Immissionsentwicklung

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1 Immissionsentwicklung Abschätzung der Entwicklung von NO2- und PM10-Grenzwertüberschreitungen Rainer Stern Freie Universität Berlin, Institut für Meteorologie

2 Ergebnisse aus dem PAREST-Projekt: Strategien zur Verminderung der Feinstaubbelastung in Deutschland Auftraggeber: 7 beteiligte Institutionen:

3 Hauptziele des PAREST-Projekts Entwicklung konsistenter, hochauflösender Emissionsdatensätze für Europa und Deutschland für die Referenzjahre 2005, 2010, 2015 und 2020 Entwicklung von Emissionsminderungsszenarien Immissionsseitige Bewertung (PM 10, PM 2.5, NO 2, O 3 ) der Emissionsreferenzen und Maßnahmenpakete in Deutschland mit Hilfe Chemischer Transport Modell-Anwendungen Abschätzung der Auswirkungen auf zukünftige Grenzwertüberschreitungen

4 Emissionsdatensätze Europa PM 10, PM 2.5, NO x, SO 2, NH 3, NMHC entwickelt von TNO für 2005, 2010, 2015, 2020 Auflösung 1/8 x 1/16 Zwischen 7 und 8 km NEC6_CP: Emissionsprojektionen für die National Emission Ceilings Directive (NEC) unter Berücksichtigung des sog. Climate and Energy Package (C&E package, current policy) 2010,

5 Emissionsdatensätze Deutschland PM 10, PM 2.5, NO x, SO 2, NH 3, NMHC entwickelt von IER Energiereferenzszenario Current legislation (CLE) 2005, 2010, 2015, 2020 Auflösung 1/60 x 1/60 Zwischen 1,9 und 2,3 km PM 10 -Emissionen 2005 Aufbauend auf CLE 2020: MFR-Szenarien ( Maximum feasible reduction ) + einzelne Maßnahmenbündel

6 Modellrechnungen REM-CALGRID (RCG), LOTOS-EUROS, COSMO-MUSCAT Modellgebiete - Europa, Auflösung circa 32x28 km2 - Deutschland grob, Auflösung circa 16x14 km2 - Deutschland fein, Auflösung circa 8x7 km2 CLE-Projektionen 2010, 2015, 2020, Klimaschutzszenarien, weiterführende Maßnahmenbündel Meteorologisches Referenzjahr: 2005 (2003, 2006)

7 Europa: Auflösung circa 32x28 km2, 0.25 Breite, 0.5 Länge Deutschland Fein: Auflösung circa 8 x 7 km2, Breite, Länge Berechnungen präsentieren den ländlichen Hintergrund bzw. Ballungsraum-Hintergrund, keine direkte hot-spot -Betrachtung!

8 Hauptfragen: Welche Immissionsminderungen sind in Deutschland bis 2020 erreichbar mit dem CLE-Szenario? Reichen diese Minderungen aus, um die Grenzwerte für PM 10 und NO 2 in Zukunft (bis 2020) einzuhalten?

9 PAREST-Referenz 2020 in D: Emissionsminderung bezogen auf die Referenz 2005 starke Minderung bei NO x, geringe Minderung der NMVOC, mäßige Minderung PM10!!

10 NO2-Jahresmittelwerte Entwicklung nach CLE (europaweit) 2005 R.Stern, PAREST, 10. Juni Abnahmen zwischen 2 18 µg/m3 Meteorologisches Referenzjahr 2005

11 PM10-Jahresmittelwerte Entwicklung nach CLE (europaweit) 2005 R.Stern, PAREST, 10. Juni Abnahmen zwischen 2 8 µg/m3 Meteorologisches Referenzjahr 2005

12 Bevölkerungsklassen BVK1, BVK2, BVK3, BVK4

13 Durch die Maßnahmen des CLE-Szenarios (D mit Verkehrsmodell TREMOD 4.17M) erreichbare NO 2 -Minderungen von 2005 bis 2020 (regional/urbaner Hintergrund) 9.5 µg/m 3-46% 12.3 µg/m 3-44% 5.9 µg/m 3-47% Lokal können die Minderungen niedriger oder auch höher sein

14 Durch die Maßnahmen des CLE-Szenarios (D mit Verkehrsmodell TREMOD 4.17M) erreichbare PM10-Minderungen von 2005 bis 2020 (regional/urbaner Hintergrund) 3.4 µg/m 3-19% 3.9 µg/m 3-18% 2.9 µg/m 3-20% Lokal können die Minderungen niedriger oder auch höher sein

15 Empirischer Ansatz ausgehend von der Messung: C M =C S + C H C M = Gemessene Konzentration an der Straße, C H = Hintergrundkonzentration = Zusatzbelastung, Annahme: wird ausschließlich durch die Emissionen des Straßenverkehrs verursacht C S Grenzwertüberschreitungen an hot-spots (Verkehrsnahe Stationen) PM10- und NO 2 -Konzentrationen (Jahresmittelwerte) in der Straßenschlucht im Prognosejahr 2020 aus Minderung der Messung 2005: C 2020 = C M_2005 -( C S + C H ) C H Änderung des Hintergrunds: aus Modell-Berechnungen 2005, 2020 C S Änderung der Zusatzbelastung: aus relativen Abnahmen der Verkehrsemissionen PM10-Überschreitungstage: aus statistischer Beziehung mit Mittelwert NO2: spezielle Annahmen zur Direktemission, photochem. NO 2 -Bildung

16 PM10-Überschreitungstage 2005 und 2020 Meteorologische Referenz 2005 blau+rot+grün= beobachtete Überschreitungstage 2005

17 NO2-Jahresmittelwerte 2005 und 2020 Meteorologische Referenz 2005, PAREST blau+rot= beobachteter Jahresmittelwert 2005, blau berechnet 2020

18 NO2-Jahresmittelwerte 2005 und 2020 IFEU-Ansatz für Hintergrundentwicklung und Verkehrsemissionsentwicklung Deutlich mehr Stationen mit Grenzwertverletzungen in 2020 als bei PAREST!!

19 Grenzwertverletzungen an verkehrsnahen Stationen treten auf Basis der PAREST-Daten noch auf bei PM : Mehr als 55 Überschreitungstage in 2005 (mittlere met. Bedingungen) 2020: Mehr als 60 Überschreitungstage in 2005 (mittlere met. Bedingungen) NO2 2015: Jahresmittelwert > 50 µg/m 3 in 2005 (mittlere met. Bedingungen) 2020: Jahresmittelwert > 60 µg/m 3 in 2005 (mittlere met. Bedingungen) PAREST Emissionsprognosen für NOx wahrscheinlich zu optimistisch (siehe IFEU-Abschätzung)!! R.Stern, PAREST, 10. Juni 2010

20 Was sind die Hauptergebnisse/Schlussfolgerungen? GRENZWERTDISKUSSION Die Emissionsabnahmen bis 2020 gemäß dem CLE-Szenario reichen mit Sicherheit nicht aus, um die Grenzwerte für PM 10, NO 2 überall in Deutschland einzuhalten Weiterführende Maßnahmen sind notwendig (MFR, Klimaschutzszenario)

21 VIELEN DANK FUER IHRE AUFMERKSAMKEIT