Luftbelastung in Berlin: Die Umweltzone und weitere Maßnahmen Martin Lutz Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin Referat Immissionsschutz Momentane Problemlage Evaluation bisheriger Maßnahmen Zusätzliche Maßnahmen Wirkungsabschätzung Schlussfolgerung 1

Modellierung der verkehrsnahen NO 2 -Belastung 2009 Grenzwert Überschreitungen: 58 km Straßen 48.000 Menschen 1 2

Ursachenanalyse 2009 NO 2 Immissionsbilanz regionaler Hintergrund 12% andere 2% lokaler Verkehr 45% Industrie 2% Heizung / Kraftwerke 5% Kfz-Verkehr 31% urbaner Hintergrund 41% übriger Verkehr 1% Verkehr (nur Kfz) 41% Verkehr (sonstiger) 3% Emissionsbilanz sonstige Quellen 5% Kleingewerbe 1% Hausbrand 15% Industrie, Kraftwerke 35% 3

Ausgangslage Berlin gemessene PM10- Belastung Anzahl der Tage über 50 µg/m³ 24h-Mittel PM10 in Berlin 2008 10 6 2011 10 5 20 13 10 12 28 15 38 24 21 10 24 11 17 10 37 21 20 86 11 2 ps fin 4

Ursachenanalyse Herkunft der Feinstaub-Immissionsbelastung an Straßen 2002 & 2009 2009 2002 Kfz Auspuff 4,1% Kfz Abrieb/Aufwirbelung 14,9% Kfz Abrieb / Aufwirbelung 14.0% Kfz Auspuff 11% Kfz-Verkehr städtischer Hintergrund 7,5% Sonstiger Verkehr 0.3% Heizung und Kleingewerbe 1,3% Sonstige Quellen Industrie 7.4% 0.3% Regionaler Hintergrund 64.4% u. a. Kaminöfen, Baumaschinen, Baustellen Kfz-Verkehr städtischer Hintergrund 14% Sonstiger Verkehr 0.3% Heizung und Kleingewerbe 1.0% Industrie 2.0% Sonstige Quellen 8.0% Regionaler Hintergrund 50% 5

Umweltzone: Umsetzung und Evaluierung 6

Die Umweltzone Berlin Stufe 1 seit 1.1.2008 Diesel Kfz: mind. Euro 2 Otto-Kfz: mind. G-Kat (Euro 1) < 7 % der Fahrzeuge betroffen Fläche: circa 88 km² (der 892 km² Berliner Stadtfläche) Einwohner: circa 1 Millionen (von 3,4 gesamt) Stufe 2 seit 1.1.2010 Diesel-Fz: Partikelgrenzwert Euro 4: für Pkw mind. Euro 3 + Partikelfilter für Lkw auch Nachrüstung von Euro 1 auf Euro 4 Partikel möglich Randbedingung für Einführung: verfügbare Filtertechnik für Euro 3 ca. 10 % der Fahrzeuge betroffen, überwiegend durch Nachrüstung 7

Wirkungsanalyse UWZ Berlin Fahrzeugflotte Bessere Flottenzusammensetzung Veränderung der Zusammensetzung der aktiven Flotte an der Frankfurter Allee 100% (Kennzeichenauswertung) 2% 6% 80% 34% 73% 91% 49% 29% 53% 75% 25% 51% 70% 29% 60% 40% 36% 29% 32% 31% 24% 23% 51% 27% 37% 40% 4 - grün 3 - gelb 2 - rot 1 - keine 20% 0% 24% 6% Feb 07 vor UWZ 20% 6% 1% 7% 2% Sep 09 Sep 10 UWZ I UWZ II 18% 4% Trend 10 ohne UWZ 37% Feb 07 vor UWZ 10% 7% 20% 4% 1% Sep 09 Sep 10 UWZ I UWZ II 27% Trend 10 ohne UWZ 15% Feb 07 vor UWZ 10% 2% 21% 7% 2% Sep 09 Sep 10 UWZ I UWZ II 20% 11% Trend 10 ohne UWZ Pkw Diesel leichte Nutzfahrzeuge Diesel Lkw > 3,5 t Zunahme sauberer Fahrzeuge um den Faktor 1,5 bis 3! Abnahmen von Fahrzeugen mit höherem Schadstoffausstoß: SG1 (ohne Plakette): - 70 bis - 90 %; SG 2 (rot): - 50 bis - 80 % 8

Wirkungsanalyse UWZ Berlin NOx Emissionen Rückgang der Stickoxidemissionen basierend auf der Flottenzusammensetzung Frankfurter Allee 10 000 t/a 8 000 6 000 4 000 2 000 8730 8369 7987 7627 7121 6534-15% -18% 6110-20% 4965 4724 4485 4199 3833 3486 3318 929 898 869 843 762 705 650 2007 Trend 2008 ohne UWZ Trend 2009 ohne UWZ Trend 2010 ohne UWZ UWZ 2008 UWZ 2009 UWZ 2010 2786 2703 2592 2548 2516 2320 2123 0 alle Kfz Pkw Lkw < 3,5 t Lkw > 3,5 t Hochrechnung auf die Emissionen im Berliner Straßennetz anhand der Flottenzusammensetzung an der Frankfurter Allee (nur warme Emissionen, ohne Kaltstarteinfluss; Handbuch für Emissionsfaktoren 3.1) 9

Wirkungsanalyse UWZ Berlin Rußpartikelemissionen t/a 400 300 200 Veränderung der Ruß-Emissionen durch die UWZ anhand der Flottenzusammensetzung an der Frankfurter Allee mit Filternachrüstung 380 348 322 299-25% 261 219-32% -58% 207 186 169 152 24 121 141 62 94 89 84 79 55 44 78 74 68 53 2007 Trend 2008 ohne UWZ Trend 2009 ohne UWZ Trend 2010 ohne UWZ UWZ 2008 UWZ 2009 UWZ 2010 100 126 69 64 39 0 gesamte Flotte Pkw Lkw < 3,5 t Lkw > 3,5 t 10

Wirkungsanalyse UWZ Berlin Rußkonzentration an Straßen Trend der lokalen Zusatzbelastung für Gesamtkohlenstoff an Straßen Gesamtkohlenstoff [TC = EC + 1.2 * OC] in µg/m 3 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 101% 99% 100% 112% 101% 100% 78% 73% 80% 75% Anteil windschwacher Wetterlagen < 2.4m/s (2007=100%) TC Mittel über 12 Minisammler außerhalb UWZ TC Mittel über 10 Minisammler innerhalb UWZ 121% 119% 130% 100% 100% 49% 47% 141% 44% 40% 600% - 56500% % 400% 300% 200% 100% 120% Anteil windschwacher Situationen 0,0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 *Verkehrsbeitrag, berechnet aus der Differenz zwischen Stationen in Verkehrsnähe und im städtischen Hintergrund 0% 11

Wirkungsanalyse UWZ Berlin weniger Feinstaub PM2.5/PM10 beeinflussbar durch Umweltzone Beitrag zu PM2,5 in % 100 80 60 40 20 14 % Abnahme entsprechend der Emissionsminderung der Umweltzone: 58 % weniger Rußpartikel, 20 % weniger Stickoxide ca. 2 µg/m³ weniger PM10, ca. 10 Überschreitungen weniger 8 % 6 % 7 % 7 % 15 % 15 % nicht beeinflussbar durch Umweltzone 6 % 9 % 9 % 47 % 47 % Rußpartikel vom Verkehr in Berlin Partikel aus Stickoxiden des Verkehrs in Berlin Aufwirbelung, Abrieb des Verkehrs in Berlin übrige Quellen in Berlin Verkehr außerhalb Berlins 0 vor Umweltzone 2007 Umweltzone 2010 übrige Quellen außerhalb Berlin 12

Wirkung Umweltzonen in Deutschland Fazit Berlin: kein messbare Verkehrsverdrängung deutliche Verbesserung der Fahrzeugflotte: Berlin 2010: weniger hoch emittierende Fz ( Euro 1): 1-3% Lkw anstatt 20 % 1.5 bis 3 mal mehr saubere Fahrzeuge (~ Euro 4): 60.000 Nachrüstungen allein in Berlin sinkende Emissionen : Berlin 2010: Auspuffpartikel - 58 %; NOx -20 % Stuttgart (rote Plakette): Auspuffpartikel - 15 % (Modellrechnung); Auswirkung auf die Luftqualität: Berlin (grüne Plakette, Netto-Effekt, Verkehrsaufkommen, HG & Meteorologie weitgehend berücksichtigt) PM10-Belastung: ca. 7 % (2 µg/m³), ca. 8-10 weniger Überschreitungstage 24h-Grenzwert NO2-Belastung: - 5 bis - 12 % Ruß (Gesamtkohlenstoff): verkehrsbezogener Anteil -50%, Hannover (2009, grüne Plakette ab 2010): NO2: -10% (-4 µg/m³), PM10: - Köln (2008, rote Plakette, teilweise incl. Abwrackprämie, adjustiert auf HG-Belastung) NO2-1.5 % (-0.7 µg/m³), PM10: -7% (-2 µg), -10 Überschreitungstage München: (rote Plakette 2009, lt. Cyris et al, kurzer Messzeitraum, z. T. abhängig von HG-Belastung) PM10: -10 % Ruhrgebiet (rote Plakette, 2009, Messwerte adjustiert auf HG-Belastung) PM10: -7% (2.1 µg/m³), -16 Überschreitungstage; NO2: -2% (1.2 µg/m³) 13

Wirkung Umweltzonen Umweltzone wirksam, verhältnismäßig und verursachergerecht bei anspruchsvollen Umweltkriterien 4 damit DPF Nachrüstung erforderlich bei nicht zu später Einführung ~2010-12 bei nicht zu kleinem Gebiet, sonst Verkehrsverdrängung bei Einzel-Ausnahmen nur in wirtschaftlichen Härtefällen weil Fokus auf gesundheitlich kritischen Staubkomponenten, wie Ruß weil Expositionsminderung im ganzen Stadtgebiet verkehrsnah 5-10% NO2 und PM-Reduktion möglich UWZ alleine nicht ausreichend, aber kaum entbehrlich, weil Fazit 2011 PM10-Grenzwerte ultimativ einzuhalten sind und Gefahr der Überschreitung weiter besteht NO2 Grenzwerte vielerorts um 50 bis über 100% überschritten sind und NO2- Minderungspotential von UWZ mangels Nachrüstungsmöglichkeit geringer alternativen Maßnahmen fehlen um Grenzwerte einhalten zu können S - UM 43 14

Weitere Maßnahmen im Straßenverkehr Umweltzone: Auslaufen der Einzelausnahmen saubere Fahrzeuge im ÖPNV Tempo 30 Lkw-Durchfahrverbot Verstetigung/ Umweltsensitive Verkehrssteuerung Förderung des Umweltverbundes: Rad+Fuß+ÖPNV 15

Umweltzone wie geht s weiter? keine Stufe 3 (keine Verschärfung der Abgasanforderungen) Nachrüstung von NOx-Filtersystemen für Pkw/kleine Lkw technisch unmöglich Minderungspotential bei Rußpartikel durch Stufe 2 fast ausgeschöpft Verbot von Euro 4 nicht verhältnismäßig Plakette für Euro 5 oder 6 fehlt (noch?) keine Erweiterung der Umweltzone aufs ganze Stadtgebiet Anteil hoch belasteter Straßen außerhalb der Umweltzone eher gering Nutzeffekt gering, weil gesamte Berliner Fahrzeugflotte bereits signifikant verbessert wurde Abgrenzung schwierig, sehr viele Schilder notwendig Auslaufen aller Einzelausnahmen bis 2015 ab 2013 letztmalig Erteilung von Einzelausnahmen Auslaufen der generellen Ausnahmen für nicht nachrüstbare Euro-3-Kfz Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Referat Immissionsschutz, M. Lutz 16

Wirkung von Umweltanforderungen z.b. Modernisierung BVG-Linienbusse relative Emission bezogen auf 2004 Ziele Luftreinhalteplan/NVP alle Busse mit Filter 600 Busse mit Euro5/EEV Umsetzungsstand 94 % Busse mit Filter 520 Busse mit Euro5/EEV Umweltwirkung 37 t/ weniger Dieselruß 732 t/a weniger Stickoxide 100% 80% 60% 40% 20% 0% 100% 100% 54% 50% 10% 6% Dieselruß Stickoxide 2004 2011 Ziel LRP bis 2010 17

Kein Fortschritt durch Euro 5! Abgasstandards versus Stadtverkehr Beispiel BVG-Busse mit Euro 5 -Standard: nicht besser als Euro 3 Probleme mit Abgasnachbehandlung bei niedrigen Abgastemperaturen im Stadtverkehr: AdBlue-Verbrauch der SCR-Anlage = 0 Messung für Typgenehmigung ist nicht repräsentativ für Stadtverkehr Überlegung zum Nachweis der Emissionsminderung im Stadtverkehr durch geeignetere Testverfahren (Fahrmuster für Stadtverkehr) 20 18 16 14 12 15,1 E 3 nachgerüstet 15,06 18,2 13,87 13,92 15,12 15,82 10 8 6,9 6 4 2 0 NOx [g/km] CO2/100 [g/km] Citaro E3 Citaro E 3 + SCR Citaro E 5 Citaro E 5 low entry 18

Euro vehicle emission standards performance under urban conditions Euro emission standards for Diesel passenger cars versus real-world emissions * under urban driving conditions 0.2 0.18 0.16 E 1 real emission during urban driving conditions Eurostandards for passenger cars PM emissions g/km 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 E 2 E 3 E 4 E 6 E 5 0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 NOx emissions g/km * based on Handbook Vehicle Emission Factors (HBEFa 3.1) assuming average urban driving cycle (IFEU, 2009) 19

Tempo 30 am Beispiel Schildhornstraße Anlass hohe Lärmbelastung Luftschadstoffgrenzwerte überschritten Umsetzung Anordnung im November 2005 dauerhafte Kontrolle wenig Staus, guter Verkehrsfluss Umweltwirkung (lokal!) ca. 2 µg/m³ weniger PM10 lokaler PM10-Zusatzbeitrag: - 30 % 5 bis 9 µg/m³ weniger NO 2 lokaler NO 2 -Zusatzbeitrag: - 15 % zusätzlicher Nutzen: weniger Lärm, bessere Verkehrssicherheit 20

Lkw-Durchfahrverbot Silbersteinstraße Anlass und Ziel Überschreitung PM10-Grenzwerte März 2005 Grund: zu viele Lkws in enger Straßenschlucht Ziel: Verlagerung des Lkw-Verkehrs auf BAB A 100 Umsetzung: Anordnung April 2005 Halbierung des Lkw-Verkehrs Umweltwirkung (nur lokal!) ca. 28 % weniger PM10 ca. 26 % weniger Stickoxide Reduzierung der Luftbelastung um ca. 10 % nur sinnvoll bei geeigneten Umfahrungsstrecken 21

Umweltsensitive Verkehrssteuerung Ziel gezielte Verkehrsbeeinflussung bei hoher Luftbelastung zur Verbesserung des Verkehrsflusses und Reduzierung der Verkehrsmenge Umsetzung Modellprojekt IQmobility in der Leipziger Straße für 4 Monate Stauvermeidung nur bedingt möglich, u. a. wegen Baustelle Umweltwirkung theoretisch bei Stauvermeidung ca. 10 % Emissionsminderung Luftqualität: keine nachweisbaren Effekte auf PM10 und NO 2 (Zeitraum zu kurz, Störung durch Baustelle) Fazit 0 0 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Tagesgang der NOx-Emission in der Leipziger Straße am Montag mit verkehrsabhängiger T50-Steuerung in Fahrtrichtung Ost Potenzial vorhanden, aber viele Störfaktoren, u. a. ÖV - Bevorrechtigung Gefahr von zusätzlichen Belastungen an anderen Straßenabschnitten Grüne Welle nur in eine Richtung optimal, Nachteile für Querverkehr Anzahl Kfz/h, NOx-Emission in g/(km*h) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Anzahl Kfz/h NOx-Emission mittlere Geschwindigkeit Stunde Stau 80 70 60 50 40 30 20 10 Geschwindigkeit in km/h 22

Förderung Umweltverbund (UmV) Ziele StEP Verkehr Anteil UmV Innenstadt: 80 % Anteil UmV gesamt: 66 % Umsetzungsstand Zunahme ÖPNV 2003-2009: + 12 % Zunahme Radverkehr 2004-2009: + 34 % Rückgang Pkw-Verkehr: - 10 bis 14 % Anteil UmV Bezirk Mitte: 78 % Anteil UmV gesamt in 2008: 68 % Umweltwirkung ca. 54 t/a weniger PM10 ca. 490 t/a weniger Stickoxide außerdem: Beitrag zum Klimaschutz durch weniger CO 2 nicht-motorisierter Verkehr ist aktive Gesundheitsvorsorge durch mehr Bewegung! Wegeanteile nach Verkehrsmitteln 2008 32% 26% 29% 13% 23

Emissionsminderung Verkehr im Vergleich PM10-Emission in 2005: 3 854 t/a NOx-Emission in 2005: 20 292 t/a 24

Weitere Maßnahmen Baumaschinen Schiff Bahn Hausheizung 25

Partikelfilter für Baumaschinen Ziel: Reduzierung der Dieselrußemissionen um 75% bis 2015 Umsetzung: Modellprojekt zur Nachrüstung von ca. 20 Maschinen mit begleitenden TÜV-Messungen Umweltstandards bei Vergabe öffentlicher Bauleistungen ab 2014 (Stufe IIIB/IIIA je nach Größe, DPF bei Alt-Fz) Partikelfilterpflicht als Festsetzung in Planfeststellungsbeschlüssen (z.b. Baustelle Stuttgart 21) Wirkung: 90 % Emissionsminderung möglich in Berlin ca. 60-100 t/a Dieselruß Schwierigkeiten: kaum Erfahrung in Deutschland, aber Schweiz Regeneration der Filter bei den sehr unterschiedlichen Betriebsbedingung problematisch oder teurere Systeme Kosten und Verfügbarkeit unklare Rechtsgrundlage für generelle Filterpflicht 26

Partikelfilter für Fahrgastschiffe Ziel Reduzierung der Dieselrußemissionen bis 2015 ca. 30 % Minderung in der Flotte Umsetzung Modellprojekt mit Nachrüstung von 3 Schiffen begleitende Messungen durch TÜV Hessen Nachrüstförderung aus EU-Fonds Umweltwirkung Partikelminderung > 90 % kein signifikanter Mehrverbrauch zuverlässige Regeneration, da aktive Systeme gute Dauerhaltbarkeit 27

Umweltstandards im Schienenverkehr Ziel: Reduzierung der Partikelemissionen von Diesellokomotiven/- triebwagen Umsetzung Entwicklung von Umweltstandards im Rahmen des EU-Projekts EcoRails : Abgasnorm III B oder Partikelfilterausrüstung Anwendung bei Ausschreibungen im Schienen-Personennahverkehr Wirkung 90 % Emissionsminderung möglich in Berlin ca. 4 t/a Dieselruß vermeidbar gezielte Entlastung an Bahnhöfen Hemmnisse Größe der Filter Platzprobleme Kosten: mehrere Zehntausend wenig Erfahrung mit der Nachrüstung 28

Maßnahmen im Sektor Hausheizung Reduzierung des Wärmebedarfs Emissionsminderung Feststoffverbrennung Untersuchung zum Beitrag der Holzverbrennung zu PM10-Belastung Ausdehnung des Luftvorranggebiets: heute begrenzt auf die Innenstadt: keine Heizungsanlagen in Neubauten mit höheren Emissionen als Öl-Heizungen keine Feststoffheizungen (auch keine Pelletheizungen) Prüfung, ob strengere Partikelemissionsgrenzwerte als in der 1. BImSchV notwendig und möglich Berliner Festbrennstoffverordnung? Förderung von Partikelfiltern für Holzheizungen? Umweltwirkung: ca. 300 bis 400 t/a Feinstaub Saubere Mini-BHKW BHKW könnten zukünftig problematisch werden, wenn vermehrte Installation, da Grenzwerte weniger streng als für Großkraftwerke neue BHKW nur mit Gasmotor und anspruchsvollen NOx-Emissionsstandards Berücksichtigung bei öffentlichen Aufträgen und Förderprogrammen 29

Modellierung der Wirkung von Maßnahmen 30

Luftreinhalteplan 2011-17 Szenarienrechnung: Ausgangspunkt NO 2 Belastung 2009 Grenzwert mit Berlin-spezifischer Flottenzusammensetzung aus 2009 Überschreitung in mehr als 50 km Hauptstraßen mit etwa 50.000 Anwohnern 31

Luftreinhalteplan 2011-17 Szenarienrechnung: Wirkung NO 2 Trendszenario 2015 Grenzwert Berücksichtigte Maßnahmen Umweltzone StEP Verkehrs 1.0 Verbesserung bei stationären Anlagen EU-weite Umsetzung existierender Umweltauflagen Überschreitung in mehr als 12 km Hauptstraßen mit gut 10.000 Anwohnern 32

Luftreinhalteplan 2011-17 Szenarienrechnung: Wirkung NO 2 MB Fahrzeugtechnik 2015 Grenzwert Berücksichtigte Maßnahmen Trendszenario 2015 Nachrüstung Busse SCR Nachrüstung Lkw SCR/EGR Umweltzone ohne Ausnahmen E6 Förderung Überschreitung in mehr als 7 km Hauptstraßen mit etwa 6.000 Anwohnern 33

Luftreinhalteplan 2011-17 Szenarienrechnung: Wirkung NO 2 5 Jahre früher Euro 6 2015 Grenzwert Berücksichtigte Maßnahmen Trendszenario 2015, plus Umsetzung unserer Forderung von 2005: Euro 5 NOx-Emissionsgrenzwert für Diesel Fz gleich dem für E4 Otto- Fz = 80 mg/km Dies entspricht dem erst 2013 kommenden Euro 6 Grenzwert! Überschreitung in mehr als 0.1 km Hauptstraßen mit etwa 150 Anwohnern 34

Luftreinhalteplan 2011-17 Szenarienrechnung: Entwicklung von Grenzwertüberschreitungen NO 2 2009 Trend 2015 MB Fz-Technik 2015 MB Verkehrsflussoptimierung 2015 Länge der Straßen und Zahl der Anwohner mit Überschreitungen des NO2-Grenzwerts MB T30 an allen Hotspots 2015 Euro 5 als Euro 6 2015 Trend 2020 Länge [km] Tausend Anwohner PM10 NO 2 : zusätzlicher Rückgang durch Maßnahmen bis 2015: circa 40 % Länge der Straßen und Zahl der Anwohner mit Überschreitungen des 24h PM10-Grenzwerts 2009 0 10 20 30 40 50 60 70 Trend 2015 MB Fz-Technik 2015 MB Baumaschinen & Hausheizung 2015 PM10: zusätzlicher Rückgang durch Maßnahmen bis 2015: circa 40 bis 60 % MB Verkehrsflussoptimierung 2015 MB T30 an allen Hotspots 2015 Länge [km] Tausend Anwohner Euro 5 als Euro 62015 Trend 2020 0 5 10 15 20 25 30 35 35

Schlussfazit Signifikante Emissionsminderungen bereits erreicht Umweltzone wichtigste Einzelmaßnahme, in allen Verwaltungsgerichtsverfahren bestätigt Trotzdem können die Grenzwerte für Feinstaub und NO 2 nicht überall bzw. nicht immer eingehalten werden bei PM10: grenzüberschreitender PM10-Transport weiter ein Problem! bei NOx: Euro 4/5 zu wenig wirksam im Stadtverkehr Potenzial durch weitere technische Maßnahmen im Verkehr sehr begrenzt bzw. zu spät verfügbar Spielraum durch Verkehrsflussoptimierung klein bzw. weitgehend ausgeschöpft. Reduktionspotenziale bei kleinen Feuerungen vorhanden, Abstimmung mit Klimaschutz erforderlich. Baustellen lokal bedeutende Feinstaubquellen, Filternachrüstung Baumaschinen birgt Potential Die zusätzliche Maßnahmen können Zahl der Betroffenen halbieren! 36

Vielen Dank! Mehr Informationen zu Berlins Umweltzone www.berlin.de/umweltzone Quelle: WHO Newsletter Berlins Luftreinhalteplan: www.berlin.de/luftreinhalteplan 37