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Technische Maßnahmen zur Verringerung der Feinstaubbelastung

Erstellt am: 31.07.2010 | Stand des Wissens: 18.01.2022
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Volkswirtschaftslehre (ECON), Prof. Dr. Kay Mitusch

Zur Reduktion der Feinstaubbelastung gibt es unterschiedliche Lösungsansätze. Manche setzen auf die Bekämpfung der Ursache, um die Entstehung der schädlichen Feinstaubpartikel einzudämmen. Andere setzen auf die Absorption und Vernichtung bereits entstandener Partikel. Aufgrund der unterschiedlichen Entstehungsursachen ist eine Kombination verschiedener Gegenmaßnahmen erforderlich. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Feinstaubpartikel in der Luft über weite Distanzen transportiert werden können. Rein lokale Maßnahmen führen daher zu keiner nachhaltigen Senkung der Feinstaubbelastung.
Die wirksamste Maßnahme zur Reduktion des Feinstaubemissionen aus dem Abgas von Fahrzeugen ist der Einsatz von Rußpartikelfiltern. In Dieselfahrzeugen werden bereits seit längerem sogenannte Dieselpartikelfilter verbaut. In Neuwagen werden Wandstromfilter eingebaut, die eine Reduktion der Partikelmasse von mehr als 95 Prozent erreichen können. Fahrzeuge, die werkseitig ohne Partikelfilter ausgeliefert wurden, können mit Durchflussfiltern umgerüstet werden. Diese bieten einen Wirkungsgrad von 40 bis 50 Prozent. Beide Filterarten reduzieren die im Abgas von Dieselmotoren enthaltenen Partikel, indem sie diese vom Abgas trennen und verbrennen [MoTs07]. Auch bei Fahrzeugen mit Benzindirekteinspritzung ist der Einsatz von Partikelfiltern notwendig, um die aktuellen Grenzwerte einzuhalten.
Gleichzeitig zeigt sich hier ein wesentlicher Zielkonflikt bei der Abstimmung von Motoren, vor allem von Dieselmotoren, der sich auf die Emissionen von CO2 sowie Stickoxid und Feinstaub bezieht. Wird hier ein Parameter verbessert, verschlechtern sich die beiden anderen. Bei modernen Dieselmotoren kann der Einsatz von SCR-Katalysatoren zur Reduktion der Stickoxidemissionen des Abgases diesen Zielkonflikt teilweise auflösen. Sie ermöglichen den effizienten Betrieb des Motors und zusammen mit dem Partikelfilter einen schadstoffreduzierten Antrieb.
Neben Maßnahmen zur Reduktion der Partikel im Abgas gibt es weitere Maßnahmen zur Reduktion der Feinstaubentstehung aus anderen Quellen. Beispielsweise werden neuartige Beschichtungen für Bremsscheiben entwickelt, sodass weniger Staub entsteht. Auch an den Reifenmischungen wird ständig weiterentwickelt, um den Reifenabrieb zu vermindern.
Es gibt eine Reihe von Maßnahmen, um bereits entstandenen Feinstaub daran zu hindern, in die Luft zu geraten, oder um ihn wieder aus der Luft zu holen. Dazu zählen regelmäßige Straßenreinigungen oder auch Bewässerung, damit die Aufwirbelung von Partikeln gemindert wird. Auch die Bepflanzung von Mittelstreifen mit Moosen ist ein vielversprechender Ansatz [Frah07]. Außerdem werden Filteranlagen an besonders belasteten Straßenabschnitten installiert, die Partikel aus der Luft aufnehmen. Das Umweltbundesamt steht allerdings auf dem Standpunkt, eine 'Symptombekämpfung', wie der Einsatz von sog. Moosmatten, sei kontraproduktiv. Die Ursachenbekämpfung müsse im Vordergrund stehen [UBA10c].
Die Verbesserung des Verkehrsflusses oder gar die Vermeidung von Kraftfahrzeugverkehr führen ebenfalls zu einer Senkung der Feinstaubbelastung. Neben Umweltzonen können andere organisatorische Maßnahmen wie eine Verbesserung des ÖPNV, eine effiziente Parkraumbewirtschaftung, eine Citymaut oder die Einführung von Geschwindigkeitsbeschränkungen zu einer Verminderung oder Verlagerung des Verkehrsaufkommens führen. Allerdings ist der Effekt gering. Einem Bericht des Umweltbundesamtes zufolge führt eine Senkung des Verkehrsaufkommens um 20-30 Prozent nur zu einer Reduktion der Feinstaubemissionen um 3-4 Prozent [UBA06b].
Ansprechpartner
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Volkswirtschaftslehre (ECON), Prof. Dr. Kay Mitusch
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Feinstaub im Straßenverkehr (Stand des Wissens: 18.01.2022)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?327453
Literatur
[Frah07] Frahm, Jan-Peter, Prof. Dr. Moose reduzieren die Feinstaubbelastung , 2007/08/02
[MoTs07] Mollenhauer, Klaus, Tschöke, Helmut Handbuch Dieselmotoren, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2007
[UBA06b] Umweltbundesamt Verkehrliche Maßnahnahmen zur Reduzierung von Feinstaub. Möglichkeiten und Minderungspotentiale. , 2006
[UBA10c] Umweltbundesamt Moosmatten, 2010
Glossar
Öffentlicher Personennahverkehr
Der öffentliche Personennahverkehr ist juristisch im Personenbeförderungsgesetz (PBefG) definiert. Laut Paragraf 8, Absatz 1 und 2 umfasst der ÖPNV "die allgemein zugängliche Beförderung von Personen mit Straßenbahnen, Obussen und Kraftfahrzeugen im Linienverkehr, die überwiegend dazu bestimmt sind, die Verkehrsnachfrage im Stadt-, Vorort- oder Regionalverkehr zu befriedigen". Taxen oder Mietwagen können dieses Angebot ersetzten, ergänzen oder verdichten.
Der Begriff ÖPNV bezieht sich in der Regel auf Strecken mit einer gesamten Reiseweite von weniger als 50 Kilometern oder einer gesamten Reisezeit von weniger als einer Stunde. Das in einer Stadt oder Region erforderliche Nahverkehrsangebot und dessen Eignung hinsichtlich Nachhaltigkeit und Klimaschutz wird in einem Nahverkehrsplan definiert und festgehalten.
NOx
= Stickoxide. Ist die Sammelbezeichnung für die Oxide des Stickstoffs. Die wichtigsten Stickoxide sind Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Es sind gasförmige Verbindungen, die sich nur wenig in Wasser lösen.
Die wichtigsten Stickoxid-Quellen sind natürliche Vorgänge, wie zum Beispiel mikrobiologische Umsetzungen im Boden, sowie Verbrennungsvorgänge bei Kraftwerken, Kraftfahrzeugen und industrielle Hochtemperaturprozesse, bei denen aus dem Sauerstoff und Stickstoff der Luft Stickoxide entstehen. Stickstoffdioxid ist ein Reizstoff, der die Schleimhäute von Augen, Nase, Rachen und des Atmungstraktes beeinträchtigt.
Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der zugeführten Energie bei einer Umwandlung in die gewünschte Energieform umgewandelt wird, und beschreibt damit die Effizienz beispielsweise einer technischen Anlage.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?327337

Gedruckt am Freitag, 29. März 2024 12:42:51