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Altfahrzeugverwertung und Fahrzeugverbleib

Altfahrzeugverwertung und Fahrzeugverbleib Rund 50 Millionen Autos rollen über deutsche Straßen. Im Jahr 2021 wurden davon rund 2,5 Millionen Fahrzeuge als Gebrauchtwagen exportiert. Es fielen rund 397.000 Altfahrzeuge an, der niedrigste Wert seit 2004. Die Altfahrzeuge werden demontiert und anschließend geschreddert. Im Jahr 2021 wurden 97,5 % der Altfahrzeugmasse verwertet, davon 90,0 % stofflich. Altfahrzeuge 2021: Niedrigste Anzahl seit Beginn der Aufzeichnungen in 2004 Zu den Altfahrzeugen laut Altfahrzeugverordnung zählen Pkw und leichte Nutzfahrzeuge (Fahrzeuge der Klassen M1 und N1). Nachdem die Covid-19-Pandemie den Fahrzeugmarkt und den Altfahrzeugmarkt im Jahr 2020 beeinflusst hatte, sank die Anzahl der Neuzulassungen von M1- und N1-Kraftfahrzeugen im Jahr 2021 im Vergleich zu 2020 weiter, um rund 9 %. Der Kraftfahrzeugbestand stieg trotzdem weiter an und erreichte am 1.1.2021 51,1 Millionen und am 1.1.2022 51,6 Millionen M1- und N1-Kraftfahrzeuge ( siehe Abbildungen im Abschnitt „Pkw-Bestände und Neuzulassungen nach Kraftstoffart“ auf der DzU-Seite „Verkehrsinfrastruktur und Fahrzeugbestand“). Die Anzahl der Altfahrzeuge setzte ihren Rückgang seit 2018 weiter fort und erreichte 2021 mit 400.277 Altfahrzeugen (davon 396.773 im Inland angefallen) abermals einen historischen Tiefstand seit Beginn der statistischen Erfassung 2004, entsprechend einem Rückgang gegenüber 2018 um rund 29 % (siehe Abb. „Anzahl der Altfahrzeuge zur Verwertung in Deutschland“). Datenbasis sind die Abfallstatistiken aller gut 1.000 Altfahrzeugverwerter, die über die statistischen Landesämter und das Statistische Bundesamt erfasst werden. Das durchschnittliche Gewicht der Altfahrzeuge betrug 2021 gemäß Destatis-Abfallstatistik 1.121 kg und damit rund 200 kg mehr als zu Beginn der Erhebungen im Jahr 2004. Mit 1.121 kg kommen die Altfahrzeuge jedoch bei weitem noch nicht an das Durchschnittsgewicht der Pkw-Neuzulassungen des Jahres 2000 heran und das, obwohl dies bei einem durchschnittlichen Altfahrzeugalter von ca. 17 Jahren zu erwarten gewesen wäre (siehe Abb. „Durchschnittsgewicht Neufahrzeuge und Altfahrzeuge“). Als Begründung ist sehr wahrscheinlich, dass die Gebrauchtfahrzeugexporte durchschnittlich eher die schwereren Fahrzeugsegmente betreffen und somit eher die leichteren Fahrzeuge in Deutschland als Altfahrzeuge in die Entsorgung kommen. Das Durchschnittsgewicht der Pkw-Neuzulassungen stieg zwischen dem Jahr 2000 (1.312 kg) und 2021 (1.653 kg) um 26 % an, was unter anderem mit dem Erstarken größerer und schwererer Segmente, wie z.B. SUV, zusammenhängt ( siehe Abb . „Pkw-Bestand nach Segmenten“ auf der DzU-Seite „Verkehrsinfrastruktur und Fahrzeugbestand“). Nach Angaben der GESA, der Gemeinsamen Stelle Altfahrzeuge, gab es Mitte 2021 1.140 Altfahrzeug-Demontagebetriebe, 49 Schredderanlagen und 33 sonstige Anlagen zur weiteren Behandlung mit einer Anerkennung nach der Altfahrzeugverordnung . Von allen anerkannten Betrieben nahmen nach Angaben des Statistischen Bundesamts im Jahr 2021 1.030 Demontagebetriebe Altfahrzeuge sowie 45 Schredder- und sonstige Anlagen Restkarossen zur Behandlung an (siehe Abb. „Anzahl der anerkannten Altfahrzeugverwertungsbetriebe 2006 bis 2021“). In einer Sonderauswertung ermittelte das Statistische Bundesamt die Größenverteilung der Altfahrzeug-Demontagebetriebe in Deutschland im Jahr 2021. Die Branche der Demontagebetriebe besteht überwiegend aus sehr kleinen Betrieben. Mehr als die Hälfte der Demontagebetriebe behandelte 2021 250 oder weniger Altfahrzeuge pro Jahr, während die größten 2 % der Betriebe 29 % der Altfahrzeuge durchsetzten (siehe Abb. „Größenklassen der Altfahrzeugverwerter in Deutschland, 2021“). Nur ein Teil der 2021 mindestens rund 2,9 Mio. endgültig außer Betrieb gesetzten Fahrzeuge (Pkw und leichte Nutzfahrzeuge) fällt als Altfahrzeuge an. Rund 2,5 Mio. Fahrzeuge wurden 2021 als Gebrauchtfahrzeuge exportiert, siehe Abschnitt „Verbleib von endgültig außer Betrieb gesetzten Fahrzeugen“. Die anfallenden Altfahrzeuge werden in Demontagebetrieben und Schredderanlagen verwertet. Dabei wurden in Deutschland die EU-weit vorgegebenen Recycling- und Verwertungsquoten von 85 % beziehungsweise 95 % im Jahr 2021 wieder eingehalten (90,0 % bzw. 97,5 %); siehe Abschnitt „Altfahrzeugverwertungsquoten“ und die ausführlichen Altfahrzeug-Jahresberichte auf der Seite des BMUV . Anzahl der Altfahrzeuge zur Verwertung in Deutschland Quelle: Statistisches Bundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Durchschnittsgewicht Neufahrzeuge und Altfahrzeuge in Deutschland Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Anzahl der anerkannten Altfahrzeugverwertungsbetriebe 2006 bis 2021 Quelle: Datenbank der Gemeinsamen Stelle Altfahrzeuge der Länder Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Größenklassen de Altfahrzeugverwerter in Deutschland, 2021 Quelle: Statistisches Bundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Verbleib von endgültig außer Betrieb gesetzten Fahrzeugen Nach Zählungen des Kraftfahrt-Bundesamtes (KBA) betrug der Bestand der Kraftfahrzeuge (Kfz) mit amtlichen Kennzeichen am 1. Januar 2023 in Deutschland 60,1 Mio., davon 48,8 Mio. Personenkraftwagen (Pkw). Jährlich werden rund 8 bis 10 Mio. Kfz vorübergehend oder endgültig außer Betrieb gesetzt, im Jahr 2021 waren es 8,7 Mio. Kfz (2022 nochmals weniger: 7,8 Mio. Kfz), davon 7,6 Mio. Pkw (2022: 6,7 Mio. Pkw) und 0,4 Mio. leichte Nutzfahrzeuge bis 3,5 Tonnen ( KBA 2022 und KBA 2021 ). Dass die Covid-19-Pandemie einen Einfluss auf den Rückgang der Stilllegungen gegenüber 2019 (10,1 Mio. Kfz) hatte, ist wahrscheinlich, konnte jedoch nicht quantifiziert werden. Die Anzahl der endgültig außer Betrieb gesetzten Fahrzeuge ist relevant für die Bestimmung des Umfangs der statistischen Lücke des unbekannten Fahrzeugverbleibs. Statistische Angaben zur Anzahl der endgültigen Außerbetriebsetzungen existieren nicht. Als Mindestanzahl für das endgültige Ausscheiden aus dem deutschen Fahrzeugmarkt im Jahr 2021 ergeben sich 2,92 Mio. Fahrzeuge als Summe aus statistisch belegten Gebrauchtfahrzeugexporten (2,52 Mio. Fahrzeuge) und Verschrottung (0,40 Mio. Altfahrzeuge). Dies bedeutet, dass die Stilllegungsquoten, also der Anteil der endgültigen Stilllegungen an allen Außerbetriebsetzungen, im Jahr 2021 noch höher gewesen sein müssen als im Jahr 2018. Für das Jahr 2018 hatte das Kraftfahrt-Bundesamt durch eine umfassende statistische Auswertung Stilllegungsquoten von 35,1 % (M1-Kfz) bzw. 38,4 % (N1-Kfz) ermittelt. Das Jahr 2018 war charakterisiert durch einen Sondereffekt der verstärkten Dieselfahrzeug-Stilllegungen. Aus den Statistiken des Statistischen Bundesamtes und des Kraftfahrt-Bundesamtes lässt sich der Verbleib der endgültig stillgelegten Kraftfahrzeuge zum großen Teil verfolgen (siehe Abb. „Verbleib der endgültig stillgelegten Fahrzeuge in Deutschland 2021“ und Abb. „Verbleib der endgültig stillgelegten Fahrzeuge in Deutschland 2020“). Der weitaus größte Teil der in Deutschland endgültig außer Betrieb gesetzten Fahrzeuge wird als Gebrauchtfahrzeuge aus Deutschland exportiert. Während im Jahr 2020 2,2 Mio. Fahrzeuge exportiert wurden (inkl. Zuschätzungen für statistisch nicht erfasste Exporte), waren es im Jahr 2021 erheblich mehr, nämlich 2,5 Mio. Fahrzeuge (bereits ohne Zuschätzung). Der Großteil davon wurde in anderen EU-Staaten wieder in Betrieb gesetzt. Nach den Bewirtschaftungszahlen des Kraftfahrt-Bundesamtes sowie einigen ergänzenden Daten der Außenhandelsstatistik des Statistischen Bundesamtes wurden im Jahr 2020 etwa 1,75 Mio. und 2021 etwa 2,30 Mio. Fahrzeuge in anderen EU-Staaten wieder zugelassen. Da die vorliegenden statistischen Daten als nicht vollständig zur Abbildung der tatsächlichen Gebrauchtfahrzeugexporte eingeschätzt werden, wurde für 2020 eine qualifizierte Zuschätzung von weiteren 210.000 Gebrauchtfahrzeugen vorgenommen. Für 2021 wurden keine weiteren Zuschätzungen vorgenommen, da sich bereits ohne Zuschätzungen so hohe Stilllegungsquoten errechneten (siehe oben), welche die statistisch durch das KBA ermittelten Stilllegungsquoten für 2018 merklich übertrafen. Rund 260.000 (für 2020, inkl. Zuschätzung) bzw. 220.000 Fahrzeuge (für 2021, ohne Zuschätzung), also lediglich rund 9 bzw. 7 % der endgültig außer Betrieb gesetzten Fahrzeuge, wurden als Gebrauchtfahrzeuge ins Nicht-EU-Ausland exportiert (Quelle: Außenhandelsstatistik, vergleiche die deutschen Altfahrzeug-Jahresberichte für 2020, Abbildung 4, und 2021, Abbildung 3). Nach Westafrika wurden 2021 gemäß Außenhandelsstatistik rund 74.000 Gebrauchtfahrzeuge exportiert. 0,41 Mio. (2020) bzw. 0,40 Mio. (2019) oder rund 15 % der endgültig außer Betrieb gesetzten Kraftfahrzeuge wurden als Altfahrzeuge verwertet; siehe Abschnitt „Altfahrzeuge 2021: Niedrigste Anzahl seit Beginn der Aufzeichnungen in 2004“. Ein Export von Altfahrzeugen, die der Altfahrzeugverordnung unterfallen, fand entsprechend der Abfallexportstatistik im Jahr 2021 nicht statt. Bei den in der Statistik erfassten, exportierten „Altfahrzeugen“ (Abfallschlüssel 160104*) handelte es sich nicht um Straßenfahrzeuge. Seit Jahren ist nach Auswertung der verfügbaren Daten das Problem zu beobachten, dass der Verbleib einer sechsstelligen Anzahl an Fahrzeugen (z.B. 2016: 430.000, 2020: rund 150.000 Fahrzeuge (Spannweite 30.000 bis 270.000 Fahrzeuge) statistisch nicht erklärbar ist. Die statistische Lücke des unbekannten Fahrzeugverbleibs kann zumindest zum Teil in Verbindung gebracht werden mit der Gefahr der nicht anerkannten Demontage von Altfahrzeugen. Die Studie im Auftrag des Umweltbundesamts „ Auswirkungen illegaler Altfahrzeugverwertung “ schätzt den ökonomischen Vorteil der nicht anerkannten Demontage-Akteure gegenüber den anerkannten Demontagebetrieben auf rund 250 bis 300 Euro pro Altfahrzeug ein, begründet durch geringere Behandlungs-, Verwaltungs- und weitere Kosten [Sander et al. 2022, Abbildung 62]. Für 2021 ergab sich rechnerisch erstmals keine statistische Lücke. Dies lässt jedoch nicht den Schluss zu, dass es in der Praxis keinen unbekannten Verbleib gab, sondern begründet sich in fehlenden belastbaren Werten für die (offenbar ungewöhnlich hohen) Stilllegungsquoten im Jahr 2021, welche man der Berechnung der statistischen Lücke hätte zugrunde legen können. Die Methode, die endgültigen Stilllegungen im Nachgang zu bestimmen und die so ermittelte Quoten dann auf die folgenden Jahre anzuwenden, ist somit an ihre Grenze gestoßen. Die Einmal- und Sondereffekte auf den Fahrzeugmarkt der letzten Jahre und folglich schwankenden Stilllegungsquoten können mit dieser Methode nicht abgebildet werden. Dass die Anzahl der endgültigen Außerbetriebsetzungen nicht direkt erfasst werden kann, liegt daran, dass bei der Fahrzeugabmeldung rechtlich nicht zwischen endgültiger oder vorübergehender Außerbetriebsetzung unterschieden wird. Daher wurde der unbekannte Verbleib vereinfacht nochmals anhand einer anderen Rechnung bestimmt. Dazu wurde der Bestandszuwachs der Fahrzeuge im Laufe der Jahre 2019, 2020 und 2021 erklärt durch die neu in den Bestand hinzukommenden Fahrzeuge (Neuzulassungen + Gebrauchtfahrzeugimporte) abzüglich der aus dem Bestand endgültig ausscheidenden Fahrzeuge (Gebrauchtfahrzeugexporte + Altfahrzeuge), (siehe Abb. „Bilanzierung des Verbleibs über die Bestandsänderung von M1- und N1-Kfz in den Jahren 2019 bis 2021“). Diese Bilanzierung ging, wie erwartet, nicht vollständig auf, sondern es blieben hier ebenfalls nicht erklärte Lücken von rechnerisch rund 450.000 (2019) sowie 320.000 (2020) Fahrzeugen, als ein in Relation zum Altfahrzeuganfall (rund 400.000 Altfahrzeuge) ein sehr hohes Ausmaß des unbekannten Fahrzeugverbleibs. Für 2021 ergibt sich auf Basis der verfügbaren Daten ein umgekehrtes Bild, und zwar ein Verbleibs-Überschuss von rund 80.000 Fahrzeugen. Neben Datenuntersicherheiten bei den Gebrauchtfahrzeug-Exporten und -Importen kann ein weiterer Sachverhalt in die Erklärung mit hineinspielen: die Umschreibungen nach Außerbetriebsetzung und die Wiederzulassungen nach Außerbetriebsetzung von Fahrzeugen im Jahr 2021, die jedoch vor dem Jahr 2021 außer Betrieb gesetzt worden waren. Diese Fahrzeuge könnten den Fahrzeugbestand während des Jahres 2021 erhöht haben, allerdings gibt es umgekehrt auch Fahrzeuge, die im Jahr 2021 außer Betrieb gesetzt wurden, um sie erst im Folgejahr 2022 oder später wieder zuzulassen oder umzuschreiben, die also den Fahrzeugbestand während des Jahres 2021 verringerten. Statistische Angaben, welcher der beiden Werte größer war, sind nicht verfügbar. Verbleib der endgültig stillgelegten Fahrzeuge in Deutschland 2021 Quelle: Kraftfahr-Bundesamt / Statistisches Bundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Verbleib der endgültig stillgelegten Fahrzeuge in Deutschland 2020 Quelle: Kraftfahrtbundesamt/ Statistisches Bundesamt / Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Bilanzierung des Fahrzeugverbleibs (M1 und N1) über die Bestandsänderung 2019 bis 2021 Quelle: Kraftfahrtbundesamt/ Statistisches Bundesamt / Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Altfahrzeug-Verwertungsquoten Die ausführlichen deutschen Jahresberichte über die Altfahrzeug-Verwertungsquoten seit 2008, die das Umweltbundesamt jährlich auf Basis der Daten des Statistischen Bundesamtes und eigener Berechnungen ermittelt, sind auf der Altfahrzeug-Seite des BMUV auf Deutsch und (bis 2017) Englisch veröffentlicht. Seit 2006 wurden die gesetzlich von der EU geforderten Verwertungsziele für Altfahrzeuge in Deutschland übertroffen. Erstmals wurde die Altfahrzeug-Verwertungsquote von 95 Gewichtsprozent (Gew.-%) 2019 mit 93,6 % leicht verfehlt. Gleiches ereignete sich 2020 mit 94,0 %. Dies war begründet im sehr geringen Restkarossen-Eingang der Schredderanlagen im Vergleich zu den angefallenen Altfahrzeugen und infolge entsprechend geringeren Mengen an verwerteten nichtmetallischen Schredderrückständen. Im Jahr 2021 konnten beide EU-Ziele – die Recyclingquote mit 90,0 % und die Verwertungsquote mit 97,5 % – wieder erreicht werden. Die Verwertungsquote beinhaltet neben der stofflichen Verwertung der Materialien der Altfahrzeuge auch die energetische Verwertung, zum Beispiel die Abfallverbrennung zur Energieerzeugung (siehe Abb. „Altfahrzeug-Verwertungsquoten Deutschland 2015 bis 2021“). Die EG-Altfahrzeug-Richtlinie und die deutsche Altfahrzeug-Verordnung fordern seit 2015, dass mindestens 95 Gewichtsprozent (Gew.-%), bezogen auf das Leergewicht aller Altfahrzeuge, wieder verwendet oder verwertet werden. Davon sind mindestens 85 Gew.-% wieder zu verwenden oder stofflich zu verwerten, also zu recyceln. In den Jahren 2006 bis 2014 lagen die geforderten Quoten bei 85 Gew.-%für Wiederverwendung und Verwertung und bei 80 Gew.-% für die Wiederverwendung und stoffliche Verwertung. Auf der Seite von Eurostat veröffentlicht die EU-Kommission die Altfahrzeugmengen und -verwertungsquoten aller EU-Staaten. Im Jahr 2021 fielen insgesamt rund 5,7 Millionen Altfahrzeuge in der EU (ohne Großbritannien) an, die meisten davon in Frankreich (1,3 Mio.), gefolgt von Italien (1,2 Mio.) und Spanien (730.000). Auch in Polen (450.000) fielen mehr Altfahrzeuge an als in Deutschland, das mit rund 400.000 Altfahrzeugen auf Platz 5 lag. 20 der 27 EU-Mitgliedstaaten hielten im Jahr 2021 die Mindest-Recyclingquote von 85 % ein, 18 die Mindest-Verwertungsquote von 95 %. Beitrag der Demontagebetriebe für Altfahrzeuge zu den Verwertungsquoten Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes nahmen im Jahr 2021 1.030 Altfahrzeug-Demontagebetriebe Altfahrzeuge an. Diese demontierten 2021 gemäß der Abfallstatistik des Statistischen Bundesamtes 19,3 % des Leergewichts der behandelten Altfahrzeuge zur Gewinnung von Ersatzteilen oder verwertbaren Materialien. 13,4 % waren metallische Komponenten wie Katalysatoren, Motoren, Getriebe, 5,9 % nichtmetallische Bauteile und Werkstoffe wie Reifen, Ersatzteile und Betriebsflüssigkeiten. Diese Teile wurden erneut verwendet oder verwertet, meist stofflich. Bezogen auf die angefallenen 396.773 Altfahrzeuge trugen die demontierten nichtmetallischen Bauteile im Jahr 2021 lediglich 5,9 % zur Verwertungs- und 5,4 % zur Recyclingquote bei. Glas und Kunststoff: Pro Altfahrzeug wurden gemäß Abfallstatistik lediglich 3,4 kg Glas und 4,0 kg Kunststoffteile (ohne Batteriegehäuse) demontiert und einer Verwertung zugeführt (siehe Abb. „Verwertung demontierter Werkstoffe aus Altfahrzeugen in Deutschland 2021“). Dies entspricht nur einem Bruchteil des pro Altfahrzeug enthaltenen Glases von rund 30 kg sowie des vom Umweltbundesamt formulierten Ziels für die werkstoffliche Verwertung von Kunststoffteilen von 20 kg pro Altfahrzeug. Oder anders ausgedrückt: Geht man von einem durchschnittlichen Kunststoffgehalt der Altfahrzeuge von 12 % aus, enthielt ein durchschnittliches Altfahrzeug in etwa 135 kg im Jahr 2021. Davon wurden 4,0 kg (entspricht 3 %) demontiert und einer Verwertung zugeführt. Hier bleibt die deutsche Demontagepraxis noch weit hinter dem perspektivischen Recycling-Zielwert von 30 % zurück, den der Entwurf der EU-Kommission für eine Circular Economy- und Altfahrzeug-Verordnung (Juli 2023) in Artikel 34 formuliert. Fahrzeugelektronik: Von Interesse ist auch der Fortschritt in Richtung des im Jahr 2016 formulierten ProgRess II-Ziels der Bundesregierung einer „möglichst weitgehenden Demontage der Fahrzeugelektronik pro Altfahrzeug bis 2020“. Nachdem die demontierte Menge an Bauteilen der Fahrzeugelektronik gemäß den Daten der Abfallstatistik bis zum Jahr 2019 auf durchschnittlich 2,1 kg Fahrzeugelektronik pro Altfahrzeug angestiegen war, konnten 2021 lediglich 0,9 kg pro Altfahrzeug beobachtet werden. Die Ergebnisse liegen damit weit entfernt von der UBA-Empfehlung von 15 kg Fahrzeugelektronik. Beitrag der Schredderanlagen und Postschreddertechniken Nach der Demontage werden die entfrachteten Restkarossen in anerkannten Schredderanlagen und sonstigen Anlagen zur weiteren Behandlung behandelt. Im Jahr 2021 wurden nach Angaben des Statistischen Bundesamtes von 45 Anlagen 404.158 Restkarossen (336.630 t) (davon 385.375 Stück aus dem Inland) mit einem Durchschnittsgewicht von 833 kg zur Behandlung angenommen. Die Restkarossen machten lediglich rund 10,9 % des Metallschrottinputs der 45 Anlagen aus (siehe Abb. „Input in Schredderanlagen in Deutschland 2021“). Beim Zerkleinern der Restkarossen und weiterer Schrotte entstehen drei Fraktionen: Der Schredderschrott, die größte Fraktion, besteht aus Eisen und Stahl. Der buntmetallhaltige Schredderschrott (Schredderschwerfraktion) enthält unter anderem Aluminium, Kupfer und Edelstahl. Die Schredderleichtfraktion ist ein teilweise schadstoffhaltiges ⁠ Gemisch ⁠ aus Kunststoffen, Gummi, Glas, Restmetallen und weiteren Materialien. Metallverwertung Die Metallfraktionen aus der Demontage und dem Zerkleinern im Schredder trugen mit 74,2 % den größten Anteil zu den Recycling- und Verwertungsquoten bei. Der verwertete Metallgehalt wird ermittelt auf Grundlage von Informationen der Fahrzeughersteller und eines Schredderversuchs: Nach Angaben der deutschen und internationalen Fahrzeughersteller betrug der Metallgehalt der Pkw-Neuzulassungen des Jahres 2005 im Mittel 75,0 %. Bei einem durchschnittlichen Altfahrzeugalter von etwa 17 bis 18 Jahren fallen diese Fahrzeuge durchschnittlich in den Jahren 2022/2023 als Altfahrzeuge zur Verwertung an. Aufgrund der langsamen Änderung der Fahrzeugzusammensetzung lässt sich dieser Wert auch auf 2020 bis ca. 2024 anwenden. In einem 2016 im Auftrag des Umweltbundesamts durchgeführten Restkarossen-Schredderversuch wurde gezeigt, dass mindestens 99 % dieses Metallanteils verwertet werden. Verwertung der Schredderleichtfraktion Im Jahr 2021 fielen in den 45 Schredder- und sonstigen Anlagen insgesamt rund 466.000 t Schredderleichtfraktion an. Unter diesem Begriff zusammengefasst wurden hierfür neben den Abfallschlüsseln der Schredderleichtfraktion (19 10 03 und 19 10 04) auch weitere Abfallschlüssel, die für Schredderrückstände aus Altfahrzeugen verwendet werden: Mineralien (Abfallschlüssel 19 12 09) und brennbare Abfälle (Abfallschlüssel 19 12 10) sowie die mengenrelevanten sonstigen Abfälle (19 12 12), die 2020 erstmals mitgerechnet werden konnten, was den sprunghaften Mengenanstieg von 345.000 auf 510.000 t Schredderleichtfraktion zwischen 2019 und 2020 erklärt. Zusammen mit den im Schredder gewonnenen Kunststofffraktionen fielen 2021 rund 470.000 t nichtmetallische Schredderrückstände an, von denen nur rund 15 % bzw. 72.085 t im Jahr 2021 aus Restkarossen stammten. Im Jahr 2021 wurden von der Schredderleichtfraktion (19 10 03, 19 10 04, 19 12 09, 19 12 10, 19 12 12) der 45 Schredder- und sonstigen Anlagen zur Restkarossenbehandlung 10 % beseitigt, 55 % stofflich verwertet, meist als mineralreiche Fraktion im Bergversatz und Deponiebau. 35 % wurden 2021 energetisch in Müllverbrennungsanlagen oder als Ersatzbrennstoff verwertet (siehe Abb. „Entsorgung der Schredderleichtfraktion aus den Schredderanlagen mit Restkarosserieverwertung“). Die Verwertung der nichtmetallischen Schredderrückstände (Schredderleichtfraktion und separierte Kunststofffraktionen) trug im Jahr 2021 14,6 % zur Verwertungsquote bzw. 8,9 % zur Recyclingquote bei.

Klimamodell Berlin - Analysekarten 2005

Eine wichtige Ursache für die Entstehung und die Ausbildung eines Stadtklimas sind die gegenüber dem Umland veränderten Boden- und Oberflächeneigenschaften im urbanen Raum. Daraus resultiert die städtische Überwärmung genauso wie eine städtische Lokalwindzirkulation. Wind und Temperatur sowie daraus abgeleitete Größen sind die dominierenden Einflussfaktoren zur Bewertung des Stadtklimas unter human-biometeorologischen und lufthygienischen Gesichtspunkten. Die Untersuchung und Erfassung des Stadtklimas kann mit Hilfe verschiedener Methoden erfolgen. Hierzu zählen Feldmessungen und Fernerkundungsverfahren genauso wie Windkanalstudien und die Anwendung numerischer Simulationsmodelle. Gerade numerische Simulationsmodelle sind in vorteilhafter Weise in der Lage, die aufgrund der großen Komplexität der Bebauungsstrukturen räumlich und zeitlich sehr stark veränderlichen meteorologischen Größen zu erfassen. Die detaillierte Berechnung der Wind- und Temperaturverhältnisse im Großraum Berlin wurde auch in dieser Aktualisierung mit dem fortgeschriebenen Modell FITNAH (Flow over Irregular Terrain with Natural and Antropogenic Heat Sources) durchgeführt. Eine genaue mathematische und physikalische Beschreibung des Modells ist bei Groß 1993 und Richter & Röckle o.J. zu finden. In diesen Quellen können weitere detaillierte Hinweise zu Grundgerüst und Arbeitsansatz des dreidimensionalen Modells FITNAH sowie zur Interpretation der Modellergebnisse anhand eines beispielhaften Vergleiches mit Messdaten unter Methode / ergänzende Hinweise eingesehen werden. Generell gilt, dass numerische Simulationsmodelle in sehr vielen Gebieten der Meteorologie eingesetzt werden, da die resultierenden Erkenntnisse wichtige Basisinformationen für viele Lebensbereiche liefern (vgl. Übersicht der wichtigsten Modelle). Die Wettervorhersage für die nächsten 1-5 Tage wird fast ausschließlich von solchen komplexen und umfangreichen Computermodellen erstellt. Auch die Erkenntnisse zu den möglichen Veränderungen unseres globalen Klimas in den nächsten Jahrzehnten resultieren aus solchen Rechnungen. Und schließlich werden Modelle ähnlichen Typs auch dazu verwendet, die lokalen und die regionalen Verteilungen der meteorologischen Variablen in der Atmosphäre zu berechnen (Groß 2002). Ausschließlich durch Modelle kann das Immissionsverhalten von Luftschadstoffen in der Atmosphäre simuliert werden. Auf der Basis der FITNAH-Rechenergebnisse war es möglich, ein realistisches Ausbreitungsverhalten des untersuchten Gases Stickstoffdioxid durchzuführen. Dabei wurden die Strömungs- und Turbulenzfelder, die mit dem dreidimensionalen Modell FITNAH berechnet wurden, genutzt. Die Ergebnisse zu den berechneten NO 2 -Konzentrationen in Grünflächen werden in den Bewertungskarten 04.11 dargestellt und in den Begleittexten beschrieben. Die o.g. Computermodelle für die verschiedenen Skalen und Aufgabenstellungen und auch das hier eingesetzte Modell FITNAH basieren alle auf dem gleichen mathematisch-physikalischen Gleichungssystem. Lediglich im Detail finden sich skalenspezifische Unterschiede. Neben den modellinternen Festsetzungen spielen die meteorologischen Randbedingungen eine große Rolle. Während Hochdruckwetterlagen können sich die lokalklimatischen Besonderheiten einer Landschaft besonders gut ausprägen. Eine solche Wetterlage wird durch wolkenlosen Himmel und einen nur sehr schwachen überlagerten synoptischen Wind gekennzeichnet. Bei den hier durchgeführten numerischen Simulationen wurden die großräumigen synoptischen Rahmenbedingungen entsprechend festgelegt. FITNAH basiert in der horizontalen Ausrichtung auf einem gleichmäßigen, in der Vertikalen auf einem gestreckten Gitternetz. Durch die anteilmäßige Zuordnung der Eingangsparameter wie Flächennutzung, Geländehöhen etc. auf dieses Raster kann für jedes Rastervolumen nur ein repräsentativer Wert berechnet, der einen gewichteten Mittelwert aus allen eingegangenen Daten darstellt (vgl. Methode / ergänzende Hinweise). Zur Überprüfung der aus den Modellläufen abgeleiteten Informationen wurde auf eine Studie zu den lokalklimatischen Funktionen der Freiflächen im Bereich des Gleisdreieckes in Berlin-Schöneberg zurückgegriffen. Anhand eines umfangreichen Vergleiches wurden die Messergebnisse der Studie mit den Simulationsresultaten der Modellanwendung verglichen. Im Ergebnis dieses Vergleiches kann eine gute Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der Messkampagne und der Modellierung des lokalen Strömungsfeldes mit FITNAH in der Region Gleisdreieck festgestellt werden. Die eigenbürtigen, lokalen Strömungsphänomene, die durch die Modellrechnung postuliert werden, können zum großen Teil über die Messungen belegt werden. Angaben zur Strömungsrichtung und -geschwindigkeit liegen in den gleichen Größenordnungen. Die relevanten Luftaustauschprozesse – kleinräumige, orographisch bedingte Kaltluftabflüsse aus dem Viktoriapark/Kreuzberg und thermisch induzierte Ausgleichsströmungen zwischen den Freiflächen des Gleisdreiecks und der angrenzenden Bebauung – werden qualitativ und quantitativ gleich erfasst und dargestellt (vgl. Vogt 2002a, S. 26 ff). Eine eher regional geprägte Ausgleichsströmung zwischen Berliner Innenstadt und Umland kann hingegen durch beide methodischen Ansätze nicht belegt werden (vgl. Methode / ergänzende Hinweise). Nachfolgend werden umfangreiche Zusatzinformationen zum Themenkomplex der methodischen Bearbeitung des Klimamodells Berlin angeboten. Der Text ergänzt damit die Inhalte des Kapitels Methode. Das Grundgerüst des dreidimensionalen Modells FITNAH besteht aus den Erhaltungsgleichungen für Impuls, Masse und innerer Energie sowie Bilanzgleichungen für Feuchtekomponenten und Luftbeimengungen. Die verschiedenen turbulenten Flüsse werden mit Hilfe empirischer Ansätze mit den berechenbaren mittleren Größen verknüpft. Der dabei auftretende turbulente Diffusionskoeffizient wird aus der turbulenten kinetischen Energie berechnet, für die eine zusätzliche Gleichung gelöst wird. Die Erwärmungs- und Abkühlungsraten in der Atmosphäre aufgrund der Divergenz der langwelligen Strahlungsflüsse werden über ein Verfahren berechnet, bei dem die Emissivität des Wasserdampfes in der Luft berücksichtigt wird. Bei detaillierten Simulationen in realem Gelände müssen neben der Orographie insbesondere auch der Einfluss von Wäldern und urbanen Strukturen auf die Verteilung der meteorologischen Größen realitätsnah berücksichtigt werden. Hierzu sind in FITNAH besondere Parametrisierungen vorgesehen. Ein Wald oder Baumbestand findet über bestandsspezifische Größen wie Baumhöhe, Bestandsdichte und Baumart Eingang in das Modell. Damit gelingt es u.a., die Reduzierung der mittleren Geschwindigkeit im Bestand, die Erhöhung der Turbulenz im Kronenbereich und die starke nächtliche Abkühlung im oberen Kronendrittel in Übereinstimmung mit verfügbaren Beobachtungen zu simulieren. Unter Berücksichtigung der stadtspezifischen Größen Gebäudehöhe, Versiegelungs- und Überbauungsgrad und anthropogene Abwärme kann die typische Ausbildung der städtischen Wärmeinsel bei verringerter mittlerer Strömung simuliert werden (vgl. Groß 1989). Das gesamte Gleichungssystem einschließlich der Parametrisierungen wird in ein dem Gelände folgendes Koordinatensystem transformiert. Damit gelingt es insbesondere, die Randbedingungen der verschiedenen meteorologischen Größen am unteren Rand, dem Erdboden, problemspezifisch zu formulieren. Die Berechnung der Erdoberflächentemperatur erfolgt über eine Energiestrombilanz, bei der fühlbarer und latenter Wärmestrom, der Bodenwärmestrom, kurz- und langwellige Strahlungskomponenten sowie der anthropogene Wärmestrom Berücksichtigung finden. Die Differentialgleichung des benutzten Gleichungssystems werden auf einem numerischen Gitter gelöst. Die hier verwendete räumliche Maschenweite Δx beträgt in beide horizontale Raumrichtungen 50 m. Die vertikale Gitterweite ist nicht äquidistant und in der bodennahen Atmosphäre sind die Rechenflächen besonders dicht angeordnet, um die starke Variation der meteorologischen Größen realistisch zu erfassen. So liegen die untersten Rechenflächen in Höhen von 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 und 70 m. Nach oben hin wird der Abstand Δz immer größer und die Modellobergrenze liegt in einer Höhe von 3.000 m über Grund. In dieser Höhe wird angenommen, dass die am Erdboden durch Orographie und Landnutzung verursachten Störungen abgeklungen sind (vgl. Abbildung 4). Während Hochdruckwetterlagen (autochthone Wetterlagen) können sich die lokalklimatischen Besonderheiten einer Landschaft besonders gut ausprägen. Eine solche Wetterlage wird durch wolkenlosen Himmel und einen nur sehr schwachen überlagernden synoptischen Wind gekennzeichnet. Bei den hier durchgeführten numerischen Simulationen wurden die großräumigen synoptischen Rahmenbedingungen entsprechend festgelegt: Bedeckungsgrad 0/8 geostrophische Windgeschwindigkeit 0 m/s relative Feuchte der Luftmasse 50 %. Aufgrund der verwendeten horizontalen Maschenweite von 50 m können beispielsweise einzelne Häuser und Bauten nicht explizit aufgelöst werden. Vielmehr wird vom Modell ein für dieses Rastervolumen (Δx·Δy·Δz) repräsentativer Wert berechnet, der einen gewichteten Mittelwert aus den vorhandenen Landnutzungen darstellt. Dieser Sachverhalt soll an Hand der Windgeschwindigkeit U verdeutlicht werden: Sind beispielsweise 40 % des Rastervolumens mit Bauten ausgefüllt (U Haus = 0 m/s) und 60 % ohne Strömungshindernisse (z.B. U Frei = 1 m/s), so beträgt die repräsentative Windgeschwindigkeit, die auch vom Modell berechnet wird, 40 % · U Haus + 60 % · U Frei = 0,6 m/s. Auch bei der Berechnung der Temperatur ist eine ähnliche Wichtung der einzelnen Landnutzungen verfahrensbedingt im Modell enthalten und muss bei der Interpretation der Simulationsergebnisse berücksichtigt werden. Sind beispielsweise in einem Raster vier verschiedene Landnutzungen mit unterschiedlichen Flächenanteilen vorhanden, so z.B. Landnutzung Flächenanteil Temperatur Wasser Flächenanteil 20 % T Wasser = 18 °C Freiland Flächenanteil 40 % T Frei = 14 °C Stadt Flächenanteil 30 % T Stadt = 17 °C Wald Flächenanteil 10 % T Wald = 16 °C so berechnet sich ein für das Raster repräsentativer Wert von T Modell = 15,9 °C. Zur Überprüfung der aus den Modellläufen abgeleiteten Informationsebenen kann auf eine Studie zu den lokalklimatischen Funktionen der Freiflächen im Bereich Gleisdreieck zurückgegriffen werden. Die orientierende Untersuchung zu den Strömungs- und Temperaturfeldern im Bereich Gleisdreieck setzte sich methodisch aus stationären Messungen aus dem Sommerhalbjahr 2001 (vier Messkampagnen) und mobilen Messungen aus dem Winterhalbjahr 2001/2002 (vier Messkampagnen) zusammen. Die meteorologischen Rahmenbedingungen schienen geeignet, dass sich eigenbürtige Strömungssysteme im Umfeld des Areals Gleisdreieck ausbilden konnten (vgl. Vogt 2002a und Vogt 2002b). Folgende Arbeitshypothesen sollten im Zuge der Messkampagnen überprüft werden: es gibt eine autochthone, regionale Strömung, die Kaltluft über die rauigkeitsarmen Strukturen des Gleiskörpers (= Leitbahn) aus dem Raum Teltow in die Innenstadt Berlins transportiert das durch Freiflächen geprägte Areal Gleisdreieck liefert Kaltluft in die unmittelbar angrenzenden bebauten Stadtteile es gibt einen Kaltluftabfluss aus dem Bereich Kreuzberg/Viktoriapark, der in die Freiflächen des Gleisdreiecks eingreift. Diese Annahmen decken sich mit den Vorstellungen zur Ausprägung von autochthonen Strömungssystemen zwischen unterschiedlich strukturierten urbanen Arealen in dieser Untersuchung und sollten sich somit auch in den Modellergebnissen der FITNAH-Simulationen wiederfinden lassen. Deshalb können hier die Messdaten zum Strömungsfeld für die Überprüfung der Plausibilität der Modellergebnisse herangezogen werden. Allerdings muss von einer eingeschränkten Aussagefähigkeit dieses Vergleichs ausgegangen werden: Die meteorologischen Rahmenbedingungen für die Messungen waren nicht in jedem Fall ideal für die Ausprägung von eigenbürtigen Strömungssystemen mobile und stationäre Messungen können immer nur einen Stichprobencharakter haben (räumlich und zeitlich) die mobilen Messungen sind im Winterhalbjahr während starker Frostperioden durchgeführt worden es handelt sich auch eher um „quasistationäre“ Kurzzeitmessungen, da an jedem der 37 Messplätze nacheinander für ca. 4 Minuten die Windfeldparameter erfasst worden sind. Die Messkampagnen zur Erfassung des Windfelds für diesen Raum werden 4 bis 5 Stunden gedauert haben. Es handelt sich somit nicht um die Wiedergabe eines Windfeldes für einen definierten Zeitschnitt bei den Modellläufen, die für den Vergleich herangezogen werden, wird von idealen Rahmenbedingungen für die Ausbildung von eigenbürtigen Strömungssystemen ausgegangen, d.h. die Oberströmung weist eine Geschwindigkeit von 0 m/s auf. Betrachtet werden bei diesem Abgleich vorrangig die Ergebnisse, die in den frühen Nachtstunden in 2,5 m über Grund erzielt werden. So ist in dieser Hinsicht eine weitgehende Vergleichbarkeit der Ergebnisse Modell/Messung gewährleistet. Der Abgleich erfolgt an Hand der aufgestellten Arbeitshypothesen zur Strömungssituation im Untersuchungsraum: es gibt eine autochthone, regionale Strömung, die Kaltluft über die rauigkeitsarmen Strukturen des Gleiskörpers (= Leitbahn) aus dem Raum Teltow in die Innenstadt Berlins transportiert. Weder in den Messkampagnen noch in den Modellrechnungen kann eine regionale Strömung, die die rauigkeitsarmen Freiflächen der Bahnanlagen als Leitbahn nutzen, nachgewiesen werden. Am Messplatz „Monumentenbrücke“ hätte sich ein solches Strömungssystem in den Messwerten abbilden müssen (vgl. Vogt 2002a, S. 14). Nachgewiesen werden konnte aber innerhalb der Messkampagnen lediglich das Durchgreifen der Oberströmung in den relativ rauigkeitsarmen, vegetationsgeprägten Flächen des Gleisdreiecks. Auch im Rahmen der mobilen, winterlichen Messungen wurde diese Strömung nicht erfasst (vgl. Vogt 2002b, Abb. 78 ff.). Auch das Modellergebnis spricht gegen eine großräumigere Austauschströmung. Das Strömungsfeld (22.00 Uhr) zeigt ein lokal geprägtes Mosaik von kleinräumig wirksamen Luftaustauschzellen, die vorrangig thermisch induziert werden. Die räumliche Ausdehnung dieser „Strömungszellen“ beträgt in der Regel zwischen 500 m und 1200 m (vgl. Abbildung 5). Das von Freiflächen geprägte Areal Gleisdreieck liefert Kaltluft in die unmittelbar angrenzenden, bebauten Stadtteile. Die Messungen lieferten klare Hinweise auf das Vorhandensein dieser lokalen Ausgleichströmungen (vgl. Vogt 2002a, S. 15). Allerdings wurde eine umfassende Abbildung dieser Strömungssysteme durch die nicht bei allen Messkampagnen optimalen meteorologischen Rahmenbedingungen und den zeitlichen Versatz bei mobilen Messungen verhindert. Die mit FITNAH erzeugten Modellergebnisse zeichnen dagegen ein umfassendes Bild der räumlichen Ausprägung dieser lokalen, vorrangig thermisch induzierten Strömungssysteme nach. Zusätzlich zu den punktuellen Aussagen der Messungen erlauben die Modellergebnisse Aussagen zur Reichweite (= Eindringtiefe) der Strömungen in die angrenzende Bebauung. Exemplarisch kann hier auf den Bereich zwischen den Messpunkten Lützowstraße und Kurfürstenstraße am Westrand des Areals Gleisdreiecks verwiesen werden (Abb. 5). Hier dringt die lokal gebildete Kaltluft ca. 500 m in die Bebauung ein. Die Strömungsgeschwindigkeiten, die gemessen bzw. modelliert werden, erreichen sehr ähnliche Größenordnungen. In der Regel gehen diese thermisch induzierten Strömungssysteme mit Windgeschwindigkeiten von 0,1 bis 0,5 m/s einher. Die Messkampagnen zeigten, dass diese Werte sowohl im Sommer- als auch im Winterhalbjahr erreicht werden (vgl. Vogt 2002a, S. 19 und 22). Es zeigt sich außerdem ein Vordringen der Kaltluft im Bereich Möckernstraße, wobei die Eindringtiefe mit bis zu 150 m geringer ausgeprägt ist (vgl. Abb. 5). Es gibt einen Kaltluftabfluss im Bereich Kreuzberg/Victoriapark. Die Messergebnisse zu den lokalen Kaltluftabflüssen aus dem Bereich Viktoriapark/Kreuzberg bestätigen darüber hinaus die FITNAH-basierten Simulationsrechnungen (vgl. Vogt 2002a, S. 17). In den Messungen spiegelte sich die Kanalisierung des Kaltluftabflusses vor allem über die Kreuzbergstraße sowie Großbeerenstraße wieder. Diese Strömungen gingen mit geringen Windgeschwindigkeiten von 0,7 bis 0,2 m/s einher. Insgesamt gibt es eine gute Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der Messkampagne und der Modellierung des lokalen Strömungsfeldes mit FITNAH in der Region Gleisdreieck. Die eigenbürtigen, lokalen Strömungsphänomene, die durch die Modellrechnung postuliert werden, können zum großen Teil über die Messungen belegt werden. Angaben zur Strömungsrichtung und -geschwindigkeit liegen in den gleichen Größenordnungen. Die relevanten Luftaustauschprozesse – kleinräumige, orographisch bedingte Kaltluftabflüssen aus dem Viktoriapark/Kreuzberg und thermisch induzierte Ausgleichsströmungen zwischen den Freiflächen des Gleisdreiecks und der angrenzenden Bebauung – werden qualitativ und quantitativ gleich erfasst und dargestellt (vgl. Vogt 2002a, S. 26 ff). Eine eher regional geprägte Ausgleichsströmung zwischen Berliner Innenstadt und Umland kann hingegen durch beide methodischen Ansätze nicht belegt werden.

Vegetationshöhen 2020

Die Klassifikation wurde für das gesamte Bildmosaik der True-Orthophotos 2020 durchgeführt. In Abbildung 6 ist ein Ausschnitt des Klassifikationsergebnisses im Bereich des Großen Tiergartens dargestellt. Im gesamten Stadtgebiet sind rund 56.000 ha Fläche mit Vegetation bestanden. Dies entspricht bei einer Gesamtfläche von rund 89.100 ha einem Prozentanteil von etwa 63 %. Dabei ist zu beachten, dass durch die Verwendung von Fernerkundungsdaten die Vegetation in der Draufsicht analysiert wird. Demzufolge schließt die mit Vegetation bestandene Fläche auch Areale ein, die unterhalb der Vegetation versiegelt sind, z. B. mit Bäumen bestandene, aber größtenteils versiegelte Hofflächen. Die mit Vegetation bestandene Fläche ist damit nicht gleichzusetzen mit grünbestandenem Boden. Ein Vergleich mit den Flächengrößen der den reinen Grün- und Freiflächennutzungen des Informationssystems Stadt und Umwelt (ISU) zugeordneten Block(teil)flächen (Karte „Grün- und Freiflächenbestand“ (06.02), Tab 2 ., SenStadtWohn 2020b) zeigt, dass sich rund 19.000 ha vegetationsbestandene Flächen außerhalb der klassischen Grünbereiche auf Straßenland und im Bereich baulich geprägter Nutzungen befinden. Das sind rund 54 % der insgesamt 35.000 ha Grün- und Freiflächenbestand laut ISU 2020 und verdeutlicht die umfangreichen Ressourcen an urbanem Grün in den Berliner Wohngebieten, aber auch in sonstigen baulich geprägten Bereichen der Stadt . Vergleicht man die absolute Größe der mit Vegetation bestandenen Fläche in den 12 Berliner Bezirken, fällt weiterhin auf, dass die größten mit Vegetation bestandenen Flächen auch in den Bezirken mit der größten Gesamtfläche und einer Lage außerhalb des S-Bahnringes zu finden sind. In diesen Bezirken befinden sich große Waldareale, z. B. der Köpenicker Forst in Treptow-Köpenick, der Bucher Forst in Pankow, der Spandauer Forst in Spandau, der Tegeler Forst in Reinickendorf sowie der Grunewald in Steglitz-Zehlendorf und Charlottenburg-Wilmersdorf (siehe Abbildung 7, die Sortierung erfolgt nach der Bezirksnummerierung der Verwaltungsgliederung in Berlin). Die prozentuale Verteilung der vegetationsbestandenen Fläche in Abbildung 8 zeigt, dass in fast allen Bezirken ein Flächenanteil von > 50 % mit Vegetation bestanden ist. Auch hier ist zu beachten, dass die mit Vegetation bedeckte Fläche in der Draufsicht erfasst wurde und nicht gleichzusetzen ist mit grünbestandenem unversiegelten Boden. Lediglich in den Innenstadtbezirken Friedrichshain-Kreuzberg und Mitte liegt ein Anteil von < 40 % an mit Vegetation bedeckter Fläche vor. Bemerkenswert ist, dass auch in der Innenstadt nicht nur hoch verdichtete und versiegelte Areale anzutreffen sind. Umgekehrt ist oft in den alten Gründerzeitquartieren – hier nördlich und südlich des ehemaligen Görlitzer Bahnhofs – neben einem hohen Bestand an Straßenbäumen auch ein vergleichsweise großer Grünanteil im privaten bzw. halböffentlichen Bereich erkennbar, z. T. mit sehr altem Baumbestand. Hier wird deutlich, dass zumindest in Teilen der Innenstadt nach 1918 auch den siedlungsbezogenen Freiräumen eine größere Bedeutung beigemessen wurde (vgl. Abbildung 9). Noch deutlicher wird diese Wirkung in Siedlungen, in denen man sich für eine aufgelockerte und mit Gärten durchsetzte Bauweise entschied. Abbildung 10 illustriert diesen Effekt an zwei Beispielen am Innenstadtrand, der Siedlung „Neu-Tempelhof“ und der Zeilenbebauung mit landschaftlichem Siedlungsgrün südlich der Straße “An der Wuhlheide” in Treptow-Köpenick. Die (Höhen-)Struktur innerhalb von Parkanlagen wie dem Großen Tiergarten, den Grünflächen des Gleisdreiecks oder dem Görlitzer Bahnhof kommt durch die gewählte Klassifikation sehr eindrucksvoll zur Geltung, der Anteil der Rasenflächen lässt sich deutlich von den höheren Vegetationsflächen und dem Baumanteil unterscheiden. Dies gilt in ähnlicher Form auch für die Forsten und waldähnlichen Bestände. Ergebnisse der Veränderungsanalyse Die Summe der Vegetationsfläche beträgt im Jahr 2020 im gesamten Stadtgebiet 56.259 ha. Dies entspricht 95,5 % der noch im Jahr 2010 vorhandenen Summe der Vegetationsfläche von 58.907 ha (vgl. Tabelle 2). Bedeutung der Klassen: Klasse 1: Vegetation in der Erstauswertung 2009/2010 nicht erfasst, 2020 noch vorhanden, Klasse 2: Vegetation 2010 und 2020 vorhanden, Klasse 3: Vegetation 2010 vorhanden, 2020 keine Vegetation, Klasse 4: Vegetation 2020 erfasst, 2010 keine Vegetation, Klasse 5: Vegetation in der Erstauswertung 2009/2010 nicht erfasst, 2020 keine Vegetation. In der Bilanz bedeutet dies, dass die mit Vegetation bestandene Gesamtfläche in Berlin von 2010 bis 2020 um 2.648 ha gesunken ist. Dieser Wert setzt sich zusammen aus 3.574 ha (6,1 ) Verlust an 2010 noch existierenden Vegetationsflächen gegenüber einem Gewinn von 926 ha (1,6 ) auf Flächen, die 2010 noch nicht vegetationsbestanden waren. Der Gesamtverlust an nicht mehr vorhandenen Vegetationsflächen entspricht ungefähr der 12-fachen Größe des Großen Tiergartens, stellt also eine relevante Größenordnung dar. 93,9 % der im Vergleichsjahr 2010 mit Vegetation bestandenen Fläche sind auch im Jahr 2020 als Vegetationsfläche vorhanden. Dies entspricht einer unveränderten Vegetationsfläche von 55.333 ha. Die Anteile bestimmter Vegetationshöhengruppen an der vegetationsbestandenen Gesamtfläche haben sich zwischen 2010 und 2020 kaum verändert. In Abbildung 11 ist die Verteilung für 2020 dargestellt. Mehr als ein Drittel der Fläche wird von niedriger Vegetation < 1 m eingenommen. Betrachtet man die Veränderung des Vegetationsflächenanteils auf Block(teil)flächenebene, so sind Flächen mit erhöhter Bautätigkeit und Innenverdichtung gut zu erkennen (vgl. Abbildung 12). Diese Flächen sind über das gesamte Stadtgebiet verteilt. Betrachtet man die Veränderung der Vegetationshöhe auf Rasterebene (vgl. Abbildung 13), so fällt auf, dass es größere Abnahmen an Vegetationshöhe auch in den Waldbereichen gab. Eine einfache Schlussfolgerung bezüglich der Ursachen ist jedoch nicht möglich. Vielmehr kann davon ausgegangen werden, dass es sich um ein paralleles Wirken verschiedener Einflüsse handelt, zum einen dem Absterben ausgewachsener Bäume in Folge der Trockensommer, zum anderen aber auch den Folgen menschlicher Aktivitäten durch die Holznutzung und den Auswirkungen durch das Mischwaldprogramm der Berliner Forsten zur Erzeugung widerstandsfähiger und artenreicher Wälder.

Klimamodell Berlin - Analysekarten 2001

Eine wichtige Ursache für die Entstehung und die Ausbildung eines Stadtklimas sind die gegenüber dem Umland veränderten Boden- und Oberflächeneigenschaften im urbanen Raum. Daraus resultiert die städtische Überwärmung genauso wie eine städtische Lokalwindzirkulation. Wind und Temperatur sowie daraus abgeleitete Größen sind die dominierenden Einflussfaktoren zur Bewertung des Stadtklimas unter human-biometeorologischen und lufthygienischen Gesichtspunkten. Die Untersuchung und Erfassung des Stadtklimas können mit Hilfe verschiedener Methoden erfolgen. Hierzu zählen Feldmessungen und Fernerkundungsverfahren genauso wie Windkanalstudien und die Anwendung numerischer Simulationsmodelle. Bisher wurden im Umweltatlas der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung vorrangig die Bereiche Feldmessung und Fernerkundung zur Erfassung stadtklimatischer Phänomene eingesetzt. Gerade numerische Simulationsmodelle sind in vorteilhafter Weise in der Lage, die aufgrund der großen Komplexität der Bebauungsstrukturen räumlich und zeitlich sehr stark veränderlichen meteorologischen Größen zu erfassen. Die detaillierte Berechnung der Wind- und Temperaturverhältnisse im Großraum Berlin wurde mit dem Modell FITNAH (Flow over Irregular Terrain with Natural and Anthropogenic Heat Sources) durchgeführt. Eine genaue mathematische und physikalische Beschreibung des Modells ist bei Groß 1993 und Richter& Röckle o.J. zu finden. An dieser Stelle können weitere detaillierte Hinweise zu Grundgerüst und Arbeitsansatz des dreidimensionalen Modells FITNAH sowie zur Interpretation der Modellergebnisse anhand eines beispielhaften Vergleiches mit Messdaten unter Methode / ergänzende Hinweise eingesehen werden. Generell gilt, dass numerische Simulationsmodelle in sehr vielen Gebieten der Meteorologie eingesetzt werden, da die resultierenden Erkenntnisse wichtige Basisinformationen für viele Lebensbereiche liefern (vgl. Übersicht der wichtigsten Modelle). Die Wettervorhersage für die nächsten 1-5 Tage wird fast ausschließlich von solchen komplexen und umfangreichen Computermodellen erstellt. Auch die Erkenntnisse zu den möglichen Veränderungen unseres globalen Klimas in den nächsten Jahrzehnten resultieren aus solchen Rechnungen. Und schließlich werden Modelle ähnlichen Typs auch dazu verwendet, die lokalen und die regionalen Verteilungen der meteorologischen Variablen in der Atmosphäre zu berechnen (Groß 2002). Die o.g. Computermodelle für die verschiedenen Skalen und Aufgabenstellungen und auch das hier eingesetzte Modell FITNAH basieren alle auf dem gleichen mathematisch-physikalischen Gleichungssystem. Lediglich im Detail finden sich skalenspezifische Unterschiede. Neben den modellinternen Festsetzungen spielen die meteorologischen Randbedingungen eine große Rolle. Während Hochdruckwetterlagen können sich die lokalklimatischen Besonderheiten einer Landschaft besonders gut ausprägen. Eine solche Wetterlage wird durch wolkenlosen Himmel und einen nur sehr schwachen überlagerten synoptischen Wind gekennzeichnet. Bei den hier durchgeführten numerischen Simulationen wurden die großräumigen synoptischen Rahmenbedingungen entsprechend festgelegt. Hinweise zur Interpretation der Modellergebnisse FITNAH basiert in der horizontalen Ausrichtung auf einem gleichmäßigen, in der Vertikalen auf einem gestreckten Gitternetz. Durch die anteilmäßige Zuordnung der Eingangsparameter wie Flächennutzung, Geländehöhen etc. auf dieses Raster kann für jedes Rastervolumen nur ein repräsentativer Wert berechnet, der einen gewichteten Mittelwert aus allen eingegangenen Daten darstellt (vgl. Methode / ergänzende Hinweise). Verifizierung der Ergebnisse des Klimamodelles FITNAH Zur Überprüfung der aus den Modellläufen abgeleiteten Informationen wurde auf eine Studie zu den lokalklimatischen Funktionen der Freiflächen im Bereich des so genannten Gleisdreieckes in Berlin-Schöneberg zurückgegriffen. Anhand eines umfangreichen Vergleiches wurden die Messergebnisse der Studie mit den Simulationsresultaten der Modellanwendung verglichen. Im Ergebnis dieses Vergleiches kann eine gute Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der Messkampagne und der Modellierung des lokalen Strömungsfeldes mit FITNAH in der Region Gleisdreieck festgestellt werden. Die eigenbürtigen, lokalen Strömungsphänomene, die durch die Modellrechnung postuliert werden, können zum großen Teil über die Messungen belegt werden. Angeben zur Strömungsrichtung und -geschwindigkeit liegen in den gleichen Größenordnungen. Die relevanten Luftaustauschprozesse – kleinräumige, orographisch bedingte Kaltluftabflüssen aus dem Viktoriapark/Kreuzberg und thermisch induzierte Ausgleichsströmungen zwischen den Freiflächen des Gleisdreiecks und der angrenzenden Bebauung – werden qualitativ und quantitativ gleich erfasst und dargestellt (vgl. Vogt 2002a, S. 26 ff). Eine eher regional geprägte Ausgleichsströmung zwischen Berliner Innenstadt und Umland kann hingegen durch beide methodischen Ansätze nicht belegt werden (vgl. Methode / ergänzende Hinweise). Nachfolgend werden umfangreiche Zusatzinformationen zum Themenkomplex der methodischen Bearbeitung des Klimamodells Berlin angeboten. Der Text ergänzt damit die Inhalte des Kapitels Methode. Konzept und Verfahren des Klimamodells FITNAH Das Grundgerüst des dreidimensionalen Modells FITNAH besteht aus den Erhaltungsgleichungen für Impuls, Masse und innerer Energie sowie Bilanzgleichungen für Feuchtekomponenten und Luftbeimengungen. Die verschiedenen turbulenten Flüsse werden mit Hilfe empirischer Ansätze mit den berechenbaren mittleren Größen verknüpft. Der dabei auftretende turbulente Diffusionskoeffizient wird aus der turbulenten kinetischen Energie berechnet, für die eine zusätzliche Gleichung gelöst wird. Die Erwärmungs- und Abkühlungsraten in der Atmosphäre aufgrund der Divergenz der langwelligen Strahlungsflüsse werden über ein Verfahren berechnet, bei dem die Emissivität des Wasserdampfes in der Luft berücksichtigt wird. Bei detaillierten Simulationen in realem Gelände müssen neben der Orographie insbesondere auch der Einfluss von Wäldern und urbanen Strukturen auf die Verteilung der meteorologischen Größen realitätsnah berücksichtigt werden. Hierzu sind in FITNAH besondere Parametrisierungen vorgesehen. Ein Wald oder Baumbestand findet über bestandsspezifische Größen wie Baumhöhe, Bestandsdichte und Baumart Eingang in das Modell. Damit gelingt es u.a., die Reduzierung der mittleren Geschwindigkeit im Bestand, die Erhöhung der Turbulenz im Kronenbereich und die starke nächtliche Abkühlung im oberen Kronendrittel in Übereinstimmung mit verfügbaren Beobachtungen zu simulieren. Unter Berücksichtigung der stadtspezifischen Größen Gebäudehöhe, Versiegelungs- und Überbauungsgrad und anthropogene Abwärme kann die typische Ausbildung der städtischen Wärmeinsel bei verringerter mittlerer Strömung simuliert werden (vgl. Groß 1989). Das gesamte Gleichungssystem einschließlich der Parametrisierungen wird in ein dem Gelände folgendes Koordinatensystem transformiert. Damit gelingt es insbesondere, die Randbedingungen der verschiedenen meteorologischen Größen am unteren Rand, dem Erdboden, problemspezifisch zu formulieren. Die Berechnung der Erdoberflächentemperatur erfolgt über eine Energiestrombilanz, bei der fühlbarer und latenter Wärmestrom, der Bodenwärmestrom, kurz- und langwellige Strahlungskomponenten sowie der anthropogene Wärmestrom Berücksichtigung finden. Die Differentialgleichung des benutzten Gleichungssystems werden in Differenzengleichungen überführt und auf einem numerischen Gitter gelöst. Die hier verwendete räumliche Maschenweite Δx beträgt in beide horizontale Raumrichtungen 50 m bzw. 200 m. Die vertikale Gitterweite ist nicht äquidistant und in der bodennahen Atmosphäre sind die Rechenflächen besonders dicht angeordnet, um die starke Variation der meteorologischen Größen realistisch zu erfassen. So liegen die untersten Rechenflächen in Höhen von 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 und 70 m. Nach oben hin wird der Abstand Δz immer größer und die Modellobergrenze liegt in einer Höhe von 3000 m über Grund. In dieser Höhe wird angenommen, dass die am Erdboden durch Orographie und Landnutzung verursachten Störungen abgeklungen sind (vgl. Abbildung 4). Während Hochdruckwetterlagen (autochthone Wetterlagen) können sich die lokalklimatischen Besonderheiten einer Landschaft besonders gut ausprägen. Eine solche Wetterlage wird durch wolkenlosen Himmel und einen nur sehr schwachen überlagernden synoptischen Wind gekennzeichnet. Bei den hier durchgeführten numerischen Simulationen wurden die großräumigen synoptischen Rahmenbedingungen entsprechend festgelegt: Bedeckungsgrad 0/8 geostrophische Windgeschwindigkeit 2 m/s (0 m/s) relative Feuchte der Luftmasse 50 %. Hinweise zur Interpretation der Modellergebnisse Aufgrund der verwendeten horizontalen Maschenweite von 50 m bzw. 200 m können beispielsweise einzelne Häuser und Bauten nicht explizit aufgelöst werden. Vielmehr wird vom Modell ein für dieses Rastervolumen (Δx·Δy·Δz) repräsentativer Wert berechnet, der einen gewichteten Mittelwert aus den vorhandenen Landnutzungen darstellt. Dieser Sachverhalt soll an Hand der Windgeschwindigkeit U verdeutlicht werden: Sind beispielsweise 40 % des Rastervolumens mit Bauten ausgefüllt (U Haus = 0 m/s) und 60 % ohne Strömungshindernisse (z.B. U Frei = 1 m/s), so beträgt die repräsentative Windgeschwindigkeit, die auch vom Modell berechnet wird, 40 % · U Haus + 60 % · U Frei = 0,6 m/s. Auch bei der Berechnung der Temperatur ist eine ähnliche Wichtung der einzelnen Landnutzungen verfahrensbedingt im Modell enthalten und muss bei der Interpretation der Simulationsergebnisse berücksichtigt werden. Sind beispielsweise in einem Raster vier verschiedene Landnutzungen mit unterschiedlichen Flächenanteilen vorhanden, so z.B. Landnutzung Flächenanteil Temperatur Wasser Flächenanteil 20 % T Wasser = 18 °C Freiland Flächenanteil 40 % T Frei = 14 °C Stadt Flächenanteil 30 % T Stadt = 17 °C Wald Flächenanteil 10 % T Wald = 16 °C so berechnet sich ein für das Raster repräsentativer Wert von T Modell = 15,9 °C. Zur Überprüfung der aus den Modellläufen abgeleiteten Informationsebenen kann auf eine Studie zu den lokalklimatischen Funktionen der Freiflächen im Bereich Gleisdreieck zurückgegriffen werden. Die orientierende Untersuchung zu den Strömungs- und Temperaturfeldern im Bereich Gleisdreieck setzte sich methodisch aus stationären Messungen aus dem Sommerhalbjahr 2001 (vier Messkampagnen) und mobilen Messungen aus dem Winterhalbjahr 2001/2002 (vier Messkampagnen) zusammen. Die meteorologischen Rahmenbedingungen schienen geeignet, dass sich eigenbürtige Strömungssysteme im Umfeld des Areals Gleisdreieck ausbilden konnten (vgl. Vogt 2002a und Vogt 2002b). Folgende Arbeitshypothesen sollten im Zuge der Messkampagnen überprüft werden: es gibt eine autochthone, regionale Strömung, die Kaltluft über die rauigkeitsarmen Strukturen des Gleiskörpers (= Leitbahn) aus dem Raum Teltow in die Innenstadt Berlins transportiert das durch Freiflächen geprägte Areal Gleisdreieck liefert Kaltluft in die unmittelbar angrenzenden bebauten Stadtteile es gibt einen Kaltluftabfluss aus dem Bereich Kreuzberg/Viktoriapark, der in die Freiflächen des Gleisdreiecks eingreift. Diese Annahmen decken sich mit den Vorstellungen zur Ausprägung von autochthonen Strömungssystemen zwischen unterschiedlich strukturierten urbanen Arealen in dieser Untersuchung und sollten sich somit auch in den Modellergebnissen der FITNAH-Simulationen wiederfinden lassen. Deshalb können hier die Messdaten zum Strömungsfeld für die Überprüfung der Plausibilität der Modellergebnisse herangezogen werden. Allerdings muss von einer eingeschränkten Aussagefähigkeit dieses Vergleichs ausgegangen werden: Die meteorologischen Rahmenbedingungen für die Messungen waren nicht in jedem Fall ideal für die Ausprägung von eigenbürtigen Strömungssystemen mobile und stationäre Messungen können immer nur einen Stichprobencharakter haben (räumlich und zeitlich) die mobilen Messungen sind im Winterhalbjahr während starker Frostperioden durchgeführt worden es handelt sich auch eher um „quasistationäre“ Kurzzeitmessungen, da an jedem der 37 Messplätze nacheinander für ca. 4 Minuten die Windfeldparameter erfasst worden sind. Die Messkampagnen zur Erfassung des Windfelds für diesen Raum werden 4 bis 5 Stunden gedauert haben. Es handelt sich somit nicht um die Wiedergabe eines Windfeldes für einen definierten Zeitschnitt bei den Modellläufen, die für den Vergleich herangezogen werden, wird von idealen Rahmenbedingungen für die Ausbildung von eigenbürtigen Strömungssystemen ausgegangen, d.h. die Oberströmung weist eine Geschwindigkeit von 0 m/s auf. Betrachtet werden bei diesem Abgleich vorrangig die Ergebnisse, die in den frühen Nachtstunden in 2,5 m über Grund erzielt werden. So ist in dieser Hinsicht eine weit gehende Vergleichbarkeit der Ergebnisse Modell/Messung gewährleistet. Der Abgleich erfolgt an Hand der aufgestellten Arbeitshypothesen zur Strömungssituation im Untersuchungsraum: es gibt eine autochthone, regionale Strömung, die Kaltluft über die rauigkeitsarmen Strukturen des Gleiskörpers (= Leitbahn) aus dem Raum Teltow in die Innenstadt Berlins transportiert. Weder in den Messkampagnen noch in den Modellrechnungen kann eine regionale Strömung, die die rauigkeitsarmen Freiflächen der Bahnanlagen als Leitbahn nutzen, nachgewiesen werden. Am Messplatz „Monumentenbrücke“ hätte sich ein solches Strömungssystem in den Messwerten abbilden müssen (vgl. Vogt 2002a, S. 14). Nachgewiesen werden konnte aber innerhalb der Messkampagnen lediglich das Durchgreifen der Oberströmung in den relativ rauigkeitsarmen, vegetationsgeprägten Flächen des Gleisdreiecks. Auch im Rahmen der mobilen, winterlichen Messungen wurde diese Strömung nicht erfasst (vgl. Vogt 2002b, Abb. 78 ff.). Auch das Modellergebnis spricht gegen eine großräumigere Austauschströmung. Das Strömungsfeld (22.00 Uhr) zeigt ein lokal geprägtes Mosaik von kleinräumig wirksamen Luftaustauschzellen, die vorrangig thermisch induziert werden. Die räumliche Ausdehnung dieser „Strömungszellen“ beträgt in der Regel zwischen 800 m und 2000 m (vgl. Abbildung 5). Das von Freiflächen geprägte Areal Gleisdreieck liefert Kaltluft in die unmittelbar angrenzenden, bebauten Stadtteile. Die Messungen lieferten klare Hinweise auf das Vorhandensein dieser lokalen Ausgleichströmungen (vgl. Vogt 2002a, S. 15). Allerdings wurde eine umfassende Abbildung dieser Strömungssysteme durch die nicht bei allen Messkampagnen optimalen meteorologischen Rahmenbedingungen und den zeitlichen Versatz bei mobilen Messungen verhindert. Die mit FITNAH erzeugten Modellergebnisse zeichnen dagegen ein umfassendes Bild der räumlichen Ausprägung dieser lokalen, vorrangig thermisch induzierten Strömungssysteme nach. Zusätzlich zu den punktuellen Aussagen der Messungen erlauben die Modellergebnisse Aussagen zur Reichweite (= Eindringtiefe) der Strömungen in die angrenzende Bebauung. Exemplarisch kann hier auf den Bereich zwischen den Messpunkten Lützowstraße und Kurfürstenstraße am Westrand des Areals Gleisdreiecks verwiesen werden. Hier dringt die lokal gebildete Kaltluft ca. 440 m in die Bebauung ein. Die Strömungsgeschwindigkeiten, die gemessen bzw. modelliert werden, erreichen sehr ähnliche Größenordnungen. In der Regel gehen diese thermisch induzierten Strömungssysteme mit Windgeschwindigkeiten von 0,1 bis 0,5 m/s einher. Die Messkampagnen zeigten, dass diese Werte sowohl im Sommer- als auch im Winterhalbjahr erreicht werden (vgl. Vogt 2002a, S. 19 und 22). Es gibt einen Kaltluftabfluss aus dem Bereich Kreuzberg/Victoriapark, der in die Freiflächen Gleisdreieck eingreift Die Messergebnisse zu den lokalen Kaltluftabflüssen aus dem Bereich Viktoriapark/Kreuzberg bestätigen die FITNAH-basierten Simulationsrechnungen (vgl. Vogt 2002a, S. 17). In den Messungen spiegelte sich die Kanalisierung des Kaltluftabflusses über die Katzbachstraße und Möckernstraße wieder. Diese Strömungen gingen mit geringen Windgeschwindigkeiten von 0,7 bis 0,2 m/s einher. Auch das Vordringen der orographisch bedingten Kaltluftabflüsse bis in den Bereich Gleisdreieck wird über das Modellergebnis belegt. Im Bereich Yorkstraße/Katzbachstraße kann ein Vordringen der Kaltluft bis in die Freiflächen des Gleisdreiecks festgestellt werden. Die Eindringtiefe der Kaltluft aus dem Bereich Victoriapark beträgt etwa 300 m (vgl. Abbildung 5). Insgesamt gibt es eine gute Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der Messkampagne und der Modellierung des lokalen Strömungsfeldes mit FITNAH in der Region Gleisdreieck. Die eigenbürtigen, lokalen Strömungsphänomene, die durch die Modellrechnung postuliert werden, können zum großen Teil über die Messungen belegt werden. Angeben zur Strömungsrichtung und -geschwindigkeit liegen in den gleichen Größenordnungen. Die relevanten Luftaustauschprozesse – kleinräumige, orographisch bedingte Kaltluftabflüssen aus dem Viktoriapark/Kreuzberg und thermisch induzierte Ausgleichsströmungen zwischen den Freiflächen des Gleisdreiecks und der angrenzenden Bebauung – werden qualitativ und quantitativ gleich erfasst und dargestellt (vgl. Vogt 2002a, S. 26 ff). Eine eher regional geprägte Ausgleichsströmung zwischen Berliner Innenstadt und Umland kann hingegen durch beide methodischen Ansätze nicht belegt werden.

Comprehensive Analysis of Current Primary Measures to Mitigate Brake Wear Particle Emissions from Light-Duty Vehicles

Exhaust regulations and improved exhaust gas treatment systems have already initiated the trend that brings emissions from brakes and tires to the forefront of traffic-induced particulate matter. The health and environmental relevance of particulate matter has resulted in regulators, industry, and research institutions prioritising the mitigation of non-exhaust particle emissions. To this end, under the umbrella of the United Nations Economic Commission for Europe World Forum for Harmonisation of Vehicle Regulations (UNECE WP.29), the Working Party on Pollution and Energy (GRPE) mandated the Particle Measurement Programme Informal Working Group (PMP-IWG) to develop a Global Technical Regulation (GTR) for measuring brake dust. The standards and procedures defined within the GTR should eventually form the basis for the introduction of a Euro 7 limit value for brake emissions. The purpose of this measurement campaign is to provide an exemplary overview of the emission behaviour of wheel brakes and friction pairings currently available on the market and to identify possible reduction potential with regard to particulate emissions. All measurements were carried out taking into account the draft GTR valid at the time of execution. For the investigations, brakes were selected using the example of different vehicle classes, brake concepts (disc and drum brake), vehicle axles (front and rear axle), and alternative friction materials (brake disc and pads/shoes). Thus, the use of wear-resistant discs and improved brake pad compositions are able to achieve significantly lower emissions. In addition, the measurement of brake dust emissions from vehicles with different levels of electrification was considered. Electrical braking was modelled and applied to the Worldwide Harmonised Light-Duty Vehicles Test Procedure (WLTP) Brake Cycle, which has demonstrated high emission reduction potentials depending on the electrification level. © 2023 by the authors

Rheinland-Pfalz und Hessen messen Ultrafeinstaub

Rheinland-Pfalz und Hessen messen Ultrafeinstaub Im Rahmen einer länderübergreifenden Kooperation zwischen dem Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz (LfU) und dem Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) beginnen in Mainz erste behördliche Messungen ultrafeiner Partikel (UFP). Gemeinsame Messstation in Mainz nimmt ihre Arbeit auf Mainz, 28.03.2023 . Reicht der Einfluss des Frankfurter Flughafens in Bezug auf die Luftqualität bis nach Mainz? Dieser Frage gehen nun die beiden Landesumweltämter von Hessen und Rheinland-Pfalz gemeinsam nach: Im Rahmen einer länderübergreifenden Kooperation zwischen dem Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz (LfU) und dem Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) beginnen nun in Mainz erste behördliche Messungen ultrafeiner Partikel (UFP). „Mit der Aufnahme von UFP-Messungen in Mainz beschreiten wir neue Wege für Rheinland-Pfalz in Sachen Luftreinhaltung. Nach jahrzehntelanger Überwachung von Schwebstaub und Feinstaub in Rheinland-Pfalz, rückt zunehmend die Belastung durch ultrafeine Partikel in den lufthygienischen Fokus. Gerade in Mainz ist die Frage der Luftreinhaltung allgemein durch den Individualverkehr oder Einzelfeuerungsanlagen und die besondere Situation durch die Nähe zum Frankfurter Flughafen in den letzten Jahren immer wieder Thema gewesen. Deswegen war es naheliegend, die Messstation in die Landeshauptstadt zu bringen. Insgesamt kann sich Rheinland-Pfalz so zukünftig auch stärker bei der Erarbeitung von einheitlichen messtechnischen Vorschriften einbringen“, so die rheinland-pfälzische Klimaschutzministerin Katrin Eder. „Auch wenn noch größere Studien nötig sind, eines ist klar: Ultrafeinstaub beeinträchtigt unsere Gesundheit“, erklärte HLNUG-Präsident Prof. Dr. Thomas Schmid. „Das HLNUG hat deshalb schon vor mehr als sechs Jahren damit begonnen, in der Umgebung des Frankfurter Flughafens UFP zu messen und sich dadurch einige Expertise auf diesem Gebiet erworben. Wir freuen uns“, so Schmid, „dass wir damit nun unser Nachbarbundesland unterstützen können – für sauberere Luft in Hessen und Rheinland-Pfalz.“ Mainzer Umweltdezernentin Janina Steinkrüger zeigt sich ebenfalls erfreut über die UFP-Messungen in der Landeshauptstadt: „Mit der Aufstellung einer zusätzlichen Messstation für Ultrafeinstaub, kommt das Ministerium dem Wunsch der Mainzer:innen nun absolut entgegen. Ich bedanke mich bei Klimaschutzministerin Katrin Eder für die Aufstellung der Messstation in Mainz.“ Im Rhein-Main-Gebiet werden bereits seit 2017 kontinuierlich die Anzahlkonzentration und Größenverteilung ultrafeiner Partikel durch das HLNUG erfasst. Die Messungen haben gezeigt, dass der Betrieb des Frankfurter Flughafens eine bedeutende Quelle für ultrafeine Partikel darstellt. Bei Wind aus Richtung des Flughafens und der tiefen Anfluglinien steigt die UFP-Konzentration während des Flugbetriebs im Umfeld stark an. Hiervon sind insbesondere Gebiete in unmittelbarer Nähe des Flughafens betroffen. Die Emissionen durch den Flugbetrieb weisen charakteristische Eigenschaften auf, die mit den bisherigen Messungen des HLNUG in einer Entfernung von bis zu 14 Kilometern nachgewiesen werden konnten. „Mit Hilfe der nun startenden Messungen in Mainz-Hechtsheim wird der Einfluss des Flugbetriebs auf die UFP-Konzentration in Gebieten untersucht, die weiter vom Flughafen entfernt, aber unterhalb der Anfluglinien liegen. Hierzu haben wir mit dem Land Hessen eine entsprechende Kooperationsvereinbarung unterzeichnet“, so LfU-Präsident Dr. Frank Wissmann. Für die technisch sehr anspruchsvollen Messungen wird ein sogenannter Kondensationspartikelzähler des HLNUG zum Einsatz kommen, der die Gesamtpartikelanzahl von Partikeln größer als 10 Nanometer im Sekundentakt erfasst. Zur Beurteilung der Luftqualität werden neben der Anzahlkonzentration ultrafeiner Partikel zusätzlich die Feinstaubmasse der Fraktionen PM 10 und PM 2,5 , Stickoxide sowie meteorologische Parameter gemessen. Die Messungen werden gemeinsam vom LfU und HLNUG durchgeführt. Hierbei wird zunächst für die Dauer von etwa einem Jahr ein Messcontainer des hessischen Sondermessprogramms zu ultrafeinen Partikeln nach Mainz-Hechtsheim verlagert. Die im Rahmen der gemeinsamen Zusammenarbeit erhobenen Messdaten und Ergebnisse werden sowohl durch das LfU als auch durch das HLNUG im Internet veröffentlicht und bilden die Grundlage für mögliche weitere Ultrafeinstaubmessungen in Rheinland-Pfalz. Es ist geplant, im Laufe dieses Jahres erste Ergebnisse der Öffentlichkeit vorzustellen. Die Belastung durch ultrafeine Partikel und deren Auswirkungen auf die Gesundheit wird ab diesem Jahr im Rahmen einer umfangreichen wissenschaftlichen Studie des Forums Flughafen und Region (FFR) untersucht. Hierbei können die Ergebnisse der Messungen in Mainz helfen, die räumliche Verteilung ultrafeiner Partikel im Rhein-Main-Gebiet zu charakterisieren. Hintergrund Als ultrafeine Partikel (UFP) beziehungsweise Ultrafeinstaub werden alle Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 100 Nanometer (nm) bezeichnet. UFP sind damit die kleinsten festen und flüssigen Teilchen in unserer Luft. Diese besonders kleinen Feinstaubpartikel stellen ein potentielles gesundheitliches Risiko dar. Anders als größere Feinstaubpartikel können sie aufgrund ihrer geringen Größe sehr tief in die Lunge eindringen und in den Blutkreislauf gelangen. Die Überwachung der Konzentration ultrafeiner Partikel ist derzeit nicht gesetzlich vorgeschrieben und es existieren keine gesetzlichen Grenz- oder Zielwerte, die eingehalten werden müssen. Dennoch empfiehlt die Weltgesundheitsorganisation (WHO) die Erfassung der UFP-Konzentration, nicht zuletzt um damit die Untersuchung möglicher gesundheitlicher Auswirkungen zu erlauben. Aktuelle Messwerte LfU: https://luft.rlp.de/de/zentrales-immissionsmessnetz-zimen/luftschadstoffe https://luft.rlp.de/de/zentrales-immissionsmessnetz-zimen/zimen-messstationen HLNUG: https://www.hlnug.de/messwerte/datenportal/messstelle/2/12/0407

Willingmann: „Abwasserdaten sind wertvolles Instrument im Pandemiemanagement“

Das seit März 2021 laufende Pilotprojekt des Landesamtes für Umweltschutz (LAU) zum Corona-Screening des Abwassers wird deutlich ausgeweitet. Ab Herbst 2022 sollen an zwölf landesweit repräsentativen Klärwerksstandorten wöchentlich Proben genommen und im Labor auf SARS-CoV-2-Viren untersucht werden. Bislang erfolgt dies in Halle, Magdeburg, Weißenfels und Bernburg. Hinzu kommen künftig Dessau, Köthen, Naumburg, Zeitz/Göbitz, Schönebeck, Halberstadt, Silstedt und Stendal-Stadtforst. Geplant ist zudem, die Daten auf der LAU-Webseite https://lau.sachsen-anhalt.de zu veröffentlichen. „Das Pilotprojekt hat gezeigt: Die regelmäßige Untersuchung von Abwasser auf Corona-Viren liefert Informationen, mit denen sich das Infektionsgeschehen zuverlässig einschätzen lässt. Dies gilt umso mehr, wenn insgesamt weniger getestet wird. Das Abwasser-Screening wird die klinischen Tests zwar nicht komplett ersetzen können; es hilft aber dabei, die Dunkelziffer einzuordnen und zu verringern. Denn auch wenn weniger Menschen sich testen, erzeugen sie ja trotzdem weiterhin Abwasser. Das macht die Daten aus unseren Klärwerken zu einem wertvollen, ergänzenden Instrument im Pandemiemanagement“, sagte Umweltminister Prof. Dr. Armin Willingmann heute bei der Vorstellung des regelmäßigen Monitorings im Gentechnischen Überwachungslabor des LAU in Halle (Saale). Die Ergebnisse des Pilotprojekts aus den vier Kläranlagen zeigen deutlich einen Zusammenhang zwischen den – bisher auf klinischen Tests basierenden – Inzidenzzahlen und den im Abwasser nachgewiesenen Corona-Genom-Fragmenten. Die Methode funktioniert unabhängig von der Teststrategie und der Testbereitschaft der Bevölkerung. Sie erfasst zudem auch asymptomatisch Infizierte und jene, die Testangebote nicht wahrnehmen. Bei Bedarf können außerdem die Anteile aller bekannten Corona-Varianten bestimmt werden. Grundsätzlich lassen sich mit dem Verfahren auch andere Krankheitserreger aufspüren. Für weitreichende Vorhersagen in Form eines Frühwarnsystems eignet sich das Abwasser-Screening allerdings nicht, erläuterte LAU-Virologin Dr. Swetlana Rot: „Bei der Delta-Variante hatten wir einen Vorlauf von etwa einer Woche, bis auch die offiziellen RKI-Zahlen stiegen. Bei Omikron ist der Vorlauf auf 3 bis 4 Tage geschrumpft.“ Hauptgrund hierfür sei die geringere Inkubationszeit. Vollständig ersetzen können die Abwasseruntersuchungen die klinischen Tests jedoch nicht: Einerseits ist keine Zuordnung zum Individuum möglich und andererseits lässt sich auch die konkrete Anzahl von Infizierten in einem Stadtgebiet nicht berechnen. Dafür werden jedoch Trends und Hotspots schnell und sicher erkannt. Bei der Auswahl der zwölf beteiligten Kläranlagen wurde vor allem auf Bevölkerungsdichte und Größe des Einzugsgebiets sowie auf die Verteilung der Standorte im Land geachtet. Eine Rolle spielte auch die Beschaffenheit des Abwassernetzes: Da Genfragmente sehr instabil sind, muss die Verweilzeit des Abwassers im Kanalsystem möglichst kurz sein. Wenn das Wasser die Anlage geklärt wieder verlässt, sind übrigens keinerlei Viren mehr enthalten – auch das wurde im Pilotprojekt eindeutig nachgewiesen. Achtung! Bei Verwendung der angefügten Fotos bitte als Bildnachweis MWU Sachsen-Anhalt angeben. Aktuelle Informationen zu interessanten Themen aus Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt gibt es auch auf den Social-Media-Kanälen des Ministeriums bei Facebook, Instagram, LinkedIn und Twitter.

Development of a specific OECD test guideline on particle size and particle size distribution of nanomaterials

Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde eine neue OECD-Prüfrichtlinie (TG) für die Bestimmung von Partikelgrößen und Partikelgrößenverteilungen von Nanomaterialien entwickelt, da die existierende OECD TG 110 zur Bestimmung von Partikelgrößen in Bezug auf den anwendbaren Größenbereich und die gegebenen Methoden veraltet ist bzw. den Nanometerbereich < 200 nm nicht abdeckt. Mit ihrem Anwendungsbereich von 1 bis 1000 nm deckt die neue Prüfrichtlinie (TG PSD) die gesamte Nanoskala ab. Die TG PSD ist für partikel- und faserförmige Nanomaterialien anwendbar. Durch die, in der TG PSD vorgeschriebene, paarweise Messung von Faserdurchmesser und -länge ermöglicht diese TG zum ersten Mal Fasern hinsichtlich ihrer größenabhängigen Gefahrstoffeigenschaften zu unterscheiden. Die Messanweisungen aller enthaltenen Methoden wurden im Rahmen von zwei getrennten Ringversuchen validiert, da bei der Anwendung der Methoden eine Unterscheidung zwischen Partikeln und Fasern gemacht werden muss. Neben Angaben zum Inhalt und Struktur der TG PSD, befasst sich der vorliegende Abschlussbericht mit den wesentlichen Schritten, Überlegungen und organisatorischen Aspekten bei der Entwicklung der Prüfrichtlinie. Darüber hinaus werden Einblicke in die Auswahl, Vorbereitung und Prävalidierung der im Ringversuch verwendeten Testmaterialien gegeben. Schließlich werden die wichtigsten Ergeb-nisse aus den Ringversuchen und ihre Auswirkungen auf die TG PSD vorgestellt. Quelle: Forschungsbericht

Feinstaubimmissionen in Mecklenburg-Vorpommern

Im Bericht werden zunächst grundlegende Aspekte zum Thema "Feinstaub (PM10)" angesprochen (u. a. Quellen, Größenverteilung des atmosphärischen Aerosols, chemische Zusammensetzung und Morphologie). Ferner wird auf die rechtlichen Regelungen zur Begrenzung der PM10-Immission sowie auf die relevanten Messverfahren zur Bestimmung der PM10-Konzentration eingegangen. Der Bericht gibt zudem einen Überblick über die zeitliche Entwicklung der PM10-Immission in M-V seit Beginn der PM10-Messungen im Jahr 1998. Darüber hinaus werden insbesondere die Ursachen erhöhter PM10-Immissionen des Jahres 2003 unter besonderer Berücksichtigung des Ferntransportes untersucht.

Erfassung der Zahl feiner und ultrafeiner Partikel aus Bürogeräten während der Druckphase zur Entwicklung eines Prüfverfahrens für das Umweltzeichen Blauer Engel für Bürogeräte mit Druckfunktion

Vor dem Hintergrund der anhaltenden öffentlichen Diskussion um mögliche gesundheitliche Risiken von Ultrafein- und Feinstaubemissionen aus Bürogeräten mit Laserdruckfunktion wurde vom Umweltbundesamt ein Forschungsvorhaben zur Entwicklung einer Testprozedur für die Quantifizierung der emittierten Partikel durch Zählung unter Standardbedingungen in Emissionsmesskammern, sowie zur physikalischen und chemischen Charakterisierung dieser Aerosole initiiert. Als Ergebnis konnte die Partikelzählung in das bestehende Emissions-Prüfverfahren des Umweltzeichens Blauer Engel nach RAL-UZ-122, Annex S-M, sowie in die Prüfstandards ECMA-328 und ISO/IEC 28360 integriert werden. Die Methode wurde in einem internationalen Ringversuch erfolgreich getestet. Auf dieser Basis können Prüfwerte für die Emission von Fein- und Ultrafeinpartikeln im Rahmen der Vergabe des Umweltzeichens Blauer Engel vereinbart und Produktprüfungen vorgenommen werden. Im zweiten Themenschwerpunkt wurden an einem Bürogerätepool die Partikelemissionen chemisch analysiert. Durch eine Kombination von Aerosolbeprobungsmethoden und Analyseverfahren konnten Partikelemissionsquellen identifiziert werden. Die ermittelten Quantitäten, Größenverteilungen, chemischen Zusammensetzungen und Quellen liefern einen Beitrag zur detaillierten Beschreibung der Aerosolemissionen und schaffen eine Grundlage für die Risikobewertung im Vergleich mit anderen Aerosolemissionsquellen.

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