Handbuch Emissionsfaktoren 5.1

Projektdauer: 2021 bis 2025

Finanzierung: Deutschland, Schweiz, Österreich, Frankreich, Schweden, Norwegen

Projektteam: Hausberger, Weller, Opetnik, Dippold, Landl, Present, Nöhrer, Vuckovic

Oktober 2025 wurde die neueste Version des Handbuchs Emissionsfaktoren (HBEFA 5.1) als umfangreiches Update veröffentlicht. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf neuen Aspekten, die aufgrund von Emissions- und CO₂-Vorschriften im Zuge der Weiterentwicklung von Straßenfahrzeugflotten an Bedeutung gewinnen – wie beispielsweise Nicht-Abgasemissionen (NAA), zusätzlicher Energieverbrauch und Emissionen beim Kaltstart, nicht regulierte Schadstoffemissionen sowie Manipulationen und Verschleiß von Fahrzeugen.

Wir haben auf unserem PKW- und LKW-Rollenprüfstand sowie im realen Verkehr Emissionstests durchgeführt und neue Messdaten von allen HBEFA-Partnerlabors gesammelt. Insgesamt wurden 87 LKW und Busse und 90 Pkw und leichte Nutzfahrzeuge zwischen EURO 6a und 6e für das Update getestet. Die Daten werden in unsere Datenbank hochgeladen, welche die Eingabedaten für unser Emissionsmodell PHEM liefert, um Emissionskennfelder und Fahrzeugspezifikationen für die Simulation aller Abgas- und Nicht-Abgas-Emissionsfaktoren von HBEFA zu erstellen. PHEM simuliert Kräfte und Leistungen aus den Gleichungen der Fahrzeuglängs- und Querdynamik für mehr als 1800 verschiedene Verkehrssituationen (d. h. Fahrzyklen) und berechnet auf der Grundlage dieser Daten die Emissionswerte aus den Emissionskennfeldern.

Wir haben einen neuen Modellansatz für die Simulation der Kaltstartemissionen entwickelt, der es ermöglicht, alle Emissionstests mit Kaltstart für die Modellparametrisierung zu verwenden. Damit konnten erstmals die Kaltstartemissionen von schweren Nutzfahrzeugen in HBEFA berücksichtigt und eine breite Palette von Testdaten für Pkw verwendet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass der Kaltstart einen erheblichen Einfluss auf die Emissionen moderner Fahrzeuge in städtischen Gebieten hat, wo die meisten Starts stattfinden.

Abbildung 1: NOx-Emissionen von Euro 6d-Pkw in verschiedenen Fahrbedingungen

Für die Nicht-Abgasemissionen wurden neuartige Simulationsmethoden entwickelt, bei denen die Bremsleistung und die Drehzahl der Bremsscheibe für die Simulation von Bremsabriebpartikeln und die Reifenschlupfleistung für die Simulation der Reifen- und Straßenabriebpartikeln verwendet werden. Bislang sind die Daten für die Modellparametrisierung recht begrenzt (acht getestete Bremssysteme und sechs getestete Reifen). Das Modell kann aber einfach aktualisiert werden, sobald mehr Daten verfügbar sind. Die Ergebnisse zeigen, dass Bremsabriebemissionen die PM10- und PM2,5-Emissionen von Fahrzeugen im Stadtverkehr dominieren. Im ländlichen Raum und auf Autobahnen sind wiederaufgewirbelte PM, Straßen- und Reifenabrieb wichtiger. Aufgrund des steigenden Anteils von Elektromotoren in Fahrzeugantrieben und aufgrund der Emissionsgrenzwerte für Bremsabrieb in EURO 7 werden die Bremsemissionen und damit die NEE in städtischen Gebieten in Zukunft deutlich sinken.

Abbildung 2: Nicht-Abgasemissionsfaktoren für alle Verkehrssituationen in HBEFA für ebene Straßen für die Pkw-Flotten 2025 und 2030 mit durchschnittlichen Kurvenradien