Modellierung von Verkehrsimmissionen

In Deutschland werden die Grenzwerte für Stickstoffdioxid (NO2) und Partikel PM10 fast ausschließlich in der Nähe von Verkehrswegen überschritten. Die Modellierung von Verkehrsimmissionen ist deshalb bei vielen Planungsaufgaben wichtig, beispielsweise

  • bei dem Neu-, Um- oder Ausbau von Verkehrswegen
  • bei Bauvorhaben mit Auswirkungen auf den Verkehr
  • bei der Luftreinhalteplanung (Analysen, Prognosen, Maßnahmenbewertungen)
  • bei der Planung von Messstandorten.

In diesen Fällen werden häufig Modellrechnungen durchgeführt, um die Schadstoffbelastung abzuschätzen. Der Leitfaden "Modellierung verkehrsbedingter Immissionen - Anforderungen an die Eingangsdaten" soll den Planungsbehörden helfen, bei der Datenbeschaffung für solche Modellrechnungen zielgerichtet und effektiv vorzugehen sowie externe Untersuchungen zur Immissionsprognose hinsichtlich der Eingangsdaten zu bewerten und dabei auf Vollständigkeit und Plausibilität zu prüfen. Gleichzeitig kann der Leitfaden bei der Erstellung von Gutachten hilfreich sein.

Der Leitfaden "Modellierung verkehrsbedingter Immissionen - Anforderungen an die Eingangsdaten" (pdf, 27 MB) wurde auf Grundlage des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) in der Version 3.1 erarbeitet und nach der Veröffentlichung von HBEFA 3.2 im Jahr 2014 aktualisiert.

 

Bestandteil einer Modellierung von verkehrsbedingten Immissionen ist zunächst die Ermittlung der relevanten Emissionen des Straßenverkehrs auf Grundlage der Daten des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA). Das HBEFA dient der möglichst realitätsnahen Berechnung von Fahrzeugemissionen bei unterschiedlichen Verkehrssituationen.

Zur Ermittlung der Gesamtbelastung von Schadstoffimmissionen auf Basis der zuvor berechneten Emissionen kommen verschiedene Verfahren und Modelle zum Einsatz. Die Berechnung der Konzentration an ausgewählten Punkten wird mit sogenannten Ausbreitungsmodellen durchgeführt.

Eine vollständige Modellierung im urbanen Maßstab erfordert die Einbeziehung aller städtischen Emissionsquellen und die Verwendung von Regionalmodellen zur Berechnung des urbanen bzw. regionalen Hintergrunds sowie von Screening- oder Detailmodellen für den Hotspot. Als Hotspot wird dabei ein durch Luftschadstoffe hoch belasteter Bereich bezeichnet. Bei den verkehrsbedingten Luftbelastungen treten diese Hotspots vornehmlich im dicht bebauten Bereich von Hauptverkehrsstraßen auf.

Der Leitfaden behandelt die folgenden Punkte:

  • Anwendungsbereich des Leitfadens (rechtliche Grundlagen, Auswahl der zu betrachtenden Schadstoffe)
  • Ermittlung der Immissionen (Beschreibung der Komponenten der Gesamtbelastung, Übersicht über die Modellierung von Luftschadstoffkonzentrationen, Marktübersicht über Ausbreitungsmodelle)
  • Vorgehensweise und Daten (Übersicht über die Anwendungsbereiche unterschiedlicher Modelle, Übersicht über die jeweils erforderlichen Eingangsdaten und ihre Beschreibung, Anforderungen an und Methoden für eine Prognose der Luftschadstoffbelastung für ein geplantes Vorhaben im Bezug zu einer bestehenden Situation)
  • Sensitivitäten und Relevanz (Untersuchung der Sensitivität der Immission bei Änderung einzelner Eingangsdaten und darauf aufbauend Aussagen zur Relevanz der einzelnen Eingangsdaten)

Der Leitfaden enthält im Anhang Modellrechnungen am konkreten Beispiel sowie eine Checkliste, die den Planungsbehörden dazu dienen soll, die Prüfung und Bewertung externer Untersuchungen bezüglich der Eingangsdaten zu dokumentieren.

Das Umweltbundesamt veröffentlicht in unregelmäßigen Abständen das Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA). Die aktuelle Version, HBEFA 3.3, wurde im April 2017 veröffentlicht. Das HBEFA ist eine umfangreiche Datenbank zum Kraftstoffverbrauch und den Emissionen von Luftschadstoffen (in g/km) des Straßenverkehrs unter realen Betriebsbedingungen. Die Daten sind nach zahlreichen Parametern gegliedert, zum Beispiel:

  • Antriebsart (Otto-, Dieselfahrzeug)
  • Fahrzeugkategorie (Pkw, Lkw, Bus, etc.)
  • Fahrzeugkonzept (Euro-Normstufen)
  • Fahrzeugschicht (jeweilige Hubraum- bzw. Gewichtsklasse)
  • möglichen Abgasminderungstechniken (mit/ohne Dieselpartikelfilter)
  • Straßenkategorie (innerorts, außerorts, Autobahn)
  • Verkehrssituation (flüssig, stop-and-go) 

Aufgrund landesspezifischer Unterschiede, z. B. in der Flottenzusammensetzung, wird eine Differenzierung der Emissionsfaktoren nach Ländern (derzeit Deutschland, Österreich, der Schweiz, Schweden und Norwegen) vorgenommen.

Die aktuelle Version 3.3 des HBEFA und weitergehende Informationen erhalten Sie unter www.hbefa.net.