Derzeit gibt es keine Kataster, die die Emissionen (Gase, Partikel, Schall) aller Verkehrsmodi (Landverkehr, Luftfahrt, Schifffahrt) und der damit verbundenen Energieerzeugung sowie die Emissionen für die Herstellung der Fahrzeuge und Infrastrukturen konsistent erfassen. Bislang vorhandene Kataster erlauben zudem keine weitere Differenzierung, etwa nach Fahrzeugtypen oder verkehrlichen Kenngrößen. Gleichwohl sind solche Kataster eine notwendige Voraussetzung für eine qualitativ hochwertige vergleichende Bewertung der Auswirkungen des Verkehrs auf nationaler, regionaler und globaler Ebene. Darüber hinaus werden sie für die Entwicklung von Szenarien zukünftiger Emissionen und für belastbare Bewertungen von Klimaschutzmaßnahmen und sonstigen Aktivitäten zur Verbesserung der Luftqualität und zur Reduzierung der Lärmbelastung benötigt.
Projekt ELK
Das neue strategische DLR-Impulsprojekt EmissionsLandKarte (ELK) kombiniert die interdisziplinären Kompetenzen des DLR durch die Zusammenarbeit von 25 Instituten und einem externen Partner (Helmholtz-Zentrum Hereon) unter der Leitung des Instituts für Physik der Atmosphäre (Oberpfaffenhofen) und des Instituts für Verkehrsforschung (Berlin), um diese anspruchsvolle Aufgabe zu meistern. ELK setzt sich zum Ziel, eine primäre Informationsquelle für verschiedene Stakeholder und Zielgruppen zu etablieren, seien es Entscheider in der nationalen Politik und Verwaltung, die wissenschaftliche Community der Klima-, Luftqualitäts- und Lärmmodellierung oder das Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC).
Die Erstellung von Emissionskatastern erfordert die enge Zusammenarbeit zahlreicher Disziplinen, um das breite thematische Spektrum abzudecken. Dies reicht von der Verkehrsnachfrage und Emissionsindizes über die Entwicklung von Modellen bis hin zu geeigneten Wegen der Visualisierung und Bereitstellung der erzeugten Daten. Bedingt durch die unterschiedlichen Emittenten und die sehr heterogene Datenlage in den verschiedenen Emissionsbereichen ist eine Kombination von verschiedenen Modellwerkzeugen und -verfahren notwendig, auch mit Unterstützung von Messungen und Satellitendaten.
Im Wesentlichen werden vorhandene Daten (DLR-eigene und externe) aufbereitet und ausgewertet sowie Verfahren zur Bestimmung räumlich und zeitlich aufgelöster Verkehrsvolumina und Emissionsverteilungen weiterentwickelt und angewendet. Genau spezifizierte Kriterien für die Auslegung der Emissionskataster werden definiert, anhand derer die entstandenen Kataster auf ihre Anwendbarkeit hin geprüft werden. Darüber hinaus muss durch eine geeignete Datenbankstruktur und eine Nutzeroberfläche sichergestellt werden, dass sowohl interne wie externe Nutzer einfach und zuverlässig auf die finalen Kataster zugreifen können.
Projektziele
Das Projekt ELK verfolgt vier Hauptziele:
- Erstellung eines globalen Emissionskatasters (Gas und Partikel) für Verkehr (alle Modi), Energie und verwandte Sektoren für das Zieljahr 2019:
3D-/4D-Kataster (geographischer Raum, Zeit, Höhe) für die wichtigsten Spezies (CO2, H2O, NOx, S-Produkte, NMHC [VOC], Partikel [Typen, Spektren]) - Erstellung eines nationalen Lärm-Immissionskatasters für Verkehr (insbesondere Straßen- und Flugverkehr) und Energie für das Zieljahr 2019:
2D-Kataster (potenziell auch mit Tages- und Jahresgang) jeweils für verschiedene Gruppen von Emittenten - Erreichung der Szenarien-Fähigkeit für die Emissionskataster:
Fähigkeit, Emissionsszenarien für vorgegebene Narrative (z. B. des IPCC) zu entwickeln und – in einer Vorstufe – die Kataster für Sensitivitätsstudien anzupassen, z. B. einen höheren Anteil elektrisch oder mit Wasserstoff angetriebener Fahrzeuge, andere Reiseflugniveaus oder den verstärkten Einsatz von Windkraftanlagen - Visualisierung der Immissionen für die Modellregion Hamburg: Für die Modellregion Hamburg werden exemplarisch die bodennahen Immissionen sowohl von Luftschadstoffen als auch von Lärm vorliegen und graphisch dargestellt sein.
Projektlaufzeit:
1.12.2021 – 31.12.2024
Projektleitung & Projektpartner
Projektleitung:
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Dr. Mattia Righi Institut für Physik der Atmosphäre Abt. Erdsystem-Modellierung Oberpfaffenhofen-Wessling Tel.: +49 8153 28-1813 |
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Angelika Schulz Institut für Verkehrsforschung Abt. Räume in Mobilitäts- und Transportsystemen Berlin-Adlershof Tel.: +49 (0)30 67055-294 |
Projektpartner:
Folgende Institute und Einrichtungen sind am Projekt beteiligt:
- Institut für Aeroelastik (AE)
- Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik Braunschweig (AS-BS)
- Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik Göttingen (AS-GÖ)
- Institut für Antriebstechnik (AT)
- Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum (DFD)
- Institut für CO2-arme Industrieprozesse (DI)
- Institut für Elektrifizierte Luftfahrtantriebe (EL)
- Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik (FA)
- Institut für Fahrzeugkonzepte (FK)
- Institut für Flugführung (FL)
- Institut für Flughafenwesen und Luftverkehr (FW)
- Einrichtung für Flugexperimente (FX)
- Institut für Kommunikation und Navigation (KN)
- Institut für Lufttransportsysteme (LY)
- Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin (ME)
- Institut für Methodik der Fernerkundung (MF)
- Institut für Maritime Energiesysteme (MS)
- Institut für Physik der Atmosphäre (PA)
- Institut für Raumfahrtsysteme (RY)
- Institut für Softwaretechnologie (SC)
- Institut für Solarforschung (SF)
- Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt (SL)
- Institut für Vernetzte Energiesysteme (VE)
- Institut für Verkehrsforschung (VF)
- Institut für Verbrennungstechnik (VT)
- Extern: Helmholtz-Zentrum Hereon (Geesthacht)