Messung von Realemissionen an non-road mobilen Maschinen

Projektdauer: 2025

Finanzierung: Umweltbundesamt Österreich

Projektteam: Weller, Nöhrer, Tiesenhausen, Plakolmer, Stadlhofer, Hausberger

Der Sektor Non-road mobile Maschinen (NRMM) umfasst landwirtschaftliche Fahrzeuge und Maschinen, Baumaschinen, handgehaltene Geräte, Schiffe und Schienenfahrzeuge. Diese verursachen gesamt ca. 20 % der Stickoxidemissionen und mit 45 % sogar knapp die Hälfte der Abgaspartikelmasseemissionen des österreichischen Verkehrssektors[1]. Um die Schadstoffemissionen der NRMM zu reduzieren, gibt es gleich wie im Straßenverkehr Schadstoffregulierungen. Die derzeitig gültige Stufe V reguliert neben den Emissionen am Prüfstand auch erstmals die Emissionen im Realbetrieb mithilfe von sogenannten In-Service Monitoring Tests[2]. Zudem wurde mit Stufe V ein Grenzwert für die Partikelanzahl eingeführt, welcher den Einbau von Dieselpartikelfiltern unumgänglich macht[3].

Um die Wirksamkeit der verschiedenen Regulierungen auf die Realemissionen zu bewerten, wurden wir vom Umweltbundesamt Österreich beauftragt, Messungen an acht NRMM im Realbetrieb durchzuführen. Der Fokus lag dabei auf den modernsten Maschinen mit den Emissionsstufen IV und V. Bei der Maschinenauswahl wurde neben einer breiten Abdeckung von möglichen Maschinenkategorien und Einsatzgebieten auch darauf geachtet, dass Maschinen mit unterschiedlichen Betriebsstunden ausgewählt wurden. Dadurch kann untersucht werden, ob erhöhte Betriebsstunden Einfluss auf das Emissionsverhalten haben.

Die folgenden Abbildungen zeigen, wie die portable Emissionsmesseinrichtung (PEMS) an verschiedenen Maschinen installiert wurde ohne den Realbetrieb einzuschränken.

Abbildung 1: Aufbau portables Messsystem an verschiedenen NRMM

Abbildung 2 zeigt die vorläufigen Ergebnisse für NOx und Partikelanzahl im Vergleich zu ihrem jeweiligen Grenzwert. Dabei ist zu erkennen, dass die zufällig ausgewählten Maschinen die Grenzwerte im Realbetrieb sowohl bei NOx als auch PN teilweise einhalten, manche Maschinen diese aber um ein Vielfaches überschreiten. Obwohl keine der Maschinen einen Fehler angezeigt hat, funktioniert die Abgasnachbehandlung offensichtlich nicht bei allen Maschinen im Feld ordnungsgemäß. 

Abbildung 2: Realemissionen von NRMM

Zudem zeigen die Ergebnisse, dass erhöhte Betriebsstunden die Emissionen im Vergleich zum Neuzustand mehr als verdoppeln können.

In einem Folgeprojekt für das Bundesamt für Umwelt der Schweiz werden aus diesen Messdaten Emissionsfaktoren für den NRMM Sektor erstellt.

[1] M. Schwingshackl, S. Hausberger: Straßenverkehrsemissionen und Emissionen sonstiger mobiler Quellen Österreichs für die Jahre 1990 bis 2023 (OLI2024), Erstellt im Auftrag der Umweltbundesamt GmbH. Bericht Nr. I-36/2024/Schwings EM Inst-24/007/25-670 vom 03.12.2024

[2] ISM Tests sind nur für Maschinen mit einer Nennleistung von 56 bis 560 kW vorgeschrieben.

[3] Der PN-Grenzwert betrifft nur Maschinen von 19 bis 560 kW Nennleistung.