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Remote Sensing zur Emissionsmessung von Kfz

Zur Beurteilung der Luftschadstoffsituation an einem verkehrlichen Hotspot müssen die Emissi onen insbesondere des Straßenverkehrs möglichst genau bekannt sein. Hierzu werden häufig Modelle zur Emissionsberechnung des Kfz-Verkehrs benutzt. Zudem werden Ausbreitungsrech nungen eingesetzt, um die Immissionen von Schadstoffen zu modellieren. Im Projekt erfolgten Arbeiten zu beiden Bereichen. Die Remote Sensing Messtechnik bietet die Möglichkeit, die Emissionsraten bestimmter Schad stoffe direkt im fließenden Verkehr zu messen. In diesem Projekt wurden zwei kommerzielle Re mote Sensing Messsysteme an verschiedenen Straßen in Frankfurt am Main eingesetzt. Die ge messenen Emissionsraten wurden mit den Ergebnissen des Emissionsberechnungsmodells PHEM verglichen. Dadurch konnten erstmals viele Berechnungen für das HBEFA 4.1 durch di rekte Flottenmessungen für Pkw verifiziert werden. Allerdings sollte zukünftig speziell bei Die sel-Pkw die Abnahme der direkten NO2-Emissionen mit dem Fahrzeugalter abgebildet werden. Außerdem ist es immer wichtiger, die Emissionen von Fahrzeugen mit nicht-betriebswarmer Abgasreinigung gut zu modellieren und die entsprechenden Eingangsgrößen besser zu erheben. Durch den Vergleich unterschiedlicher Standorte und Flotten wurde ferner der Einfluss des Flot tenmixes nach Alter und Marken auf die resultierenden Emissionen analysiert. Für die prakti sche Anwendung wurde ein Leitfaden mit Nutzungsempfehlungen für die Anwendung von Re mote Sensing erstellt. Mit Ausbreitungsberechnungen für die urbane Skala und einen verkehrlichen Hotspot wurde für die Stadt Frankfurt am Main und Umgebung untersucht, welchen Beitrag die im Vergleich zu den Euro-Normen erhöhten Realemissionen des HBEFA zur lokalen NO2-Belastungssituation haben. Um zu prüfen, wie sich die aus den Ergebnissen des Remote Sensing geänderten Emissionsfakto ren in den Ergebnissen einer Ausbreitungsmodellierungen niederschlagen, wurden entspre chende Modellierungen der Kfz-Emissionen und Ausbreitungsberechnungen in der Mikroskala für den konkreten Zeitraum einer ausgewählten Remote Sensing Messkampagne in der Fried berger Landstraße in Frankfurt am Main durchgeführt. Quelle: Forschungsbericht

Leitfaden für Städte und Gemeinden zu Remote Sensing Messungen von Fahrzeugemissionen

Dieser Leitfaden hat zum Ziel, den Behörden in Deutschland Wege zur Nutzung der Emissionsmesstechnik "Remote Sensing" als Maßnahme zur Identifizierung von Ursachen für Überschreitungen von Luftqualitätsgrenzwerten durch den Straßenverkehr näher zu bringen und ggf. Wege zur Umsetzung dieser Technik aufzuzeigen. Städte und Gemeinden finden in diesem Leitfaden praktische Tipps für die Anwendung und die damit einhergehende Datenanalyse. Der Leitfaden basiert auf einem Forschungsprojekt im Rahmen dessen Remote Sensing Messungen in der Stadt Frankfurt am Main im Zeitraum Januar bis Februar und August bis September 2020 durchgeführt wurden Quelle: www.umweltbundesamt.de

Ermittlung von Emissionsfaktoren für Diesel-PkW mit Softwareupdate (EFA-SU)

Für ein kommendes Update des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) wurden durch das KBA, DUH und TU Dresden Messungen an Pkw Euro 5 und 6 mit verpflichtenden und freiwilligen Softwareupdates durchgeführt. Die Messungen umfassen dabei Tests im realen Verkehr (RDE Messungen) mit portabler Messtechnik (PEMS-Geräte) bei unterschiedlichen Temperaturen sowie Messungen auf dem Rollenprüfstand im Fahrzyklus WLTC bei den Temperaturen 5˚C, 10˚C und 15˚C. In dieser Studie wurden aus diesen Messdaten Emissionsfaktoren für betriebswarmen Zustand nach der Methode des HBEFA und damit auch die mit den Softwareupdates verbundenen NOx-Minderungen bestimmt. Dafür wurden aus den RDE-Messungen Emissions-Motorkennfelder für die Fahrzeuge vor-und nach Softwareupdate für das Emissionsmodell PHEM generiert mit dem im Anschluss die Emissionsfaktoren simuliert wurden. Der Datensatz ist damit kompatibel mit den sonstigen Emissionsfaktoren im HBEFA und steht für kommende Updates zur Verfügung. Aus den WLTC-Messungen wurden auch die NOx-Temperaturkorrekturfunktionen und Kaltstartzusatzemissionen erstellt. Diese erzeugten Daten sollen im nächsten HBEFA-Update zusätzlich zu den EA 189 Software-Updates der VW-Konzernfahrzeuge einfließen. Quelle: Forschungsbericht

Verbesserung der NO2-Immissionsmodellierung mit HBEFA4.1

Es wurden detaillierte Emissions- und Ausbreitungsberechnungen für die Zeppelinstraße in Potsdam für die Bezugsjahre 2015, 2018 und 2019 durchgeführt, weil hier eine sehr gute Datenlage vorlag. Die modellierten NOx- und NO2-Jahresmittelwerte wurden mit den Messdaten an der Messstation Zeppelinstraße verglichen. Die Ergebnisse der Modellrechnungen zeigten auf, dass bei optimaler Datenlage und Anwendung des dreidimensionalen prognostischen Strömungs- und Ausbreitungsmodells MISKAM mit HBEFA4.1 die NOx-Zusatzbelastung für das Jahr 2015 um 16% unterschätzt und für die Jahre 2018 und 2019 um 16% bzw. 15% überschätzt werden. In der NOx-Gesamtbelastung ergab dies Abweichungen zwischen -12% (2015) und +11% (2018) bzw. 10% (2019). Eine Ursache für die Überschätzungen 2018 und 2019 könnte ggf. in der im HBEFA4.1 nicht vorhandenen Berücksichtigung der Wirkung der freiwilligen Softwareupdates und/oder höherer Wirkungen der verpflichtenden Softwareupdates zu finden sein. Verwendet man zur Berücksichtigung der NO-NO2-Konversion das vereinfachte Chemiemodell nach Düring et al. (2011) in seinen Standardeinstellungen und unter Nutzung der NO2-Direktemissionsanteile aus HBEFA4.1, dann wird 2015 der NO2-Messwert (leicht) überschätzt (4%). Statistische Konversionsmodelle nach Romberg et al. (1996) bzw. Bächlin et al. (2008) zeigen tendenziell eine NO2-Unterschätzung. In den Bezugsjahren 2018 und 2019 werden mit dem vereinfachten Chemiemodell deutliche Überschätzungen der NO2-Messwerte berechnet, weil die NOx-Zusatzbelastung (NOx-Emission) zu hoch ist (16% bzw. 15%) und die NO-NO2-Konversion im vereinfachten Chemiemodell zusätzlich zu einer weiteren Überschätzung in der Gesamtbelastung führt. Auch die statistischen Konversionsmodelle zeigen NO2-Überschätzungen der Gesamtbelastung, die aber geringer sind als mit dem Chemiemodell berechneten. Es zeigt sich, dass mit einer Halbierung der NO2-Direktemissionsanteile des HBEFA4.1, wie aus Analysen der Immissionsdaten ableitbar, die mit dem Chemiemodell berechneten NO2-Gesamtbelastungen deutlich näher am Messwert liegen. Quelle: Forschungsbericht

Flüssiger Verkehr für Klimaschutz und Luftreinhaltung

In diesem Forschungsvorhaben wurden zwei Ziele verfolgt: Die Aktualisierung und Überprüfung der im Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA) für Deutschland hinterlegten Fahrleistungsanteile nach Verkehrssituationen und die Beschreibung und Quantifizierung der verstetigenden Wirkung verkehrlicher Maßnahmen. Um das HBEFA zur Berechnung mittlerer Emissionsfaktoren nutzen zu können, sind neben den verkehrssituationsspezifischen Emissionsfaktoren zusätzlich Fahrleistungsanteile für eine Gewichtung hinterlegt. Differenziert nach Fahrzeugkategorie geben diese Werte an, welche Anteile der Gesamtfahrleistung auf welchen Straßenkategorien in welchem Verkehrszustand zurückgelegt werden. Diese Werte wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens unter Verwendung von Floating Car Data (FCD) aktualisiert. Die Aktualisierung wurde in der Version 4.2 des HBEFA übernommen. Darüber hinaus wurden für Autobahnen, insbesondere für Strecken ohne Geschwindigkeitsbegrenzung, die realisierten Fahrgeschwindigkeiten genauer untersucht. Auch wurden unterschiedliche Szenarien ausgewählter Verkehrssituationen mikroskopisch simuliert, um die angesetzten spezifischen Emissionsfaktoren zu überprüfen. Eine Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen und gutachterlicher Arbeiten befassen sich mit den Wirkungen verkehrsplanerischer und -politischer Maßnahmen auf den Klimaschutz bzw. im Bereich der Luftreinhaltung. Die verstetigenden Effekte und/oder deren Wechselwirkungen mit der Verkehrsnachfrage einschließlich der Rebound-Effekte stehen dabei nicht immer im Vordergrund bzw. werden nicht explizit ausgewiesen. Das zweite zentrale Ziel des Forschungsvorhabens bezieht sich deshalb auf solche Maßnahmen. Zunächst wurden verkehrliche Maßnahmen mit Blick auf ihre Wirkung auf den Verkehrsfluss gesammelt und klassifiziert. Daraufhin wurden ausgewählte Maßnahmen hinsichtlich der beschriebenen Effekte quantifiziert. Abhängig vom Maßnahmentyp wurde der Einsatz von mikroskopischer Verkehrsflusssimulation, Verkehrsnachfragemodellen, FCD und Emissionsmodellen kombiniert. Quelle: Forschungsbericht

Klimawirksame Emissionen des deutschen Reiseverkehrs

Das Vorhaben hat ein konsistentes und grundsätzlich fortschreibbares Gesamtbild der Reiseverkehrsnachfrage und der klimawirksamen Emissionen des Reiseverkehrs in Deutschland geschaffen. Dabei stellen die Ergebnisse der jüngsten deutschlandweiten Befragung zur Alltagsmobilität "Mobilität in Deutschland 2017" den Kern des Mengengerüstes dar, ergänzt insbesondere mit der Personenverkehrsrechnung aus "Verkehr in Zahlen". Daneben ist eine auf den Reiseverkehr der Inländer abzielende Befragung im Dezember 2018 durchgeführt worden. Die Zusammenführung der verschiedenen Datenquellen zu einem konsistenten Verkehrsmengengerüst erfolgt im Rahmen eines Fusionsmodells. Auf dieses ist die Anwendung einer auf der UNWTO-Tourismus-Definition (alle Ortsveränderungen von Personen zu privaten oder beruflichen Zwecken, deren Ziele außerhalb des gewöhnlichen Umfeldes liegen) basierenden und im Rahmen des Vorhabens entwickelte Heuristik erfolgt, mittels der eine eindeutige Abgrenzung der Verkehrsmengen des Reiseverkehrs vom Nicht-Reiseverkehr möglich ist. Im Vorhaben sind zudem über verschiedene Modellierungsansätze Datenlücken bei den spezifischen Emissionen von reiseverkehrsspezifischen Verkehrsmitteln (z.B. Kreuzfahrtschiffe, Pkw mit Dachboxen) geschlossen worden. Im Ergebnis liegen Emissionsfaktoren von im Reiseverkehr gebräuchlichen Verkehrsmitteln in der Logik vom Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA) und dem Transport Emission Model (TREMOD) vor. Die Verknüpfung der Emissionsfaktoren mit dem Verkehrsmengengerüst erlaubt die Berechnung der klimawirksamen Emissionen des Reiseverkehres der Inländer (Verursacherprinzip) und des Inlands (Territorialprinzip). Quelle: Forschungsbericht

Flüssiger Verkehr für Klimaschutz und Luftreinhaltung

Das Projekt "Flüssiger Verkehr für Klimaschutz und Luftreinhaltung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Straßen- und Verkehrswesen, Lehrstuhl für Verkehrsplanung und Verkehrsleittechnik durchgeführt. Das Vorhaben soll untersuchen, wie durch eine Verstetigung des motorisierten Straßenverkehrs Emissionen eingespart werden können und gleichzeitig Stau vermieden werden kann. Dabei soll eine Aktualisierung der Datengrundlage erfolgen unter Einbezug neuer, sich ergänzender Datenquellen (u.a. Daten der Mobilfunkbetreiber in Deutschland, Daten der BASt zur Entwicklung der Verkehrsnachfrage auf BAB (Bundesfernstraßen) und der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeiten sowie kommunal erhobene Daten). Eine umfassende Analyse liefert in aufbereiteter Form Argumente für sachliche und zielführende Diskussionen. Maßnahmen zur Verflüssigung des motorisierten Verkehrs können aber auch hemmend z.B. für den ÖPNV oder den Fuß- und Radverkehr wirken (lange Wartezeiten an Ampeln) und damit die Förderung nicht-motorisierter Null-Emissions-Verkehrsträger konterkarieren. Darüber hinaus kann die Verflüssigung des motorisierten Verkehrs zu einer höheren Attraktivität bestimmter Strecken und somit mittel- und langfristig zu mehr Verkehr und damit erneuten Stauerscheinungen führen. Auch diese möglichen Nebeneffekte werden in die Wirkungsanalyse einbezogen. Die Ergebnisse der hier vorgesehenen Datenanalysen können als wesentliche Grundlagen auch für Aktualisierungen der Fahrsituationen im Handbuch für Emissionsfaktoren Verwendung finden und damit für auch TREMOD (Transport Emission Model) zur Verfügung stehen.

Feldüberwachung VIII von Otto-und Diesel-Pkw und leichten Nfz der Grenzwertstufen EURO III, D4 und EURO IV: Überprüfung der Einhaltung der Anforderungen zu den Schadstoffemissionen und Aktualisierung der Emissionsfaktoren

Das Projekt "Feldüberwachung VIII von Otto-und Diesel-Pkw und leichten Nfz der Grenzwertstufen EURO III, D4 und EURO IV: Überprüfung der Einhaltung der Anforderungen zu den Schadstoffemissionen und Aktualisierung der Emissionsfaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TÜV NORD Mobilität GmbH & Co. KG durchgeführt. A) Problemstellung Die Schadstoffemissionen aus Pkw/leichten Nutzfahrzeugen werden durch gesetzliche Vorgaben begrenzt, deren Einhaltung durch die Typzulassung dokumentiert wird. Entscheidend für die Erreichung der Immissionsziele sind die Emissionen bei der Nutzung über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeuges. Zur Sicherstellung der Einhaltung der gesetzlichen Bestimmungen ist deshalb die Überprüfung der Fahrzeuge im Feld auf typspezifische Mängel (Herstellerverantwortung) notwendig. Um die Einhaltung der Emissions/Immissionsziele zu überprüfen bzw. um Prognosen erstellen zu können, ist die Aktualisierung von Emissionsfaktoren zur Verwendung im Rechenmodell TREMOD notwendig. B) Handlungsbedarf (BMU/UBA) Die Durchführung der Feldüberwachung als Forschungsvorhaben ist notwendig. Alle abgeschlossenen Vorhaben haben gezeigt, dass die FÜ ein wirksames Instrument ist, um typspezifische Defekte aufzudecken und die Emissionen im Verkehr zu mindern. Um ein möglichst günstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis zu erzielen, werden die Messergebnisse auch zur Aktualisierung der Emissionsfaktoren verwendet. C) Ziel der Messungen ist die Ermittlung von Emissionsfaktoren (EFA), die u.a. im HBEFA und in TREMOD Verwendung finden. Weiterhin ist durch die Umsetzung der Anforderungen der EU-Richtlinien die Dauerhaltbarkeit emissionsmindernder Bauteile in Pkw/lNfz auf einem langfristig niedrigen Emissionsniveau zu gewährleisten. Bei der Feststellung typspezifischer Mängel wird über Rückrufaktionen der Hersteller dafür gesorgt, dass der Emissionszustand entsprechend den gesetzlichen Anforderungen wieder hergestellt wird und Mängel in der Produktion behoben werden.

Einarbeitung neuer Berechnungsoptionen und der Daten des Handbuches für Emissionsfaktoren - Version 2.1 in das Dynamisierte Emissisonskataster für Sachsen

Das Projekt "Einarbeitung neuer Berechnungsoptionen und der Daten des Handbuches für Emissionsfaktoren - Version 2.1 in das Dynamisierte Emissisonskataster für Sachsen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Verkehrsplanung und Straßenverkehr, Lehrstuhl für Verkehrsökologie durchgeführt. Einarbeitung der Emissionsfaktoren des HBEFA 2.1 in das Emissionskataster Sachsen - Einarbeitung neuer Berechnungsoptionen zur Abschätzung des Einflusses von Klimaanlagen sowie von Russpartikelfiltern in das Emissionskataster Sachsen.

Ermittlung von Emissionsfaktoren von Kraftfahrzeugen unter Berücksichtigung zukünftiger Antriebskonzepte und der Vorkette von Kraftstoffen

Das Projekt "Ermittlung von Emissionsfaktoren von Kraftfahrzeugen unter Berücksichtigung zukünftiger Antriebskonzepte und der Vorkette von Kraftstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH durchgeführt. Ausgangslage: Das Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA) liefert die Emissionsfaktoren für die Ermittlung der Schadstoff- und Klimagasemissionen des Verkehrs. Die Berechnungen für Deutschland erfolgen letztlich mit Hilfe des Modells 'TREMOD'. Das HBEFA hat sich in den letzten Jahren zu einer wichtigen Datengrundlage zur Ermittlung der Gesamtemissionen aber auch zur Ermittlung der Luftbelastung entwickelt. Insbesondere für Prognosen zur künftigen Luftbelastung und der Wirkung verkehrsseitiger Maßnahmen (wie Umweltzonen oder neuen Abgasstufen) ist das HBEFA notwendig. Auch im europäischen Kontext hat die Bedeutung des HBEFA weiter zugenommen. Im Rahmen der neu eingesetzten ERMES-Arbeitsgruppe erfolgt eine kontinuierliche Weiterentwicklung. Dafür ist es notwendig, kontinuierlich die Emissionsdaten neuer Fahrzeuge zu ermitteln und diese dann in konkrete Emissionsfaktoren umzusetzen. Ziele: Das HBEFA soll innerhalb dieses Projektes in seinen Grundlagen weiterentwickelt werden. Als eine zusätzliche Komponente soll ein Werkzeug entwickelt werden, mit dem auch die Emissionen von Schadstoffen- aber insbesondere Klimagasen der Vorkette ermittelt werden können. Das ist eine wichtige neue Komponente, die vor dem Hintergrund zunehmender Elektrifizierung, der weiteren Effizienzsteigerung am Fahrzeug und der zunehmenden Vielfältigkeit der Kraftstoffe und Energieformen zukünftig einen höheren Stellenwert erhalten wird. Besonders aktuell ist dies bei der Verwendung von Erd- und Flüssiggas. Nur unter der Einbeziehung der Vorkettenemissionen wird es zukünftig möglich sein, eine fachlich belastbare Aussage zur den Emissionen aus dem Verkehr zu machen. Die alleinige Betrachtung der Betriebsphase eines Verkehrsmittels ist zukünftig nicht mehr ausreichend.

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