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Vorgestellt werden Ergebnisse aus der Untersuchung "Vergleich verschiedener Modellierungsprogramme zur Berechnung von Luftschadstoffen". Die Untersuchung wurde begleitend zu der Pilotstudie "NO2-Reduktion an Ti02-dotierten Lärmschutzwänden (LSW) an der A1" durchgeführt. Projektziel war der Vergleich von drei Ausbreitungsmodellen sowie die Auswahl eines geeigneten Modells für ein zu entwickelndes Online-Monitoring-System. Es wurde festgestellt, dass sich die Modellergebnisse infolge der Umsetzung kleinräumiger Details unterscheiden sowie dass alle Modelle lediglich geringe NOx-Minderungen in Folge der katalytischen Oberflächenbeschichtung anzeigen. In den numerischen Modellen wird die photokatalytische Wirkung der Ti02-beschichteten Lärmschutzwand über einen Depositionsprozess berücksichtigt. Unter Berücksichtigung der Hintergrundbelastung und der NOx-NO2-Umwandlung würde sich die Wirkung des Katalysators im Maximum auf weniger reduzieren. Die Messungen zeigten keine eindeutige Wirkung bezüglich der Immissionskonzentrationen im Bereich der beschichteten beziehungsweise unbeschichteten LSW an.
Zum Schutz der menschlichen Gesundheit und anderer Schutzgüter wurden von der EU Grenzwerte für verschiedene Luftschadstoffe festgelegt. Die EU-Richtlinie 2008/50/EG wurde mit der 39. BImSchV in deutsches Recht umgesetzt. Werden die Immissionsgrenzwerte der 39. BImSchV überschritten, sind gemäß §47 BImSchG Luftreinhaltepläne für die betroffenen Gebiete aufzustellen. Solche Luftreinhaltepläne enthalten Ergebnisse einer Analyse der Luftqualitätssituation, eine Verursacheranalyse und einen Maßnahmenkatalog zur Verbesserung der Luftqualität und damit zur Einhaltung der Grenzwerte.
In der Vergangenheit gab es eine Vielzahl von Aktivitäten (vor allem im Zusammenhang mit der Erstellung und Umsetzung von Luftreinhalteplänen (LRPs)) zur Formulierung, Bewertung und Umsetzung von Maßnahmen zur Luftreinhaltung an Verkehrswegen.
Um die Möglichkeit zu schaffen, eine Übersicht über diese vielfältigen Aktivitäten zu erhalten, ist die anwenderfreundliche Datenbank MARLIS (Maßnahmen zur Reinhaltung der Luft in Bezug auf Immissionen an Straßen) entstanden, die seit dem Jahr 2006 kontinuierlich fortgeschrieben wird. Die Datenbank enthält in detaillierter Form Informationen und Daten zu einer Vielzahl von Maßnahmen, deren Anwendbarkeit und - soweit Ergebnisse dazu vorliegen - auch zur Überprüfung der Maßnahmenwirksamkeit nach deren Realisierung. Da für einen großen Teil der Maßnahmen aus den Literaturquellen (z. B. LRPs) keine quantitativen Angaben zur Maßnahmenwirkung vorliegen, wurden zusätzlich alle Maßnahmen im Hinblick auf verschiedene Kriterien, wie z. B. ihre Effizienz, bewertet. Dies erfolgte nach einem Bewertungsschema, das aufgrund der Daten von Maßnahmen mit quantitativen Angaben zur Wirkung abgeleitet wurde.
Die Datenbank MARLIS dient z. B. den zuständigen Behörden als Informationsquelle möglicher Maßnahmen zur Einhaltung von Grenzwerten bei der Planung von Straßen, stellt aber auch eine gute Informationsquelle dar, um geeignete Maßnahmen auf dem Gebiet der Luftreinhaltung für schon vorhandene Verkehrswege auszuwählen. Die Datenbank bietet zum einen die Möglichkeit, einen Überblick über die Vielzahl der möglichen Maßnahmen zur Luftreinhaltung an Verkehrswegen zu erhalten und kann zum anderen auch dazu dienen, für Einzelmaßnahmen Detailinformationen und weiterführende Links zu recherchieren.
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die weitere Entwicklung der Datenbank MARLIS.
Durch die kontinuierliche Fortschreibung von MARLIS konnte in den letzten Jahren die Anzahl der aufgenommenen Maßnahmen stetig erhöht und die Dateninhalte im Hinblick auf Erfahrungen mit der Umsetzung von Maßnahmen und der Überprüfung von deren Wirksamkeit erweitert werden.
Seit März 2017 ist MARLIS als Online-Version veröffentlicht. Dies stellt eine deutliche Vereinfachung bei der Anwendbarkeit dar, da eine Installation der Software auf dem jeweiligen PC des Benutzers nicht mehr erforderlich ist.
Luftschadstoffmessungen im gesamten Bundesgebiet zeigen, dass die in der „Richtlinie 2008/50/EG über Luftqualität und saubere Luft für Europa“ festgelegten Grenzwerte für einige Luftschadstoffe insbesondere an verkehrsnahen Standorten zum Teil stark überschritten oder erreicht werden (Hot-Spots). An vielen dieser Hot-Spots liegen messtechnisch nachgewiesene Überschreitungen des NO2-Jahresmittelgrenzwertes von 40 µg/m³ vor und werden von Modellrechnungen auch für die nächsten Jahre prognostiziert.
In der vorliegenden Untersuchung wurden exemplarisch für die Ballungsräume Hamburg, Duisburg und Frankfurt am Main verkehrsträgersübergreifende Emissions- und Immissions-modellierungen für den Hintergrund in einer Auflösung von 500 m mal 500 m vorgenommen. Für diese Ballungsräume wurden detaillierte Emissionsberechnungen für die Verkehrsträger Straße, Schiene, Schiff und Flug für das Analysejahr 2016 erstellt.
Zusätzlich wurden spezifische Szenarien im Verkehrssektor für die Jahre 2025 und 2030 entwickelt. Dies beinhaltet die Trendprognose und im Vergleich mit dem Trend vier verschiedene Szenarien:
Szenario 0: Trendszenario
Szenario I: Verbesserung Motorentechnik, verstärkte Nutzung alternativer Kraftstoffe und Elektromobilität
Szenario II: Verkehrsverlagerung im Güterverkehr
Szenario III: Verkehrsvermeidung / Optimierte Verkehrsflüsse
Szenario IV: Maximales Kombi-Szenario
Um die Auswirkung der Emissionsänderungen auf die Luftqualität im städtischen Hintergrund zu bewerten, wurden für das Analysejahr 2016 und für die Szenarien Ausbreitungsrechnungen mit dem EURAD Modellsystem (Europäisches Ausbreitungs- und Depositionsmodell) in den Modellgebieten durchgeführt.
Die Modellrechnungen mit dem EURAD Modell wurden für einen kompletten Jahreszyklus 2016 und für die Prognose Szenarien durchgeführt.
Die wichtigsten Befunde für die Luftqualität im städtischen Hintergrund sind Folgende:
Analyse Jahr 2016:
Die Belastung der Luft durch Emissionen im Verkehrssektor ist besonders bei den Stickoxiden ausgeprägt.
Im Ballungsraum Hamburg ist der Schiffsverkehr und der Straßenverkehr dominant
Im Ballungsraum Duisburg ist der Straßenverkehr besonders ausgeprägt
Im Ballungsraum Frankfurt ist der Straßenverkehr und der Flugverkehr am stärksten ausgeprägt.
Der Belastung durch den Schienenverkehr spielt in allen drei Ballungsräumen nahezu keine Rolle
Szenarien:
Es sind deutliche Reduktionen in den Stickoxiden durch prognostizierte verminderte Emissionen besonders im Straßenverkehr für alle Ballungsräume zu sehen.
Im Ballungsraum Hamburg ist zusätzlich noch eine verminderte Belastung durch SO2 im Schiffsverkehr zu sehen.
Im Ballungsraum Frankfurt sind höhere SO2 Konzentrationen durch erhöhte Emissionen im Flugverkehr zu beobachten.
Die stärksten Veränderungen (Minderungen) sind für die Szenarien I und für die Kombination aller Szenarien (IV) zu sehen.
Eine Verbesserung der Luftqualität wird bereits deutlich durch die bereits heute beschlossenen Maßnahmen (Szenario 0) erzielt.
Die zusätzlichen Maßnahmen (Szenarien I bis IV) bewirken darüber hinaus nur geringe Minderungen der Schadstoffbelastung im mittleren Hintergrundniveau der Ballungsräume
Aufgrund der Verschiebung der SVZ 2020 in das Jahr 2021 wurde eine alternative Methode zur Bereitstellung von Verkehrsdaten für die Bundesfernstraßen (Autobahnen und Bundesstraßen) erarbei¬tet, sodass diese Daten für die Lärmkartierung bis Juni 2022 genutzt werden können. Es wurde eine Fortschreibung und Hochrechnung der Ergebnisse der SVZ 2015 in Verbindung mit den automatischen Dauerzählstellendaten sowie den TM-Zählungen der Jahre 2016 – 2019 auf das Jahr 2019 durchgeführt. Im Ergebnis liegen die Verkehrskenngrößen gemäß der SVZ-Schnellübersicht für das Jahr 2019 vor, dies sind die durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärken, die Bemessungsverkehrsstärken und die Lärmkennwerte. Die Lärmkennwerte werden sowohl nach RLS-90 als auch nach RLS-19 ausgewiesen.
