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Teilplan Pforzheim

Full text: Teilplan Pforzheim

ISO
AACHEN ER - VERKEHRS - INGENIEUR - SOZIETÄT

BESTIMMUNG DER EMISSIONS- UND IMMISSIONSSEITIGEN AUSWIRKUNGEN DER MASSNAHME UMWELTZONE IM ZUSAMMENHANG MIT DEM LUFTREINHALTEPLAN DES REGIERUNGSPRÄSIDIUMS KARLSRUHE FÜR DAS BEZUGSJAHR 2009 - TEILPLAN PFORZHEIM -

Auftraggeber:

Regierungspräsidium Karlsruhe Am Schlossplatz 1-3 76131 Karlsruhe

Durchführung:

Ingenieurbüro Rau (Federführung) Bottwarbahnstraße 4 74081 Heilbronn

AVISO GmbH Adalbertsteinweg 34 52070 Aachen

6. Februar 2008

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INGENIEURBÜRO RAU

Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis................................................................................................................... I Abbildungsverzeichnis........................................................................................................... II Tabellenverzeichnis.............................................................................................................. III 1 2 3 Aufgabenstellung, Einleitung .......................................................................................... 1 Verkehrliche Grundlagendaten....................................................................................... 2 Grundlagen der Emissionsberechnung........................................................................... 4 3.1 3.2 3.3 4 5 6 Bestandszusammensetzung 2009........................................................................... 4 NOX- und PM10-Dieselabgas-Emissionsfaktoren .................................................... 6 PM10-Emissionsfaktoren für Aufwirbelung und Abrieb ............................................ 8

Schadstoffemissionen des Kfz-Verkehrs Trendprognose 2009 .....................................10 Emissionsseitige Maßnahmenwirkungen an den Hotspots............................................11 Immissionsseitige Wirkung ............................................................................................18 6.1 6.2 Einführung..............................................................................................................18 Ermittlung der PM10-Immissionskonzentationen für das Bezugsjahr 2009 im Bereich der Belastungsschwerpunkte ....................................................................18 Ermittlung der NO2-Immissionskonzentationen für das Bezugsjahr 2009 im Bereich der Belastungsschwerpunkte................................................................19

6.3

7 8

Zusammenfassung........................................................................................................21 Literaturverzeichnis .......................................................................................................22

Pforzheim – Maßnahmenplanung 2009

Seite I

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Abbildungsverzeichnis
Bild 2.1: Bereich um die Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße im Stadtgebiet Pforzheim ............................................................................................................. 2 Entwicklung der Pkw-Flottenzusammensetzung auf Innerortsstraßen für das Untersuchungsgebiet ........................................................................................... 5 Entwicklung der sNfz-Flottenzusammensetzung auf Innerortsstraßen für das Untersuchungsgebiet ........................................................................................... 5 NOX-Emissionsfaktoren für das Untersuchungsgebiet, Bezugsjahr 2009 für Innerortsstraßen (IGO), Außerortsstraßen (AGO) und Autobahnen (BAB) (sinkende Geschwindigkeiten bei innerörtlichen Verkehrssituationen sind verbunden mit größeren Störungen im Verkehrsablauf; daher sind diese Emissionsfaktoren zur Ableitung von anderen Verkehrssituationen wie z.B. T30 nicht geeignet) ....................................................................................... 7 PM10-Dieselabgas-Emissionsfaktoren für das Untersuchungsgebiet, Bezugsjahr 2009 für Innerortsstraßen (IGO), Außerortsstraßen (AGO) und Autobahnen (BAB) (sinkende Geschwindigkeiten bei innerörtlichen Verkehrssituationen sind verbunden mit größeren Störungen im Verkehrsablauf; daher sind diese Emissionsfaktoren zur Ableitung von anderen Verkehrssituationen wie z.B. T30 nicht geeignet) ....................................................................................... 7 Bereich der geplanten Umweltzone in der Stadt Pforzheim /STADT PFORZHEIM 2005/............................................................................................. 12

Bild 3.1:

Bild 3.2:

Bild 3.3:

Bild 3.4:

Bild 5.1:

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Seite II

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Tabellenverzeichnis
Tab. 2.1:

Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärken (DTV) in Kfz/24h für das
Prognosejahr 2009 und Schwerverkehrsanteile für die Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße in Pforzheim ..................................................... 2

Tab. 3.1:

Mittlere PM10-Emissionsfaktoren durch Abrieb und Aufwirbelung für Kfz und für leichte Motorwagen (LMW) und schweren Motorwagen (SMW) aus /BUWAL 2003/ ..................................................................................................... 8 PM10-Emissionsfaktoren für Aufwirbelung und Abrieb differenziert nach Verkehrssituationen ............................................................................................. 9 Jahresmittlere durchschnittliche tägliche Verkehrsstärken und NOx- bzw. PM10-Jahresemissionen für den Hot Spot Zerrennerstraße, differenziert nach Fahrzeugarten, 2009.......................................................................................... 10 Jahresmittlere durchschnittliche tägliche Verkehrsstärken und PM10-bzw. NOx-Jahresemissionen für den Hot Spot Jahnstraße, differenziert nach Fahrzeugarten, 2009.......................................................................................... 10 Kennzeichnungsverordnung Stand geplante Änderung Juli 2007 ...................... 13 Fahrzeugkonzepte und deren Anteil an der Fahrleistung (innerorts) differenziert nach Fahrzeugarten, Prognosejahr 2009 (grau unterlegt: Fahrzeuge Schadstoffgruppe 1 (SG 1)).............................................................. 15 Vergleich der DTV-Werte und NOx- bzw. PM10-Emissionen für den Hot Spot Zerrennerstraße, differenziert nach Fahrzeugarten, Maßnahme Umweltzone 2009................................................................................................................... 16 Vergleich der DTV-Werte und NOx- bzw. PM10-Emissionen für den Hot Spot Jahnstraße, differenziert nach Fahrzeugarten, Maßnahme Umweltzone 2009 ... 16

Tab. 3.2:

Tab. 4.1

Tab. 4.2

Tab. 5.1: Tab. 5.2:

Tab. 5.3:

Tab. 5.4:

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Seite III

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1

Aufgabenstellung, Einleitung

Das Ingenieurbüro Rau, Heilbronn, hat im Auftrag des RP Karlsruhe im Rahmen der Erstellung des Luftreinhalte-/Aktionplanes Pforzheim, im Jahre 2006 für den Belastungsschwerpunkt Zerrennerstraße für die Prognosejahre 2010 und 2012 die zu erwartenden Stickstoffdioxidemissionen und -immissionen ermittelt /RAU 2006/. Im Jahre 2007 wurde in einer weiteren Untersuchung die PM10-Belastung für das Prognosejahr 2008 für den Hot Spot Zerrennerstraße und den Hot Spot Jahnstraße ermittelt /RAU 2007/. Unter anderem wurde dabei auch die geplante Maßnahme „Umweltzone“ in ihrer emissions- und immissionsseitigen Auswirkung betrachtet. Ergänzend wurde ebenfalls im Jahre 2007 /RAU 2007b/ eine weitergehende Betrachtung dazu durchgeführt, wie sich die Einbeziehung der Bundesstraßen in die Umweltzone auf die Schadstoffbelastung in den Bereichen der Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße auswirken kann. Das IB Rau erhielt nun vom Regierungspräsidium Karlsruhe den Auftrag, in Ergänzung zu den oben zitierten Arbeiten, die bisher zur Ermittlung der NO2- und PM10-Belastungen an den Belastungsschwerpunkten Zerrennerstraße und Jahnstraße für die Prognosejahre 2008, 2010 und 2012 bereits durchgeführt worden sind, die NO2- und PM10-Belastungen für das Prognosejahr 2009 zu ermitteln. Zusätzlich soll hierbei die Wirkung eines Fahrverbotes von Fahrzeugen der Schadstoffgruppe 1 gemäß Kennzeichnungsverordnung (Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“) betrachtet werden. In Absprache mit dem RP sollen die Emissionen für die zu betrachtenden Fälle in der Differenzierung wie bisher ermittelt werden. Die immissionsseitigen Auswirkungen sollen vorab aus den zu erwartenden Emissionsänderungen und aus den vorliegenden Berechnungen, die mit dem mikroskaligen prognostischen Modell MISKAM für die Bezugsjahre 2008, 2010 und 2012 durchgeführt wurden, abgeleitet werden. An einigen Stellen dieses Berichtes wird auf die ausführlicheren Darstellungen der Berichte /RAU 2006, RAU 2007, RAU 2007b/ verwiesen. Der Bericht ist folgendermaßen gegliedert: In den Kapiteln 2 bis 5 werden die verkehrlichen Datengrundlagen (Kapitel 2), die Grundlagen der Emissionsermittlung (Kapitel 3), die Schadstoffemissionen für das Prognosejahr 2009 (Kapitel 4) und die emissionsseitigen Maßnahmenwirkungen im Bereich des Hot Spots sowie im gesamtstädtischen Raum (Kapitel 5) beschrieben. Kapitel 6 umfasst die Immissionsabschätzung, Kapitel 7 die Zusammenfassung.

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2

Verkehrliche Grundlagendaten

Die zu betrachtenden Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße in Pforzheim liegen im Stadtzentrum. In Bild 2.1 sind die Lage der Hot Spots und die angrenzenden Straßen im Stadtgebiet schematisch gekennzeichnet.

N

Zerrenner stra ße

$
Goethestraße

Enz

$
gold Na
6 r.) B4er St lv

tr Ja hns

a (C

Bild 2.1:

Bereich um die Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße im Stadtgebiet Pforzheim

Ausgangspunkt der Ermittlung der verkehrlichen Grundlagedaten für das Untersuchungsgebiet in Pforzheim waren die Daten, die im Rahmen von /RAU 2006/ für das Jahr 2010, ausgehend von einer aktualisierten Datengrundlage für 2005 ermittelt worden waren. Es wurde dabei für die Prognose der Verkehrsdaten von 2005 bis 2010 (bzw. 2012) in Anlehnung an die für Pforzheim vorliegenden Daten zur Trendprognose 2020 /REG.PRÄSID KARLSRUHE 2001/ von einem weiteren leichten Zuwachs der Verkehrsbelastungen ausgegangen (+4% bis 2010). Die Verkehrsbelastungen für das Jahr 2009 wurden (analog zu den Verkehrsbelastungen für das Bezugsjahr 2008 /RAU 2007/) durch Interpolation zwischen den Jahren 2005 und 2010 ermittelt. Die ermittelten durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärken für die Zerrennerstraße und die Jahnstraße sind für die Trendprognose 2009 der nachfolgenden Tabelle 2.1 zu entnehmen. Tab. 2.1: Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärken (DTV) in Kfz/24h für das Prognosejahr 2009 und Schwerverkehrsanteile für die Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße in Pforzheim
DTV in Kfz/24h 21.452 22.965 sNfz in % 2,3% 3,1%

Zerrenerstraße Jahnstraße

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Neben Angaben zu den Verkehrsstärken werden zur Berechnung der Luftschadstoffemissionen eine Reihe weiterer Streckenparameter benötigt. Dies betrifft Daten zur Streckencharakterisierung (Anzahl Fahrstreifen, Ortslage, Knotenausrüstung mit Lichtsignalanlagen, Seitenstreifen, Mitteltrennung etc.) und weitere Angaben z. B. zur zulässigen Höchstgeschwindigkeit. Die Daten wurden aus /RAU 2006, RAU 2007/ übernommen.

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3

Grundlagen der Emissionsberechnung

Die Emissionen aus dem Kfz-Verkehr werden fahrzeugseitig wesentlich durch den im realen Verkehr zu beobachtenden Flottenmix bestimmt. Da die Beobachtung der Bestandszusammensetzung im Verkehr zumindest flächendeckend für den jeweiligen Untersuchungsraum unmöglich ist, wird für das regionsspezifische Emissionsverhalten i. d. R. der im entsprechenden regionalen Fahrzeugregister gemeldete Bestand zugrunde gelegt. Dieser so genannte statische Bestand wird in einem zweiten Schritt mit einer spezifischen Jahresfahrleistung für einzelne Kfz-Klassen und Straßenarten gewichtet. Das Ergebnis ist ein regionsspezifischer dynamischer Flottenmix für die verschiedenen Straßenarten. Auf der anderen Seite stehen Emissionsfaktoren, die in Form des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs, aktuell in der Version 2.1 /INFRAS 2004/ vorliegen. Als Ergebnis umfangreicher Programme zur Ermittlung des Fahr- und Emissionsverhaltens sind diese Emissionsfaktoren für Pkw, lNfz, sNfz (Lkw, Last-/Sattelzug, Bus) und Krad ermittelt worden. Die so genannten Schichtemissionsfaktoren liegen pro Fahrzeuggruppe für einzelne Fahrzeug-Schichten, die sich aufgrund der Antriebsart, des eingesetzten Schadstoffminderungskonzeptes, der Hubraumklasse sowie des Zulassungsjahres unterscheiden, vor. Diese Schichtemissionsfaktoren bilden die Grundlage der Berechnung von regionsspezifischen Emissionsfaktoren. Durch Verknüpfung des regionsspezifischen dynamischen Flottenmixes mit den Schichtemissionsfaktoren der verschiedenen Fahrzeugschichten einer Fahrzeuggruppe können untersuchungsgebietsspezifische Basisemissionsfaktoren für die einzelnen Fahrzeuggruppen (Pkw, lNfz, sNfz und Krad) abgeleitet werden. Die Vorgehensweise zur Ermittlung der regionsspezifischen Emissionsfaktoren für Pforzheim für die Jahre 2008, 2010 und 2012 und die dazu verwendeten Datengrundlagen sind in /RAU 2006, RAU 2007/ ausführlich erläutert. Die Emissionsfaktoren für das Bezugsjahr 2009 wurden analog ermittelt.

3.1

Bestandszusammensetzung 2009

In den nachfolgenden Bildern ist die prognostizierte Entwicklung der Bestandszusammensetzung und Pkw und die schweren Nutzfahrzeuge (sNfz) auf Innerortsstraßen von 2008 bis 2012 dargestellt, wobei die Daten für 2009 neu ermittelt wurden und die Daten für 2008 und 2010 und 2012 aus /RAU 2006, RAU 2007/ entnommen sind. Grundsätzlich zeigt sich bei allen Fahrzeuggruppen, dass sich die Bestandszusammensetzung zukünftig verändern wird, hin zu Fahrzeugen, die die strengeren Abgasnormen (EURO4, EURO5) erfüllen. Zusätzlich ist die Zunahme des Anteils der Diesel-Pkw aufgrund des deutlich angestiegenen Anteils der Diesel-Pkw bei den Neuzulassungen in den letzten Jahren hervorzuheben.
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100% Ds E4 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2008 2009 2010 2012 Ds E3 Ds E2 Ds E1 Ds vor E1 Otto E4 Otto E3 Otto E2 Otto E1 Gkat vor E1 Otto konv

Bild 3.1:

Entwicklung der Pkw-Flottenzusammensetzung auf Innerortsstraßen für das Untersuchungsgebiet

100% Ds E5 90% 80% Ds E2 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2008 2009 2010 2012 Ds E1 Ds vor E1 Ds E4 Ds E3

Bild 3.2:

Entwicklung der sNfz-Flottenzusammensetzung auf Innerortsstraßen für das Untersuchungsgebiet

Bild 3.1 zeigt, dass bis 2009 ein Anstieg des Diesel-Pkw-Anteils auf knapp 31% prognostiziert wird, bis 2012 auf 35%. Der Anteil der Pkws, die die EURO4-Norm einhalten, wird in 2009 bei ca. 62% liegen und bis 2012 auf 78% ansteigen. Bei den sNfz (Bild 3.2) wird der Anteil der Fahrzeuge, die die EURO4-Norm oder EURO5-Norm einhalten, 2009 bei ca. 36% und 2012 bei knapp 63% liegen.

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3.2

NOX- und PM10-Dieselabgas-Emissionsfaktoren

Auf der Grundlage der dynamischen Bestandszusammensetzung auf Schichtebene (vgl. Kap. 3.1) und der spezifischen Schichtemissionsfaktoren /INFRAS 2004/ wurden für das Jahr 2009 pro Fahrzeuggruppe spezifische Emissionsfaktoren pro Fahrmuster/Verkehrssituation ermittelt. Sie liegen für verschiedene Längsneigungsklassen (0%, +/-2%, +/-4%, +/-6%) vor. Für NOX und PM10-Dieselabgas sind die für das Prognosejahr 2009 ermittelten Emissionsfaktoren, aufgetragen über die mittlere Fahrgeschwindigkeit der Fahrmuster/ Verkehrssituationen1, in Bild 3.3 und Bild 3.4 dargestellt. Die spezifischen Emissionsfaktoren geben die emittierte Schadstoffmenge in g pro Fahrzeug und gefahrenen Kilometer an. Die Darstellungen zeigen deutlich, dass die spezifischen NOX- und PM10-Abgas-Emissionsfaktoren der schweren Nutzfahrzeuge teilweise mehr als Faktor 10 größer sind als die der Pkw, d. h. dass die schweren Nutzfahrzeuge entsprechend überproportional zu den Gesamtemissionen beitragen. Ebenso ist zu erkennen, dass die spezifischen NOX- und PM10-Abgas-Emissionsfaktoren insbesondere für die schweren Nutzfahrzeuge (sNfz) für Verkehrssituationen1 mit geringeren Geschwindigkeiten ansteigen.

1

Fahrmuster/Verkehrssituationen beschreiben das mittlere Fahrverhalten in einem Straßenabschnitt. Verkehrssituationen mit geringen Geschwindigkeiten weisen auf einen höheren Störungsgrad im Verkehrsablauf hin (d.h. mehr Verzögerungs-, Stillstands- und Beschleunigungsanteile)

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10
IO_Stop+Go Pkw_IGO 0,593 lNfz_IGO 0,875 sNfz_IGO 12,738

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8

Pkw_IGO lNfz_IGO sNfz_IGO Pkw_AGO lNfz_AGO sNfz_AGO Pkw_BAB lNfz_BAB sNfz_BAB

NOX in g/(Fz*km)

6

4

2

0 0 20 40 60 80 Geschwindikgeit in km/h 100 120 140 160

Bild 3.3:

NOX-Emissionsfaktoren für das Untersuchungsgebiet, Bezugsjahr 2009 für Innerortsstraßen (IGO), Außerortsstraßen (AGO) und Autobahnen (BAB) (sinkende Geschwindigkeiten bei innerörtlichen Verkehrssituationen sind verbunden mit größeren Störungen im Verkehrsablauf; daher sind diese Emissionsfaktoren zur Ableitung von anderen Verkehrssituationen wie z.B. T30 nicht geeignet)

0,3
IO_Stop+Go

0,25

Pkw_IGO 0,028 lNfz_IGO 0,059 sNfz_IGO 0,439

PM10-Dieselabgas in g/(Fz*km)

0,2

Pkw_IGO lNfz_IGO sNfz_IGO Pkw_AGO lNfz_AGO sNfz_AGO Pkw_BAB lNfz_BAB sNfz_BAB

0,15

0,1

0,05

0 0 20 40 60 80 Geschwindikgeit in km/h 100 120 140 160

Bild 3.4:

PM10-Dieselabgas-Emissionsfaktoren für das Untersuchungsgebiet, Bezugsjahr 2009 für Innerortsstraßen (IGO), Außerortsstraßen (AGO) und Autobahnen (BAB) (sinkende Geschwindigkeiten bei innerörtlichen Verkehrssituationen sind verbunden mit größeren Störungen im Verkehrsablauf; daher sind diese Emissionsfaktoren zur Ableitung von anderen Verkehrssituationen wie z.B. T30 nicht geeignet)

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Abgasemissionsfaktoren PM10-Otto Die Partikelemissionen, die aus Dieselmotoren abgegeben werden, stellen zwar den überwiegenden Anteil, nicht aber die Gesamtmenge der Abgas-Partikelemissionen dar. In der Vergangenheit wurden ausschließlich die Abgas-Partikelemissionen der Dieselfahrzeuge ausgewiesen, da nur für diese Fahrzeugschichten die Partikelemissionen vermessen worden waren und entsprechende Basisemissionsfaktoren vorliegen /UBA 1994, INFRAS 2004/. Grund hierfür ist, dass bisher davon ausgegangen wurde, dass die Partikelemissionen aus Ottomotoren vernachlässigbar gering sind. In jüngster Zeit wird aber auch verstärkt über die Partikelemissionen aus Ottomotoren und deren Anteil an den gesamten Partikelabgasemissionen diskutiert. Es liegen bisher nur einige Messungen an wenigen Einzelfahrzeugen vor. Die Ableitung von repräsentativen Emissionsfaktoren für die Gesamtflotte ist aufgrund dieser Datenlage noch nicht möglich. Analog zu den Berechnungen für die Jahre 2008, 2010 und 2012 wurden hier auf Basis der vorliegenden Daten abgeschätzte Emissionsfaktoren zur Emissionsberechnung für 2009 verwendet /RAU 2006, RAU 2007/.

3.3

PM10-Emissionsfaktoren für Aufwirbelung und Abrieb

Um die gesamten verkehrsbedingten PM10-Emissionen zu erfassen, müssen neben den Abgasemissionen die Emissionen infolge von Reifen-, Brems- und Kupplungsabrieb, Straßenabrieb und Aufwirbelung von Straßenstaub berücksichtigt werden. Da die Datenbasis zur Ableitung der spezifischen Emissionen durch Aufwirbelung und Abrieb noch recht gering ist, wurde in jüngster Zeit verstärkt versucht, eine Verbesserung der Datenlage zu schaffen. So wurden in einer Schweizer Untersuchung /BUWAL 2003/ aus Messungen abgeleitete spezifische PM10-Emissionsfaktoren für Aufwirbelung und Abrieb für 6 ausgewählte Straßenabschnitte aufgeführt (vgl. Tab. 3.1).

Tab. 3.1:

Mittlere PM10-Emissionsfaktoren durch Abrieb und Aufwirbelung für Kfz und für leichte Motorwagen (LMW) und schweren Motorwagen (SMW) aus /BUWAL 2003/
EF PM10 g/(km*Kfz) LMW g/(km*LMW) 0,033 0,047 0,022 0,017 0,092 0,039 SMW g/(km*SMW) 0,207 0,074 0,144 0,115 0,819 0,383

Straßenabschnitt

Aathal Birrhard (flüssiger Verkehr) Humlikon Rosengartenstraße Schimmelstraße Weststraße

außerorts, Tempo 50, Ebene Autobahn, Tempo 120, Ebene Autobahn, Tempo 100/80, Ebene innerorts, Tempo 50, Steigung/Gefälle 8% innerorts, Tempo 50, bei LSA, Ebene innerorts, Tempo 50, 50m von LSA, Ebene

0,044 0,05 0,037 0,022 0,142 0,075

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In Anknüpfung an die Vorgehensweise in /BUWAL 2003/ wurden in /DÜRING 2004a, DÜRING 2004b/ PM10-Emissionsfaktoren für Aufwirbelung und Abrieb veröffentlicht, die durch Auswertung verschiedener aktueller Messdaten ermittelt wurden. Es wurde dabei versucht, die Emissionsfaktoren (analog zu den Abgas-Emissionsfaktoren) kompatibel zu den Verkehrssituationen nach /INFRAS 2004/ anzugeben. Auf der Grundlage dieser Daten wurde ein Berechnungsansatz zur Ermittlung der PM10Emissionen durch Aufwirbelung und Abrieb abgeleitet /SCHNEIDER 2006/. Die danach ermittelten spezifischen Emissionsfaktoren sind in Tab. 3.2 aufgeführt.

Tab. 3.2:

PM10-Emissionsfaktoren für Verkehrssituationen
Hauptverkehrssituation

Aufwirbelung

und

Abrieb

differenziert

nach

Hautpverkehrsstraße, Tempolimit>50 km/h (HSV>50) Hauptverkehrsstraße, vorfahrtsberechtigt (HSV) Hauptverkehrsstraße mit Lichtsignalanlage (LSA) Nebenstraßen (NS) Straßen im Kernbereich (KERN) Stop&Go

Störungsgrad PM10-Emissionsfaktor Aufwirbelung und Abrieb (1 =gering, 2=mittel 3=groß) Pkw/lNfz sNfz mg/(Fz*km) 1 22 200 2 27 250 3 35 330 1 22 200 2 31 290 3 45 420 1 29 260 2 43 390 3 60 550 1 29 260 2 43 390 3 70 630 1 31 280 2 43 390 3 70 630 90 800

Es wird davon ausgegangen, dass der Fahrbahnbelag bei den Messungen typisch für eine asphaltierte Straße mit guter Beschaffenheit war und auch im Seitenbereich keine unbefestigten Bereiche (als Quelle für PM10) vorlagen, so dass die in Tab. 3.2 aufgeführten Emissionsfaktoren für einen guten Straßenzustand gelten. Abschließend sei darauf hingewiesen, dass diese Emissionsfaktoren noch als sehr grob einzuschätzen sind, da diese aus einigen wenigen Messergebnissen abgeleiteten Werte auf alle Verkehrssituationen und Streckenabschnitte angewendet und verallgemeinert werden, ohne irgendwelche weiteren Einflüsse oder streckenspezifische Charakteristika zu berücksichtigen.

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4

Schadstoffemissionen prognose 2009

des

Kfz-Verkehrs

Trend-

Unter Verwendung der in Kap. 2 dargestellten Verkehrsdatenbasis und der in Kap. 3 beschriebenen PM10- und NOx-Emissionsfaktoren wurden die PM10- und NOx-Emissionen für die Trendprognose 2009 streckenspezifisch für die Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße und die angrenzenden Straßenabschnitten berechnet. Die pro Tagesgruppe ermittelten stündlichen Emissionen wurden zu Jahreswerten aggregiert. Tab. 4.1 zeigt die Jahresfahrleistungen und Gesamtemissionen differenziert nach Fahrzeuggruppen für den Hot Spot Zerrennerstraße, Tab. 4.2 die analogen Ergebnisse für den Hot Spot Jahnstraße. Tab. 4.1 Jahresmittlere durchschnittliche tägliche Verkehrsstärken und NOx- bzw. PM10Jahresemissionen für den Hot Spot Zerrennerstraße, differenziert nach Fahrzeugarten, 2009
Pkw 20.378 95,0% 1.966,1 57,6% 113,6 72,6% 310,1 81,4% 423,7 78,9% lNfz 581 2,7% 113,8 3,3% 7,8 5,0% 8,2 2,1% 16,0 3,0% sNfz 493 2,3% 1.336,0 39,1% 35,0 22,4% 62,6 16,4% 97,5 18,2% Kfz 21.452 100,0% 3.415,9 100,0% 156,4 100,0% 380,8 100,0% 537,2 100,0%

DTV NOX PM10 Abgas ges. PM10 Aufwirbelung/Abrieb PM10 Gesamt

Kfz/24h kg/a*km kg/a*km kg/a*km kg/a*km

29% 71% 100%

Tab. 4.2

Jahresmittlere durchschnittliche tägliche Verkehrsstärken und PM10-bzw. NOxJahresemissionen für den Hot Spot Jahnstraße, differenziert nach Fahrzeugarten, 2009
Pkw 21.630 94,2% 1.669,2 48,1% 100,2 67,9% 243,6 75,9% 343,9 73,3% lNfz 621 2,7% 101,6 2,9% 7,1 4,8% 6,8 2,1% 13,9 3,0% sNfz 714 3,1% 1.701,2 49,0% 40,3 27,3% 70,7 22,0% 111,1 23,7% Kfz 22.965 100,0% 3.472,0 100,0% 147,6 100,0% 321,2 100,0% 468,8 100,0%

DTV NOX PM10 Abgas ges. PM10 Aufwirbelung/Abrieb PM10 Gesamt

Kfz/24h kg/a*km kg/a*km kg/a*km kg/a*km

31% 69% 100%

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Der Anteil der schweren Nutzfahrzeuge (sNfz) an der Fahrleistung liegt für die Zerrennerstraße bei etwas über 2% und für die Jahnstraße bei 3%. Dagegen liegen die Anteile der NOX-Emissionen der sNfz bei 39% bzw. 40% und die Anteile der PM10-Gesamtemissionen bei 18% bzw. 24%. Der Anteil der PM10-Emissionen Aufwirbelung und Abrieb an den PM10Gesamtemissionen liegt bei 29% bzw. 31%.

5

Emissionsseitige Maßnahmenwirkungen an den Hotspots

Vom Regierungspräsidium Karlsruhe wurden in Zusammenarbeit mit der Stadt Pforzheim im Zuge der Aufstellung eines Luftreinhalteplanes (für NO2) verschiedene Maßnahmen vorrangig zur Entlastung der Innenstadt vorgeschlagen /REG.PRÄSID KARLSRUHE 2005/, darunter auch die Maßnahme der Einführung eines flächenhaften Fahrverbotes in der Umweltzone ab 1.1.2010 für Kfz der Schadstoffgruppe 1 (gemäß Kennzeichnungsverordnung). Im Aktionsplan Pforzheim wird die Maßnahme eines flächenhaften Fahrverbotes in der Umweltzone von dem Prognosejahr 2010 vorgezogen. Für diese Maßnahme wurden in /RAU 2007/ Berechnungsergebnisse für das Jahr 2008 vorgestellt. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung werden Abschätzungen zu den emissions- und immissionsseitigen Wirkungen für die zwei Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße, die beide innerhalb der Umweltzone liegen, für das Bezugsjahr 2009 durchgeführt. Im folgenden werden die Datengrundlagen zur Ermittlung der emissionsseitigen Wirkungen pro Maßnahme erläutert, die Ergebnisse der Emissionsberechnungen beschrieben und den entsprechenden Ergebnissen der Trendprognose gegenübergestellt. Die im Luftreinhalteplan Pforzheim festgelegte Umweltzone für einen Bereich der Innenstadt Pforzheim ist in Bild 5.1 dargestellt. Die durch das Gebiet führenden Bundesstraßen (B10, B294, B463) sind bei den Planungen von dem Fahrverbot ausgenommen.

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Bild 5.1:

Bereich der geplanten Umweltzone in der Stadt Pforzheim /STADT PFORZHEIM 2005/

Mit der vorliegenden Kennzeichnungsverordnung (Stand 10. Oktober 2006, am 1.3.2007 in Kraft getreten) kann in einem Gebiet (Umweltzone) eine Durchfahrtsbeschränkung für Kraftfahrzeuge, die die Anforderungen für bestimmte Schadstoffgruppen nicht erfüllen, umgesetzt werden. Im Juli 2007 wurde eine erste (geplante) Änderung der Kennzeichnungsverordnung veröffentlicht. Dies betrifft zum Einen die Nachrüstung mit Partikelfiltern der Dieselfahrzeuge, die jetzt sowohl für Pkw als auch für Nutzfahrzeuge umfassend in der Straßenverkehrsordnung (StVZO Anlage XXVI und Anlage XXVII) geregelt ist und darauf jetzt in der Kennzeichnungsverordnung verweisen werden kann und zum Anderen wurden die Pkw mit Gkat nach US-Norm den Otto-Pkw Euro1 gleichgestellt bezüglich der Eingruppierung in die Schadstoffgruppe 4. In der Kennzeichnungsverordnung ist die Einteilung der Fahrzeuge in vier Schadstoffgruppen (SG) und die Vergabe von drei verschiedenen Plaketten geplant, wie in Tab. 5.1 dargestellt. Demnach erhalten Diesel-Fahrzeuge mit der Schadstoffnorm Euro 1/I und schlechter und Otto-Fahrzeuge vor Euro1 (Ausnahme Gkat nach US-Norm (Anlage XXIII)) keine Plakette. Für die übrigen Fahrzeuge werden drei verschiedene Plaketten vergeben, je nachdem welche Euro-Norm eingehalten wird.

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Durch erfolgreiche Nachrüstung eines Partikelfilters können Autofahrer die Eingruppierung in eine bessere Schadstoffgruppe erreichen. Die Nachrüstung von Diesel-Pkw mit einem Partikelfilter wird steuerlich gefördert (im Zeitraum vom 1.1.2006 bis 31.12.2009), während Besitzer von Diesel-Pkw ohne Partikelfilter ab April 2007 bis März 2011 mit einem Steueraufschlag rechnen müssen. Wenn von der Durchfahrtsbeschränkung in der geplanten Umweltzone z. B. alle Fahrzeuge, die nicht der Schadstoffgruppe 2 oder einer höheren Klasse zugeordnet werden, betroffen sein sollen, sind dies gemäß der Kennzeichnungsverordnung alle Dieselfahrzeuge schlechter als EURO 2 (ausschließlich Diesel, die mit Partikelfilter nachgerüstet sind und somit den Standard EURO 2 erfüllen) und alle Otto-Fahrzeuge schlechter EURO 1, also Schadstoffgruppe1.

Tab. 5.1:

Kennzeichnungsverordnung Stand geplante Änderung Juli 2007
SG 1
3)

KennzeichnungsVO vom 10. Oktober 2006 mit geplanter Änderung Stand Juli 2007 Pkw /lNfz Diesel Euro 1 und davor Diesel Euro 2 Diesel Euro 3 Diesel Euro 4 Otto vor Euro 1 (ohne Gkat 4) Anlage XXIII ) Otto ab Euro 1, Gkat 4) Anlage XXIII , Elektro-, Brennstoffzellenfahrzeug
1) 1) 1) 1)

SG 2

3)

SG 3

3)

SG 4

3)

ohne Plakette

rot mit Ziffer 2

gelb mit Ziffer 3

grün mit Ziffer 4

sNfz Diesel Euro I und davor Diesel Euro II
1) 1) 2) 1)

Diesel Euro III

Diesel Euro IV, V, EEV

Die Ausrüstung mit einem Partikelminderungssystem entsprechend der StVZO kann zu einer Heraufsetzung der Schadstoffgruppe führen (Anlage XXVI für Pkw und Anlage XXVII für lNfz und sNfz) EEV = Enhanced Environmentally Friendly Vehicle Schadstoffgruppe

2) 3) 4)

Nachträglich werden Fahrzeuge, die von der Anlage XXIII erfasst werden (Emissionsschlüsselnr. 01, 02), und Fahrzeuge, die durch die 52. Ausnahmeverordnung zur StVZO erfasst werden (Emissionsschlüsselnr. 77) den Euro1-Fzgen gleichgestellt.

Es wurden für Pforzheim für die folgende Fahrverbotsmaßnahme Berechnungen durchgeführt:
-

Fahrverbot ab 1.1.2009 für alle Kfz ohne Plakette (Schadstoffgruppe 1)

Um die emissionsseitige Wirkung einer Umweltzone zu ermitteln, werden für das Gebiet, bzw. ausgewählte Straßenzüge in dem Gebiet der Umweltzone Emissionsberechnungen durchgeführt. Die potentielle Wirkung auf die außerhalb dieses Gebiets liegenden Strecken kann im Rahmen dieser groben Maßnahmenabschätzung nicht erfasst werden. Hierzu

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müssten die durch die Sperrung entstehenden komplexen Verkehrsverlagerungen mit Hilfe eines Umlegungsmodells abgebildet werden. Es wird zur Wirkungsabschätzung der Umweltzone für 2009 angenommen, dass alle DieselFahrzeuge schlechter EURO 2/II und alle Otto-Fahrzeuge schlechter EURO 1 mit einem Durchfahrtsverbot belegt sind, d. h. nur Fahrzeuge der Schadstoffgruppen 2, 3 und 4 fahren dürfen. Dabei wurden keine Ausnahmen von der Regel berücksichtigt. Generell zugelassen sind in Umweltzonen allerdings Kräder. Der Maximaleffekt einer Durchfahrtssperre tritt dann ein, wenn sich die Fahrleistung in der Umweltzone um die vom Fahrverbot betroffenen Fahrzeuge verringert. In Realität wird die Maßnahmenwirkung in der Umweltzone ggf. geringer ausfallen, da sich komplexe Verkehrsverlagerungen aufgrund des Durchfahrverbots für eine Teilmenge der Fahrzeugflotte durch das Gebiet der Umweltzone ergeben werden. So kann durch die veränderten (reduzierten) Verkehrsstärken in der Umweltzone und den damit ggf. besseren Reisezeiten die Attraktivität dieser Strecken für abgasarme Fahrzeuge deutlich ansteigen. Diese Zusammenhänge können nur mit dem Verkehrsmodell modelliert werden, wobei der Untersuchungsraum auch entsprechend groß zu wählen ist, so dass alle Verkehrsverlagerungen realistisch abgebildet werden können. In Pforzheim sind die Bundesstraßen von der Umweltzone ausgenommen, d.h. auf diesen dürfen die Fahrzeuge, die vom Verbot betroffen sind, fahren. Auch wird es möglicherweise zu einer verstärkten Flottenveränderung (im Vergleich zur erwarteten Trendentwicklung) kommen, wenn nach Realisierung der Umweltzone Altfahrzeuge, die vom Fahrverbot betroffen sind, schneller als gewöhnlich durch neuere Fahrzeuge ersetzt werden, die nicht vom Fahrverbot betroffen sind. Eine Prognose wie schnell dies geschehen wird, ist schwierig. Ebenso ist die Frage schwierig zu beantworten, ob der starke Zuwachs bei Diesel-Pkw der letzten Jahre dann noch weiter anhält und welcher Anteil der älteren Diesel-Pkw mit einem Partikelfilter nachgerüstet wird. Um eine erste Aussage über die mögliche Wirkung einer Umweltzone zu bekommen, wird daher in einer Maximalabschätzung die Annahme zu Grunde gelegt, dass sich die Fahrleistung gegenüber der Trendsituation in der Umweltzone um den Anteil der Fahrzeuge, die vom Fahrverbot betroffen sind, reduziert. Die in der Umweltzone verkehrende Fahrzeugflotte wird sich aus den vom Fahrverbot nicht betroffenen Fahrzeugen zusammensetzen und damit deutlich schadstoffärmer sein. Ausgehend von den dynamischen Bestandszusammensetzungen, die für den Trend 2009 prognostiziert wurden, wurde die Abschätzung der Maßnahmenwirkung durch Ausgrenzung aller betroffenen Fahrzeugarten für die Umweltzone auf der Grundlage der Daten in Tab. 5.2 ermittelt. Im Maßnahmenfall „Verbot für Diesel schlechter Euro 2/III und Otto schlechter EURO 1 (Schadstoffgruppe 1)“ sind im Jahr 2009 demnach knapp 3% der Pkw und ca. 8% der schweren Nutzfahrzeuge (sNfz) von einem Durchfahrverbot betroffen.

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Tab. 5.2:

Fahrzeugkonzepte und deren Anteil an der Fahrleistung (innerorts) differenziert nach Fahrzeugarten, Prognosejahr 2009 (grau unterlegt: Fahrzeuge Schadstoffgruppe 1 (SG 1))
2009 Ds vor E1 Ds E1 Ds E2 Ds E3 Ds E4 DS E5 Otto konv Otto Gkat vor E1 Otto Gkat UsNorm * Otto E1 Otto E2 Otto E3 Otto E4 Pkw 0,5% 0,9% 1,6% 8,5% 19,0% 0,0% 1,2% 0,0% 1,9% 3,9% 4,5% 15,2% 42,7% 0,0% 1,0% 1,7% 8,5% lNfz 2,8% 6,4% 11,8% 21,6% 44,9% 0,0% 0,1% 1,2% sNfz 4,2% 4,1% 18,8% 36,6% 19,5% 16,9%

* durch die geplante Änderung der KVO erhalten diese Pkw SG4

Die Emissionsfaktoren für die Umweltzone wurden unter Berücksichtigung der veränderten dynamischen Bestandszusammensetzungen neu ermittelt, wobei die vom Verbot betroffenen Fahrzeugschichten im Vergleich zum Trend 2009 herausgenommen wurden. Insgesamt ergibt sich dadurch ein im Vergleich zum Trend 2009 niedrigeres spezifisches Emissionsverhalten der Fahrzeugflotte, da die älteren hoch emittierenden Fahrzeuge ausgeschlossen sind. Die Emissionsberechnungen wurden für die Umweltzone ansonsten analog zur Trendprognose 2009 durchgeführt. Geht man, wie oben beschrieben im Sinne einer Maximalabschätzung der Maßnahmenwirksamkeit, davon aus, dass die vom Verbot betroffenen Fahrzeuge bzw. deren Fahrleistung in dem Streckenabschnitt ersatzlos entfallen, dann ergeben sich die in Tab. 5.3 und Tab. 5.4 dargestellten maximalen Fahrleistungs- und Emissionsreduktionen für die Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße. Klar ist, dass die aus der Umweltzone verlagerten Verkehre und Emissionen an anderen Stellen zusätzlich hinzukommen, ggf. mit einer insgesamt erhöhten Fahrtstrecke.

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Tab. 5.3:

Vergleich der DTV-Werte und NOx- bzw. PM10-Emissionen für den Hot Spot Zerrennerstraße, differenziert nach Fahrzeugarten, Maßnahme Umweltzone 2009
Pkw 20.378 19.844 -2,6% 1.966,1 1.717,7 -12,6% 113,6 95,4 -16,1% 310,1 289,2 -6,7% 423,7 384,6 -9,2% lNfz 581 519 -10,7% 113,8 88,7 -22,1% 7,8 5,6 -28,5% 8,2 7,0 -14,2% 16,0 12,6 -21,2% sNfz 493 453 -8,1% 1.336,0 1.186,5 -11,2% 35,0 26,2 -25,1% 62,6 55,4 -11,5% 97,5 81,5 -16,4% Kfz 21.452 20.816 -3,0% 3.415,9 2.992,9 -12,4% 156,4 127,1 -18,7% 380,8 351,6 -7,7% 537,2 478,7 -10,9%

DTV

Kfz/24h

NOX

kg/(a*km)

PM 10 Abgas

kg/(a*km)

PM10 Aufwirbelung/Abrieb

kg/(a*km)

PM10 Gesamt

kg/(a*km)

2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in % 2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in % 2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in % 2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in % 2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in %

Tab. 5.4:

Vergleich der DTV-Werte und NOx- bzw. PM10-Emissionen für den Hot Spot Jahnstraße, differenziert nach Fahrzeugarten, Maßnahme Umweltzone 2009
Pkw 21.630 21.064 -2,6% 1.669,2 1.463,5 -12,3% 100,2 87,0 -13,2% 243,6 237,2 -2,6% 343,9 324,3 -5,7% lNfz 621 555 -10,6% 101,6 80,9 -20,4% 7,1 5,2 -26,3% 6,8 6,1 -10,6% 13,9 11,3 -18,6% sNfz 714 654 -8,4% 1.701,2 1.530,4 -10,0% 40,3 31,5 -22,0% 70,7 64,8 -8,4% 111,1 96,2 -13,4% Kfz 22.965 22.273 -3,0% 3.472,0 3.074,7 -11,4% 147,6 123,7 -16,2% 321,2 308,1 -4,1% 468,8 431,8 -7,9%

DTV

Kfz/24h

NOX

kg/(a*km)

PM 10 Abgas

kg/(a*km)

PM10 Aufwirbelung/Abrieb

kg/(a*km)

PM10 Gesamt

kg/(a*km)

2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in % 2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in % 2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in % 2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in % 2009 Trend 2009 Umweltz. Diff in %

Für den Maßnahmenfall Umweltzone 2009 werden für die Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße Reduktionen von ca. 12% für die straßenverkehrsbedingten NOX-Emissionen und von ca. 11% bzw. 8% für die PM10-Gesamtemissionen im Vergleich zur Trendprognose 2009 prognostiziert, während der Fahrleistungsanteil der vom Verbot betroffenen Kfz hier bei 3% liegt. Die im Vergleich zur Fahrleistungsreduktion höheren Reduktionen der Emissionen resultieren aus dem Zusammenwirken der Veränderungen der Fahrzeugflotte hin zu emissi-

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onsärmeren Fahrzeugen, der Reduktion der Fahrleistung und der Verbesserung des Verkehrsablaufs (Abbau von großen Störungen (bis hin zu Stau) in den Spitzenstunden). In Realität wird die Maßnahmenwirkung in der Umweltzone (hier betrachtet für die Hot Spots) vermutlich eher geringer ausfallen, da sich komplexe Verkehrsverlagerungen aufgrund des Durchfahrtsverbots (für eine Teilmenge der Fahrzeugflotte) durch das Gebiet der Umweltzone ergeben werden. Dagegen kann der Effekt einer beschleunigten Flottenumwandlung (oder auch die Nachrüstung mit Partikelfiltern) aufgrund der Einrichtung der Umweltzone, der schwer einzuschätzen ist, zu einer weiteren Verbesserung des spezifischen Emissionsverhaltens der Fahrzeugflotte führen, wobei dann aber auch weniger Fahrzeuge vom Fahrverbot betroffen sein werden. Diese schwer abzuschätzenden Effekte konnten bei den durchgeführten Berechnungen nicht berücksichtigt werden.

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Immissionsseitige Wirkung

6.1

Einführung

In Kapitel 1 wurde bereits darauf hingewiesen, dass die zu erwartende Immissionsbelastung im Bereich der beiden Belastungsschwerpunkte Zerrennerstraße und Jahnstraße für die Trendprognose 2009 sowie zur Ermittlung der Auswirkung eines Fahrverbotes (Einrichten einer Umweltzone) nicht exakt berechnet, sondern aus der in den Kapiteln 2 bis 5 hergeleiteten Emissionsentwicklung und aus den bisher vorliegenden genauen Immissionsberechnungen abgeleitet werden soll. Es handelt sich somit um eine immissionsseitige Abschätzung. Für PM10 wurden für das Bezugsjahr 2008 Immissionsberechnungen für die Trendprognose und die Maßnahme „Einrichtung einer Umweltzone“ durchgeführt /IB Rau, 2007/. Auf Grund der detaillierten Untersuchung der Emissionsentwicklung für das Bezugsjahr 2009 für die Trendprognose und die Maßnahme „Einrichtung einer Umweltzone“ kann die im Jahre 2009 im Bereich der Belastungsschwerpunkte zu erwartende PM10-Immissionskonzentration recht gut abgeschätzt werden (s. Kapitel 6.2). Für NO2 wurden bisher lediglich für die Zerrennerstraße für die Bezugsjahre 2010 und 2012 Immissionsberechnungen durchgeführt. Aus diesen Ergebnissen und der Emissionsentwicklung von 2008 bis 2010 kann mit guter Genauigkeit die zu erwartende Immissionskonzentration abgeleitet werden. Für die Jahnstraße gestaltet sich dies, da bisher NO2 immissionsseitig noch nicht betrachtet wurde, schwierig. Es erfolgt eine Abschätzung der NO2-Immissionskonzentration über das Emissionsverhältnis von PM10 zu NOx.

6.2

Ermittlung der PM10-Immissionskonzentationen für das Bezugsjahr 2009 im Bereich der Belastungsschwerpunkte

In Tab. 5.3 wurde für die Zerrennerstraße eine Emissionsminderung bei Umsetzung des Fahrverbotes von 10,9% gegenüber der Trendprognose 2009 ermittelt. Vergleicht man die Trendprognose 2008 (/IB Rau, 2007) mit der Trendprognose 2009, dann zeigt sich ein leichter Anstieg in den zu erwartenden PM10-Emissionen um ca. 2,3%. Vergleicht man die Trendprognose 2008 mit der Maßnahme Fahrverbot im Bezugsjahr 2009, erhält man eine Emissionsminderung von 8,9%. Das bedeutet, dass die Immissionszusatzbelastung im Bereich der Zerrennerstraße in etwa auch um diesen Betrag abnehmen wird. Für das Jahr 2008 wurde aus Messungen an der Station Pforzheim-Mitte für die Hintergrundbelastung eine Immissionskonzentration von 21 µg/m³ abgeschätzt. Die Abschätzung erfolgte in Anlehnung an die in der /MLuS 2002/ gegebenen gebietstypischen Reduktionsfaktoren für Hintergrundbelastungswerte. Für das Bezugsjahr 2009 ergibt sich analog eine weitere

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geringfügige Reduktion auf 20,7 µg/m³. Im Bereich der Messstelle in der Zerrennerstraße wurde mit MISKAM für das Jahr 2008 (Trendprognose) eine Immissionskonzentration von 32 µg/m³ im Jahresmittel berechnet. Unter Berücksichtigung der oben diskutierten Emissionsentwicklung und unter Berücksichtigung der Entwicklung der Hintergrundbelastung ist im Jahre 2009 somit ein PM10-Jahresmittel von ebenfalls 32 µg/m³ für die Trendprognose und ca. 30,7 µg/m³ für die Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“ zu erwarten. Im Bereich der Jahnstraße wurde bei Umsetzung des Fahrverbotes eine Emissionsminderung von 7,9% gegenüber der Trendprognose 2009 ermittelt (s. Tab. 5.4). Die PM10-Emissionsminderung der Trendprognose 2009 gegenüber 2008 ist gering und beträgt ca. 0,9%. Verglichen mit der Trendprognose 2008 errechnet sich für die Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“ im Jahre 2009 eine Emissionsminderung von 8,7%. Die Immissionsminderung der Zusatzbelastung ist ebenfalls in diesem Bereich zu erwarten. Unter Berücksichtigung der leichten Minderung der Hintergrundbelastung bis zum Jahre 2009 lässt sich für die Trendprognose 2009 ein Jahresmittel für die PM10-Gesamtkonzentration von 28,1 µg/m³ und ca. 27,6 µg/m³ für die Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“ ableiten. Der für das Jahr 2008 damals errechnete Wert lag vergleichsweise bei 28,5 µg/m³.

6.3

Ermittlung der NO2-Immissionskonzentationen für das Bezugsjahr 2009 im Bereich der Belastungsschwerpunkte

Die Abschätzung der Immissionskonzentration für die Zerrennerstraße, Bezugsjahr 2009, erfolgt auf Basis der Immissionsberechnungen für das Bezugsjahr 2010. Im Gegensatz zu PM10 ist die Beziehung zwischen den NOx-Emissionen und den NO2–Immissionen nicht linear. Das Verhältnis von NOx zu NO2 verhält sich unterproportional, d.h. eine NOx-Emissionsminderung um einen bestimmten Prozentsatz führt zu einer deutlich geringeren Immissionsminderung. Für den Hot Spot Zerrennerstraße wurde für das Bezugsjahr 2010 (Trendprognose) ein NO2Jahresmittel von 51,2 µg/m³ berechnet (/IB Rau, 2006/). Die Emissionsberechnungen zeigen für das Jahr 2009 eine um ca. 4,5% höhere Emission verglichen mit dem Jahr 2010. Andererseits verringert sich die NOx-Emission bei der Maßnahme „Umweltzone“ gegenüber der Trendprognose 2010 um ca. 8,5%. Dieser Wert ist für die Immissionsabschätzung der Zusatzbelastung für die Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“ im Bezugsjahr 2009 maßgebend. Analog dem Vorgehen bei PM10 wird auch bei NO2 eine leichte Korrektur der Hintergrundbelastung für das Jahr 2009 vorgenommen. In diesem Fall erhöht sich der Wert im Jahre 2009 gegenüber dem für das Jahr 2010 angenommen Wert von 26 µg/m³ (s. /IB Rau, 2006/) auf etwa 26,4 µg/m³. Unter Berücksichtigung der nicht linearen Umwandlung von NOx zu NO2 errechnet sich für das Jahr 2009 und die Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“ ein NO2Jahresmittelwert von ca. 50 µg/m³. Dieser Wert liegt etwas über dem Wert, der damals mit 49,3 µg/m³ für die Maßnahme „Umweltzone“, Bezugsjahr 2010 errechnet wurde.

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Für den Hot Spot Jahnstraße wurden immissionsseitig bisher lediglich die PM10-Jahresmittelwerte für das Prognosejahr 2008 ermittelt. Wie bereits angesprochen lässt sich über das Emissionsverhältnis von NOx zu PM10 am Messpunkt in der Jahnstraße eine voraussichtliche NOx-Zusatzbelastung für das Jahr 2008 angeben. Entsprechend den Emissionsberechnungen von AVISO ist am Belastungsschwerpunkt Jahnstraße im Jahre 2009 (Trendprognose) mit einer Reduktion der NOx-Emission und damit auch der NOx-Zusatzbelastung von 5,6% gegenüber der Trendprognose 2008 zu rechnen. Bei Realisierung der Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“ fällt diese Reduktion mit 8,7% etwas höher aus. Unter Berücksichtigung eines NO2-Wertes für die Hintergrundbelastung im Jahre 2009 von 26,4 µg/m³ wie in der Zerrennerstraße errechnen sich im Bereich der Messstelle NO2-Immissionskonzentrationen von 46,2 µg/m³ für die Trendprognose 2009 bzw. 45,7 µg/m³ für die Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“ im Jahre 2009. Diese Abschätzung zeigt, dass in der Jahnstraße das NO2-Immissionsniveau insgesamt niedriger liegt als in der Zerrennerstraße, der ab 2010 geltende Grenzwert für das Jahresmittel von 40 µg/m³ jedoch wie in der Zerrennerstraße nicht eingehalten werden kann. Die bisher vorgestellten emissions- und immissionsseitigen Abschätzungen für die Maßnahme „Umweltzone“ im Bereich der Hot Spots wurden ohne Einbeziehung der Bundesstraßen in die Umweltzone durchgeführt. In einer Ergänzungsstudie /IB Rau, 2007/ wurde dargelegt, dass sich eine eventuelle Einbeziehung der Bundesstraßen in die geplante Umweltzone Pforzheim auf das Immissionsniveau der durch den Verkehr verursachten städtischen Hintergrundbelastung und somit lediglich indirekt auf die beiden Hot Spots Zerrennerstraße und Jahnstraße auswirken könnte. Die möglichen emissions- und immissionsseitigen Minderungen liegen danach im Bereich der Hot Spots bei NO2 im Jahresmittel zwischen 0,7 und 1,3 µg/m³, bei PM10 zwischen 0,1 und 0,3 µg/m³.

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Zusammenfassung

Als Fortschreibung zu den bisher durchgeführten Untersuchungen des IB Rau im Zusammenhang mit der Erstellung des Luftreinhalteplans des RP Karlsruhe wurde die emissions- und immissionsseitige Situation im Bereich der Belastungsschwerpunkte Zerrennerstraße und Jahnstraße für das Jahr 2009 betrachtet. Neben der Trendprognose wurde auch die Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“ untersucht. Während die zu erwartende Emissionsentwicklung wie in den bisher durchgeführten Studien sehr detailliert untersucht wurde, wurde die immissionsseitige Auswirkung auf Basis der bisher durchgeführten Immissionsberechnungen für andere Bezugsjahre bzw. auf Basis der berechneten Emissionswerte für das Jahr 2009 abgeschätzt. Die Abschätzungen für die Trendprognose 2009 bzw. die Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“ ergaben am Ort der Spotmessung in der Zerrennerstraße für PM10 einen Jahresmittelwert von 32 µg/m³, in der Jahnstraße von 28,1 µg/m³. Bei Einrichten einer Umweltzone reduzieren sich diese Werte auf 30,7 µg/m³ in der Zerrennerstraße und 27,6 µg/m³ in der Jahnstraße. Die Maßnahme Umweltzone im Jahr 2009 liefert am Ort der Spotmessungen somit eine Reduktion der PM10-Jahresmittelwerte um 4% in der Zerrennerstraße und 1,8% in der Jahnstraße. Im Jahr 2009 ist auf Grund der prognostizierten PM10-Jahresmittelwerte an der Messstelle in der Zerrennerstraße für die Trendprognose mit einer Überschreitung des 90,4%-Wertes für PM10 zu rechnen. Bei Realisierung einer Umweltzone ist in der Zerrennerstraße mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Einhaltung der zulässigen 35 Überschreitungen des Kurzzeitwertes gegeben. Am Belastungsschwerpunkt Jahnstraße wird sowohl für die Trendprognose 2009 als auch bei Realisierung der Umweltzone der 90,4%-Wert (maximal 35 Überschreitungen pro Jahr) sicher eingehalten werden. Die Ableitung des NO2-Jahresmittelwertes aus den Berechnungsergebnissen für 2010 zeigt für die Zerrennerstraße im Jahre 2009 einen Wert von 52 µg/m³ (Trendprognose) bzw. 49,8 µg/m³ (Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“). Der ab 2010 maximal zulässige Immissionswert von 40 µg/m³ wird im Jahre 2009 somit noch deutlich überschritten. Für die Jahnstraße wurden bisher noch keine detaillierten Immissionsberechnungen durchgeführt. Für die Abschätzung wurde daher u.a. das Emissionsverhältnis von NOx zu PM10 herangezogen. Insgesamt ergibt die Abschätzung ein etwas niedrigeres Immissionsniveau als in der Zerrennerstraße mit 46,2 µg/m³ für die Trendprognose 2009 und 45,7 µg/m³ für die Maßnahme „Fahrverbot Umweltzone“. Allerdings liegen auch in der Jahnstraße die Immissionskonzentrationen im Jahre 2009 noch deutlich über dem bis zum Jahr 2010 zu erreichenden Immissionswert von 40 µg/m³ für das Jahresmittel. Bei einer eventuellen Einbeziehung der Bundesstraßen in die geplante Umweltzone Pforzheim sind zusätzliche geringe emissions- und immissionsseitigen Minderungen im Bereich der Hot Spots bei NO2 im Jahresmittel zwischen 0,7 und 1,3 µg/m³, bei PM10 zwischen 0,1 und 0,3 µg/m³ möglich.

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Literaturverzeichnis

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