Seminar-Luftreinhaltung und Stadtklima

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1 Seminar-Luftreinhaltung und Stadtklima Untersuchungen zur Ausbreitung von Stickstoffoxiden in der Landeshauptstadt München Andrea Wellhöfer

2 Grundlagen Europäische Union: Richtlinie über die Luftqualität und saubere Luft für Europa EU-Luftqualitätsrichtlinie (2008/50/EG) ist ein Bestandteil der thematischen Strategie zur Luftreinhaltung vom September 2005 Bundesebene (Umsetzung der o.g. EU-Richtlinie): Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen BImSchV enthält verbindliche Grenzwerte und Zielwerte, die eine unbedenkliche lufthygienische Situation für die menschliche Gesundheit und die insgesamt gewährleisten sollen. Bei Überschreitung müssen Luftreinhaltepläne (LRP) mit geeigneten Maßnahmen zur dauerhaften Verminderung von Luftverunreinigungen erstellt werden. Bayern (Zuständigkeiten im BayImSchG): (LfU) für Luftüberwachung (Art. 6 BayImSchG) Regierungen stellen Luftreinhaltepläne auf (Art. 8 BayImSchG)

3 Stickstoffdioxid-Belastung 2016 und 2017 (Höchste Werte) Immissionsgrenzwert für Stickstoffdioxid (NO 2 ) im Jahresmittel: 40 µg/m 3 LÜB-Messstation NO 2 -Jahresmittelwert [µg/m 3 ] (vorläufig) München, Landshuter Allee München, Stachus Nürnberg, Von-der-Tann-Straße Augsburg, Karlstraße Oberaudorf (Inntal-Autobahn) Regensburg Würzburg, Stadtring Süd LÜB: Lufthygienisches Landesüberwachungssystem Bayern

4 Aktuelle Situation in Bayern Feinstaub (PM 10 und PM 2,5 ) Seit 2007 wird der PM 10 - Jahresmittelgrenzwert (40 µg/m 3 ) und seit 2012 der Tagesmittelgrenzwert (50 µg/m 3 in Verbindung mit 35 zulässigen Überschreitungen) eingehalten, auch an stark verkehrsbelasteten Standorten mit ungünstigen Ausbreitungsbedingungen. Der seit gültige PM 2,5 -Jahresmittelgrenzwert (25 µg/m 3 ) wird nicht überschritten. Stickstoffdioxid (NO 2 ) Sorgenkind!!! An stark verkehrsbelasteten Standorten mit ungünstigen Ausbreitungsbedingungen wird der seit gültige Stickstoffdioxid- Jahresmittelgrenzwert (40 µg/m 3 ) nicht eingehalten. Stundenmittelgrenzwert für NO 2 (200 µg/m 3 ) in Verbindung mit 18 zulässigen Überschreitungen im Jahr wurde erstmals im Jahr 2016 an allen Stationen in Bayern eingehalten.

5 NO 2 -Jahresmittelwerte ausgewählter Stationen Grenzwert * vorläufige Daten

6 NO 2 -Jahresmittelwerte Bayern Grenzwert * vorläufige Daten

7 Luftreinhaltepläne in Bayern Übersicht Luftreinhaltepläne 2004: München 1)2)3)5)7)9)10)12) Passau 2) Nürnberg 5a)11) /Fürth/Erlangen Regensburg 6)11) Augsburg 1)4)12) Schwandorf Ansbach 4) Weiden Arzberg Würzburg 6a)12) 2005: 2008: Lindau 5) Burghausen 2007: 2009: Bayreuth 1) Neu-Ulm Ingolstadt 2012: Landshut Inntal/Oberaudorf 8) Alle Erstpläne (bis 2009) PM 10 -ausgelöst 1) Auch NO 2 -ausgelöst 2) Fortschreibung ) Fortschreibung ) Fortschreibung ) Fortschreibung 2010; 5a) nur NO 2 -ausgelöst 6) Fortschreibung 2011; 6a) nur NO 2 -ausgelöst 7) Fortschreibung ) Nur NO 2 -ausgelöst 9) Fortschreibung ) Fortschreibung ) Fortschreibung ) Fortschreibung in Bearb.

8 Luftreinhaltepläne Aktueller Stand In Bayern sind 17 Luftreinhaltepläne aufgestellt und veröffentlicht. Für München wurde die 6. FS im Dezember 2015 in Kraft gesetzt, die 7. FS befindet sich in Bearbeitung. Die 2. FS für Augsburg ist in Bearbeitung Nürnberg wurde im September 2017 abgeschlossen Regensburg wurde im November 2017 abgeschlossen Würzburg wird demnächst abgeschlossen

9 Projekt - NO 2 im Umfeld hoch belasteter Messstationen Projektlaufzeit einzelne Messpunkte werden weiter beobachtet Standorte mit Überschreitung des NO 2 -Grenzwertes München, Nürnberg, Augsburg, Oberaudorf, Regensburg, Würzburg NO 2 -Messungen Doppelbestimmungen mit Passivsammlern (über 7000 Proben) Kleine mobile Messstationen

10 Kernaussagen I Der Tagesgang des Verkehrsaufkommens spiegelt sich im Tagesgang der Schadstoffbelastung annähernd wieder. Hauptverursacher der lokalen NO 2 -Emissionen an verkehrsorientierten LÜB-Stationen in Bayern sind insbesondere Dieselfahrzeuge. Bereits kleine Lücken in einer geschlossenen Randbebauung reduzieren die NO 2 -Belastung beträchtlich. Die Belastung nimmt in Seitenstraßen mit zunehmender Entfernung von der Hauptverkehrsstraße rasch ab. Der Bereich mit Grenzwertüberschreitung reicht höchstens ca. 60 m in die Seitenstraßen hinein.

11 Kernaussagen II Abgeschirmte Nebenstraßen parallel zur Hauptverkehrsstraße werden kaum durch die Schadstoffbelastung der Hauptstraße beeinflusst. Von der Hauptverkehrsstraße abgeschirmte Innenhöfe weisen nur etwa die städtische Hintergrundbelastung auf (Messwerte 2011: 28 µg/m 3, 2012: 28 µg/m 3, 2012: 29 µg/m 3 ). Reduzierung der Verkehrsstärke durch eine Untertunnelung reduziert die Belastung an der Oberfläche (im Falle der Landshuter Allee in München um ungefähr ein Drittel). Auf Brücken ist, selbst bei etwas höherer Verkehrsstärke, die NO 2 - Konzentration deutlich geringer als in der Straßenschlucht.

12 Kernaussagen III Bei beidseitig geschlossener Randbebauung (Straßenschlucht) kann Queranströmung (Wind quer zur Straße) zu hohen NO 2 -Werten führen. Dies geschieht durch die Ausbildung einer Luftwalze, die Schadstoffe auf der windzugewandten Seite konzentriert. Hohe Ozonwerte im Sommer und NO aus Verbrennungsabgasen erzeugen einen hohen Anteil an sekundärem NO 2 (NO + O 3 NO 2 + O 2 ). Der Vergleich mit Modellrechnungen zeigt eine gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Passivsammler-Messungen. In verkehrsärmeren Seitenstraßen zur Hauptstraße nimmt die NO 2 -Konzentration nahezu wie bei freien Ausbreitungsbedingungen ab.

13 Verkehrsaufkommen und NO 2 -Belastung 2015

14 Schadstoffausbreitung in verkehrsarme Seitenstraßen (Messwerte von 2014)

15 Vergleich Messung / Berechnung der NO 2 -Belastung für 2011

16 Standort der LÜB-Station und Messorte der weitergeführten Passivsammler-Messungen in der Landshuter Allee

17 NO 2 -Konzentration in Abhängigkeit von der Randbebauung (verschiedene Straßenabschnitte)

18 NO 2 -Jahresmittelwerte für die Kalenderjahre 2015 bis 2017 Messpunkt NO 2 -Jahresmittelwert in µg/m MUELA_ MUELA_ MUELA_ MUELA_ MUELA_ MUELA_ LÜB-Station MUELA_ MUELA_ MUELA_ MUELA_

19 Messsystem: NO 2 -Passivsammler Räumliche Gegebenheiten erlauben oft keine stationären Messungen Passivsammler können für orientierende Messungen eingesetzt werden Chemische NO 2 -Bindung an mit Triethanolamin beschichteten Quarzfaserfiltern Analyse des Nitrates nach 14 Tagen Beprobung im Labor kein Stromanschluss notwendig kompakte Bauart an unwegsamen Stellen einsetzbar

20 NO 2 -Immissionen durch Kraftfahrzeuge am LÜB-Standort München, Landshuter Allee [µg/m 3 ] Verkehrszahlen DTV [Kfz/24h] Bezugsjahr 2014 VZ 2011 Jahresmittelwert (gem.) 83 - Vorbelastung 27 - Verkehr, lokal ca Diesel-Pkw Diesel-SNfz Benzin-Pkw Pkw: Personenkraftwagen (inklusive leichte Nutzfahrzeuge) SNfz: Schwere Nutzfahrzeuge > 3,5 t

21 NO X Grenzwert [mg/km] EU-Abgasnormen für Diesel- und Benzin-Pkw Diesel-Pkw bis zur Abgasnorm Euro 5 stoßen ein Mehrfaches an Stickstoffoxiden (NO X = NO + NO 2 ) im Vergleich zu Benzin-Pkw aus Erst mit Euro 6 für Diesel-Pkw (Erstzulassung ) erfolgte eine Angleichung der NO X -Emissionen zum Benzin-Pkw Euro 3 (2001) Euro 4 (2006) Euro 5 (2011) Euro 6 (2015) Diesel-Pkw Benzin-Pkw

22 NO X -Emissionswerte in mg/km NO X -Realemissionen* für durchschnittliche Innerortsstraßen Diesel-Pkw Emissionsgrenzwert Diesel-Pkw HBEFA Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6 Diesel-Pkw HBEFA 3.3 * entsprechend Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs 3.2 bzw. 3.3

23 Software-Updates von Diesel-Pkw Schadstoffklassen 5 und 6 Am fand ein Gespräch zum Nationalen Forum Diesel u. a. mit Vertretern des Bundes, der Länder, der Automobilindustrie und von Verbänden statt. In der gemeinsamen Erklärung heißt es u. a., die Automobilindustrie ist in der Verantwortung: Wir erwarten von den Automobilunternehmen eine Optimierung von 5,3 Millionen der aktuell in Deutschland zugelassenen Diesel-Pkw in den Schadstoffklassen Euro 5 und 6. Damit soll eine Reduktion der NO X -Emissionen dieser Fahrzeuge um 30 % bis zum Jahresende 2018 erreicht werden.

24 Maximal mögliche NO 2 -Minderung durch Software-Updates Unsere Annahmen: Zulassungszahlen gemäß Kraftfahrtbundesamt zum NO X -Emissionsreduzierung von 30 %: wird vollständig einer NO 2 -Reduktion gleichgesetzt ist unabhängig von der Umgebungstemperatur (kein Thermofenster) Standort NO 2 -Minderung (bezogen auf den Jahresmittelwert) Anwendung auf das Bezugsjahr 2016 NO 2 -Jahresmittel NO 2 -Minderung (durch Software-Update) Landshuter Allee 7 % 80 µg/m 3 5,6 µg/m 3 Stachus 5 % 56 µg/m 3 2,8 µg/m 3

25 Emissionsmessung vor und nach Software-Update PEMS-Messung der DUH an einem Golf Variant Euro 5 Diesel zeigen folgende NO X -Emissionsminderungen: Durchschnitt NO X in mg/km 964 (vor Update) Durchschnitt NO X in mg/km 602 (nach Update) NO X -Minderung: ca. 1/3 20_DE_Bericht_VW_Golf_1.6_TDI_Euro5_Faktor_erg%C3%A4nzt_nach_Aufhebung_eV_01.pdf

26 Hardware-Nachrüstung mit SCR Durch die SCR-Nachrüstung sind folgende NO X -Emissionsminderungen zu erwarten: Linienbusse der Abgasstufen Euro V/EEV a) : 85 % Pkw und leichte Nutzfahrzeuge der Abgasnorm Euro 5 b) : ungünstige Bedingungen: 50 % Idealfall: > 70 % a) b)

27 Maßnahmenpaket der Bayerischen Staatsregierung Maßnahmenpaket Verbesserung der Flottenwerte Stärkung des ÖPNV Förderung des Radverkehrs und innovativer Antriebe/ Elektromobilität Intelligente Verkehrskonzepte

28 Fazit Leicht abnehmende Tendenz der NO 2 -Belastung, auch an verkehrsorientierten Stationen erkennbar Untersuchungen von mit SCR nachgerüsteten Fahrzeugen zeigen höhere Minderungsraten als Software-Update Alle NO 2 -mindernden Maßnahmen helfen die IGW schneller und dauerhaft einzuhalten Hinweis: Fachtagung Luftreinhalteplanung am Di., in Augsburg

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!