Im Rahmen einer groß angelegten Untersuchung hat die TU Graz im Auftrag der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen die wesentlichen Quellen der Partikelemissionen im deutschen Straßenverkehr analysiert.

Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Wandel: Abgaspartikel tragen in den häufigsten Verkehrssituationen weniger als zehn Prozent zur Gesamtpartikelbelastung bei. Mit dem wachsenden Anteil an Elektrofahrzeugen und der breiten Einführung von Abgas-Partikelfiltern der Abgasnormen EURO 5 und EURO 6 haben sich die Emissionsanteile weiter in Richtung Nicht-Abgas-Emissionen verschoben.

Reifen-, Straßen- und Bremsabrieb dominieren die Partikelbilanz

Den größten Teil der Partikelemissionen verursachen Bremsemissionen, Reifen- und Straßenabrieb sowie die Wiederaufwirbelung bereits vorhandener Partikel.

„Durch die Einführung der Euro-7-Emissionsnorm im Jahr 2026 rechnen wir bis 2040 allerdings mit einem Rückgang der Bremsemissionen von circa 80 Prozent bei den Neufahrzeugen. Erreicht wird das durch neue Bremstechnologien, etwa Hartmetallbeschichtungen sowie die zunehmende Elektrifizierung der Automobilflotte, da Elektroautos viel Bremsenergie durch Rekuperation statt durch herkömmliches Bremsen erzeugen. Und weil die Partikelfiltertechnologie immer besser sowie die Zahl der E-Autos zunehmen wird, dürften die Abgaspartikel-Emissionen laut unseren Simulationen bis 2040 noch einmal um bis zu 90 Prozent zurückgehen“, so Studienleiter Stefan Hausberger vom Institut für Thermodynamik und nachhaltige Antriebssysteme der TU Graz.

Für Reifenabrieb erwarten die Forschenden hingegen nur ein begrenztes Minderungspotenzial. Sicherheitserfordernisse wie Haftung und Bremsweg setzen der Reduktion enge Grenzen. Selbst durch neue Materialien und angepasste Tempolimits seien lediglich Verbesserungen im Bereich von zehn bis 20 Prozent realistisch. Straßenabrieb und wiederaufgewirbelte Partikel bleiben weitgehend unbeeinflussbar.

EU-Grenzwerte ab 2030

Ab 2030 halbiert die EU die zulässigen Grenzwerte für die Masse an Partikeln kleiner als zehn Mikrometer (PM10) von 40 auf 20 Mikrogramm pro Kubikmeter. Da sich die dominierenden Emissionsquellen nur begrenzt mindern lassen, wird die Einhaltung laut Studie vielerorts herausfordernd.

„Unsere Berechnungen zeigen, dass die Einhaltung der EU-Luftqualitätsgrenzwerte ab 2030 äußerst knapp wird. Besonders an Standorten mit hohem Verkehrsaufkommen mit ungünstigen Bedingungen, etwa Tunnelportalen oder Straßenschluchten“, sagte Hausberger.

Erweiterte Modellierung mit PHEM

Die Simulationen basieren auf der Emissionssoftware PHEM (Passenger car and Heavy duty Emission Model), die von der TU Graz und der FVT (Forschungsgesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik) entwickelt und für die Studie erweitert wurde. Messungen aus dem TU Graz-Leadprojekt NExT, Untersuchungen für das Schweizer BAFU und EU-Horizon-Projekte lieferten die Datenbasis zur Abbildung von Nicht-Gas-Emissionen. Durch die Zusammenarbeit mit dem EU-Projekt LENS lassen sich nun auch Zweiräder abbilden.