonner Straße (Süd); Quelle: LUA NRW Verursacheranalyse: Hauptstraße Verursacheranlayse: Hauptstraße HuK 1% Offroad 1% Schiene 0% Schiff 17% lokaler Beitrag KFZ 52% Industrie 1% Kfz-Verkehr 4% Hintergrund 10% HuK 0% Offroad 0% Schiene 0% lokaler Beitrag KFZ 66% Schiff 4% Industrie Kfz-Verkehr 0% 1% Hintergrund 43% Abb. 3.17: (links) NO X - und (rechts) PM 10 -Beiträge nach Quellen in % am Hotspot Hauptstraße; Quelle: LUA NRW 4. Voraussichtliche Entwicklung der Belastung (Basisniveau) Für die Erfassung der Immissionssituation wird auf Immissionsmessungen und auf Simulationsrechnungen zurückgegriffen. Die Simulation der Immissionswerte (aktuelle wie auch prognostizierte Belastung für das Zieljahr 2010) wird wie folgt ermittelt: 55

56 - der regionale Hintergrund beschreibt die typischen großräumigen Immissionskonzentrationen, wie sie sich ohne städtischen Einfluss ergeben ( NRW- Hintergrund ), - der Gesamthintergrund addiert zu dem regionalen Hintergrund den Durchschnitt der zusätzlichen Einflüsse der betrachteten Stadt ( städtischer Hintergrund ), - schließlich werden im dritten Schritt die für jeden betrachteten Standort individuellen lokalen Quellen berücksichtigt, die u. a. das Emissionskataster ausweist. Weitere Informationen können den Kapiteln bis entnommen werden, denen dieses Vorgehen zu Grunde liegt. 4.1 Zusammenfassende Darstellung der Entwicklung des Emissionsszenarios Quellen des regionalen Hintergrunds Europaweit liegen Emissionsdaten mit einer horizontalen Maschenweite von 50 km für das Jahr 1999 und als Projektion für 2010 vor. Sie werden von EMEP und der TNO an diesem Gitter bereitgestellt 2. Die Projektion für 2010 erarbeitete das IIASA (International Institute for Applied Systems Analysis) und orientiert sich an den Vorgaben der EU-Richtlinie über nationale Emissionshöchstmengen für bestimmte Luftschadstoffe vom (2001/81/EG NEC-Richtlinie), die in Deutschland ab 2010 für NO x eine Emissionshöchstmenge von kt/a vorsieht. Das nationale Programm zur Einhaltung der NEC-Richtlinie umfasst hinsichtlich NO x im Wesentlichen folgende Punkte, die damit bei der Emissionsprojektion berücksichtigt wurden: Weitere NO x -Minderung bei schweren Nutzfahrzeugen und bei mit Dieselmotoren betriebenen PKW und leichten Nutzfahrzeugen durch Anpassung der entsprechenden EG-Richtlinien, Weitere Emissionsminderung bei Verbrennungsmotoren in mobilen Maschinen und Geräten durch Anpassung der entsprechenden EG-Richtlinie, 2 Vestreng und Klein: EMEP/MSC-W Note 1/02, July Emission data reported to UNECE/EMEP: Quality Assurance and Trend, Analysis & Presentation of WebDab. EMEP: European Monitoring and Evaluation Programme, TNO: Nederlandse Organisatie voor toegepast natuurwetenschappelijk onderzoek 56

57 Verschärfung der Emissionsbegrenzungen bei Industrie- und Großfeuerungsanlagen entsprechend der Entwicklung des Standes der Technik im Rahmen der neuen TA Luft und der Großfeuerungsanlagen-Verordnung. Erweiterung der Förderung von Kraft-Wärme-Kopplung und von Brennstoffzellen bei der dezentralen Energieversorgung durch entsprechende Modifizierung der Förderbedingungen. Die auf das Jahr 2010 hochgerechneten Emissionen für die Staaten Europas auch außerhalb des Anwendungsbereichs der Richtlinie 2001/81/EG finden sich ebenfalls bei Vestreng und Klein, Um Emissionsdaten für die Jahre 2002 und 2005 zu erhalten, wird linear zwischen 1999 und 2010 interpoliert Regionale Quellen Für die detailliertere Betrachtung der regionalen Quellen wird ebenfalls das Emissionskataster Luft des LUA, wie unter beschrieben, verwendet, da die Daten aufgrund der Maschenweite von 1 km auch hierzu herangezogen werden können Lokale Quellen Im Rahmen des Luftreinhalteplans Köln werden insbesondere die Daten der Katasterbereiche Industrie, Verkehr und der Kleinfeuerungsanlagen ausgewertet. Wie in Kapitel 3.5 beschrieben, stellt der Kfz-Verkehr die einzige bedeutende und kurzfristig beeinflussbare Emissionsquelle an den untersuchten Hotspots im Plangebiet dar, so dass sich die folgenden Ausführungen auf das Emissionskataster des Kfz-Verkehrs mit Basisjahr 2000 beschränken. Grundlage sind alle verkehrsbezogenen und fahrzeugspezifischen Daten, wobei nach Fahrzeugarten PKW, leichten Nutzfahrzeugen 3,5 t zulässigem Gesamtgewicht, schweren Nutzfahrzeugen > 3,5 t zulässigem Gesamtgewicht und Krädern unterschieden wird. Im Rahmen der Luftreinhalteplanung wird dieses Emissionskataster in den Untersuchungsgebieten mit Hilfe von Verkehrsdaten, die von den betreffenden Kommunen aus ihren Verkehrsmodellen zur Verfügung gestellt werden, auf das betrachtete Basisjahr aktualisiert. Um die E- missionssituation im Prognosejahr darstellen zu können, fließen beschlossene Netzveränderungen (z. B. Baumaßnahmen), Prognosen zu Verkehrsentwicklung und -zu- 57

58 sammensetzung, die sich aus verschärften Abgasgrenzwerten ergebenden Emissionseigenschaften der Fahrzeugflotte sowie die zu erwartende Entwicklung der Kraftstoffe in die Modellierung ein. Die Prognosen zu Netzveränderungen und Verkehrsentwicklung und Verkehrszusammensetzung wurden in Abstimmung mit der Stadt Köln ermittelt. Die Tabellen 4.1 und 4.2 stellen die Trendprognose der Emissionsdichten aus dem Kfz-Verkehr für das Jahr 2010 dar. Die Daten zeigen einen prognostizierten Rückgang sowohl der NO X - als auch der PM 10 -Emissionsdichten. Dieser Rückgang ist trotz weitgehend gleich bleibender Fahrleistungen auf die immer weiter fortschreitende Verbesserung der Motor- und Abgastechnologie zurückzuführen. Dies wird besonders bei den PM 10 - Emissionsdichten deutlich, wo der Anteil der Abgasemissionsdichten um ca. 20 % sinken wird, wobei die Emissionsdichten, die durch Abrieb und Aufwirbelungen verursacht werden und in erster Linie von Verkehrszusammensetzung und Fahrleistung abhängen, weitgehend konstant bleiben. NO X -Emissionsdichte Prognose 2010 [kg/a*km] NO X - Emissionsdichte 2005 [kg/a*km] Entwicklung [%] Bonner Straße Clevischer Ring Neumarkt Justinianstraße Tunisstraße Turiner Straße Innere Kanalstraße Hohenstaufenring Hauptstraße Tab. 4.1: NO X -Emissionsdichten des Straßenverkehrs an den Hotspots, Trendprognose für 2010; Quelle: LUA NRW 58

59 PM 10 -Emissionsdichte ges. [kg/a*km] Trendprognose 2010 PM 10 -Emissionsdichte ges. [kg/a*km] 2005 Entwicklung [%] Abgas AWAR *) Abgas AWAR *) Abgas AWAR *) Bonner Straße Clevischer Ring Neumarkt Justinianstraße Tunisstraße Turiner Straße Innere Kanalstraße Hohenstaufenring Hauptstraße *) Aufwirbelungen und Abrieb Tab. 4.2: PM 10 -Emissionsdichte des Straßenverkehrs an den Hotspots, Trendprognose für 2010; Quelle: LUA NRW Mit diesen Eingangsdaten kann die Immissionsbelastung abgeschätzt werden, wie sie sich ohne die Durchführung von Maßnahmen entwickeln wird. 4.2 Erwartete Immissionswerte im Zieljahr Erwartetes regionales Hintergrundniveau Die Festlegung des regionalen Hintergrundniveaus für das Jahr 2010 erfolgt auf Grundlage von Simulationsergebnissen. Hierfür wird das Modell EURAD (Europäisches Ausbreitungs- und Depositionsmodell) eingesetzt. Es wurden europaweite Prognosen auf der Grundlage EU-weit festgelegter Emissionsszenarien durchgeführt. Für NO 2 wurde für das Zieljahr 2010 für den Raum Köln eine regionale Hintergrundbelastung von 17 µg/m³ (19 µg/m³ NO X ) prognostiziert. Für PM 10 wird für das Jahr 2010 eine regionale Hintergrundbelastung von 19 µg/m³ angegeben. 59

60 4.2.2 Erwartetes Gesamt-Hintergrundniveau Das Gesamt-Hintergrundniveau wurde entsprechend dem Ergebnis des Kapitels emittentenbezogen berechnet. Es lag allerdings nur für die Gruppe Verkehr ein Emissionsszenario vor. Die Anteile der anderen Emittentengruppen wurden konstant gehalten. Tabelle 4.3 fasst die Werte des im Jahre 2010 erwarteten Gesamt- Hintergrundniveaus an den Belastungsschwerpunkten zusammen. NO 2 Mittelwerte [µg/m 3 ] PM 10 Mittelwerte [µg/m 3 ] Bonner Straße Nord Bonner Straße Süd Clevischer Ring Neumarkt Justinianstraße Tunisstraße Turiner Straße Innere Kanalstraße Hohenstaufenring Hauptstraße (Rodenkirchen) Tab. 4.3: Für das Jahr 2010 erwartetes Gesamt-Hintergrundniveau an den Belatungsschwerpunkten; Quelle: LUA NRW Erwartete Belastung am Überschreitungsort Mit Hilfe prognostizierter Verkehrsstärken und der entsprechenden Emissionsfaktoren wurden die zu erwartenden verkehrsbedingten Emissionen an den Hotspots berechnet. Die Ergebnisse dieser Berechnung dienten als Eingangsgrößen für eine grobe Abschätzung, auch Screening genannt, mit dem die Immissionswerte an den Hotspots abgeschätzt wurden. Diese Abschätzung wurde für verschiedene Hotspots durchgeführt. 60

61 In den folgenden Tabellen sind die Immissionswerte dargestellt, wie sie an den betrachteten Hotspots im Jahr 2010 zu erwarten sind, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen werden. Hotspot NO 2 -Konzentration [µg/m 3 ] 2005 NO 2 -Konzentration [µg/m 3 ] 2010 Hintergrund Gesamtbelastung Hintergrund Gesamtbelastung Clevischer Ring 37, ,5 62 Neumarkt 35, ,2 48 Justinianstraße 38, ,1 51 Tunisstraße 37, ,7 47 Turiner Straße 37, ,4 49 Hohenstaufenring 35, ,1 43 Bonner Straße (Nord) 35, ,2 54 Bonner Straße (Süd) 34, ,0 54 Hauptstraße (Rodenk.) 3 38, ,4 68 Tab. 4.4: NO 2 -Konzentrationen an den untersuchten Hotspots 2005 und Prognose 2010; Quelle: LUA NRW Die Gesamtbelastung mit NO 2 wird bis zum Jahr 2010 nach dieser Prognose geringfügig absinken. Dabei sinken sowohl die Hintergrund- als auch die verkehrsbedingte Zusatzbelastung ab. Diese Absenkung ist auf technische Weiterentwicklungen an Kraftfahrzeugen und die Flottenmodernisierung zurückzuführen. Diese Veränderungen reichen jedoch nicht aus, um den Grenzwert aus der 22. BImSchV von 40 µg/m 3 einzuhalten. 3 Die Werte sind rechnerisch ermittelt und bedürfen der Verifizierung durch Messung. 61

62 Hot Spot PM 10 -Konzentration [µg/m 3 ] 2005 PM 10 -Konzentration [µg/m 3 ] Hintergrund Gesamtbelastung Hintergrund Gesamtbelastung Clevischer Ring Neumarkt Justinianstraße Tunisstraße Turiner Straße Hohenstaufenring Bonner Straße (Nord) Bonner Straße (Süd) Hauptstraße (Rodenk.) 4 Tab. 4.5: PM 10 -Konzentrationen an den untersuchten Hotspots 2005 und Prognose 2010; Quelle: LUA NRW Die PM 10 - Belastung wird sich bis 2010 nach dieser Prognose nur unwesentlich verringern. Die Absenkung der Gesamtbelastung beträgt im Durchschnitt weniger als 1 µg/m 3. Der prognostizierte Jahresmittelwert überschreitet jedoch nur an einem Hotspot, nämlich am Clevischen Ring, den Grenzwert von 40 µg/m 3. Einen Rückschluss auf die Anzahl der Überschreitungen des Tagesmittelwertes lässt diese Prognose nicht zu. 4.3 Diskussionen über die Notwendigkeit weiterer Maßnahmen Zur Verbesserung der Luftqualität ist in den letzten Jahren eine Vielzahl von Regelungen erlassen worden, z. B. Emissionsgrenzwerte für Kfz oder die TA Luft für gewerbliche Anlagen. Auf diesen und weiteren Regelungen basieren bereits Maßnahmen, wie die steuerliche Förderung von Fahrzeugen mit aktuellen Abgasminderungs- 4 Die Werte sind rechnerisch ermittelt und bedürfen der Verifizierung durch Messung. 62

63 technologien oder die Altanlagensanierung nach TA Luft. Diese Maßnahmen werden im gesamten Bundesgebiet umgesetzt und haben daher auch Auswirkungen auf die Immissionssituation im Plangebiet. Weitere Maßnahmen im Sinne dieses Luftreinhalteplans gehen über die beschlossenen oder bereits in der Umsetzung befindlichen Maßnahmen hinaus und berücksichtigen die lokalen Gegebenheiten, z. B. die spezielle Emissionssituation im Plangebiet. Sie sind dann zu erwägen, wenn aufgrund der beschlossenen allgemeinen Maßnahmen eine Einhaltung der Immissionsgrenzwerte zum festgelegten Zeitpunkt nicht möglich erscheint. Wie die bisherigen Ausführungen gezeigt haben, handelt es sich bei den dargestellten Überschreitungen nicht um temporäre Probleme. Zwar werden durch die genannten bundesweiten Regelungen die Emissionen und die Hintergrundbelastung im Plangebiet zurückgehen. Allerdings zeigen die Abschätzungen, dass die Grenzwerte für NO 2 im Zieljahr 2010 ohne zusätzliche Maßnahmen an mehreren Standorten nicht eingehalten werden können. Somit sind zusätzliche, lokal wirksame und auf die spezifischen Bedürfnisse des Plangebiets abgestimmte Maßnahmen festzulegen, die zu einer weiteren Reduktion der Immissionsbelastung und zur Einhaltung des Grenzwertes führen. Die Maßnahmen, die zur Einhaltung der Grenzwerte entwickelt werden, sollen sich am Verursacheranteil orientieren. Wie in Kapitel 3.5 beschrieben, ist der Straßenverkehr der Hauptverursacher der Belastung an den untersuchten Hotspots. Für die NO 2 -Belastung an den rheinnahen Messstellen ist ebenfalls der Schiffsverkehr als relevanter Verursacher zu sehen. Die nicht genehmigungsbedürftigen Feuerungsanlagen aus Hausbrand und Kleingewerbe tragen ebenfalls mit einem Anteil von bis zu 9 % zur NO 2 -Belastung bei. Alle anderen Verursacher liegen unterhalb des Relevanzkriteriums von 3 %. Die in diesem Luftreinhalteplan festgelegten Maßnahmen zielen zunächst ausschließlich auf die Absenkung der verkehrsbedingten Emissionen ab, da hier das größte Minderungspotenzial vorhanden ist. Maßnahmen, die andere Emittenten wie den Schiffsverkehr oder die Kleinfeuerungsanlagen betreffen, können zusätzlich 63

64 langfristig geplant werden, um auf lange Sicht weitere Verbesserungen der Luftqualität zu erreichen. 5. Zusätzliche Maßnahmen zur Einhaltung der Grenzwerte 5.1 Beschreibung zusätzlicher Maßnahmen Umweltzone Entsprechend der Definition der Arbeitsgruppe Umweltzonen der EU-Kommission verfolgt eine Umweltzone innerhalb eines definierten Gebietes integrativ mehrere Ziele. Neben dem Schwerpunkt der Luftreinhaltung werden solche Ziele wie Lärmschutz, urbane Lebensqualität sowie die Verkehrssicherheit verfolgt. 5 In dem Gebiet einer Umweltzone können Durchfahrtsbeschränkungen für Kraftfahrzeuge angeordnet werden, die bestimmte Schadstoffmengen emittieren. Gemäß der Kennzeichnungsverordnung, die am 1. März 2007 in Kraft tritt (Verordnung zur Kennzeichnung der Kraftfahrzeuge mit geringem Beitrag zur Schadstoffbelastung 35. BImSchV vom 10. Oktober 2006, BGBl. I, 2218), werden hierzu die Fahrzeuge in 4 Schadstoffgruppen (SG) eingeteilt und 3 verschiedene Plaketten ausgegeben, wie in der Tabelle 5.1 dargestellt. Wenn von der Durchfahrtsbeschränkung in der geplanten Umweltzone z. B. alle Fahrzeuge schlechter als EURO 3, also schlechter SG 3, betroffen sein sollen, sind dies gemäß der Kennzeichenverordnung alle Dieselfahrzeuge schlechter als EURO 3 (ausschließlich Dieselfahrzeuge, die mit Partikelfilter ausgerüstet sind und den Standard EURO 3 erfüllen) und alle Otto- Fahrzeuge schlechter EURO 1, also Schadstoffgruppen 1 und 2. Gilt das Verbot für alle Fahrzeuge schlechter als EURO 4, also schlechter SG 4, ist zusätzlich Schadstoffgruppe 3 betroffen (ausschließlich EURO 3-Diesel, die mit Partikelfilter ausgerüstet sind). 5 Report from the Working Group on Environmental Zones; Exploring the issue of environmentalrelated road traffic restrictions, february 2005 (5.1.1) 64

65 KennzeichnungsVO, BGBl. I, S vom Pkw /lnfz snfz Diesel Euro 1 und davor Diesel Euro I und davor SG 1 3) SG 2 3) SG 3 3) SG 4 3) ohne Plakette rot mit Ziffer 2 gelb mit Ziffer 3 grün mit Ziffer 4 Diesel Euro 2 1) Diesel Euro II 1) Diesel Euro 3 1) Diesel Euro III 1) Diesel Euro 4 Otto vor Euro 1 Diesel Euro IV, V, EEV 2) Otto ab Euro 1, Elektro-, Brennstoffzellenfzg. 1) Dieselfahrzeuge werden auf Antrag einer höheren Schadstoffgruppe zugeordnet, wenn sie durch die Ausrüstung mit einer zur Reduzierung der Partikelemissionen den Partikelgrenzwert dieser Schadstoffgruppe erreichen. 2) EEV = Enhanced Environmentally Friendly Vehicle 3) Schadstoffgruppe Tab. 5.1: Kenzeichnungsverordnung; (Verordnung zur Kennzeichnung der Kraftfahrzeuge mit geringem Beitrag zur Schadstoffbelastung 35. BImSchV vom 10. Oktober 2006, BGBl. I, 2218); Quelle: LUA NRW Abb. 5.1: Abgrenzung der Umweltzone Köln; Quelle: LUA NRW Hinsichtlich der Abgrenzung einer Umweltzone werden einerseits die stark befahrenen und bebauten Abschnitte der Innenstadt einbezogen, andererseits soll der Verkehrsfluss in den Vororten und gegebenenfalls für ausgesperrte Fahrzeuge um die 65