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H.S. H.S. 1 Schadstoff- und CO2-Emissionen bei Tempo 30 Heinz Steven 08.11.2012 Fachtagung Tempo 30 Chancen, Hindernisse, Erfahrungen

Fachtagung Tempo 30 - umweltbundesamt.de · 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x-m Durchschnittsgeschwindigkeit ohne Stillstand in km/h NOx_PHEM_acc NOx_PHEM_cruise

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H.S.H.S.

1

Schadstoff- und CO2-Emissionen bei Tempo 30

Heinz Steven

08.11.2012

Fachtagung Tempo 30 –

Chancen, Hindernisse, Erfahrungen

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H.S.H.S.

Übersicht

2

• Einleitung und Präzisierung des Themas

• Modellhafte Darstellung der Einflussparameter für CO2- und

NOx-Emissionen von Kfz.

• Ergebnisse von PEMS-Messungen/PHEM-Berechnungen in

Stuttgart.

• Schlussfolgerungen.

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H.S.H.S.

Einleitung

3

• Luftreinhaltung und Lärmbekämpfung lässt sich in den

Städten und Agglomerationen vor allem auf den

Straßenverkehr fokussieren.

• Die wesentlichen Potentiale durch Minderung an der Quelle

lassen sich im kommunalen Bereich aber nicht beeinflussen,

sondern nur durch Änderung der Anforderungen im Rahmen

der Typprüfung von Kfz. Und diese sind durch Europäische

Gesetzgebung geregelt, können also nicht einmal auf

nationaler Ebene verbessert werden.

• In diesem Bereich hat sich in den zurückliegenden

Jahrzehnten die Effektivität von Minderungen im Rahmen der

Typprüfung im Hinblick auf Minderungen im realen

Straßenverkehr zunehmend verschlechtert.

• Herausragende Beispiele sind die Geräuschemissionen von

Pkw generell und die NOx-Emissionen von Diesel-Pkw.

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H.S.H.S.

Einleitung

4

• Im kommunalen Bereich verbleiben als Minderungsmaßnahmen

neben Infrastruktur- und Planungsmaßnahmen im wesentlichen

Maßnahmen, die Verkehrsaufkommen und –zusammensetzung

sowie den Verkehrsablauf beeinflussen.

• In diesem Zusammenhang wurde Tempo 30 auf Hauptverkehrs-

straßen als eine Maßnahme zur Lärmminderung vorgeschlagen

und z.B. in Berlin auch bereits umgesetzt.

• In einigen anderen Städten wird diese Maßnahme aktuell

diskutiert.

• Dieser Vortrag beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit Tempo

30 die CO2- und Schadstoffemissionen im Straßenverkehr im

Vergleich zu Tempo 50 beeinflussen.

• Die Darstellung wird auf Diesel-Pkw sowie NOx-Emissionen

bzw. Kraftstoffverbrauch/CO2-Emissionen beschränkt.

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H.S.H.S.

Grundlagen

5

• Die im folgenden dargestellten Zusammenhänge und

Ergebnisse basieren im wesentlichen auf PEMS-Messungen

und PHEM-Analysen aus Untersuchungen in Stuttgart, die in

[1] und [2] ausführlich beschrieben sind.

• Im Rahmen von [1] wurde in Stuttgart das Abgasemissions-

verhalten von zwei Pkw und einem leichten Nutzfahrzeug im

realen Straßenverkehr auf unterschiedlichen Strecken erfasst.

• Auf 3 Hauptverkehrsstraßenabschnitten wurde zudem das

Fahrverhalten bei Tempolimiten von 40 km/h und 30 km/h

simuliert.

• Der Vergleich ist durch Vielfalt an Parametern erschwert, z.B.

Stillstandsanteile.

• Die Auswertung hat gezeigt, dass die Fahrstrecken zur

Ableitung von Parametereinflüssen lang genug (>= 2 km)

gewählt werden müssen, um Artefakte zu vermeiden.

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H.S.H.S.

Einflussparameter für CO2 und NOx

6

• Nähere Einzelheiten zum PHEM-Modell, das auch für die

Bestimmung der Emissionsfaktoren des Handbuchs für

Emissionsfaktoren (HBEfa 3.1) benutzt wurde, findet man in [3].

Mit derselben Thematik beschäftigt sich auch eine

Untersuchung der Firma Aviso (siehe [4]).

• Die Emissionen eines Kfz hängen primär von Motordrehzahl und

Motorbelastung ab. Bild 1 zeigt beispielhaft ein Kennfeld für

NOx, das aus den Ergebnissen der PHEM-Modellierung für Euro

4 Diesel Pkw mit DPF (Partikelfilter) gewonnen wurde.

• Die Emissionen in g/h nehmen mit Motordrehzahl und

Motorbelastung zu.

• Die Zusammenhänge für CO2 sind ähnlich, die Zusammenhänge

für NOx für Pkw mit Abgasnachbehandlung können komplexer

sei, je nachdem, wie die Regelung des Abgasnachbehandlungs-

systems ausgelegt ist. Dies hängt nicht nur von der Eurostufe

ab, sondern auch von Hersteller und Typ.

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H.S.H.S.

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

100%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%

Mo

torb

ela

stu

ng

(n - s)/(n_idle - s)

160-200

120-160

80-120

40-80

0-40

Diesel Pkw, Euro 4 mit DPF,NOx Emissionen in g/h

NOx-Kennfeld eines Diesel Pkw

7 Bild 1

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H.S.H.S.

Einflussparameter für CO2 und NOx

8

• Für die praktische Anwendung sind Kennfelder in Abhängigkeit

von fahrprofilabhängigen Parametern geeigneter. Bild 2 zeigt

beispielhaft die Abhängigkeit der CO2-Emissionen einer

Stichprobe von Diesel-Pkw von v (Geschwindigkeit) und v*a

(Geschwindigkeit*Beschleunigung).

• Die Zusammenhänge für NOx sind ähnlich.

• Die blaue Kurve in Bild 2 zeigt die spezifischen CO2-Emissionen

bei konstanter Geschwindigkeit. Die niedrigsten Emissionen

stellen sich zwischen 60 und 75 km/h ein.

• Bei niedrigeren Geschwindigkeiten nehmen die Emissionen mit

abnehmender Geschwindigkeit zu, bei höheren

Geschwindigkeiten mit zunehmender Geschwindigkeit.

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H.S.H.S.

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100 120 140 160

CO

2 e

mis

sio

ns

in g

/km

average speed in km/h

e_CO2, v*a = -8 m²/s³

e_CO2, v*a = -4 m²/s³

e_CO2, v*a = 0

e_CO2, v*a = +4 m²/s³

e_CO2, v*a = +8 m²/s³

test bench measurement results, real world cycles, hot emissions, average of 10 Diesel Euro 4 cars

without standstill

CO2-Emission in g/km als f(v, v*a)

9 Bild 2

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H.S.H.S.

CO2-Emission in g/km als f(v, v*a)

10

• Letzteres ist auf die überproportional zunehmenden

Fahrwiderstandsleistungen zurückzuführen, ersteres auf die

Tatsache, dass die Emissionen in g/h mit sinkender

Geschwindigkeit weniger stark abnehmen als die

zurückgelegten Wegstrecken.

• Man sieht aber auch den enormen Einfluss von v*a, das die

massenspezifische Beschleunigungsleistung repräsentiert.

• Zudem ist die Lage der Minima hinsichtlich der

Geschwindigkeit von v*a abhängig. Sie verschiebt sich mit

zunehmendem v*a zu höheren Werten hin.

• Die Ergebnisse der PHEM-Modellierung aus [2] bestätigen

diesen Sachverhalt (Bild 3). Die z.T. recht beträchtlichen

Streuungen sind darauf zurückzuführen, dass die

Beschleunigungen variieren und dass zusätzliche Einflüsse,

wie Fahrbahnlängsneigung nicht ausreichend eliminiert

werden konnten.

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H.S.H.S.

y = 2548x-0.331

R² = 0.3701

y = 4255.4x-0.658

R² = 0.6956

y = 4299.8x-0.826

R² = 0.7338

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

NO

x-Em

issi

on

in m

g/km

Durchschnittsgeschwindigkeit ohne Stillstand in km/h

NOx_PHEM_acc

NOx_PHEM_cruise

NOx_PHEM_dec

Pot.(NOx_PHEM_acc)

Pot.(NOx_PHEM_cruise)

Pot.(NOx_PHEM_dec)

Pkw, Diesel, Euro 4 DPF, ohne Stops

NOx als f(v, Beschleunigungsklasse)

11 Bild 3

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H.S.H.S.Modellhafte Betrachtung der

Einflussgrößen

12

• Die sich ergebenden Regressionslinien können aber für die

folgenden Modellbetrachtungen herangezogen werden.

• Die bisher dargestellten Ergebnisse legen den Schluss nahe,

dass die Emissionen am niedrigsten sind, wenn auf relativ

hohem Geschwindigkeitsniveau (70 km/h) mit möglichst hohem

Konstantfahrtanteil gefahren werden kann.

• Die Geschwindigkeits-Zeitverläufe, die man im realen Verkehr

auf innerstädtischen Straßen registrieren kann, sind zumeist

aber komplexer strukturiert, abhängig von Straßentyp,

Tempolimit, Verkehrsaufkommen und –zusammensetzung.

• Dadurch wird die Beurteilung des Einflusses eines einzelnen

Parameters, wie z.B. der Zielgeschwindigkeit, erschwert.

Letztere ist zwar mit dem Tempolimit korreliert, die Korrelation

hängt aber wiederum von Randbedingungen wie Befolgungs-

grad, Überwachung u.ä. ab.

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H.S.H.S.Modellhafte Betrachtung der

Einflussgrößen

13

• Um die Auswirkung verschiedener Tempolimite auf die

Emissionen anschaulich und besser verständlich zu machen,

werden ein Beschleunigungsvorgang bis auf die Zielgeschwin-

digkeit (gleich Tempolimit), eine anschließende Konstantfahrt

und ein Verzögerungsvorgang (analog zum Beschleunigungs-

vorgang) für eine gegebene Streckenlänge und folgende

Tempolimite betrachtet:

20, 30, 40, 50 und 70 km/h

• Bei einer konstanten Beschleunigung von 1,5 m/s² (Verzögerung

-1,5 m/s²) und einer Streckenlänge von 800 m ergeben sich die

in Bild 4 dargestellten Verläufe.

• Mit den Regressionskurven der NOx-Emissionen aus Bild 3

erhält man die in Tabelle 1 und Bild 5 zusammengestellten

Ergebnisse.

• Bild 6 zeigt den Einfluss der Beschleunigung.

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H.S.H.S.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Ge

sch

win

dig

keit

in k

m/h

Strecke in m

Tempo 20 Tempo 30 Tempo 40 Tempo 50 Tempo 70

Modellierte Geschwindigkeitsverläufe

14 Bild 4

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H.S.H.S.

Ergebnisse einschl. NOx

15 Tabelle 1

acc konst dec Summe acc konst dec Summe acc konst dec Summe

Zeit in s 3.7 140.3 3.70 147.7 5.6 90.4 5.6 101.6 7.4 64.6 7.4 79.4

Weg in m 10.3 779.4 10.29 800.0 23.1 753.7 23.1 800.0 41.2 717.7 41.2 800.0

v_ave in km/h 10.0 20.0 10.0 19.5 15.0 30.0 15.0 28.4 20.0 40.0 20.0 36.3

NOx in mg/km 1189 593 642 601.3 1040.0 454.0 459.0 471.1 954.0 376.0 362.0 405.0

NOx in mg 12.2 462.2 6.6 481.0 24.1 342.2 10.6 376.9 39.3 269.9 14.9 324.0

acc konst dec Summe acc konst dec Summe 800

Zeit in s 9.3 48.3 9.3 66.9 13.0 28.2 13.0 54.1 1.5

Weg in m 64.3 671.4 64.3 800.0 126.0 547.9 126.0 800.0

v_ave in km/h 25.0 50.0 25.0 43.1 35.0 70.0 35.0 53.2

NOx in mg/km 878.0 320.0 324.0 365.2 785.0 260.0 228.0 337.7

NOx in mg 56.5 214.8 20.8 292.1 98.9 142.5 28.7 270.1

Beschleunigung in m/s²

Strecke in m

Zielgeschwindigkeit = Höchstgeschwindigkeit in km/h

Zielgeschwindigkeit = Höchstgeschwindigkeit in km/h

30

50 70

4020

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H.S.H.S.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

NO

x-Em

issi

on

in m

g/km

Zielgeschwindigkeit in km/h

NOx, Gesamtstrecke

NOx, acc

NOx, konstant

NOx, dec

Poly. (NOx,Gesamtstrecke)Poly. (NOx, acc)

Poly. (NOx, konstant)

Die tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeiten für die

Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen und die Gesamtstrecke sind niedriger als die

Zielgeschwindigkeit.

Beschleunigung 1.5 m/s², Streckenlänge 800 m

1 Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgang

Nox =f(v_ziel, Fahrzustand)

16 Bild 5

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H.S.H.S.

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

NO

x-Em

issi

on

in m

g/km

Zielgeschwindigkeit in km/h

NOx, Gesamtstrecke, 1,5 m/s²

NOx, Gesamtstrecke, 1 m/s²

NOx, Gesamtstrecke, 0,5 m/s²

Die tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeiten für die

Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen und die Gesamtstrecke sind niedriger als die

Zielgeschwindigkeit.

Streckenlänge 800 m

1 Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgang,Euro 4 Diesel Pkw mit DPF

Nox =f(v_ziel, a)

17 Bild 6

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H.S.H.S.Modellhafte Betrachtung der

Einflussgrößen

18

• Diese sind eindeutig: Die niedrigsten Emissionen ergeben sich

bei Zielgeschwindigkeiten von 50 bis 70 km/h.

• Bild 7 zeigt die Ergebnisse für die Gesamtstrecke bei unter-

schiedlicher Streckenlänge. Bei 300 m Länge ist Tempo 70

ungünstiger als Tempo 50, weil der Konstantfahrtanteil nahezu

Null ist.

• Bild 8 zeigt die Ergebnisse für die Gesamtstrecke bei unter-

schiedlicher Anzahl von Beschleunigungs- und Verzögerungs-

vorgängen für eine Streckenlänge von 800 m. 4 Beschleuni-

gungsvorgänge sind bei Tempo 70 nicht mehr möglich.

• Bild 9 ist analog zu Bild 8, die Streckenlänge beträgt aber 500 m.

In diesem Fall sind 4 Beschleunigungsvorgänge bereits bei

Tempo 50 und 3 bei Tempo 70 nicht mehr möglich.

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H.S.H.S.

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

NO

x-Em

issi

on

in m

g/km

Zielgeschwindigkeit in km/h

NOx, 300 m

NOx, 400 m

NOx, 500 m

NOx, 800 m

NOx, 1500 m1 Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgang

mit +/- 1,5 m/s²,Euro 4 Diesel Pkw mit DPF

Emission der Gesamtstrecke bei unterschiedlicher Streckenlänge

Variation der Streckenlänge

19 Bild 7

Page 20: Fachtagung Tempo 30 - umweltbundesamt.de · 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x-m Durchschnittsgeschwindigkeit ohne Stillstand in km/h NOx_PHEM_acc NOx_PHEM_cruise

H.S.H.S.

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

NO

x-Em

issi

on

in m

g/km

Zielgeschwindigkeit in km/h

NOx, konstant

NOx, 1 acc

NOx, 2 acc

NOx, 3 acc

NOx, 4 acc

Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge mit +/- 1,5 m/s²,Euro 4 Diesel Pkw mit DPF

Emission der Gesamtstrecke bei unterschiedlicher Anzahl von Stops

Streckenlänge 800 m

Variation der Anzahl von

Beschleunigungsvorgängen

20 Bild 8

Page 21: Fachtagung Tempo 30 - umweltbundesamt.de · 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x-m Durchschnittsgeschwindigkeit ohne Stillstand in km/h NOx_PHEM_acc NOx_PHEM_cruise

H.S.H.S.

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

NO

x-Em

issi

on

in m

g/km

Zielgeschwindigkeit in km/h

NOx, konstant

NOx, 1 acc

NOx, 2 acc

NOx, 3 acc

NOx, 4 acc

Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge mit +/- 1,5 m/s²,Euro 4 Diesel Pkw mit DPF

Emission der Gesamtstrecke bei unterschiedlicher Anzahl von Stops

Streckenlänge 500 m

Variation der Anzahl von

Beschleunigungsvorgängen

21 Bild 9

Page 22: Fachtagung Tempo 30 - umweltbundesamt.de · 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x-m Durchschnittsgeschwindigkeit ohne Stillstand in km/h NOx_PHEM_acc NOx_PHEM_cruise

H.S.H.S.

Einfluss von Stillstandsanteilen

22

• Die bisherigen Ergebnisse beinhalteten keine Stillstandsanteile.

Diese kommen im realen Innerortsverkehr jedoch z.T. in

beträchtlichem Umfang vor.

• Aus den Analysen in [2] ließen sich deren Anteile an den

Gesamtemissionen mit guter Korrelation bestimmen. Die

Ergebnisse sind in Bild 10 dargestellt. FC bedeutet

Kraftstoffverbrauch und ist direkt proportional zu den CO2-

Emissionen.

• Bei 25% Stillstandsanteil beträgt der Anteil an den CO2-

Emissionen 12% und an den NOx-Emissionen immerhin 10%.

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H.S.H.S.

0%

5%

10%

15%

20%

25%

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45%

An

teil

de

r Em

issi

on

wäh

ren

d S

top

s an

de

r G

esa

mte

mis

sio

n

Stillstandsanteil

p_FC_stop

p_NOx_stop

Poly. (p_FC_stop)

Poly. (p_NOx_stop)

Pkw, Diesel, Euro 4 DPF

Einfluss von Stillstandsanteilen

23 Bild 10

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H.S.H.S.Ergebnisse von Fahrverhaltens-

untersuchungen in Stuttgart

24

• Wie schon erwähnt, wurde im Rahmen von [1] in Stuttgart das

Abgasemissionsverhalten von zwei Pkw und einem leichten

Nutzfahrzeug im realen Straßenverkehr auf unterschiedlichen

Strecken mittels PEMS (on board permanent emission

measurement system) erfasst, wobei zudem auf 3 Haupt-

verkehrsstraßenabschnitten das Fahrverhalten bei

Tempolimiten von 40 km/h und 30 km/h simuliert wurde.

• Die Simulation war insofern nicht ganz stimmig, weil die

reduzierten Tempolimite strikt beachtet wurden und das

Versuchsfahrzeug bei Tempo 30 und Tempo 40 eher mehr freie

Fahrtanteile aufwies als bei einem realistischeren Feldversuch,

weil die vorausfahrenden Fahrzeuge natürlich deutlich höhere

Zielgeschwindigkeiten anstrebten.

• Die Fahrten wurden zu unterschiedlichen Tageszeiten zwischen

6:00 h morgens und 20:00 h abends durchgeführt.

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H.S.H.S.Ergebnisse von Fahrverhaltens-

untersuchungen in Stuttgart

25

• Die über alle Messfahrten summierten, stillstandsbereinigten

Geschwindigkeitsverteilungen sind in Bild 11 und Bild 12

dargestellt. Route 1 bedeutet Innenstadtring, Route 2

Neckartorstrecke.

• Route 2 hatte deutlich höhere Anteile mit Geschwindigkeiten

nahe der Zielgeschwindigkeit. Außerdem ist zu erkennen, dass

die Zielgeschwindigkeiten gut befolgt wurden.

• Kraftstoffverbräuche und NOx-Emissionen der einzelnen

Versuchsfahrten sind in Bild 13 und Bild 14 (ebenfalls

stillstandsbereinigt) dargestellt, um den Einfluss der

Zielgeschwindigkeit besser herausarbeiten zu können.

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H.S.H.S.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 10 20 30 40 50 60 70

cum

fre

qu

en

cy

vehicle speed in km/h

T50, Route 1, vehicle 1

T50, Route 1, vehicle 2

T50, Route 1, vehicle 3

T40, Route 1, vehicle 1

T40, Route 1, vehicle 2

T40, Route 1, vehicle 3

T30, Route 1, vehicle 1

T30, Route 1, vehicle 2

T30, Route 1, vehicle 3

Geschwindigkeitsverteilungen

26 Bild 11

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H.S.H.S.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 10 20 30 40 50 60 70

cum

fre

qu

en

cy

vehicle speed in km/h

T50, Route 2, vehicle 1

T50, Route 2, vehicle 2

T50, Route 2, vehicle 3

T40, Route 2, vehicle 1

T40, Route 2, vehicle 2

T40, Route 2, vehicle 3

T30, Route 2, vehicle 1

T30, Route 2, vehicle 2

T30, Route 2, vehicle 3

Geschwindigkeitsverteilungen

27 Bild 12

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H.S.H.S.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Kra

ftst

off

verb

rau

ch in

g/k

m

Durchschnittsgeschwindigkeit in km/h

Innenstadtring, T30

Innenstadtring, T40

Innenstadtring, T50

Neckartor, T30

Neckartor, T40

Neckartor, T50

S, Wohngebiet, T30

Pkw, Diesel, Euro 4 DPF, ohne Stops

Kraftstoffverbrauch

28 Bild 13

Page 29: Fachtagung Tempo 30 - umweltbundesamt.de · 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x-m Durchschnittsgeschwindigkeit ohne Stillstand in km/h NOx_PHEM_acc NOx_PHEM_cruise

H.S.H.S.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

NO

x-Em

issi

on

in m

g/km

Durchschnittsgeschwindigkeit in km/h

Innenstadtring, T30

Innenstadtring, T40

Innenstadtring, T50

Neckartor, T30

Neckartor, T40

Neckartor, T50

S, Wohngebiet, T30

Pkw, Diesel, Euro 4 DPF, ohne Stops

NOx-Emissionen

29 Bild 14

Page 30: Fachtagung Tempo 30 - umweltbundesamt.de · 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x-m Durchschnittsgeschwindigkeit ohne Stillstand in km/h NOx_PHEM_acc NOx_PHEM_cruise

H.S.H.S.Ergebnisse von Fahrverhaltens-

untersuchungen in Stuttgart

30

• In Bild 13 und Bild 14 wurden zusätzlich die Ergebnisse von

Wohngebietsstrecken mit Tempo 30 mit einbezogen.

• Der Einfluss der mittleren Geschwindigkeit ist eindeutig. Die

höchsten Emissionen treten auf den Wohngebietsstrecken auf,

die auch die niedrigsten Geschwindigkeiten aufweisen.

• Bild 15 zeigt eine Zusammenfassung der Ergebnisse für

Kraftstoffverbrauch, NOx- und Partikelemissionen.

• Tempo 30 ergibt gegenüber Tempo 50 eine Erhöhung der CO2-

Emissionen um ca. 19%, bei den Partikelemissionen beträgt die

Erhöhung im Mittel 14%, bei den NOx-Emissionen im Mittel 6%,

wobei hier Minderungen nicht völlig ausgeschlossen sind.

• Diese Ergebnisse stehen in gutem Einklang mit den

Ergebnissen der Modellberechnungen.

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H.S.H.S.

-10%

-5%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

Kraftstoffverbrauch NOx Emission Partikelemission

Än

de

run

g T

em

po

30

ge

gen

üb

er

Tem

po

50

Mittelwert - Stdabw

Mittelwert

Mittelwert + Stdabw

PHEM-Modellierung auf Basis realer Fahrzyklen, Stuttgart Innenstadt, 3 Fahrstrecken,

verschiedene Verkehrssituationen, mittlere Fahrzeugflotte, Pkw und leichte Nutzfahrzeuge

Ergebnisse der Emissionsbestimmung

31 Bild 15

Page 32: Fachtagung Tempo 30 - umweltbundesamt.de · 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x-m Durchschnittsgeschwindigkeit ohne Stillstand in km/h NOx_PHEM_acc NOx_PHEM_cruise

H.S.H.S.

Schlussfolgerungen

32

• Die Ergebnisse der Modellrechnungen zeigen, dass Tempo 30

selbst bei vollständigem Befolgungsgrad nur dann zu einer

Minderung der NOx-Emissionen führt, wenn die Fahrverläufe im

Ausgangszustand (bei Tempo 50) stark unstetig sind und wenn

bei Tempo 30 eine deutliche Verstetigung und eine

Herabsetzung der Stillstandsanteile erreicht werden können.

• Dies ist auf Hauptverkehrsstraßen im allgemeinen ohne eine

deutliche Reduzierung des Verkehrsaufkommens nicht zu

erreichen.

• Bei den CO2-Emissionen fällt die Erhöhung stärker aus als bei

den NOx-Emissionen, eine Minderung der CO2-Emissionen

durch Tempo 30 kann praktisch ausgeschlossen werden.

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H.S.H.S.

Schlussfolgerungen

33

• Die Ergebnisse der Fahrverhaltensuntersuchungen mit

anschließender PHEM-Modellierung von Kraftstoffverbrauch

und NOx- und Partikelemissionen bestätigen die Ergebnisse der

Modellberechnungen und zeigen ähnliche Trends bei den

Partikelemissionen.

• Die Stillstandsanteile können Kraftstoffverbrauch und

Emissionen erheblich beeinflussen. Die Anteile der Stopps an

den Gesamtemissionen steigen überproportional mit den

Stillstandsanteilen an und zwar bei NOx stärker als beim

Kraftstoffverbrauch. Bei 25% Stillstandsanteil tragen die Still-

standsemissionen bei NOx ca. 12% zu den gesamten

Emissionen und beim Kraftstoffverbrauch ca. 10% bei und zwar

unabhängig von der Durchschnittsgeschwindigkeit.

• In die Analysen in [2] wurden auch schwere Nutzfahrzeuge mit

einbezogen, die vorstehend geschilderten Schlussfolgerungen

werden dadurch nicht verändert.

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H.S.H.S.

Literatur

34

[1] Martin Kleinebrahm, Heinz Steven,

Vermessung des Abgasemissionsverhaltens von zwei Pkw

und einem Fahrzeug der Transporterklasse im realen

Straßenbetrieb in Stuttgart mittels PEMS-Technologie, im

Auftrag der LUBW (Landesanstalt für Umwelt, Messungen

und Naturschutz Baden-Württemberg), März 2011,

[2] Heinz Steven

Weitergehende Auswertungen der PEMS-Messergebnisse

aus Stuttgart und der darauf basierenden Berechnungs-

ergebnisse mit dem Emissionsmodell PHEM, im Auftrag der

LUBW (Landesanstalt für Umwelt, Messungen und

Naturschutz Baden-Württemberg), November 2011,

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H.S.H.S.

Literatur

35

[3] Michael Zallinger,

Mikroskopische Simulation der Emissionen von Personen-

kraftfahrzeugen, Dissertation an der Technischen Universität

Graz, März 2010

[4] Nicola Toenges-Schuller, Christiane Schneider, Arnold

Niederau

Ersteinschätzung der Wirkung von T30 auf Hauptverkehrs-

straßen auf die NOx- und PM10-Emissionen, im Auftrag der

LUBW (Landesanstalt für Umwelt, Messungen und

Naturschutz Baden-Württemberg), Juni 2012.