Im Gegensatz zu den Emittentengruppen Industrie, Kleingewerbe und Gebäudeheizung, bei denen die Emissionsquellen stationäre Anlagen darstellen, weist der Kfz-Verkehr bewegliche Schadstoffquellen auf. Die Emissionsermittlung für den Bereich Kfz-Verkehr erfolgt nicht anlagenbezogen (pro Fahrzeug), sondern wird streckenbezogen durchgeführt.

Im Folgenden wird die Vorgehensweise bei der Erstellung des Teilkatasters Kfz-Verkehr beschrieben. Innerhalb dieses Emissionskatasters werden folgende Fahrzeugarten unterschieden:

- Pkw
- leichte Nutzfahrzeuge
- schwere Nutzfahrzeuge
- Busse
- Krafträder.

Das vollständige Straßennetz Hessens dient als Datengrundlage. Dieses wird in fünf Straßenarten eingeteilt, die außerdem nach innerorts bzw. außerorts untergliedert sind: Autobahnen, Bundesstraßen, Landesstraßen, Kreisstraßen und Gemeindestraßen.

Die Daten zu den Verkehrsmengen stammen vom Hessischen Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen aus Verkehrszählungen im Jahr 2005. Das Verkehrsaufkommen auf den Straßen ohne Zähldaten wird mit einem Modell für die Fahrleistung (gefahrene Kilometer) bestimmt, in das geo- und soziodemographische Daten eingehen. Der Anteil des modellierten Verkehrs betrug etwa ein Fünftel an der Gesamtfahrleistung in Hessen; dabei sind die Verkehrsmengen auf den Kreis- bzw. Gemeindestraßen großenteils auf Basis modellierter Verkehrsdaten berechnet, wohingegen bei den übrigen drei Straßenarten weitgehend auf gezählte Verkehrsdaten zurückgegriffen werden kann.

Das Emissionsmodell basiert auf den aktuellen Emissionsfaktoren des Umweltbundesamts [1]; sie werden pro Fahrzeugtyp für verschiedene Verkehrssituationen ermittelt. Die Zusammensetzung der Fahrzeugflotte ist ebenfalls Bestandteil des Modells. Die während der Warmlaufphase erhöhten Emissionen gehen als Kaltstartzuschläge in die Emissionsfaktoren ein. Neben den Abgasen aus dem fließenden Verkehr werden außerdem die Emissionen des ruhenden Verkehrs erfasst; diese ergeben sich aus den Verdunstungsemissionen des Kraftstoffs bei Heiß- und Warmabstellvorgängen sowie bei der Tankatmung. Abweichend vom Standardverfahren werden auch die nicht motorbedingten Feinstaubemissionen durch Abrieb und Aufwirbelung ermittelt und den Staubemissionen zugeschlagen.

Durch die Verknüpfung aller genannten Elemente (Straßennetz, Verkehrsmengen und Emissionsmodell) lassen sich die Emissionen des Straßenverkehrs berechnen. Die linienhaft für die einzelnen Straßenarten vorliegenden Emissionen werden anschließend zu flächenhaft dargestellten Gesamtemissionen transformiert.

Das erste landesweite Emissionskataster für die Emittentengruppe Kfz-Verkehr wurde für die Jahre 1990/91 erstellt; die Ergebnisse der damaligen Erhebung sind in [2] veröffentlicht. Inzwischen wurde das Teilkataster Kfz-Verkehr in modifizierter Form hessenweit für die Bezugsjahre 1995, 2000 und 2005 fortgeschrieben. Die beiden aus dem Bereich Straßenverkehr ausgewählten Emissionskarten beziehen sich auf das Jahr 2005.

Das Teilkataster Kfz-Verkehr umfasst Emissionen von anorganischen und organischen Gasen sowie von Stäuben. In Tabelle 1 sind die entsprechenden Jahresemissionen für die Bezugsjahre 1995, 2000 und 2005 zusammengestellt.

Der NMVOC-Emissionswert stellt einen Summenwert dar, der (bis auf Einzelangaben zu Benzol, Toluol und Xylol) stofflich nicht weiter aufgeschlüsselt ist; die organischen Gase bestehen bei dieser Emittentengruppe großenteils aus Kohlenwasserstoffen. Der Staub-Emissionswert wird mithilfe des Emissionsfaktors für Partikel berechnet und ist ebenfalls nicht weiter untergliedert (nur der Anteil Dieselruß ist einzeln ausgewiesen).

Die anorganischen Gase Ammoniak und Lachgas werden durch den Katalysator gebildet; besonders in der Warmlaufphase kann es zur Bildung dieser Gase kommen.

Der Parameter NMVOC setzt sich (als einziger Parameter) aus den Emissionen des fließenden und des ruhenden Verkehrs zusammen. Die Verdunstungsverluste vom ruhenden Verkehr machten im Jahr 2005 ein Viertel der gesamten NMVOC-Emissionen aus.

Bei den Stäuben ist durch eine geänderte Emissionsmodellierung eine Differenzierung zwischen Emissionen aus dem Auspuff (motorbedingt) und Emissionen durch Abrieb und Aufwirbelung (nicht motorbedingt) möglich. Der nicht motorbedingte Partikelanteil beträgt im Jahr 2005 etwa 60 % der Staub-Emissionen.

Bezüglich der Eigenschaften von Stickstoffmonoxid und -dioxid sei auf den entsprechenden Abschnitt im Text zur Immissionskarte von Stickstoffdioxid verwiesen.

Die Emissionskarte stellt die Stickstoffoxid-Jahresemissionen des Kfz-Verkehrs auf Rasterebene dar. Die NO_x-Emissionen lagen 2005 in Hessen bei insgesamt 54.813 t/a.

Auf der NO_x-Karte bilden sich die Hauptverkehrswege deutlich ab. Insbesondere die Autobahnen sind gut erkennbar; über die Hälfte (60 %) der im Straßenverkehr emittierten Stickstoffoxide wird auf ihnen freigesetzt. Abgesehen von dem hohen Autobahn-Fahrleistungsanteil von 40 % sind noch weitere Gründe dafür verantwortlich: Zum einen nimmt der NO_x-Ausstoß der Fahrzeuge gerade im hohen Tempobereich stark mit steigender Fahrgeschwindigkeit zu. Zum anderen ist der Anteil von schweren Nutzfahrzeugen auf Autobahnen höher als auf den übrigen Straßen, und gerade diese Fahrzeuggruppe trägt (verglichen mit ihrem Anteil an der Gesamtfahrleistung) weit überproportional zu den NO_x-Emissionen bei, da die NO_x-Emissionsfaktoren von schweren Lkw ein Vielfaches der entsprechenden Werte von Pkw betragen.

Im Bereich des Kraftfahrzeugverkehrs, der seit Jahrzehnten stetig zugenommen hat, ließ sich erst ab Ende der 80er Jahre ein Emissionsrückgang feststellen. Die freigesetzten Stickstoffoxid-Mengen dieser Emittentengruppe nahmen in Hessen zwischen 1995 und 2005 um ca. 40 % ab. Bundesweit sanken die NO_x-Emissionen des Straßenverkehrs in vergleichbarem Maße: Sie wiesen im gleichen Zeitraum eine Abnahme um 43 % auf [3]. (Anmerkung: Die in [2] veröffentlichten Emissionswerte aus der Erhebung für 1990/91 sind mit den heute verfügbaren Emissionsfaktoren, u. a. bedingt durch Änderungen in der Erhebungs- und Auswertungssystematik, nicht aktualisierbar. Vergleichende Abschätzungen ergeben eine deutlich überschätzte Emissionsmenge der Stickstoffoxide; im Wesentlichen ist dies auf die Verwendung der zum damaligen Zeitpunkt vorliegenden (aus heutiger Sicht teilweise überholten) Faktoren zurückzuführen.)

Der Rückgang der NO_x-Emissionen im Straßenverkehr ist hauptsächlich der Einführung des Katalysators Mitte der 80er Jahre zu verdanken. Der 3-Wege-Katalysator senkt den Gehalt von Stickstoffoxiden sowie außerdem von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen im Abgas; er besitzt für diese Stoffe eine Abgasreinigungsleistung von etwa 90 % [4]. Die Hauptzunahme seiner Verbreitung fiel in die 90er Jahre: 1992 lag der Anteil schadstoffarmer Personenkraftwagen noch bei 47 %, 1999 machte er 92 % des Pkw-Bestands aus [5]. Nach heutigem Stand sind ca. 99 % der zugelassenen Pkw schadstoffreduziert [6].

Der Parameter NMVOC  setzt sich aus einer Vielzahl verschiedener Stoffe zusammen, die sich oftmals nicht im Einzelnen angeben lassen. Je nach Emittentengruppe ist unterschiedlich viel über seine Zusammensetzung bekannt.

Da sich hinter den NMVOC völlig unterschiedlich zu bewertende und u. U. auch in geringen Mengen gesundheitsschädigende, teilweise sogar krebserregende Komponenten verbergen, lassen sich zur toxischen Wirkung dieser Summengröße auf den Menschen pauschal keine Aussagen machen; dies kann nur über eine Betrachtung der Einzelstoffe erfolgen. – Generell tragen die Kohlenwasserstoffe innerhalb der NMVOC als Ozon-Vorläufersubstanzen zum Problemkreis Sommersmog bei. Außerdem können bestimmte Stoffklassen zum Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre (Ozonloch) oder zur Erwärmung der Atmosphäre (Treibhauseffekt) führen.

Die Emissionskarte zeigt die NMVOC-Jahresemissionen des Kfz-Verkehrs, dargestellt auf Rasterebene. Die Emissionen betrugen 2005 insgesamt 9.985 t/a in Hessen.

Auf der NMVOC-Emissionskarte treten insbesondere die Siedlungsschwerpunkte mit erhöhten Werten deutlich hervor. Das Autobahnnetz ist deutlich schwächer wahrzunehmen. Dies spiegelt die Tatsache wider, dass 57 % des im Straßenverkehr emittierten NMVOCs innerorts freigesetzt wird, auch wenn der Innerorts-Fahrleistungsanteil nur ca. 25 % beträgt. Die besondere Belastung der Siedlungsgebiete hat mehrere Ursachen: Der Kohlenwasserstoffausstoß steigt gerade im sehr niedrigen Tempobereich mit abnehmender Geschwindigkeit besonders stark an. Außerdem tragen die Kaltstarts mit ihren erhöhten Emissionsraten speziell innerorts zur Freisetzung von organischen Verbindungen bei. Einen großen Anteil am Schadstoffaufkommen haben zudem die innerorts auftretenden Verdunstungs- und Tankatmungsvorgänge aus dem ruhenden Verkehr: Von den hessischen NMVOC-Emissionen stammten im Jahr 2005 ca. 76 % vom fahrenden und 24 % vom ruhenden Verkehr.

Die NMVOC-Emissionen des Kfz-Verkehrs sind in Hessen zwischen 1995 und 2005 auf weniger als ein Viertel zurückgegangen. Die Entwicklung der bundesweiten Daten [3] zeigt mit einem Rückgang um 75 % eine gute Übereinstimmung der Werte für den Zeitraum von 1995 bis 2005. (Anmerkung: Die im Verkehrsemissionskataster für 1990/91 [2] genannten Schadstoffmengen konnten nicht mit den aktuellen Emissionsfaktoren aktualisiert werden – siehe auch unter Stickstoffoxide. Vor dem Hintergrund der bundesweiten Daten erscheinen sie aber plausibel.)

Die Abnahme der Emissionen ist auf verschiedene Maßnahmen zurückzuführen:

• zunehmende Verbreitung des Katalysators, der den Gehalt an Kohlenwasserstoffen im Abgas von Ottomotoren bei betriebswarmem Motor um  90 % und mehr senkt
• verbessertes Motormanagement
• Einführung von Kohlefiltern zur Senkung der Kohlenwasserstoff-Emissionen aus dem Tank

[1] HBEFA Handbuch Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs, Version 2.1 / Feb. 2004, Umweltbundesamt Berlin  

[2] Emissionskataster Hessen – Landesweite Erhebung der Quellengruppe Kfz-Verkehr 1990/1991, Schriftenreihe der Hessischen Landesanstalt für Umwelt, Heft Nr. 170, Wiesbaden (1994)

[3] Umweltbundesamt: Luft und Luftreinhaltung – Emissionsinventare mit informativem Inventarbericht 2009, Emissionsentwicklung 1990 - 2007

[4] Bayerisches Landesamt für Umweltschutz: Informationen über Abgase des Kraftfahrzeugverkehrs, Augsburg (April 2003)

[5] Umweltbundesamt (Hrsg.): Daten zur Umwelt – Der Zustand der Umwelt in Deutschland 2000. Erich Schmidt Verlag, Berlin (2001)

[6] Statistische Mitteilungen des Kraftfahrt-Bundesamtes, Fahrzeugzulassungen, Bestand am 1. Januar 2009 nach Emissionen und Kraftstoffen, veröffentlicht im März 2009