Bus, Bahn und Pkw auf dem Umweltprüfstand
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ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH Udo Lambrecht, Harald Diaz-Bone, Ulrich Höpfner Bus, Bahn und Pkw auf dem Umweltprüfstand - Vergleich von Umweltbelastungen verschiedener Stadtverkehrsmittel - Studie gefördert durch den VCD im Rahmen des UBA-Vorhabens 299 96 135 „Strategie zur Be- rücksichtigung fahrzeugbezogener Umweltstan- dards bei der wettbewerblichen Vergabe von ÖPNV-Leistungen“ Heidelberg, Februar 2001
Bus, Bahn und Pkw auf tikelfilter. Neben Aussagen für die Gegenwart (fahrlei- stungsgewichtetes Bestandsmittel für das Bezugsjahr dem Umweltprüfstand 2000) werden daher die geschätzten zukünftigen Ener- gieverbräuche sowie diejenigen Schadstoffemissionen Wie wir Stadtverkehrsmittel berücksichtigt, die auf Grund der beschlossenen bzw. miteinander vergleichen mit großer Wahrscheinlichkeit umgesetzten neuen EU- Grenzwerte bei den Neufahrzeugen zu erwarten sind. In der Stadt kann man auf sehr verschiedene Art und Dieses sind die Stufen EURO 3 und EURO 4 bei den Weise seine täglichen Ziele erreichen – mit unter- Pkw und die Stufen EURO 3 und EURO 4a/b (hier schiedlichen Verkehrsmitteln bei unterschiedlichem Zeit- EURO 4 und 5 genannt) bei den Nutzfahrzeugen. Bei bedarf, Komfort oder Sicherheitsstandard. Jede Art der den Bahnen werden die absehbaren Änderungen in der Mobilität hat Auswirkungen auf die Umwelt: Energie- Stromerzeugung modelliert. Damit werden also im verbrauch, Ausstoß von Luftschadstoffen und Klima- wesentlichen die gesetzlich vorgeschriebenen Verbes- gasen sowie Lärm und Flächenverbrauch. Dies sind serungen der Stadtverkehrsmittel aufgezeigt. Diese rea- wichtige Kriterien, um die motorisierten Stadtverkehrs- lisieren sich erst in dem Maße, in dem umweltverträg- mittel Pkw, Bus und Bahn unter ökologischen Aspek- lichere Neufahrzeuge ältere Fahrzeuge im Einsatz ablö- ten miteinander zu vergleichen. In der Sprache der Ver- sen. kehrsplaner haben sich bereits vor Jahren Bus und Bahn gemeinsam mit dem Fuß- und Radverkehr zum so genannten Umweltverbund zusammengeschlossen – Fuß- und Radverkehr außen vor? ob (heute und auch in Zukunft) zu Recht oder nur aus Imagegründen, diese Frage gilt es zu beantworten. Etwa 30 Prozent der innerörtlichen Wege werden heute Das unabhängige zu Fuß erledigt, der Radverkehr übernimmt weitere 5 IFEU-Institut bis 15 Prozent dieser Wege (Socialdata 1993). Eine voll- Systemvergleich von Pkw, Bus ständige Betrachtung von Stadtverkehrsmitteln kommt Für die hier ange- und Bahn daher ohne den unmotorisierten Verkehr nicht aus. wandten Untersu- Umweltbelastungen durch Energieverbrauch, Schad- chungsmethoden und die Ergebnisse zeich- Das IFEU-Institut hat für den Vergleich der motorisier- stoffemissionen, Lärm und Flächenverbrauch treten net das renommierte ten Stadtverkehrsmittel die Belastungspfade Energie- jedoch beim Rad- und Fußverkehr entweder erst gar Heidelberger Institut verbrauch, Emissionen von Luftschadstoffen und Klima- nicht auf oder sind im Vergleich zu den motorisierten für Energie- und gasen sowie Lärm und Flächenbedarf untersucht. Als Stadtverkehrsmitteln ganz klar vernachlässigbar. Somit Umweltforschung Basis dienen aktuelle Daten des Umweltbundesamtes kann auf eine differenzierte Betrachtung der unmoto- (IFEU) verantwortlich. Es ermittelte für und des IFEU zu Energieverbrauch und Schadstoffaus- risierten Stadtverkehrsmittel hier verzichtet werden, Deutschland insbe- stoß des Verkehrs (TREMOD). Die Daten und Berech- sie sind in jeglicher Hinsicht umweltfreundlicher als die sondere die direkt nungsverfahren zu Lärm und Flächenbedarf stammen motorisierten. mit einem Fahrzeug- aus verschiedenen Forschungsvorhaben des Umwelt- einsatz verbundenen bundesamtes. Mobilitätsfaktoren, zum Beispiel den Platzangebot und Auslastung Energieverbrauch oder den Ausstoß Welcher Pkw, welcher Bus und Ein großes Fahrzeug wie ein Bus hat einen wesentlich von Luftschadstof- welche Bahn? höheren Energieverbrauch als ein Pkw, bietet aber auch fen. wesentlich mehr Personen Platz. Ein fairer Vergleich Auf dem Automobilmarkt herrscht eine bunte Vielfalt setzt beide Größen ins Verhältnis, betrachtet also den von Marken und Typen mit großen Unterschieden in Energieverbrauch pro Platzangebot und gefahrenem der Umweltbelastung. Dies gilt im Grundsatz auch für Kilometer. Der (angebotene) Platz-km ist somit der Busse und Bahnen. Für den Systemvergleich von Stadt- beste Parameter für den hier behandelten Systemver- verkehrsmitteln fassen wir diese Vielfalt – über eine Aus- gleich. Damit wird gezeigt, was das jeweilige System wertung der Bestandszahlen für emissionsbezogene aus technischer Sicht leisten kann (Potenzial). Fahrzeugkategorien – jeweils zu Durchschnittswerten Um die reale Situation vor Ort abzubilden (Realver- für Pkw, Bus und Bahn zusammen. Da der getankte gleich), ist zusätzlich die tatsächliche Anzahl an Perso- Kraftstoff eine große Rolle spielt, werden Otto- und nen im Fahrzeug (Auslastungsgrad) zu berücksichtigen: Diesel-Pkw sowie Diesel- und Erdgasbus unterschieden. Als Kennziffer für den Realvergleich verwendet man die Um darüber hinaus einige technische Entwicklungen Einheit Personenkilometer (Pkm). Der Auslastungsgrad der nächsten Jahre darzustellen, betrachten wir sowohl für eine konkrete Verkehrssituation errechnet sich aus die vermutliche Verringerung des spezifischen Kraft- dem Verhältnis der beförderten Personen zur Platzka- stoffverbrauchs – z. B. durch die jetzt auf dem Markt pazität der jeweiligen Fahrzeuge. So ist ein Pkw mit 5 befindlichen Drei-Liter-Autos – als auch den Einsatz Sitzplätzen, der nur mit dem Fahrer besetzt ist, bereits neuartiger Abgasreinigungstechniken, wie z. B. den Par- 8 Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich · VCD Fakten
zu 20 Prozent ausgelastet. Ein Stadtbus erreicht diese Auslastung mit rund 14 Fahrgästen. Im bundesdeutschen Durchschnitt liegt die Pkw-Aus- lastung für den Stadtverkehr bei ca. 1,2 Personen pro Fahrzeug, im Fernverkehr ist sie geringfügig höher (Ver- kehr in Zahlen 1999). In Bussen und Bahnen bleiben nach Auskunft des VDV durchschnittlich vier von fünf Sitz- und Stehplätzen unbesetzt, nur in den morgend- lichen Spitzenzeiten des Berufsverkehrs wird die volle Platzkapazität des ÖPNV nachgefragt. In nachfra- geschwachen Stadtrandlagen und im Stadt-Umland- Verkehr liegt die Auslastung erheblich unter diesem Durchschnitt, in innerstädtischen Kernbereichen höher. Im Stadtverkehr kann also unter Berücksichtigung der Unschärfe dieser Zahlenangaben für alle drei Stadtver- kehrsmittel von einem einheitlichen durchschnittlichen Auslastungsgrad von 20 bis 25 Prozent ausgegangen werden. Dieser Durchschnitt ist ein Mittelwert über alle Stunden und Tage eines Jahres, aus ihm lassen sich keine Aussagen für den Berufsverkehr am Morgen oder den Freizeitverkehr am Wochenende ableiten. Fahrt mit einem gemeinschaftlichen Verkehrsmittel zu entscheiden, das fahrplanmäßig sowieso fährt, als einen Die Auslastung eines Fahrzeugs ist mitentscheidend für Pkw zusätzlich zu betreiben. Um bei dem Beispiel der seine spezifischen, d.h. auf den Personenkilometer bezo- vier Personen zu bleiben: Fahren diese in einem Bus, genen Umweltwirkungen. Dass die Umweltwirkungen der nur mit vier Personen besetzt ist, zusätzlich mit, ist je Person mit zunehmender Besetzung des Fahrzeugs dies ökologisch allemal günstiger, als mit einem anson- sinken, ist bekannt. Die Abbildung rechts soll dies noch sten nicht betriebenen Pkw zu fahren und dadurch einmal verdeutlichen; sie baut auf den Zahlen der Tabel- zusätzliche Emissionen des Pkw zu verursachen. le 2 (Seite 11) auf. Sie zeigt aber auch, dass ein Pkw bei hoher Auslastung günstiger sein kann als ein öffent- Der hier durchgeführte Systemvergleich bezieht sich liches System mit sehr niedriger Auslastung. So emit- somit – wie schon dargestellt – auf die angebotenen tiert ein Linienbus, der mit vier Personen besetzt ist, Platzkilometer. Die mit diesem Bezug ermittelten Ergeb- rund fünfmal so viel Kohlendioxid wie ein mit vier Per- nisse zeigen, was das jeweilige System aus technischer sonen besetzter Pkw. Bei einer solchen Fahrt ist der Pkw Sicht leisten kann (Potenzial). Die Relationen zwischen ökologisch günstiger. den Verkehrsmitteln verschieben sich gegenüber der Potenzial-Betrachtung in dem Maße, in dem die rea- Doch gilt eine solche Sichtweise nur für einen konkre- len Auslastungsgrade sich unterscheiden. Da die bun- Auslastungsgrad von ten Vergleich zweier Fahrten. Als Kriterium für eine Ent- desweit durchschnittlichen Auslastungsgrade der ein- Bus, Bahn und Pkw scheidung eines Reisenden taugt sie nur wenig: Denn zelnen Verkehrssysteme in etwa gleich sind, gelten diese etwa gleich es ist in jedem Fall ökologisch verträglicher, sich für eine Relationen der Potenzial-Betrachtung größenord- Tab. 1: Ausgewählte Umweltwirkungskategorien und zugeordnete Indikatoren Umweltwirkungskategorie Ortsklasse Wirkungsparameter Bilanzparameter Ressourcenbeanspruchung global kumulierter Energieaufwand Primärenergie Treibhauseffekt global CO2-Äquivalente CO2, CH4, N2O Sommersmog regional NCPOCP NMHC, NOx Eutrophierung und Sauerstoffzehrung regional NOx-Emissionen NOx Versauerung regional SO2-Äquivalente SO2, NOx Gesundheitsschäden/gesundheitliche Beein- lokal krebserzeugendes Risiko (Kanzerogenität), Partikel, Benzol, B(a)P trächtigung/Humantoxizität abgebildet durch Unit-Risk-Faktoren Gesundheitsschäden/ lokal Lärmpegel eines vorbeifahrenden Lärm gesundheitliche Beeinträchtigung/Lärm Fahrzeugstroms Beeinträchtigung der urbanen Siedlungsstruktur lokal zeitbewertete Flächenbeanspruchung einer Flächenbeanspruchung des (Trennwirkung, Verkehrsbelastung) Person fließenden Verkehrs CH4: Methan, N2O: Lachgas, NCPOCP (Nitrogen Corrected Photochemical Ozone Creation Potential): Methode zur Bestimmung des Ozonbildungspotenzials, NMHC: Kohlenwasserstoffe ohne Methan, NO x: Stickoxide, SO 2: Schwefeldioxid, B(a)P: Benz(a)pyren VCD Fakten · Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich 9
nungsmäßig auch für den innerstädtischen Durch- und Eutrophierung müssen ebenso betrachtet werden schnittsverkehr in Deutschland. Das heißt: Bei unserer wie der globale Treibhauseffekt. Betrachtung ist es gleichgültig, ob man Platz- oder Per- Für den Vergleich der Stadtverkehrsmittel schränken wir sonenkilometer als Grundlage heranzieht. den Satz der üblicherweise bei Ökobilanzen verwen- deten Umweltwirkungskategorien auf die für unsere Betrachtung relevantesten Bereiche ein. Das Risiko Verschiedene Fahrtstrecken und durch die Verwendung von Kernenergie zur Herstel- Fahrsituationen lung von Bahnstrom betrachten wir jedoch nicht. Jeder Umweltwirkungskategorie werden verschiedene Bilanz- Ein weiterer Unterschied zwischen individuellen und parameter zugeordnet, um die Wirkung zu beschrei- gemeinschaftlichen Verkehrsmitteln kann in der Länge ben (Tab. 1). der gefahrenen Strecke zwischen Ausgangs- und End- punkt einer Fahrt bestehen. Während Pkw und Fahr- rad in einem dichten Straßennetz oftmals die direkte Stadtverkehrsmittel belasten die und damit kürzest mögliche Strecke nehmen können, Umwelt – einen Lebenszyklus müssen sich Busse und Bahnen an den vorgegebenen lang Linienverlauf halten. Ein ÖPNV-Fahrgast legt deshalb oft mehr Kilometer zurück, als wenn er oder sie das- Auch Herstellung, Wartung und Entsorgung der Ver- selbe Ziel individuell aufgesucht hätte. Auf der ande- kehrsmittel belasten die Umwelt. Umfangreiche Öko- ren Seite müssen Pkw-Nutzer auf der Suche nach einem bilanzen zeigen aber, dass der Großteil der hier betrach- Parkplatz oder zur Umfahrung eines Verkehrsstaus und teten Umweltwirkungen erst innerhalb der Nutzungs- autofreier Zonen oftmals zusätzliche Kilometer zurück- phase auftritt. So liegt z. B. der Anteil der Produktion legen. eines Pkw am Primärenergieverbrauch seines gesam- ten Lebenszyklus (Herstellung, Nutzung, Nachnutzung) Auch die Fahrsituationen gestalten sich für die einzel- unter 20 Prozent, steigt allerdings bei den niedrig ver- nen Stadtverkehrsmittel unterschiedlich: Während Busse brauchenden und mit aufwändigen Materialien aus- und Bahnen ohne eigene Spur im Pkw-Strom mit- gestatteten Pkw (Drei-Liter-Autos) beträchtlich an. Busspur entlastet schwimmen müssen, optimiert die Einführung von Bus- Durch die hohen Fahrleistungen und die lange Lebens- Umwelt spuren und getrennten Bahntrassen die Fahrsituation dauer der gemeinschaftlichen Verkehrsmittel liegt die- für den ÖPNV – und senkt so dessen Umweltbelastung ser Anteil bei Bus und Bahn deutlich unter 5 Prozent. spürbar. Umgekehrt kann durch eine eigene Spur für Vergleichbares gilt für die wirkungsrelevanten Emissio- den ÖPNV oder eine Vorrangschaltung an Ampeln der nen. Diesen prinzipiellen Systemvorteil der gemein- Verkehrsfluss des Pkw beeinträchtigt werden. Und schaftlichen Verkehrsträger lassen wir bei diesem Ver- schließlich entlasten – insbesondere in der Verkehrs- gleich außer Acht. Ebenso klammern wir die Umwelt- spitzenzeit – die Nutzer des ÖPNV den Straßenraum wirkungen infolge von Herstellung und Betrieb der und machen mancherorts den ansonsten zusammen- Infrastruktur (z. B. Straßenbeleuchtung) aus. Die brechenden Verkehrsfluss erst möglich. zugehörigen Daten sind nur unvollständig verfügbar Somit zeigt sich eine Fülle von weiteren Unterschieden und nicht immer eindeutig den einzelnen Stadtver- und gegenseitigen Beeinflussungen, die im Rahmen die- kehrsmitteln zuzuordnen. ses verallgemeinernden Systemvergleichs unberück- sichtigt bleiben müssen. Stadtverkehrsmittel belasten die Acht Umweltwirkungs- Umwelt – lokal, regional, global kategorien im Detail Die Rußfahne aus dem Auspuff eines alten Diesel-Bus- ses ist für jeden sichtbar, während die Straßenbahn Energieverbrauch – kostbare anscheinend ohne jede Schadstoffemission daher- Ressourcen sparsam nutzen kommt. Doch auch sie belastet die Umwelt, da sie Strom Emissionen der verbraucht, bei dessen Herstellung beispielsweise Schad- Ohne Energie bewegt sich nichts. Ein und dieselbe Ver- Straßenbahn entste- stoffemissionen am Kraftwerk entstehen. Ein fairer kehrsleistung kann jedoch mit mehr oder weniger Ener- hen am Kraftwerk Systemvergleich betrachtet daher nicht nur die direk- gie- und Ressourceneinsatz erzeugt werden. Die zur ten Emissionen des Fahrbetriebs, sondern auch die indi- Fortbewegung aufzuwendende Energie setzt sich rekten Emissionen aus der so genannten Vorkette der zusammen aus einem direkten Anteil zum Antrieb der verwendeten Energiequelle. Ebenso darf sich das Blick- Fahrzeuge, der so genannten Endenergie, und einem feld nicht nur auf die lokale Umweltbelastung beschrän- indirekten Anteil zur Bereitstellung dieser Endenergie. ken: regionale Umweltbelastungen wie Versauerung Die indirekten Anteile umfassen die Förderung, Auf- 10 Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich · VCD Fakten
Tab. 2: End- und Primärenergieverbrauch ausgewählter Stadtverkehrsmittel 2000 Fahrzeug Energie Endenergieverbrauch Endenergie Platzzahl Primärenergie (MJ/km) (kJ/Platz-km) Pkw Otto 6 – 15 l/100 km (10,4) 1,9 – 4,8 (3,4) 5 460– 1140 (790) Pkw Diesel 3,5 – 11 l/100 km (8,3) 1,3 – 3,9 (3,0) 5 280 – 890 (670) Bus 2000 Diesel 43,8 l/100 km 15,6 75 235 Solobus Diesel 40 l/100 km 14,3 66 244 Gelenkbus Diesel 55 l/100 km 19,7 102 217 Bus 2000 Erdgas 54,4 m3/100 km 19,6 75 315 Solobus Erdgas 49,7 m3/100 km 17,9 66 327 Gelenkbus Erdgas 68,3 m3/100 km 24,6 102 291 Straßenbahn Strom 28 Wh/Platz-km k.A. k.A. 309 Stadt-/U-Bahn Strom 22 Wh/Platz-km k.A. k.A. 251 Pkw: Angaben in »( )«: mittlerer Verbrauch im Innerortsbereich inkl. Kaltstartanteile, Deutschland 2000 (TREMOD). Bus: Werte für Bus 2000 sind Mittelung unter der Annahme Fahrleistung zu 75 % von Solobussen und zu 25 % von Gelenkbussen. Platzzahl nach Angaben des VDV (Sitzplätze + 4 Stehplätze/m 2). Bei Erdgasbussen geschätzter Mehrverbrauch von 25 % gegenüber Diesel-Bussen, Grunddaten dazu z. B. in (Nigge 2000). Straßenbahn, Stadt-/U-Bahn: geschätztes Verbrauchsmittel (Basis: IFEU-Auswertungen). Es wird angenommen, dass der Verbrauchsvorteil von U-Bahnen gegenüber Stadtbahnen durch die höheren Nebenverbräuche (z.B. Tunnelbeleuchtung, Rolltreppen usw.) in etwa ausgegli- chen wird. bereitung und den Transport der Primärenergieträger, deren Umwandlung in Endenergie in Kraftwerken bzw. Raffinerien sowie den Transport der Endenergie zum Fahrzeug. Die Summe dieser direkten und indirekten Anteile wird hier als Primärenergieverbrauch bezeich- net und bildet die Grundlage für alle Vergleiche des Energieverbrauchs. Die wichtigsten Endenergieträger zum Antrieb von Stadtverkehrsmitteln sind zur Zeit Benzin und Diesel- kraftstoff auf der Basis des fossilen Primärenergieträ- gers Erdöl. In einigen Städten wird darüber hinaus kom- primiertes Erdgas (abgekürzt CNG = compressed natu- ral gas) als Kraftstoff in Bussen eingesetzt. Hinzu kommt die elektrische Energie für die Straßen-, Stadt- und U- Bahnen, die in Deutschland überwiegend aus den fos- silen Primärenergieträgern Erdöl, Kohle und Gas sowie zu etwa einem Drittel aus der Kernkraft gewonnen wird. Regenerative Energien wie Wasser- und Windkraft wer- den bundesweit derzeit nur zu einem geringen Anteil (knapp 4 Prozent) für die Stromerzeugung genutzt. In allen grafischen Darstellungen ist in Form der schwarzen Balken eine Bandbreite eingezeichnet, die bei den Pkw Fahrzeuge mit sehr niedrigem Der Primärenergieverbrauch aller Stadtverkehrsmittel bzw. hohem Kraftstoffverbrauch, bei den Bussen Solo- (höherer Wert) und wird durch eine Vielzahl von Parametern beeinflusst. Gelenkbusse sowie bei den Bahnen Straßen- (höherer Wert) und Stadt-/ U-Bahnen abbildet. Dazu gehören während des Fahrbetriebes: ● fahrzeugspezifische Parameter (z. B. Leergewicht, Luftwiderstand) ● motortechnische Parameter (z. B. Einspritzverfahren, Wochentag und Tageszeit deutlich. Eine Berücksichti- Abgasnachbehandlung) gung all dieser Parameter ist innerhalb unseres Ver- ● Ausrüstung (z. B. Heizung, Klimaanlage), gleiches nicht möglich, wir haben deshalb typische Ver- ● verkehrliche Parameter (z. B. Stau, flüssiger Verkehr, brauchswerte auf Grundlage einer Expertenbefragung Haltestellenabstand) und einer Literaturrecherche festgelegt (s. Tab. 2). ● betriebsspezifische Parameter (z. B. Geschwindigkeit, Besonders bei Pkw ergibt sich eine starke Abhängigkeit Fahrweise) des Kraftstoffverbrauchs von der Größe und Ausstat- ● topographische Parameter (ebenes oder bergiges tung der genutzten Fahrzeuge. Deshalb haben wir Gelände) neben dem mittleren Verbrauchswert aller Pkw in Diese Parameter sind von Stadt zu Stadt, meist sogar Deutschland auch Fahrzeuge mit einem relativ hohen innerhalb einer Stadt, sehr unterschiedlich. Auch zeit- Verbrauch und solche mit einem sehr niedrigen Ver- lich variieren sie in Abhängigkeit von Jahreszeit, brauch in den Vergleich aufgenommen. VCD Fakten · Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich 11
Der Energieverbrauch von Bussen und Bahnen hat sich Dabei kommen die sparsamsten Pkw je Platzkilometer in den letzten Jahren nicht wesentlich verändert. Effi- in den Bereich des Primärenergieverbrauchs der gemein- zienzsteigerungen der Antriebsaggregate und Verbes- schaftlichen Verkehrsmittel – eine Bilanz, die sich aller- serungen in der Betriebsführung wurden offenbar durch dings bei der Berücksichtigung des gesamten Lebens- Energieverbrauch gestiegene Sicherheits-, Umwelt- (Katalysatoren, Filter, zyklus wieder relativiert. Bei größeren Pkw, wie z. B. den von Bus und Bahn Lärmdämmung) und Komfortausstattungen (z. B. Kli- immer beliebteren Vans, beträgt der Energieverbrauch relativ konstant maanlagen und schwerere Fahrzeuge) kompensiert. pro Platz-km ein mehrfaches von dem der Öffentlichen Deshalb gehen wir von einem im Betrachtungszeitraum Verkehrsmittel. unveränderten Kraftstoffverbrauch der neuzugelasse- nen Busse aus. Entsprechendes gilt für die Bahnen, die allerdings zukünftig durch eine verbesserte Bremsener- Treibhauseffekt – wenn das gierückspeisung geringfügig höhere Wirkungsgrade Wetter verrückt spielt aufweisen. Hurrikan Andrew und Wintersturm Lothar, sintflutarti- Der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch von neuzu- ge Monsunregen über Bangladesh und jahrelange Dür- gelassenen Pkw geht seit einigen Jahren eher verhal- reperioden im Westen der USA, Dauerregen und Über- ten zurück. Zwar werden in jüngster Zeit auch sparsa- schwemmungen in der Schweiz und in Nord-Italien – me Fahrzeuge, wie z. B. der Drei-Liter-Lupo von Volks- laut Angaben der Versicherungswirtschaft besteht kein wagen oder der Corsa Eco von Opel auf dem Markt Zweifel daran, wie drastisch die Häufigkeit und Schwe- re katastrophaler Naturereignisse in praktisch allen Tei- len der Welt zugenommen haben. Für die sich abzeich- nenden globalen Klimaveränderungen sind zum großen Teil die durch den Menschen verantworteten Treib- hausgasemissionen Auslöser. Als wichtigste Kompo- nente mit globaler Wirkung gilt das klimaschädigende Kohlendioxid. In der EU etwa stammt jede zehnte Tonne CO2 aus dem Stadtverkehr (EU-Kommission 2000). Aber auch andere Treibhausgase wie Methan und Lach- gas belasten das globale Klima. Im Vergleich der spezifischen Treibhausgasemissionen pro Platz-km liegt der Pkw um etwa den Faktor 3 höher als die Öffentlichen Nahverkehrsmittel. Dabei sind die Treibhausgasemissionen der Stadt-/U-Bahnen am geringsten. Diese strombetriebenen Systeme profitie- ren allerdings von dem kohlendioxidfreien Kernener- gieanteil bei der Elektrizitätserzeugung. Gelenkbusse haben zwar einen höheren Kraftstoffver- brauch als Solobusse; letztlich ist aber die höhere Platz- zahl ausschlaggebend für ihre demgegenüber gerin- geren spezifischen Treibhausgasemissionen. Busse mit angeboten. Doch wurden die Pkw insgesamt schwerer Erdgasantrieb haben prinzipiell den Vorteil eines relativ und mit stärkeren Motoren ausgestattet – und auch am Kohlenstoff- und somit Kohlendioxid-armen Kraftstof- oberen Ende der Verbrauchsskala tauchen ständig neue fes. Jedoch geht dieser Vorteil infolge des höheren End- Angebote auf. Deshalb wird der mittlere Kraftstoffver- energieverbrauches und Aufwendungen in der Vorket- brauch der Pkw zwischen 2000 und den einzelnen Neu- te verloren. Hinzu kommen Methanemissionen vor zulassungsstufen um jeweils 2 Prozent reduziert. Der allem infolge von Leckagen bei der Erdgasverteilung, Kraftstoffverbrauch Kraftstoffverbrauch von Otto-Fahrzeugen kann durch so dass Methan in messbarem Umfang zum Treibhau- des Pkw sinkt mager betriebene direkteinspritzende Motoren oder bei seffekt von Gasbussen beiträgt. Leichtbauweise weiter reduziert werden. Wir nehmen deshalb ab 2005 für Otto-Pkw einen Minimalverbrauch von 5 l/100 km (Innerortsverkehr inkl. Kaltstart) an. Sommersmog – Stubenarrest bei Der Vergleich des Primärenergieverbrauchs pro Platz- Sonnenschein km zeigt den deutlichen Vorsprung des ÖPNV vor dem Pkw. Unter den öffentlichen Verkehrsmitteln liegt der Vor allem bei starker Sonneneinstrahlung werden aus dieselbetriebene Bus geringfügig vor den Straßen-, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden in bodennahen Stadt- und U-Bahnen, während Gasbusse einen etwas Luftschichten Ozon und andere Photooxidantien gebil- höheren Primärenergieverbrauch aufweisen. det, die in höheren Konzentrationen human- und öko- 12 Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich · VCD Fakten
toxisch wirken können. An bestimmten, meist sehr son- nenreichen und heißen Tagen im Jahr werden erhöhte Ozonwerte registriert und empfindliche Personen- gruppen, wie z. B. Kinder, aufgefordert, trotz schönsten Wetters nicht ins Freie zu gehen. Wir bestimmen das Ozonbildungspotenzial der Ver- kehrsmittel über ihre Nicht-Methan-Kohlenwasserstoff- und die Stickoxidemissionen nach der NCPOCP-Metho- de des Umweltbundesamtes. Dabei werden neben den direkten Emissionen der Fahrzeuge auch die anteiligen Emissionen aus den Kraftwerken und der Kraftstoff- herstellung berücksichtigt. Aufgrund der hohen spezifischen Kohlenwasserstoff- emissionen liegt das Ozonbildungspotenzial der Otto- fahrzeuge des Bestandes weit über dem der Diesel- fahrzeuge. Bei den neuen Pkw sind die Diesel-Pkw in der Relation etwas schlechter, da sie höhere Stickoxid- emissionen als die Otto-Pkw aufweisen. Diesel-Busse sind in etwa den Pkw vergleichbar und nach der Stick- oxid-Reduktion, die zur Einhaltung der EURO 5-Grenz- werte erfolgen muss, je Platz-km besser als die Pkw. Gasbusse und Bahnen tragen kaum zur Ozonbildung bei. Eutrophierung – zuviel des Guten für Böden und Gewässer Unter Eutrophierung versteht man den übermäßigen Nährstoffeintrag in Böden und Gewässer. Das Gleich- gewicht eines Ökosystems kann durch diesen Effekt empfindlich gestört werden. Für Böden stellt der über die Atmosphäre eingetragene Stickstoff in Form von biogen wie anthropogen emittierten Stickstoffverbin- dungen den weitaus größten Anteil am Gesamteintrag, wenn die Flächen nicht landwirtschaftlich genutzt wer- den. Für Gewässer spielt die Einleitung nitrat- und phos- phathaltiger Abwässer eine sehr große Rolle. In dieser Studie wird lediglich die Emission über den Luftpfad erfasst, auf der Wirkungsseite also vor allem Versauerung – wenn der Wald die Boden-Eutrophierung. Zur relativen Quantifizierung stirbt wird die Höhe der Stickoxidemissionen verwendet. Dabei werden alle direkten und indirekten Emissionen Säurebildende Stoffe, die z. B. als saurer Regen auf berücksichtigt, da der Eutrophierung Prozesse mit regio- Böden oder Gewässer fallen, tragen großflächig zur Ver- naler Ausdehnung zu Grunde liegen. sauerung bei. Bereits kleine Änderungen des pH-Werts können große Folgen für das Gleichgewicht eines Öko- Der Beitrag der einzelnen Verkehrsmittel zur Eutro- systems haben. Wichtige säurebildende Gase sind Der Stoff, aus dem phierung wird demnach durch die Stickoxidemissionen Schwefeldioxid, Stickoxide, Chlorwasserstoff und der saure Regen ist bestimmt. Dabei liegen die Energieumwandlungssyste- Ammoniak. me mit Abgasnachbehandlung, das sind Otto-Pkw, Gas- Busse und Kraftwerke, günstiger als die Dieselfahrzeu- Wegen ihrer Bedeutung im Verkehrsbereich reicht es ge ohne eine solche Stickoxidreduktion. Erst die EURO aus, nur die Emissionen von Stickoxiden und Schwe- 5-Grenzwertstufe verlangt von Nutzfahrzeugen eine feldioxid zu berücksichtigen. Wir fassen diese säurebil- sehr hohe Reduktion – danach sinken die NOx-Emis- denden Gase über eine Gewichtung nach so genann- sionen je Platz-km unter das Niveau der Diesel-Pkw. ten Säurebildungspotenzialen zusammen und erfassen sie als Schwefeldioxid-Äquivalente. In der Wirkungs- VCD Fakten · Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich 13
mittel – der Gasantrieb weist hier die insgesamt gün- stigsten Eigenschaften auf. Humantoxizität – Stadtluft kann krank machen Stadtluft macht frei, sagten in früheren Zeiten die Dorf- bewohner. Sie macht aber manchmal auch krank. Das belegen aktuelle epidemiologische und toxikologische Studien (ITA 1999). Mediziner unterscheiden hier zwi- schen kanzerogenen, d.h. krebserrregenden, und nicht- kanzerogenen Wirkungen von Luftschadstoffen. Die kanzerogene Wirkung wird für jeden Schadstoff einzeln bewertet – wichtige Substanzen sind dabei die Partikel, Benzol und PAH-Verbindungen. Andere eben- falls als krebserzeugend eingestufte Abgasbestandtei- le werden nur in vernachlässigbar geringen Mengen emittiert. Neben der Schadstoffmenge wird auch die damit einher gehende Wahrscheinlichkeit einer krebs- auslösenden Wirkung, bezogen auf eine 70-jährige Exposition, berücksichtigt. Zum Vergleich von Fahr- zeugen mit verschiedenen Grenzwertstufen und Antriebskonzepten bestimmen wir das zugehörige kan- zerogene Potenzial, indem die Schadstoffmenge mit ihrem Wirkungsfaktor (dem so genannten Unit-Risk) multipliziert wird. Dabei berücksichtigen wir nur die direkten Emissionen der Kraftstoff-getriebenen Fahrzeuge, da die Stadtbe- völkerung nur diese in messbaren Konzentrationen ein- atmet. Das höchste kanzerogene Potenzial je Platz-km weist in allen Grenzwertstufen der Diesel-Pkw auf. An zwei- ter Stelle folgte ihm noch Mitte der 80er Jahre der Otto- Pkw, der sich mittlerweile dank der Einführung des gere- gelten Drei-Wege-Katalysators stark verbessert hat. Damit steht im heutigen Bestand der Diesel-Bus auf dem zweiten Platz, allerdings in großem Abstand zum abschätzung werden die lokalen und regionalen Emis- Diesel-Pkw. sionen berücksichtigt. Mit den heutigen und zukünftigen Neuzulassungen Somit sind für die Rangfolge der Verkehrsmittel, die in nimmt das kanzerogene Risiko der Diesel-Fahrzeuge dieser Wirkungskategorie auch durch die Emissionen in deutlich ab. Insbesondere durch den Einsatz eines Par- der Vorkette geprägt ist, zuerst ihre Schwefeldioxid- tikelfilters werden die Partikel über das gesamte Größen- und dann ihre Stickoxidemissionen verantwortlich. spektrum mit einer sehr hohen Wirksamkeit zurückge- Dementsprechend leisten die Diesel-Kfz mit ihren hohen halten. Dies führt zu einer drastischen Minderung des Schwefeldioxidemissionen, die aus dem Schwefelgehalt kanzerogenen Wirksamkeitspotenzials in Anbetracht des Kraftstoffs stammen, und ihren ebenfalls hohen der dann noch verbleibenden Partikelemissionen. Schwefelfreier Diesel Stickoxidemissionen den größten Beitrag zum Ver- dringend geboten sauerungspotenzial. Dem Rückgang dieser Emissionen, Inwieweit die EURO 4-Grenzwerte von neuen Diesel- der vor allem durch die Absenkung des Schwefelge- Pkw auch ohne Partikelfilter erfüllt werden, ist heute haltes von Dieselkraftstoff und die Grenzwert-Anfor- noch ungewiss. Der 3-Liter-Lupo von VW hält als erstes derungen an die Stickoxidemissionen verursacht wird, serienmäßiges Diesel-Fahrzeug den EURO 4-Grenzwert folgt auch der Rückgang im Beitrag zum Versaue- ein, und zwar ohne Partikelfilter. Seit Anfang 2001 ist rungspotenzial. Dennoch bleiben Dieselfahrzeuge in erstmals mit dem Peugeot 607 HDI ein größerer Pkw dieser Wirkungskategorie die schlechtesten Verkehrs- 14 Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich · VCD Fakten
der EURO 4-Norm mit Partikelfilter auf dem Markt, Weitere nicht-kanzerogene Gesundheitsschäden gehen Mitte 2001 soll auch der Peugeot 406 HDI folgen. z. B. von den Schadstoffen Kohlenmonoxid und Stick- Wir haben zur Verdeutlichung des Einflusses des Parti- stoffdioxid aus. Sie entfalten sich aber erst oberhalb Dank scharfer Grenz- kelfilters auf das kanzerogene Potenzial den Diesel-Pkw einer bestimmten Konzentration in der Luft. Diese Aus- werte erste Umwelt- nach EURO 4 mit Erfüllung des Grenzwertes, aber ohne löseschwelle wird für Kohlenmonoxid heutzutage in ziele erreicht Einsatz eines Partikelfilters berechnet, also beispielsweise Deutschland nicht mehr erreicht. Auch für Stickstoffdi- den 3-Liter-Lupo. Zusätzlich haben wir unter der – zur oxid wird aller Voraussicht nach in Zukunft die Auslö- Zeit fiktiven – Rubrik EURO 5 die Verwendung eines seschwelle nicht mehr überschritten werden. Partikelfilters unterstellt, also beispielsweise den Peu- Die Humantoxizität der Verkehrsmittel erfassen wir geot 607 HDI. demnach ausschließlich durch das kanzerogene Risiko. Da dieses schon jetzt deutlich und in naher Zukunft Bei den Diesel-Bussen haben wir angenommen, dass noch verstärkt reduziert wird, spielen die zukünftig noch die bereits für die Stufe EURO 4 geltenden strengen bestehenden geringen Unterschiede keine wichtige Partikel-Grenzwerte in aller Regel nur mit der Verwen- Rolle mehr in der von uns vorgenommenen Gegen- dung eines Partikelfilters realisiert werden. Wäre dies überstellung der Verkehrsmittel. Dieses wird in dem nicht der Fall, läge das relative kanzerogene Risiko je Maße falsch sein, in dem sich Unterschiede im Beitrag Platz-km auf dem Niveau der Diesel-Pkw mit Partikel- der Verkehrsmittel zu dem PM10-Risiko abzeichnen filter. und auch als relevant erweisen. Daher müssen die Ergebnisse unseres Verkehrsmittel-Vergleichs in der Wir- Demnach liegt unter den hier getroffenen Annahmen kungskategorie »gesundheitliche Beeinträchtigung des ab der EURO 4-Stufe das auf den Platz-km bezogene Menschen/Humantoxizität« unter diesem wichtigen kanzerogene Risiko des Diesel-Busses unter demjeni- Vorbehalt gesehen werden. gen des Otto-Pkw und fast auf dem Niveau des Erd- gasbusses. Dessen extrem geringe krebserzeugende Emissionen waren schon lange ein wichtiges Argument in der Diskussion um die Notwendigkeit seiner Ein- führung. Für die Bahnen bilanzieren wir wegen ihrer lokalen Emissionsfreiheit kein kanzerogenes Risiko. Die zukünftigen Grenzwerte für die Partikelemissionen und die weitere Verminderung der Kohlenwasserstoff- und Benzolemissionen werden aller Voraussicht nach bewirken, dass das kanzerogene Risiko durch den Straßenverkehr unter den Wert zurückgeht, den Exper- ten als Zielwert vorgeschlagen haben. Wenn die Grenz- werte der Nutzfahrzeuge und der Diesel-Pkw weitest- gehend durch dem Einsatz eines Partikelfilters erfüllt werden, werden die Zielwerte nach heutigem Wissen selbst in höchst belasteten Straßen eingehalten – und das auch dann, wenn der Anteil an Diesel-Pkw an der Pkw-Flotte gegenüber heute deutlich zunimmt. Neben dem Krebsrisiko erzeugen die Emissionen von Verkehrsmitteln auch andere humantoxische Wirkun- gen. So zeigen jüngere Studien aus den USA einen in Deutschland bislang wenig beachteten Einfluss auf die Gesundheit des Menschen, der von Feinstaub mit einen Durchmesser von weniger als 10 Mikrometer, kurz PM10 genannt, ausgeht. Mit PM10 werden vor allem Lärm in der Stadt – Lärm verursacht schwere Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Erkrankungen des ein unerhörtes Problem Gesundheitsschäden Atemtraktes in Zusammenhang gebracht. Wegen der hohen Anteile des Verkehrs – insbesondere auch inner- Der Verkehrslärm in Städten stellt für viele Bewohner orts – an den verursachenden Emissionen wäre eine eine permanente Belästigung dar. Anhaltend starker Erfassung dieser Wirkungen sehr wichtig. Dennoch Umgebungslärm kann darüber hinaus auch zu Gesund- muss sie hier unterbleiben, da das Instrumentarium heitsbeeinträchtigungen führen. Wache und schlafen- zur Quantifizierung und Beurteilung der Feinstäube de Menschen reagieren mit vermehrter Ausschüttung gerade erst entwickelt wird. verschiedener Stresshormone. Erste Ergebnisse aus Feld- untersuchungen des Umweltbundesamtes geben Anlass zu der Befürchtung, dass durch Lärm die Risiken für VCD Fakten · Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich 15
Krankheiten des Herz-Kreislauf-, Magen-Darm- und Das Rechenmodell CITAIR des Umweltbundesamtes des Immunsystems erhöht werden. kann solche Mittelungspegel für beliebig zusammen- gesetzte Straßenverkehre zumindest berechnen. Als Ver- Die dominierende Lärmquelle für den überwiegenden gleichsmaßstab dient die Zahl der Personen, die in der Teil der Bevölkerung ist der motorisierte Straßenverkehr. betrachteten Stunde durch eine zweispurige Haupt- Nach Berechnungen des Umweltbundesamtes ist knapp verkehrsstraße (mit Asphaltdecke) im Kernstadtbereich Jeder zweite Bundes- die Hälfte der Bevölkerung in Deutschland durch mit geringen Störungen des Verkehrsflusses fahren. Der bürger von Straßen- Straßenverkehr tagsüber mit Geräuschimmissionspe- Lärmwert für die Straßenbahn wird für unseren Modell- lärm betroffen geln über 55 dB(A) belastet, bei denen Beeinträchti- fall anhand der Richtlinie Schall 03 (25 m Abstand, gungen des physischen und sozialen Wohlbefindens zu 50 km/h) berechnet. erwarten sind. Mehr als ein Siebtel der Bevölkerung ist tagsüber gar von Pegeln über 65 dB(A) betroffen, bei Bei einem angenommenen durchschnittlichen Beset- denen ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauferkran- zungsgrad von 20 bis 25 Prozent zeigt sich, dass die kungen besteht. Straßenbahn heute das lauteste Stadtverkehrsmittel ist. Straßenbahnen mit insgesamt 1000 Fahrgästen erzeu- Die Lärmbelastung der Anwohner einer Straße wird gen ca. 3 dB(A) mehr Lärm als die entsprechende durch viele einzelne Lärmquellen verursacht. Die lau- Menge an Pkw mit insgesamt 1000 Insassen (25 m teste dieser Lärmquellen überdeckt dabei oftmals die Abstand, durchschnittliche Hauptverkehrsstraße inner- weniger lauten. Für unseren Vergleich der Stadtver- orts). Da die Lärmpegelskala logarithmisch verläuft, ent- kehrsmittel können wir deshalb nicht einfach Lärm- spricht dies bereits einer Verdoppelung der Schalllei- messungen von verschiedenen Straßenquerschnitten stung. Straßenbahnen auf eigenen Gleisen im Schot- terbett sind allerdings mindestens 3 dB(A) leiser. Am lei- sesten ist in unserem Modellfall der lärmarme Erdgasbus, er liegt nochmals bis zu 6,5 dB(A) unter dem Pegel einer entsprechenden Anzahl von Pkw. Ähnlich wie der Schadstoffausstoß ist auch die Lärm- emission von Fahrzeugen gesetzlich geregelt. Alle Fahr- zeugtypen müssen bei der Markteinführung die Geräuschgrenzwerte der so genannten Typprüfung erfüllen, die im Laufe der Jahre vom Gesetzgeber stu- fenweise verschärft werden. Jedoch zeigt eine Unter- suchung im Auftrag des Umweltbundesamtes, dass die Einhaltung der Typprüfwerte wenig aussagt über die im realen Verkehr auftretenden Lärmemissionen von vor- beifahrenden Fahrzeugen (FIGE 1995). Die Mitte- lungspegel für Pkw weisen aus diesem Grund eine große Spannweite von insgesamt 6 dB(A) aus. Deshalb kön- nen laute Diesel-Pkw den Lärmwert der Straßenbahn übertreffen. Für die zukünftige Entwicklung unterstellen wir gemäß Die Mittelungspegel beziehen sich auf 1000 beförderte Personen pro den beobachteten Trends nur eine leichte Abnahme der Stunde, Besetzungsgrad: 20 – 25 Prozent. Die eingezeichnete Bandbreite Lärmemissionen von Pkw, aber eine signifikante Abnah- bildet bei den Pkw und Bussen Fahrzeuge mit sehr niedrigem bzw. hohem me bei Bussen und Bahnen. Insbesondere die Entwick- Lärmpegel ab sowie bei den Bahnen Straßenbahn (höherer Wert) und lung von akustisch optimierten Niederflurbahnen (siehe U-Bahn (keine Lärmemission in den Straßenraum). diesbezügliche Lärmmessungen z. B. in Mannheim) gibt uns hierzu in Übereinstimmung mit dem UBA Anlass. Da U-Bahnen (solange sie unter der Erde fahren) kei- miteinander vergleichen. Vielmehr müssen wir uns nen Lärm in den Straßenraum emittieren, setzen wir abstrakte Situationen vorstellen, in denen nur Pkw, bzw. den Minimalwert für Bahnen auf Null. nur Busse oder nur Straßenbahnen durch eine Straße fahren. Wenn wir in einer solchen Situation eine Stun- de lang den Lärmpegel messen könnten, dann erhiel- Flächenbedarf – wenn das Fahr- ten wir die Geräuschbelastung durch das entsprechen- zeug zum Stehzeug wird de Stadtverkehrsmittel in Form des so genannten Mit- telungspegels. Eine lokale Ressource mit hohem Wert für die Stadt- bewohner stellt die verfügbare Fläche in der Stadt dar. 16 Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich · VCD Fakten
Zahlreiche Funktionen wie z. B. Wohnen, Arbeiten, Ver- sorgen und Erholen konkurrieren um sie. Die Attrakti- vität einer Stadt hängt u.a. davon ab, wie viel Zeit ihre Bewohner für den Zugang zu diesen Funktionen täg- lich aufbringen müssen. Daraus leitet sich für große Städte die Notwendigkeit eines funktionierenden Ver- kehrssystems ab, das seinerseits möglichst wenig Fläche beanspruchen sollte. Der direkte Flächenbedarf eines Verkehrssystems setzt sich zusammen aus dem Flächenbedarf für die Ver- kehrswege und aus dem Bedarf an Stellflächen für die Fahrzeuge. Indirekt belegt ein Verkehrssystem darüber hinaus noch weitere Flächen, z. B. für Tankstellen und Werkstätten. Auch die negativen Folgen eines Ver- kehrssystems, wie z. B. Lärm, schränken die Nutzungs- möglichkeiten von bestimmten Stadtflächen ein und stellen somit eine indirekte Form der Flächennutzung dar. Im Rahmen dieser Studie beschränken wir uns auf die Betrachtung des direkten Flächenbedarfs, der durch die Bewegung der verschiedenen Stadtverkehrsmittel Situation berücksichtigen wir für unseren Flächenbe- zu den Verkehrsspitzenzeiten entsteht. Denn sowohl darfs-Indikator die für den Berufsverkehr typischen die vorzuhaltende Kapazität des ÖPNV als auch die Besetzungsgrade. Der sich daraus ableitende Indikator Straßenkapazität des MIV werden von den Verkehrs- »zeitbewerteter Flächenbedarf einer Person« stellt somit planern für den morgendlichen Berufsverkehr ausge- die Vergleichsgröße für den Flächenverbrauch fahren- legt. der Stadtverkehrsmittel im Berufsverkehr dar. Der Pkw zeigt den mit Abstand höchsten Flächenbe- Flächenbedarf des fließenden darf der Stadtverkehrsmittel im fließenden Verkehr. Die Pkw brauchen am Verkehrs Straßenbahn auf ihrer eigenen Trasse benötigt nur ein meisten Platz Drittel, der Bus auf seiner Busspur weniger als die Hälf- Ein fahrendes Verkehrsmittel belegt eine Fläche, die sich te dieser Fläche. Auf Mischspuren und bei höheren Takt- als Produkt der beanspruchten Länge und der erfor- dichten reduziert sich der Flächenbedarf des ÖPNV derlichen Breite bestimmen lässt. Während sich der nochmals deutlich. zweite Faktor einfach aus der Breite einer Fahrspur bzw. einer Schienentrasse ableiten lässt, muss zur Ermittlung des ersten Faktors die Leistungsfähigkeit (praktische Durchlassfähigkeit) dieser Fahrspur bzw. dieses Gleises Entscheidend ist, was betrachtet werden. Eine im Auftrag des Umweltbun- hinten rauskommt desamtes entwickelte Vergleichsmethodik betrachtet hierzu die Zahl der Fahrzeuge, die in einer Stunde eine Die Vergleiche in den einzelnen Umweltwirkungskate- Ampelkreuzung passieren können (Bracher et al. 1999). gorien zeigen kein eindeutiges Bild: Meistens liegt der Dabei wird für den Pkw eine maximale Zahl von 600 Bus vor dem Pkw, aber nicht in jedem Jahr und in jeder Fahrzeugen berechnet, die sich aus der Dauer der Grün- Kategorie. Selbst die Straßenbahn zeigt in mancher Hin- phase sowie durch die notwendige Zeitlücke zwischen sicht hohe Umweltbelastungen. Welches motorisierte zwei aufeinander folgenden Fahrzeugen (2 Sekunden) Stadtverkehrsmittel ist nun aber das umweltverträg- ergibt. Demgegenüber stehen lediglich 12 Busse bzw. lichste? Bahnen pro Stunde, dies entspricht einem 5-Minuten- Takt. Um diese Frage zu beantworten, müssen die Ergebnis- se der einzelnen Wirkungskategorien zu einem Gesamt- Die aus der beanspruchten Länge und der erforderli- ergebnis zusammengefasst werden. Dabei spielen Kri- chen Breite bestimmte Fläche wird von den verschie- terien wie »Reversibilität«, »Räumliche und zeitliche denen Verkehrsmitteln für eine unterschiedliche Zahl Ausdehnung« und »Belastbarkeit der Prognose« eine von Personen und für verschiedene Zeiträume benötigt. Rolle. Aus diesen Kriterien leitet sich eine »Ökologische Deshalb werden die Fahrzeugabmessungen (Länge, Gefährdung« ab. Die Bewertung muss zudem noch Breite), die Platzkapazitäten (Plätze/Fahrzeug) sowie Bezug nehmen auf den spezifischen Beitrag, den eine der Fahrzeugdurchsatz pro Stunde in den Vergleich mit Verursachergruppe zur Gesamtheit aller Verursacher einbezogen. Entsprechend der relevanten Engpass- VCD Fakten · Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich 17
Designerbus mit hat. Und schließlich sollte der Abstand zur Erfüllung von scheiden, in eine Punkte-Skala umgesetzt und die resul- Erdgasantrieb: mehr Umweltqualitätszielen berücksichtigt werden. tierenden Punkte mit einem prozentualen Gewich- Komfort, weniger Schadstoffe tungsschlüssel versehen, der die Relevanz der einzel- nen Wirkungskategorien zu berücksichtigen versucht. Wichtige und weniger wichtige Allerdings ist eine quantitative Umsetzung einer solchen Umweltbelastungen eher qualitativen Diskussion umso angreifbarer, je stär- ker sich die betrachteten Verkehrsmittel in ihren Ein- Unbestritten ist, dass den Wirkungskategorien Treib- satzzwecken und ihrer Auslastung voneinander unter- hauseffekt und Ressourcenbeanspruchung eine zukünf- scheiden. tig noch ansteigende ökologische Bedeutung zukom- men wird. Sie sind demnach die wichtigsten der hier betrachteten Kategorien. Als ebenfalls sehr wichtig wer- Das Ergebnis: Bus und Bahn Bleibende Aufgaben: den allgemein die Kategorien Humantoxizität und Lärm- haben die Nase vorn … Treibhauseffekt und belastung eingestuft. Allerdings ist unter den ange- Lärm setzten Randbedingungen zukünftig die Humantoxi- Die Stadt-/U-Bahn weist in jeder relevanten Kategorie zität nur in dem Maße von Bedeutung, in dem sich die die geringsten Umweltwirkungen auf. Sie emittiert keine bisherigen Erkenntnisse zur Wirkung einer PM10-Bela- Schadstoffe in den unmittelbaren Straßenraum und stung erhärten und auch auf Verkehrsemissionen beansprucht dort, wo sie unterirdisch verläuft, auch zurückführen lassen. Schließlich ist der Flächenbedarf keine Flächen. Im Vergleich zu anderen Stadtverkehrs- von Verkehrsmitteln bereits heute sehr wichtig und wird mitteln verbraucht sie wenig Energie und Ressourcen möglicherweise zukünftig als noch wichtiger einge- und trägt damit nur wenig zu den globalen und regio- schätzt, da damit wertvolle urbane Flächen einer ande- nalen Umweltwirkungen bei. Zudem haben wir – bei ren Nutzungsmöglichkeit entzogen werden. Die ande- unterirdischer Führung – die Lärmbelastung vernach- ren Wirkungskategorien Sommersmog, Eutrophierung lässigt. Allerdings ist bekanntermaßen der Aufwand zum und Sauerstoffzehrung sowie Versauerung standen in Bau und Unterhalt einer U-Bahn beträchtlich – zu einem den vergangenen Jahren an vorderer Stelle der Diskus- akzeptablen Kostendeckungsgrad des Systems sind sion um die luftgetragenen Emissionen aus dem Ver- große Verkehrsströme vonnöten, was die Eignung auf kehr. Emissionen, die diese Prozesse auslösen, wurden Ballungsräume beschränkt. in den letzten Jahren deutlich verringert. Ökologische Ziele werden in zunehmendem Maße erreicht. Die öko- Die zweitbeste Bewertung erhält nach unserer Abwä- logische Bedeutung dieser Parameter wird somit in der gung der einzelnen Umweltwirkungskategorien der Bus. Relation als geringer angesehen. Hier liegt der Erdgasbus für das Bezugsjahr 2000 noch vor dem Dieselbus. Doch dieser macht aus ökologischer In anderen Arbeiten, beispielsweise für die Auto- Sicht die größten Sprünge nach vorn. So pegeln sich in Umweltliste des VCD oder im Rahmen der IFEU-Arbei- absehbarer Zukunft dank der Verschärfung der Grenz- ten für eine Initiative von Automobilindustrie, Energie- werte für Dieselfahrzeuge beide auf etwa demselben wirtschaft und Bundesministerium für Verkehr (»VES – Niveau ein. Der Partikelfilter macht aus ökologischer Verkehrswirtschaftliche Energiestrategie«), haben wir Sicht den Dieselbus wieder flott. eine Gesamtpunktebewertung durchgeführt. Dazu wur- den die Ergebnisse der einzelnen Wirkungskategorien, Erst an dritter Stelle folgt die Straßenbahn – das Lärm- die sich ja jeweils in ihren Einheiten voneinander unter- thema macht ihr zu schaffen. Erst die hier angenom- 18 Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich · VCD Fakten
menen Verbesserungen in der Lärmemission der Neu- ... und der Diesel-Pkw überholt fahrzeuge ab 2008 bringen die Straßenbahn ganz nah möglicherweise den Otto-Pkw an die Busse heran. Doch liegen Bus und Bahn insge- samt nicht weit auseinander und verteidigen damit ihr Der Diesel-Pkw war immer schon sparsamer als der Umweltimage gegenüber dem Pkw. Benziner, wurde aber wegen seiner hohen Schadstoff- emissionen aus ökologischer Sicht kritisiert. Mit der Partikelfilter für Einführung eines Partikelfilters wird nach den hier den Diesel ... aber der Pkw holt auf betrachteten Umweltwirkungskategorien der Diesel- Pkw den Otto-Pkw einholen und je nach Gewichtung Der Pkw des heutigen Bestandes liegt in den meisten der klimarelevanten Emissionen auch knapp überholen Kategorien auf den Plätzen hinter den Öffentlichen Ver- können. kehrsmitteln. Aber während Bus und Bahn auf ihrem hohen Umweltbewertungsniveau nur noch geringe ökologische Fortschritte aufweisen, machen sich in Zukunft einige Verbesserungen in der Pkw-Technik Was ist nun zu tun? bemerkbar. Der Abstand zwischen ÖPNV und MIV wird in den nächsten Jahren stark abnehmen. Besonders Bus und Bahn zeigen auf unserem Umweltprüfstand, sparsame Fahrzeuge, beispielsweise Drei-Liter-Autos, dass sie derzeit aus ökologischer Sicht unangefochten die mit Partikelfilter ausgestattet sind, werden dem- an der Spitze der motorisierten Stadtverkehrsmittel ste- nächst pro Platzkilometer fast das Umweltniveau des hen. Doch wenn sie sich auf diesen Lorbeeren ausruhen, Sparsame Pkw ÖPNV erreichen. Würde allerdings der gesamte Lebens- würde ihnen ein sehr sparsamer Pkw schon in weni- fordern Bus und zyklus berücksichtigt, bliebe ein solch niedrig verbrau- gen Jahren den Spitzenplatz in wichtigen ökologischen Bahn heraus chender Pkw aufgrund der vergleichsweise hohen Wirkungskategorien streitig machen können. Umweltbelastung bei seiner Herstellung wiederum deutlich schlechter als Busse und Bahnen. Eine wichtige Eigenschaft unseres öffentlichen Ver- kehrssystems ist seine Umweltverträglichkeit. Nicht zuletzt aufgrund seines positiven Umwelteffektes wer- Ausgewählte Literatur den Bus und Bahn mit öffentlichen Geldern finanziell unterstützt. Verliert er diesen Umweltbonus, so muss Bracher et al. (1999): »Umweltentlastung durch befürchtet werden, dass der politische Wille zur Förde- Kostenminimierung im Verkehr (Least Cost Planning im rung des ÖPNV abnimmt und sich ein Teil seiner Kun- Verkehr)«. Schlussbericht Teil 3: Bewertungs- und den – auch potenzieller – von ihm abwendet. Berechnungsverfahren zur Flächenbeanspruchung. Auf- tragnehmer: IVU Berlin, Öko-Institut, TU Dresden. I.A. des Umweltbundesamtes. Berlin. Die Straßen-, Stadt- und U-Bahnen könnten durch die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen Bundesminister für Verkehr, Bau und Wohnungswesen (1999) (Hrsg.): »Verkehr in Zahlen«. Berlin. schon bald ihr Treibhauspotenzial (wie auch ihr Strah- lenschutzrisiko) drastisch reduzieren, während Busse FIGE (1995): »Ermittlung der Geräuschemissionsände- und Pkw dafür noch einige Anstrengungen auf sich rung von Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr. I.A. des Umweltbundesamtes«. Herzogenrath. nehmen müssen. Sehr schnell sollten Partikelfilter-Syste- me die Dieselfahrzeuge sauber halten. Hinsichtlich der ITA/IFEU et al. (1999): »Durchführung eines Risikover- Lärmbelastung zeigen die jüngsten Ergebnisse der Lärm- Verkehrsberuhigung gleiches zwischen Dieselmotoremissionen und Ottomo- toremissionen hinsichtlich ihrer kanzerogenen und wirkungsforschung die Notwendigkeit weiterer Lärm- der etwas anderen nicht-kanzerogenen Wirkungen«. UBA-Texte 2/99. minderungsmaßnahmen, wie z. B. akustisch optimier- Art Berlin. te Rad-Schiene-Systeme, geräuscharme Reifen, Flü- Nigge (2000): »Life Cycle Assessment of Natural Gas sterasphalt und leise Antriebssysteme. Vehicles«. Development and Application of Site- Dependance Impact Indicators. Berlin, Heidelberg, New Das Rennen um das umweltschonendste Stadtver- York. kehrsmittel hat also längst begonnen. Bus und Bahn Socialdata (1993): »Trendwende zum ÖPNV«. Basis- haben den Startschuss wegen ihres großen Vorsprungs broschüre. München. möglicherweise nicht ganz ernst genommen – nun ist TREMOD Knörr, W., Höpfner, U. et al. (IFEU) (ab es Zeit, die Herausforderung anzunehmen. Aus Sicht 1993): Daten- und Rechenmodell: »Energieverbrauch des Aufgabenträgers gilt es nun, alle technischen und und Schadstoffemissionen des motorisierten Verkehrs in organisatorischen Möglichkeiten auszuschöpfen, um Deutschland 1980-2020” und »TREMOD: Transport insbesondere bei schwach ausgelasteten Linien und in Emission Estimation Model«. Im Auftrag des Umwelt- bundesamtes; Berlin; in Kooperation mit dem VDA, nachfragearmen Zeiten die umweltseitigen Potenziale dem MWV, der Deutschen Bahn und anderen (fortlau- des ÖPNV zur Geltung zu bringen bzw. seine Vorteile fende Arbeiten). wieder herzustellen. VCD Fakten · Bus, Bahn und Pkw im Umweltvergleich 19
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