Kfz-Verkehr
Erhebungsmethode
Im Gegensatz zu den Emittentengruppen Industrie, Kleingewerbe und Gebäudeheizung, bei denen die Emissionsquellen stationäre Anlagen darstellen, weist der Kfz-Verkehr bewegliche Schadstoffquellen auf. Die Emissionsermittlung für den Bereich Kfz-Verkehr erfolgt nicht anlagenbezogen (pro Fahrzeug), sondern wird streckenbezogen durchgeführt.
Im Folgenden wird die Methodik beschrieben, mit der 2000, 2005, 2010, 2015 und 2019 das Teilkataster Kfz-Verkehr erstellt wurde. Innerhalb dieses Emissionskatasters werden folgende Fahrzeugarten unterschieden:
- Pkw
- leichte Nutzfahrzeuge
- schwere Nutzfahrzeuge
- Busse
- Krafträder.
Das vollständige Straßennetz Hessens dient als Datengrundlage. Dieses wird in die fünf Straßenarten Autobahnen, Bundesstraßen, Landesstraßen, Kreisstraßen und Gemeindestraßen eingeteilt und ist außerdem nach innerorts bzw. außerorts untergliedert.
Die Daten zu den Verkehrsmengen stammen aus Verkehrsmodellen von Hessen Mobil, in die jeweils die Daten aus den Verkehrszählungen in den Jahren 1995, 2000, 2005, 2010 und 2015 eingeflossen sind. Die Daten zu den Verkehrsmengen für das Erhebungsjahr 2019 stammen aus einem Verkehrsmodell, das von Hessen Mobil zur Verfügung gestellt wurde und auch für die Umgebungslärmkartierung 2022 verwendet wurde. Das Verkehrsaufkommen auf den Straßen ohne Zähldaten wird mit einem Modell für die Fahrleistung (gefahrene Kilometer) bestimmt, in das geo- und soziodemographische Daten eingehen.
Das Emissionsmodell für die Jahrgänge 2015 und 2019 basiert auf den jeweils im Erhebungsjahr aktuellen Emissionsfaktoren des Handbuchs Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs. Weitere Informationen zu den für die Berechnung verwendeten Emissionsfaktoren der einzelnen Jahrgänge sind unter „Emittierte Stoffe“ aufgeführt. Die Emissionsfaktoren werden pro Fahrzeugtyp für verschiedene Verkehrssituationen ermittelt. Die Zusammensetzung der Fahrzeugflotte ist ebenfalls Bestandteil des Modells. Die während der Warmlaufphase erhöhten Emissionen gehen als Kaltstartzuschläge in die Emissionsfaktoren ein. Neben den Abgasen aus dem fließenden Verkehr werden außerdem die Emissionen des ruhenden Verkehrs berücksichtigt, die sich aus den Verdunstungsemissionen des Kraftstoffs ergeben: Mittels spezieller Emissionsfaktoren werden die Verdunstungsverluste sowohl bei Heiß- und Warmabstellvorgängen als auch bei der Tankatmung erfasst. Abweichend vom Standardverfahren werden auch die nicht motorbedingten Feinstaubemissionen durch Abrieb und Aufwirbelung ermittelt und den Staubemissionen zugeschlagen.
Durch Verknüpfung aller genannten Elemente (Straßennetz, Verkehrsmengen und Emissionsmodell) lassen sich die Emissionen des Straßenverkehrs berechnen. Landesweite Emissionsdaten für die Quellengruppe Kfz-Verkehr liegen für die Jahre 1990/91, 1995, 2000, 2005, 2010, 2015 sowie für 2019 vor.
Das Teilkataster Kfz-Verkehr umfasst Emissionen von anorganischen und organischen Gasen sowie von Stäuben. Die Ergebnisse für die Erhebungsjahre 2000 bis 2019 sind in der Tabelle aufgeführt. Die Berechnungen für die Bezugsjahre 2000 bis 2015 erfolgten mit den im Jahr 2017 aktuellen Emissionsfaktoren (Quelle: Handbuch Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA), Version 3.3 / April. 2017, UBA Berlin). Die Berechnungen für das Bezugsjahr 2019 erfolgten mit den im Jahr 2022 aktuellen Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs in der Version 4.2, Stand Februar 2022.
Jahresemissionen des Kfz-Verkehrs in Hessen (2000 bis 2019):
| Komponenten | Emission [t/a] | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2000 | 2005 | 2010 | 2015 | 2019 | |
| Anorganische Gase | |||||
| Kohlendioxid (CO2) | 15.178.000 | 14.192.000 | 14.373.000 | 14.480.000 | 14.647.000 |
| Kohlenmonoxid (CO) | 212.210 | 130.320 | 99.669 | 80.617 | 85.269 |
| Stickstoffoxide (angegeben als NO2) | 83.879 | 67.500 | 50.735 | 44.717 | 38.942 |
| Schwefeldioxid (SO2) | 1.600,5 | 71,5 | 70,9 | 70,4 | 73,1 |
| Ammoniak (NH3) | 2.975,5 | 2.210 | 1.675 | 1.426,2 | 1.034,9 |
| Lachgas (N2O) | 432,65 | 237,59 | 310,09 | 366,02 | 485,57 |
| Organische Gase | |||||
| NMVOC1) | 16.412 | 9.713,7 | 5.558,3 | 5.231,1 | 4.940,5 |
| Methan (CH4) | 839,73 | 527,09 | 337,41 | 337,27 | 643,64 |
| Stäube | |||||
| Staub und Staubinhaltsstoffe | 5.272,3 | 4.555,5 | 3.714,6 | 3.174 | 3.184,8 |
| davon Feinstaub PM10 | 5.272,3 | 4.555,5 | 3.714,6 | 3.174 | 3.184,8 |
| davon Feinstaub PM2,5 | 3.845,1 | 3.159,2 | 2.184 | 1.593,8 | 1.421,4 |
1) flüchtige organische Verbindungen ohne Methan
Der NMVOC-Emissionswert stellt einen Summenwert dar, der (bis auf Einzelangaben zu Benzol, Toluol und Xylol) stofflich nicht weiter aufgeschlüsselt ist.
Der Parameter NMVOC setzt sich aus den Emissionen des fließenden und des ruhenden Verkehrs zusammen. Der Anteil an Verdunstungs- und Tankatmungsemissionen am NMVOC-Emissionswert nimmt in den Jahren 1995 bis 2015 kontinuierlich von 15 % bis 4 % ab, mit den neuen, in einer geänderten Systematik erstellten Emissionsfaktoren erhöht sich dieser Anteil für das Jahr 2019 auf etwa 16 %.
Bei den Stäuben ist durch eine geänderte Emissionsmodellierung eine Differenzierung zwischen Emissionen aus dem Auspuff (motorbedingt) und Emissionen durch Aufwirbelung und Abrieb (nicht motorbedingt) möglich. Bei den Auswertungen fällt auf, dass der nicht motorbedingte Emissionsanteil am Feinstaub stetig ansteigt, und zwar von 42 % im Jahr 2000 auf nunmehr 84 % im Jahr 2019.
Im Vergleich zu den übrigen Emittentengruppen fallen die Jahresemissionen an Kohlenmonoxid, Stickstoffoxiden und Feinstaub/PM10 beim Kfz-Verkehr sehr hoch aus. So stammen beispielsweise im Jahr 2019 circa 70 % der gesamten hessischen Kohlenmonoxid- bzw. circa 62 % der Stickstoffoxid-Emissionen vom Kfz-Verkehr.
Anteil der motorbedingten und der nicht motorbedingten PM10-Emissionen in Hessen (2000 bis 2019)
Im Bereich des Straßenverkehrs, der seit Jahrzehnten stetig zugenommen hat, ließ sich in den 80er Jahren noch kein Emissionsrückgang feststellen. Dieser setzte - anders als beispielsweise bei der Industrie oder Gebäudeheizung - erst danach ein. Inzwischen hat eine Reihe unterschiedlicher Maßnahmen zu einer deutlichen Reduzierung der durch den Kfz-Verkehr emittierten Schadstoffmengen geführt. Die Maßnahmen setzen mit Motortechnik, Abgasreinigung und Kraftstoffzusammensetzung auf mehreren Ebenen an. Die wichtigsten Änderungen sind im Folgenden aufgezählt:
- Verbesserung der Motortechnik
- Einführung des Katalysators (Emissionsverringerung von CO, NOx und VOC)
- Verwendung von bleifreiem Benzin
- Senkung des Schwefelgehalts im Treibstoff
- Alternative Antriebe: Elektromobilität, Gas.
Durch neue verbesserte Technologien und stetiger Zunahme von Fahrzeugen mit alternativem Antrieb innerhalb der Fahrzeugflotte ist zu erwarten, dass sich der Trend der sinkenden motorbedingten Emissionen (siehe Abbildung) fortsetzen wird.
Wie aus der Tabelle hervorgeht, sind die Emissionen des Kfz-Verkehrs bei den meisten Schadstoffen durchgängig gesunken.
Während über den betrachteten Zeitraum zwischen 2000 bis 2019 für Schwefeldioxid die Emissionen extrem um 95 % zurückgingen, variierte die Abnahme der anderen Komponenten zwischen sehr gering für Kohlendioxid (ca. 3 %) und sehr stark bei Kohlenmonoxid (ca. 60 %) bzw. den organischen Gasen ohne Methan (ca. 70 %). Die Ausnahme bildet Lachgas mit einer Zunahme um ca. 12 %.
Es ist hierbei zu beachten, dass die Fortschreibung für das Jahr 2019 mit einem geänderten Modell berechnet wurde, welches tendenziell höhere Emissionen als Ergebnis hervorbringt. Explizit sei hier der Stoff Lachgas genannt, dessen starke Zunahme auf die neuen aktualisierten Emissionsfaktoren von HBEFA 4.2 zurückzuführen ist. Bei den meisten anderen Stoffen werden die in der Regel höheren Faktoren für den Altbestand (Fahrzeuge bis 2005) durch deutlich niedrigere Emissionen für die neuen Fahrzeuge nach 2005 kompensiert.