Der Verkehr und die damit verbundene Wirtschaftssektoren tragen deutlich zum Klimawandel bei. Die zugehörigen Emissionen steigen nach wie vor, sodass die Erreichung der Pariser Klimaziele gefährdet ist. Zudem tragen diese Sektoren in besonderer Weise zum Lärm und zur Beeinträchtigung der Luftqualität bei.
Derzeit gibt es keine Kataster, die die Emissionen (Gase, Partikel, Schall) aller Verkehrsmodi (Landverkehr, Luft-fahrt, 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.
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.
Das Projekt ELK verbindet die DLR-Programme Luftfahrt, Raumfahrt, Verkehr und Energie.
Globale Rußemissionen des Luftverkehrs im Jahr 2015 (Christian Weder, DLR-LY; Mattia Righi, DLR-PA). Im Projekt ELK werden für verschiedene Spezies globale Emissionskataster für den Land-, Schiffs- und Luftverkehr sowie für die verwandten Sektoren Energie und Industrie entwickelt.
NO2-Konzentration im Bereich der Landshuter Allee/Nymphenburger Straße in München (Ausshnitt 1 km x 1 km), simuliert mit dem LES-Modell PALM-4U (Thilo Erbertseder, Ehsan Khorsandi, Frank Baier, DLR-DFD). Gebäude- und turbulenzauflösende Simulationen des Luftschadstoffs NO2 werden im Projekt ELK für Hamburg eingesetzt.
Simulation von Straßenverkehrslärm in Berlin-Mitte (Arne Henning, AS-GÖ). Quelle: https://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-4702/7791_read-66997/. Im Projekt ELK werden hochaufgelöste Lärmkarten für Hamburg erstellt.